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毫米波汽车防撞雷达前端设计

毫米波汽车防撞雷达前端设计

作者：樊小毛西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着人们消费水平的提高,汽车消费越来越普遍,道路汽车拥堵也成了当今社会一个常见问题,汽车驾驶安全问题也越来越突出和被重视,并且无人驾驶技术也是现在新兴和发展的热点技术。毫米波雷达是一种高分辨雷达,使用调频连续波（FMCW）体... 详细信息

随着人们消费水平的提高,汽车消费越来越普遍,道路汽车拥堵也成了当今社会一个常见问题,汽车驾驶安全问题也越来越突出和被重视,并且无人驾驶技术也是现在新兴和发展的热点技术。毫米波雷达是一种高分辨雷达,使用调频连续波（FMCW）体制时其探测精度更高,而且与其它雷达体制相比,有着更紧凑的结构、更高的测距精度和基带信号处理效率高等特点。毫米波雷达作为汽车安全控制系统和智能汽车驾驶技术核心部件之一,有着广阔的市场前景,并且对于降低交通安全事故,促进智能驾驶技术的发展有着重要的意义。本文以77GHz频率的毫米波防撞雷达前端部分为主要研究内容。设计了一款射频电路和收发天线集成在一起的毫米波雷达前端系统。收发天线采用一发两收的结构,使得发射天线和接收天线之间具有更高的隔离度和抗干扰能力,能对多个目标进行距离估计,速度检测和角度的测量。发射天线具有覆盖远距离（150m）和中距离（60m）的赋形波束特点,可以实现对不同视距内目标的同时探测。接收天线为宽波束高增益阵列天线。收发天线为基片集成波导（SIW）和微带贴片混合结构,易于与射频电路集成。射频电路部分采用MMIC芯片,收发芯片都集成了3倍频电路,用一片信号发生器芯片产生25.5GHz本振推动,每个收发芯片具有两个通道,支持多通道扩展。此结构紧凑,易于小型化,具有很高的实用价值。本文具体研究工作有以下几点:1、对常见汽车防撞雷达前端系统方案比较,根据实际应用需求和线性调频连续波（LFMCW）理论,分析并确定了防撞雷达前端整体系统指标及雷达前端射频电路和天线的各项指标。2、根据天线指标要求,设计了接收和发射天线。在发射天线设计中,通过阵列天线理论和MATLAB优化求解,确定了赋形波束方向图函数中的参数值,这些值作为后面天线设计的初始值。发射天线为SIW馈电的平面贴片阵。每列天线阵元采用服从道尔夫-切比雪夫分布的十单元贴片天线,使俯仰角波束变窄,减小地杂波和空间反射波对系统性能的影响。接收天线采用两路接收,每一路用两个十单元服从道尔夫-切比雪夫分布的贴片天线,其中中间一列单元两个接收通道公用,使得天线等效相位中心小于一个波长,防止栅瓣出现。为了进一步提高天线性能,最后提出了SIW缝隙天线的改进天线结构。3、完成射频电路部分,主芯片由本振芯片,发射芯片和接收芯片构成,电路结构简单,易于和天线集成,重量轻。由于电路采用双层板材结构,所以通过设计的一种GCPW-SIW转换接头来实现发射和接收芯片的输入输出微带线到下层介质上天线的信号传输。本文虽然提出了一个可行性方案,但是还有许多可以改进的地方,比如收发天线可以采用结构更简单紧凑的SIW缝隙天线结构。由于对加工艺不熟悉,造成转换接头损耗太大以至于天线整体性能太差,加上时间紧迫和经验不足,没有进一步完善,下一步工作可以从制版整体布局,加工工艺,板材选取上改进。

关键词： 77GHz防撞雷达 LFMCW SIW缝隙天线波束赋形天线

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0-1背包问题的蜂群优化算法

数学的实践与认识 2010年第6期40卷 155-160页

作者：樊小毛马良上海理工大学管理学院上海200093

在项目决策与规划、资源分配、货物装载、预算控制等工作中,提出了0-1背包问题.0-1背包问题是组合优化中的典型NP难题,根据群集智能原理,给出一种基于蜂群寻优思想的新算法—蜂群算法,并针对0-1背包问题进行求解.经实验仿真并与蚁群算... 详细信息

在项目决策与规划、资源分配、货物装载、预算控制等工作中,提出了0-1背包问题.0-1背包问题是组合优化中的典型NP难题,根据群集智能原理,给出一种基于蜂群寻优思想的新算法—蜂群算法,并针对0-1背包问题进行求解.经实验仿真并与蚁群算法计算结果作对比,验证了算法在0-1背包问题求解上的有效性和更快的收敛速度.

关键词：蜂群算法背包问题群集智能

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带约束的清洁排班问题模型及其求解

计算机应用 2021年第2期41卷 577-582页

作者：樊小毛熊红林赵淦森华南师范大学计算机学院广州510631 上海理工大学管理学院上海200093 华南师范大学广州市云计算安全与测评技术重点实验室广州510631

保洁服务公司的清洁任务往往具有不同级别、不同时长和不同周期等特点,缺乏通用清洁排班问题模型,现阶段主要依赖人工排班方案,存在耗时费力且排班质量不稳定等问题。因此提出了属于NP难问题的带约束的清洁排班问题的数学模型,并使用模... 详细信息

保洁服务公司的清洁任务往往具有不同级别、不同时长和不同周期等特点,缺乏通用清洁排班问题模型,现阶段主要依赖人工排班方案,存在耗时费力且排班质量不稳定等问题。因此提出了属于NP难问题的带约束的清洁排班问题的数学模型,并使用模拟退火算法(SA)、蜂群算法(BCO)、蚁群算法(ACO)和粒子群优化算法(PSO)对该模型进行求解,最后以某清洁服务公司实际排班情况进行了实证分析。实验结果表明,与人工排班方案进行对比,启发式智能优化算法求解带约束的清洁排班问题具有明显优势,获得的清洁排班表的人力需求明显减少。具体来说,在一年排班周期内这些算法比人工排班方案可节省清洁人力218.62~513.30 h。可见基于启发式智能优化算法的数学模型对带约束的清洁排班问题的求解可行且有效,能为保洁服务公司提供科学管理的决策支持。

关键词：清洁排班模拟退火算法蜂群优化算法蚁群优化算法粒子群优化算法群集智能 NP难问题运筹优化

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多目标0-1规划问题的蜂群算法

微计算机信息 2010年第30期26卷 207-208,107页

作者：樊小毛马良上海理工大学 200090

蜂群算法是一种新型的群体智能算法,为求解复杂的组合优化NP问题提供了一种新的思路。蜂群算法具有算法简单、并行性、鲁棒性强等优点,在求解多目标0-1规划问题中,经大量实验算例测试,并与其它智能算法进行比较,能够获得较多的非劣解。

关键词：多目标优化蜂群算法群集智能

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健康云平台在家庭健康监护中的应用

信息通信技术 2013年第5期7卷 31-36页

作者：樊小毛何晨光李烨中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055

设计开发了一个行之有效的健康云平台,它具有松散的耦合算法模块和强大的并行计算能力,可支持海量的生理数据存储,可自动处理所采集的异构健康监护数据。文章主要阐释健康监护云平台的异构数据存储层,数据挖掘计算层,缓存层等功能架构... 详细信息

设计开发了一个行之有效的健康云平台,它具有松散的耦合算法模块和强大的并行计算能力,可支持海量的生理数据存储,可自动处理所采集的异构健康监护数据。文章主要阐释健康监护云平台的异构数据存储层,数据挖掘计算层,缓存层等功能架构。通过本系统在深圳莲花北小区的应用示范以及用户体验的反馈,充分显示了健康监护云平台的有效性与可用性。

关键词：云计算预防性监护数据挖掘异构数据处理

基于分层学习和差分进化的混合PSO算法求解车辆路径问题

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计算机科学 2022年第S2期49卷 188-194页

作者：陈莹黄佩萱陈锦萍王祖怡沈映珊樊小毛华南师范大学计算机学院广州510631

车辆路径问题旨在求解每辆车的服务路线,使其在完成配送任务的情况下行驶距离之和最短,是运筹学中经典的组合优化问题,属于NP难问题,且具有较高的理论意义与实际应用价值。针对该问题,提出了一种基于分层学习和差分进化的混合粒子群优... 详细信息

车辆路径问题旨在求解每辆车的服务路线,使其在完成配送任务的情况下行驶距离之和最短,是运筹学中经典的组合优化问题,属于NP难问题,且具有较高的理论意义与实际应用价值。针对该问题,提出了一种基于分层学习和差分进化的混合粒子群优化算法(Hybrid Particle Swarm Optimization Algorithm Based on Hierarchical Learning and Different Evolution,DEHSLPSO)。DE-HSLPSO中引入了分层学习策略,以适应度值和迭代次数为依据将种群粒子动态划分为3层,在前两层粒子的进化过程中引入了社会学习机制,而第三层粒子进行差分进化,通过变异和交叉有效地增加粒子的多样性,从而开拓空间,有利于跳出局部最优。通过在经典的CVRP数据集上进行仿真实验,来探究DE-HSLPSO各部分对整体性能的影响,实验证明分层策略与差分进化均可提升算法的整体性能。另外,在7个基本算例上对DE-HSLPSO与其他优化算法进行了测试,综合时间与最优解进行对比,结果表明DE-HSLPSO的求解性能优于其他对比算法。

关键词：分层学习社会学习差分进化粒子群优化算法车辆路径问题

基于健康云平台的糖尿病管理应用与个性化推荐方法

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信息通信技术 2016年第3期10卷 24-30页

作者：辛宗桂何晨光樊小毛李烨中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 东北大学中荷学院沈阳110004 华北水利水电大学软件学院郑州450045

随着糖尿病患病人数的增长,如何利用信息化技术管理糖尿病、控制并发症的发作是移动医疗领域面临的挑战。文章基于健康云平台研发糖尿病个性化管理应用,对糖尿病患者的基本信息、采集的生理信号数据、生活习惯、用药情况等进行挖掘分析... 详细信息

随着糖尿病患病人数的增长,如何利用信息化技术管理糖尿病、控制并发症的发作是移动医疗领域面临的挑战。文章基于健康云平台研发糖尿病个性化管理应用,对糖尿病患者的基本信息、采集的生理信号数据、生活习惯、用药情况等进行挖掘分析,利用双重聚类推荐方法,为用户推送个性化生活方式、运动管理、用药方案等信息,引导用户选择更好的生活习惯,主动进行行为干预,从而控制并发症的发作,降低家庭在医疗健康的支出,提高糖尿病患者的生活质量。

关键词：糖尿病管理健康云移动医疗个性化推荐系统

中风患者病情轻重程度与脑电节律相对功率的相关性分析

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现代电生理学杂志 2015年第4期22卷 195-198,202页

作者：黄杏贤于海波胡湘何玉海樊小毛蔡云鹏深圳市中医院 518033 中国科学院深圳先进技术研究院

目的:观察中风患者病情轻重程度与脑电节律相对功率谱之间的相关性,以期为中风病情评估提供电生理依据。方法:将80名纳入标准的中风恢复期患者进行脑电检测,并根据《中风病诊断与疗效评定标准》中的病类诊断标准对患者病情进行评价,采用... 详细信息

目的:观察中风患者病情轻重程度与脑电节律相对功率谱之间的相关性,以期为中风病情评估提供电生理依据。方法:将80名纳入标准的中风恢复期患者进行脑电检测,并根据《中风病诊断与疗效评定标准》中的病类诊断标准对患者病情进行评价,采用Pearson相关性分析观察脑电信号与病情轻重的相关性。结果:中风患者病情轻重程度与脑电相对功率具有显著相关性,α节律与病情呈负相关,病情越重,α节律相对功率越低且主要体现在前额区、中央区及顶区;θ节律与病情呈正相关,病情越重,θ节律相对功率越高,且体现在顶区、枕区。结论:中风患者病情轻重程度与脑电相对功率有显著的相关性,以α、θ节律为主,可以用于评估中风患者的病情。

关键词：中风脑电相对功率病情

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医疗大数据特征挖掘及重大突发疾病早期预警

网络新媒体技术 2014年第1期3卷 50-54页

作者：滕琪樊小毛何晨光李烨卢东昕中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 江西省南昌大学软件学院南昌330047

通过运用新兴的尖端云计算技术,设计研发了健康云平台。采用分布式云存储技术存储大规模的异构多模态生理信号数据,将数据挖掘模型(L1-逻辑斯蒂)整合至MapReduce框架中,快速挖掘用户的健康信息以及重大疾病高风险因子,让用户能实时地了... 详细信息

通过运用新兴的尖端云计算技术,设计研发了健康云平台。采用分布式云存储技术存储大规模的异构多模态生理信号数据,将数据挖掘模型(L1-逻辑斯蒂)整合至MapReduce框架中,快速挖掘用户的健康信息以及重大疾病高风险因子,让用户能实时地了解自己的身体状况,同时对用户的异常状况给出预警信息,并通知其前往医院就医,实现了对重大突发疾病的早期预警。

关键词：云计算生理信号数据挖掘