基于FPGA汽车防撞雷达信号处理机的设计与实现

发布时间：2017-05-04 01:02

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【摘要】： 随着经济的发展,汽车越来越普及,它给人们带来便利的同时其危害也越来越明显。如何让汽车变得更安全就成了人们追求的目标,因此,汽车防撞雷达的研究越来越得到人们重视。 本文围绕毫米波汽车防撞雷达系统进行了深入分析,重点研究了毫米波汽车防撞雷达的原理、信号处理机的信号处理方法以及信号处理的FPGA实现。本文在以下几个方面展开研究: 首先总结了国内外汽车防撞雷达研发现状,讨论了汽车防撞雷达的性能要求、工作原理和总体设计相关的问题,在此基础上提出一种毫米波汽车防撞雷达总体设计方案,并提出各个分系统方案,给出性能指标。 其次研究了汽车防撞雷达信号处理的各个组成部分,包括FFT、MTD相干积累以及恒虚警检测,并对雷达信号处理算法进行matlab仿真。 最后在Xilinx ISE8.2软件集成环境下,通过调用Xilinx提供的IP核,并与VHDL语言相结合,完成了基于FPGA的软件编程和测试。
【关键词】：汽车防撞雷达 信号处理 恒虚警 FPGA
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TN959.71;U463.67
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题背景7
• 1.2 国内外汽车防撞雷达的发展情况7-9
• 1.3 几种汽车防撞探测方式的比较9-11
• 1.3.1 激光方式9-10
• 1.3.2 超声波方式10
• 1.3.3 红外线方式10
• 1.3.4 毫米波雷达方式10-11
• 1.4 汽车防撞雷达的应用11-12
• 1.5 本论文的内容安排12-13
• 2 毫米波汽车防撞雷达系统及总体方案设计13-28
• 2.1 汽车防撞雷达系统的介绍13-14
• 2.2 汽车防撞雷达的工作体制和工作原理14-18
• 2.3 汽车防撞雷达的性能要求18
• 2.4 毫米波汽车防撞雷达系统总体方案设计18-28
• 2.4.1 汽车防撞雷达的综合指标19
• 2.4.2 汽车防撞雷达的结构方案19-20
• 2.4.3 天线系统方案20-23
• 2.4.4 接收机系统方案23-25
• 2.4.5 发射机系统方案25-26
• 2.4.6 信号处理机实现方案26-27
• 2.4.7 终端显示方案27-28
• 3 汽车防撞雷达信号处理方法的研究和仿真及 FPGA的实现28-61
• 3.1 汽车防撞雷达接收信号的数学模型28-30
• 3.2 对称三角形 LFMCW雷达目标参数测量30-32
• 3.3 恒虚警检测(CFAR)算法的研究32-38
• 3.3.1 恒虚警检测(CFAR)的原理32-33
• 3.3.2 恒虚警检测(CFAR)的分类33
• 3.3.3 瑞利分布干扰环境下的恒虚警检测(CFAR)33-34
• 3.3.4 恒虚警处理(CEAR)的实现方法34-38
• 3.4 上/下扫频的频域配对处理38-39
• 3.5 信号处理算法的仿真39-47
• 3.5.1 仿真参数设定39-40
• 3.5.2 无噪声背景下信号处理流程仿真40-43
• 3.5.3 瑞利噪声背景下信号处理仿真43-47
• 3.5.4 仿真结论47
• 3.6 信号处理机硬件组成与工作原理47-52
• 3.6.1 信号处理机硬件组成47
• 3.6.2 信号处理机硬件功能电路的设计47-51
• 3.6.3 硬件电路的调试51-52
• 3.7 信号处理的FPGA编程及测试52-59
• 3.7.1 时钟模块的实现53-54
• 3.7.2 FFT模块的实现54-56
• 3.7.3 MTD相干积累模块的实现56-58
• 3.7.4 求模模块的实现58
• 3.7.5 恒虚警检测CFAR模块的实现58-59
• 3.8 引脚与区域约束59-60
• 3.9 配置FPGA60-61
• 4 全文总结61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-65

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 韩峻峰;张惠敏;潘盛辉;林川;;汽车防撞雷达概述[J];广西工学院学报;2011年04期

2 蒋留兵;沈翰宁;林和昀;柴林峰;黄韬;;FPGA的车载防撞雷达系统的设计与实现[J];火力与指挥控制;2013年08期

3 蒋留兵;林和昀;柴林峰;沈翰宁;;多目标LFMCW车载前向防撞雷达的实现[J];现代雷达;2012年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

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3 霍志;一种基于FPGA的雷达数字信号处理机设计[D];国防科学技术大学;2011年

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6 陈志杰;60GHz小型化双模汽车防撞雷达的研究[D];内蒙古科技大学;2012年

7 李龙;人工免疫算法的改进与IP核实现[D];东华大学;2013年

8 葛贵勋;基于FPGA的机载毫米波防撞雷达信号处理技术研究[D];南京理工大学;2013年

9 李照波;超宽带汽车防撞雷达接收机的设计[D];电子科技大学;2012年

10 韩星;基于毫米波雷达的汽车主动防撞预警目标识别[D];吉林大学;2013年

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本文编号：344064