江苏中科西北星信息科技有限公司季文飞获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏中科西北星信息科技有限公司申请的专利基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置及其使用方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115421137B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211076948.6,技术领域涉及:G01S13/88;该发明授权基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置及其使用方法是由季文飞;王蒙;唐新余;陈光;钱文辉设计研发完成,并于2022-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置及其使用方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置及其使用方法,尤其涉及基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置,包括毫米波雷达传感器、计算模块、通信模块、信息指示和按钮模块和电源模块,其特征在于,所述毫米波雷达传感器,用于发射和接收毫米波无线信号,实际使用为77GHZ无线信号,采用调频连续波,该毫米波传感器能够输出探测环境的点云,该点云包含水面波动信息、鱼漂信息、噪声信息。本发明解决的现有夜钓装置中“携带不方便,需要头戴设备且注意力需要高度集中,光线仍然不佳”的问题。
本发明授权基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置及其使用方法在权利要求书中公布了:1.基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置,包括毫米波雷达传感器、计算模块、通信模块、信息指示和按钮模块和电源模块,其特征在于,所述毫米波雷达传感器,用于发射和接收毫米波无线信号,实际使用为77GHZ无线信号,采用调频连续波,该毫米波雷达传感器能够输出探测环境的点云,该点云包含水面波动信息、鱼漂信息、噪声信息; 所述计算模块,对从传感器获得的点云数据进行进一步分析和处理,分离出鱼漂信息,并判断鱼漂状态,跟预置的鱼漂相目模型做对比,从而判断咬勾鱼的大小,该计算模块使用了esp32模组,具有运算和存储能力; 所述通信模块,用于发送鱼漂相目信息的模块,使用蓝牙广播模式进行发送; 所述信息指示和按钮模块,采用3个led灯和一个按钮,用于设置和显示设备的状态,设备状态有三种状态:钓鱼适配,适配成功,有鱼咬钩; 所述电源模块,用来进行对装置本体进行供电; 其中,基于毫米波雷达的夜钓鱼漂检测装置的使用方法,包括如下步骤: S1:毫米波雷达上电启动,雷达使用脉冲调频连续波毫米波雷达,在使用中需要设置发射功率、发射带宽、工作时间的参数,毫米波雷达上电启动后,首先对雷达进行参数配置,即设置雷达的发射功率,发射带宽的参数,设置完成后进行,雷达开始工作,并通过发射天线发送调制过的无线电波,接收天线开始工作,开始接收发射回来的无线电波,并通过差频器获得发射信号与接收信号的中频信号,然后对接收到的中频信号进行数字正交采样,形成对应的IQ通道数据,获得雷达一次完整调频周期中频采样信号,称为一个chirp; S2:检测水面波动情况进行滤波,流程如下: A:进行快速傅里叶变换获取数据频域分布,通过对一个chirp的数据进行快速傅里叶变换,获取该chirp的频域信息,满足最大采样定理,每个频域对应一个距离,即R=C4*TcB*f,其中C是光速,Tc是工作时间,即调频工作时间,B是调频带宽,f是傅里叶变换获取的频率数据; B:根据设置的探测位置区间进行频率滤波,因为水波是连续波,在毫米波雷达调频时间内认为是相对静止的,根据设置的探测距离范围,获得毫米波雷达信号对应距离的最大,最小的频率,对傅里叶变换的数据数据进行滤波敲除,即把不在该频率范围内的数据赋值为0; C:获取水面波动频率,提取连续的多个chirp对应的傅里叶变换结果的相位数据,分别对每个频率组的相位数据进行傅里叶变换,并获取第二次傅里叶变换结果中能量最大值所对应的频率,然后获取这些频率集合的最大频率和最小频率,把这个最大频率和最小频率在第一次傅里叶变换的结果上进行减半滤波,即把相对应的能量调整为原先的一半,因为鱼漂也会随着水波一起震动,所以这里保留一半的频率能量值; D:对经过滤波操作的傅里叶变换结果进行傅里叶逆变换,获得新的时序信号; S3:近水岸岸上杂物滤波,即岸上静态或者低速物体检测和滤波,首先对获得时序数据进行RangFFT操作,获取杂物对应的距离数据,然后通过DopplerFFT操作获取杂物的速度v,如果v小于设置的静态物体速度,则认为是杂物是静止的,进行过滤,在频率上把需要过滤的能量设置为0,然后通过傅里叶逆变换转换为时序数据; S4:鱼竿鱼线检测和过滤,鱼竿鱼线对毫米波雷达信号的影响一部分在杂物滤波时被过滤掉,一部分会在水面滤波时被过滤,剩下的大部分是鱼竿带来的影响,本发明在RangFFT的基础上,筛选距离连续对应的距离起点和结束点,若由起点和结束点之间的距离大于预置的可检测鱼竿长度的距离,则对这部分距离对应频率进行敲除,并把敲除后频域数据转换为频域数据; S5:对滤波后的数据进行RangFtt操作,能量最大的即是鱼漂所在距离,然后在该距离进行DopplerFFT获取该位置的速度,同时对位置和速度进行保存为位置数组和速度数组,然后分别对位置数据和速度数组进行傅里叶分析,获取鱼漂的震动数据,震动数据包含:位置信息,速度信息,位置变化频率,速度变化频率,因为震动数据反映的是鱼漂的在水面的运动和空间位置情况,认为等价于鱼漂的相目数据,保存的时间为慢时间间隔,并进行更新替换,如果初始鱼漂项目数据为空,则计算通过计算震动数据10次求平均,即把位置变化频率和速度变化频率来设置初始鱼漂相目数据; S6:根据获取的鱼漂震动数据与初始相目数据进行对比,即求差值,A表示位置差值,B表示速度差值,C表示位置频率变化差值,D表示速度频率变化差值,则总的变化状态记为:T=aA+bB+cC+dD,其中a,b,c,d是对应差值的重要系数,实际为0.2,0.2,0.3,0.3; S7:若T大于预置的变化状态,则说明相目发生变化,很有可能有鱼上钩,发出上钩的提醒声,并通过蓝牙通信模块把该信息发送到APP,反之进行继续判断。
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