交通信息采集雷達(dá)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著我國私家車數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)，城市交通問題日益嚴(yán)重。發(fā)展智能交通系統(tǒng)成為改善城市交通問題的有效途徑。交通雷達(dá)作為智能交通系統(tǒng)的主要組成部分，具有全天時(shí)、全天候、高精度等特點(diǎn)，因此交通雷達(dá)受到了廣泛關(guān)注。但國內(nèi)現(xiàn)階段對(duì)于交通雷達(dá)的研究相對(duì)滯后，其中一個(gè)原因就是缺少一種具有多功能的交通信息采集雷達(dá)。本文旨在研究一種適用于高速公路的交通信息采集雷達(dá)，該雷達(dá)能同時(shí)對(duì)輻射范圍內(nèi)每個(gè)車輛目標(biāo)的速度、距離、角度等基本信息進(jìn)行測(cè)量，并能將測(cè)量數(shù)據(jù)上傳上

2、位機(jī)來完成車輛目標(biāo)軌跡跟蹤與航跡管理。
　　本文的主要工作如下：
　　(1)分別研究了LFMCW、FSK、MFSK與FSK-FMCW體制測(cè)速、測(cè)距的原理并分析了它們對(duì)多目標(biāo)的分辨能力。然后分別對(duì)各個(gè)體制進(jìn)行建模、仿真。在分析與比較各種體制的優(yōu)缺點(diǎn)之后，最終選用FSK體制來實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)。此后討論了雷達(dá)測(cè)角方法，并對(duì)雙天線相位差測(cè)角的最大不模糊角度、測(cè)角精度進(jìn)行分析。最后研究了適用于多目標(biāo)檢測(cè)的OS-CFAR檢測(cè)算法，并對(duì)其進(jìn)行仿

3、真驗(yàn)證。
　　(2)確定系統(tǒng)參數(shù)并完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)對(duì)交通雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分析與確定。根據(jù)系統(tǒng)采用FSK體制的需求對(duì)射頻前端進(jìn)行選型。為實(shí)現(xiàn)對(duì)前端的四路中頻回波信號(hào)進(jìn)行并行采集并實(shí)時(shí)處理，采用DSP+FPGA的硬件結(jié)構(gòu)。然后采用模塊化設(shè)計(jì)方法，完成濾波放大模塊、核心處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)電源模塊的設(shè)計(jì)。
　　(3)為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件功能，首先確定了系統(tǒng)程序的流程圖。然后分別完成FPGA數(shù)據(jù)采集模塊

4、和DSP信號(hào)處理模塊的程序設(shè)計(jì)，其中包含了外部設(shè)備的邏輯控制與數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)現(xiàn)。最終在硬件系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)與目標(biāo)信息獲取的功能。
　　(4)為提高在多目標(biāo)環(huán)境中的檢測(cè)能力，研究了雜波分布特性，設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波器來抑制雜波。研究了I/Q通道幅度相位誤差的校正方法來抑制鏡頻干擾。采用鏈表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了OS-CFAR檢測(cè)算法，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
　　(5)完成了在實(shí)際高速場(chǎng)景下的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明本文研制的雷達(dá)可以準(zhǔn)確地檢測(cè)