车载毫米波雷达信号处理算法研究
发布时间：2021-05-21 03:46
伴随着近年来经济社会的发展与人工智能技术的进步,无人驾驶技术作为一种能够提升人类出行安全系数、便利社会生产生活的有效手段,逐渐成为学术界与工业界研究的热点。毫米波雷达凭借其体积小、成本低以及工作性能受恶劣天气影响较小等特点,在无人驾驶传感器中具有不可替代的作用和地位。但由于受到系统射频以及基带硬件成本约束,现有的中长距车载毫米波雷达很难在低复杂度系统中达到令人满意的参数估计性能。另一方面,相比于中长距车载毫米波雷达,拥有较高距离分辨率的短距车载毫米波雷达需要设计更加精确的算法以实现更高的系统性能。为此,本论文进行了以下几方面的研究。（1）研究了车载毫米波雷达的目标检测与参数估计算法。针对恒虚警率检测（Constant false alarm rate,CFAR）算法中计算复杂度较高的问题,提出了一种基于辅助门限曲面的改进CFAR检测算法,可减少待检测单元数量从而降低目标检测模块的整体计算量;针对系统中频信号2维快速傅里叶变换（Fast Fourier transformation,FFT）频谱跨骑损失导致目标相位信息丢失的问题,提出了一种改进的目标相位信息获取算法,利用质心法修正后的目...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要工作与创新以及章节安排
第二章 车载毫米波雷达基本原理及回波信号建模
2.1 引言
2.2 车载毫米波雷达基本系统模型
2.3 雷达距离方程
2.4 线性调频连续波回波模型
2.4.1 三角波回波模型
2.4.2 三角波模糊函数分析
2.4.3 锯齿波回波模型
2.4.4 锯齿波模糊函数分析
2.4.5 仿真结果与分析
2.5 本章小结
第三章 车载毫米波雷达目标检测与参数估计算法研究
3.1 引言
3.2 车载毫米波雷达目标检测算法
3.2.1 恒虚警率检测算法
3.2.2 基于辅助平面的恒虚警率检测算法
3.2.3 仿真结果与分析
3.3 车载毫米波雷达DOA估计算法
3.3.1 跨骑损失问题
3.3.2 改进的目标相位信息获取算法
3.3.3 仿真结果与分析
3.4 车载毫米波雷达速度解模糊算法
3.4.1 多重脉冲重复频率解速度模糊原理
3.4.2 基于信号复用的解速度模糊算法
3.4.3 仿真结果与分析
3.5 本章小节
第四章 基于空时码的车载毫米波雷达虚拟阵列算法研究
4.1 引言
4.2 车载毫米波雷达天线阵列
4.3 基于时间分集的虚拟阵列算法
4.3.1 时间分集虚拟阵列算法
4.3.2 差值相位校准算法
4.3.3 基于速度估计的运动相位校准算法
4.4 基于空时分组码的虚拟阵列算法
4.5 算法复杂度分析
4.6 仿真结果与分析
4.7 本章小结
第五章 车载毫米波宽带雷达运动频率扩展校正算法研究
5.1 引言
5.2 宽带LFCMW车载毫米波雷达中的频率扩展问题
5.3 运动频率扩展校正算法
5.3.1 运动相位补偿
5.3.2 IDFT频率校正算法
5.3.3 频谱单元重排算法
5.3.4 简易频率修正算法
5.3.5 算法复杂度分析
5.4 仿真结果与分析
5.5 本章小结
第六章 基于TI-AWR1443 芯片的车载毫米波雷达系统实现
6.1 引言
6.2 TI-AWR1443 芯片及系统参数介绍
6.3 帧结构设计
6.3.1 一种双模式车载毫米波雷达帧结构设计方法
6.3.2 基于TI-AWR1443 的车载毫米波雷达帧结构设计
6.4 基于TI-AWR1443 的车载毫米波雷达信号处理模块设计
6.5 基于TI-AWR1443 的车载毫米波雷达硬件实现及实际测试
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 进一步研究方向
参考文献
硕士期间发表的学术论文及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]LFMCW车载防撞雷达信号处理模块研究[J]. 严鑫,黄永明,王海明,张铖. 雷达科学与技术. 2016(05)
[2]一种基于查表的解速度模糊算法[J]. 廉志玲,张代忠,张小菊. 雷达科学与技术. 2011(04)
[3]对称三角线性调频连续波雷达信号多周期模糊函数分析[J]. 吴礼,彭树生,肖泽龙,是湘全. 南京理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
[4]对称三角线性调频连续波信号模糊函数分析[J]. 张容权,杨建宇,熊金涛,向敬成. 电子学报. 2004(03)
[5]距离-速度噪扰模糊数据同时分辨的孙子定理算法[J]. 黄振兴,万征. 电子学报. 1992(09)
博士论文
[1]近程毫米波LFMCW雷达多目标信号分析与处理方法研究[D]. 吴礼.南京理工大学 2008
[2]毫米波汽车防撞雷达的设计与实现[D]. 黄文奎.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2006
硕士论文
[1]毫米波雷达多目标检测与参数估计算法研究[D]. 严鑫.东南大学 2017
[2]77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究[D]. 徐俊.东南大学 2015
[3]汽车防撞雷达的研究[D]. 周立.南京理工大学 2008
[4]毫米波汽车防撞雷达设计及其信号处理算法研究[D]. 武守俊.电子科技大学 2007
本文编号：3198985
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要工作与创新以及章节安排
第二章 车载毫米波雷达基本原理及回波信号建模
2.1 引言
2.2 车载毫米波雷达基本系统模型
2.3 雷达距离方程
2.4 线性调频连续波回波模型
2.4.1 三角波回波模型
2.4.2 三角波模糊函数分析
2.4.3 锯齿波回波模型
2.4.4 锯齿波模糊函数分析
2.4.5 仿真结果与分析
2.5 本章小结
第三章 车载毫米波雷达目标检测与参数估计算法研究
3.1 引言
3.2 车载毫米波雷达目标检测算法
3.2.1 恒虚警率检测算法
3.2.2 基于辅助平面的恒虚警率检测算法
3.2.3 仿真结果与分析
3.3 车载毫米波雷达DOA估计算法
3.3.1 跨骑损失问题
3.3.2 改进的目标相位信息获取算法
3.3.3 仿真结果与分析
3.4 车载毫米波雷达速度解模糊算法
3.4.1 多重脉冲重复频率解速度模糊原理
3.4.2 基于信号复用的解速度模糊算法
3.4.3 仿真结果与分析
3.5 本章小节
第四章 基于空时码的车载毫米波雷达虚拟阵列算法研究
4.1 引言
4.2 车载毫米波雷达天线阵列
4.3 基于时间分集的虚拟阵列算法
4.3.1 时间分集虚拟阵列算法
4.3.2 差值相位校准算法
4.3.3 基于速度估计的运动相位校准算法
4.4 基于空时分组码的虚拟阵列算法
4.5 算法复杂度分析
4.6 仿真结果与分析
4.7 本章小结
第五章 车载毫米波宽带雷达运动频率扩展校正算法研究
5.1 引言
5.2 宽带LFCMW车载毫米波雷达中的频率扩展问题
5.3 运动频率扩展校正算法
5.3.1 运动相位补偿
5.3.2 IDFT频率校正算法
5.3.3 频谱单元重排算法
5.3.4 简易频率修正算法
5.3.5 算法复杂度分析
5.4 仿真结果与分析
5.5 本章小结
第六章 基于TI-AWR1443 芯片的车载毫米波雷达系统实现
6.1 引言
6.2 TI-AWR1443 芯片及系统参数介绍
6.3 帧结构设计
6.3.1 一种双模式车载毫米波雷达帧结构设计方法
6.3.2 基于TI-AWR1443 的车载毫米波雷达帧结构设计
6.4 基于TI-AWR1443 的车载毫米波雷达信号处理模块设计
6.5 基于TI-AWR1443 的车载毫米波雷达硬件实现及实际测试
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 进一步研究方向
参考文献
硕士期间发表的学术论文及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]LFMCW车载防撞雷达信号处理模块研究[J]. 严鑫,黄永明,王海明,张铖. 雷达科学与技术. 2016(05)
[2]一种基于查表的解速度模糊算法[J]. 廉志玲,张代忠,张小菊. 雷达科学与技术. 2011(04)
[3]对称三角线性调频连续波雷达信号多周期模糊函数分析[J]. 吴礼,彭树生,肖泽龙,是湘全. 南京理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
[4]对称三角线性调频连续波信号模糊函数分析[J]. 张容权,杨建宇,熊金涛,向敬成. 电子学报. 2004(03)
[5]距离-速度噪扰模糊数据同时分辨的孙子定理算法[J]. 黄振兴,万征. 电子学报. 1992(09)
博士论文
[1]近程毫米波LFMCW雷达多目标信号分析与处理方法研究[D]. 吴礼.南京理工大学 2008
[2]毫米波汽车防撞雷达的设计与实现[D]. 黄文奎.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2006
硕士论文
[1]毫米波雷达多目标检测与参数估计算法研究[D]. 严鑫.东南大学 2017
[2]77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究[D]. 徐俊.东南大学 2015
[3]汽车防撞雷达的研究[D]. 周立.南京理工大学 2008
[4]毫米波汽车防撞雷达设计及其信号处理算法研究[D]. 武守俊.电子科技大学 2007
本文编号：3198985
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