基于毫米波雷达的井下防爆无轨胶轮车前防撞系统研究

胡鹏

(山西焦煤机械电气有限公司， 山西 太原 030024)

0 引言

防爆无轨胶轮车是当前煤矿广泛采用的运输设备，具有易维护、机动灵活、安全稳定等特点，但井下能见度低，巷道弯道多，设备及人员安全性是影响井下工作面正常运行的关键问题。当前井下无轨辅助运输设备使用的智能防撞及安全系统主要有红外测距传感器、人员接近开关及影像系统等，测量精度较高，但测量范围小，受环境影响较大，障碍物定位能力差以及被动制动能力较差[1]。

本文对一种基于毫米波雷达的前防撞系统进行理论分析、电路、算法设计及车载试验等研究，使其可以更有效地应用于井下特殊环境，实现对障碍物(如弯道、机械设备及工作人员等)的远距离定位。系统具备报警及紧急制动等功能，同时可以在显示器上精确定位障碍物位置信息[2]，弥补了现有产品的缺点。

1 毫米波雷达前防撞技术原理

1.1 线性调频测距

电磁波从雷达系统到目标间往返传播的时间内，发射信号的频率已发生变化，根据两者的差频可以实现目标测距调制雷达发射信号，通过测量差拍频率测量距离，即差拍-傅里叶体制原理，利用测定频率按频率调制信号的规律变化的发射信号和回波信号之间的频率差来确定目标的距离和速度等信息。

1.2 相位法测角度

用于对前方障碍物角度检测，利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角。设在θ方向有一远区目标, 则到达接收点的目标所反射的电波近似为平面波。……