面向高速公路事故现场二次防撞的雷达算法研究

发布时间：2017-10-03 11:35

  本文关键词：面向高速公路事故现场二次防撞的雷达算法研究

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【摘要】：21世纪以来,智能交通领域给整个地面交通带来了多元化的影响,为人们日常生活和交通管理、治安方面都提供了很好的条件和保障。民用微波雷达是智能交通系统中感应环节的典型设备,它的引入提高了智能交通系统智能化和可靠性。近几年来的几起高速公路二次交通事故的发生,引起了当地交警和有关部门的重视。在事故现场,交警部门希望能放置一套便携式防撞系统。当远处有高速行驶车辆的情况,该系统能提前预警。因此,雷达作为整体防撞系统的最前端的感应环节,要实时给出远距离目标的距离和速度信息,并且要及时给出示警信号。围绕着雷达在此特定环境下应用需求这一目标,本文完成的主要工作包括：(1)对雷达探测远距离目标算法的国内外研究现状进行了调研,并且对实时处理算法框架和操作平台进行了分析。对FFT算法、线性拟合算法、平滑滤波算法等典型捕捉和跟踪目标的算法进行了比较和分析；(2)在分析现有典型的捕捉和跟踪目标算法的基础上,针对高速公路上防撞系统的使用需求,提出一种面向高速公路事故现场二次防撞的雷达算法。该算法首先要基于DSP(数字信号处理器)作为嵌入式处理平台,利用它的框架结构对原始信号按乒乓数据复用的方式处理；其次是基于基4-FFT运算提取频率分量和相位信息；再次是对频域信息进行滤波和区分多个目标；最后基于跟踪窗和线性拟合算法,对所有目标进行捕捉和跟踪；(3)针对雷达软件算法,搭建了室内软件平台和户外路旁安装的实验环境。总体验证要分为两个层次：首先是算法的计算结果与雷达系统对算法的指标要求进行了比较分析；其次是算法的设计,能否使整体系统满足最终的使用需求。测试过程要给出一定的实验结果和演示效果。研究表明,本文提出的针对高速公路的二次防撞应用算法,具有提前示警并跟踪目标的效果。在实际应用中,一定程度上解决了交警在高速公路上处理事故的安全保障问题。对民用微波雷达软件发展具有一定的参考价值。
【关键词】：防撞 雷达 算法 示警 信号
【学位授予单位】：中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 特定场景应用软件算法国内外研究现状11-15
• 1.2.1 基于DSP实时处理算法国内外研究现状11-12
• 1.2.2 对目标捕捉跟踪算法国内外研究现状12-15
• 1.3 本文主要研究内容15-18
• 第二章 防撞系统分析及其雷达算法基础18-26
• 2.1 系统构成18-20
• 2.2 系统对算法的指标要求20-21
• 2.3 算法运行平台21-22
• 2.4 算法理论基础22-25
• 2.4.1 基4-FFT23-24
• 2.4.2 中值滤波算法24
• 2.4.3 线性拟合以及最小二乘法24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 面向高速公路事故现场二次防撞的雷达软件算法设计26-50
• 3.1 算法的基本思路26-27
• 3.2 算法实现的关键环节27-48
• 3.2.1 基于DSP框架结构对原始信号乒乓处理和数据复用28-31
• 3.2.2 基于FFT算法提取频率分量和相位信息31-33
• 3.2.3 频域滤波和多目标区分33-39
• 3.2.4 基于跟踪窗的多目标信息录入39-44
• 3.2.5 基于线性拟合算法的同时跟踪多个目标44-48
• 3.3 本章小结48-50
• 第四章 实验测试与验证50-64
• 4.1 实验环境与实验方法50-54
• 4.2 测试结果54-62
• 4.2.1 系统对算法指标要求测试54-61
• 4.2.2 系统现场实测效果反馈与需求指标对比61-62
• 4.3 本章小结62-64
• 第五章 结论与展望64-66
• 5.1 本文主要工作总结64-65
• 5.2 算法以及系统展望65-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-70
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：964978