基于毫米波雷达的汽车主动防撞预警目标识别

发布时间：2017-05-23 09:08

  本文关键词：基于毫米波雷达的汽车主动防撞预警目标识别，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前频发的交通事故给社会造成了重大的经济损失，给人类带来惨痛的生命代价，引起人们对汽车行驶安全性的巨大关注。车用防撞预警系统已成为汽车先进技术的研究热点。基于毫米波雷达的主动防撞预警系统受道路环境和天气环境的影响小，对降低交通事故的发生率具有重要作用。本文结合吉林省科技厅重大科技创新项目“汽车主动防撞预警系统的研究开发”，对基于毫米波雷达的目标识别技术进行了相关研究，主要内容如下： 本文首先对雷达原理进行分析，结合汽车主动防撞雷达的功能特点，选择毫米波雷达作为防撞雷达，并确定运用多散射中心理论对复杂目标进行识别。同时根据雷达目标识别技术的含义，确定采用目标定位信息和目标特征信息作为目标识别的信息，并对目标定位信息和目标特征信息所包含的参数进行研究。确定目标识别信息直接研究对象是对携带目标信息的中频信号进行分析研究得到，并对中频信号的相关理论进行探讨。 然后对目标识别原理和流程等基本理论进行探讨，对基于目标特征信息的目标识别方法进行对比研究，确定采用提取雷达截面积作为表征目标特征信息的基准参数，即利用目标雷达截面积特征信息之间的差异实现目标类型的识别。最后分析总结了目标雷达截面积求解方法。 接着对汽车前方目标类型和特点进行分析，确定前方离自车最近的危险目标信息，以及在探测范围内人的信息作为目标识别系统的输出。设计目标定位信息算法和目标特征信息提取算法，即定位信息算法实现目标的方位、速度和距离信息确定，目标特征信息首先提取算法提取雷达截面积序列特征参数，并设计模糊判别控制器，利用速度信息、RCS序列统计特征参数信息作为输入，利用模糊判别方法实现目标类型识别，同时利用定位信息设计多目标的分离算法。 最后进行仿真实验分析，分别建立人、车和路边护栏在雷达各方向视线上的雷达截面积特征库、发射和反射信号模型、目标特征参数和定位参数提取求解模型，目标的模糊判别模型，并利用构建的模型对目标识别模型进行仿真分析，，验证了目标识别算法的有效性。 通过本文研究，确定了目标识别技术中的目标识别算法，为后期研究奠定了理论基础，为主动防撞预警系统的目标识别技术建立了理论框架。
【关键词】：毫米波雷达 主动防撞预警 目标识别 雷达截面积 定位信息
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U461.91;U463.6
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 选题背景12-14
• 1.2 汽车主动防撞预警系统简介14-16
• 1.2.1 防撞系统功能14-15
• 1.2.2 防撞系统原理及关键技术15-16
• 1.3 防撞雷达目标识别研究现状16-20
• 1.3.1 国外研究现状16-18
• 1.3.2 国内研究现状18-19
• 1.3.3 研究现状分析19-20
• 1.4 研究意义与内容20-22
• 1.4.1 研究意义20-21
• 1.4.2 研究内容21-22
• 第2章 汽车毫米波防撞雷达目标识别基本理论22-36
• 2.1 概述22
• 2.2 雷达中频信号理论22-25
• 2.3 汽车毫米波防撞雷达原理25-31
• 2.3.1 防撞雷达探测方案和工作频率25-28
• 2.3.2 雷达方程28-29
• 2.3.3 雷达波工作体制29-30
• 2.3.4 雷达目标散射中心30-31
• 2.4 毫米波雷达测量理论31-35
• 2.4.1 定位参数测量理论32-34
• 2.4.2 目标特征信息测量理论34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 基于目标特征信息的目标识别方法研究36-44
• 3.1 概述36
• 3.2 目标特征信息识别理论基础36-39
• 3.2.1 雷达目标识别原理36-37
• 3.2.2 雷达目标识别流程37-39
• 3.3 基于目标特征信息的目标识别方法研究39-41
• 3.3.1 基于一维距离像提取的目标识别方法39-40
• 3.3.2 基于RCS提取目标识别方法40
• 3.3.3 目标特征信息识别方法确定40-41
• 3.4 雷达目标散射截面积（RCS）41-43
• 3.4.1 RCS定义41-43
• 3.4.2 RCS求解43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 毫米波汽车雷达目标识别算法研究44-68
• 4.1 概述44-48
• 4.1.1 识别目标类型及特点分析44-45
• 4.1.2 目标识别系统输入输出45-47
• 4.1.3 目标识别算法组成和流程47-48
• 4.2 目标定位信息算法过程48-60
• 4.2.1 时频分析在中频信号中的应用48-55
• 4.2.2 点目标定位信息算法55-58
• 4.2.3 防撞雷达波形设计和定位信息算法设计58-60
• 4.3 多点多目标数据分离60-63
• 4.3.1 多点多目标数据分离60-61
• 4.3.2 多点多目标数据实际分离过程61-63
• 4.4 RCS统计特征参数求解63-64
• 4.5 目标模糊判别系统设计64-67
• 4.5.1 模糊判别思想64-65
• 4.5.2 目标分类模糊判别系统设计65-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第5章 建模与仿真分析68-80
• 5.1 目标特征库建立68-70
• 5.2 仿真模型建立70-74
• 5.2.1 目标发射与反射信号模型70-71
• 5.2.2 目标RCS统计特征参数及定位参数求解模型建立71-72
• 5.2.3 目标模糊判别模型建立72-74
• 5.2.4 目标识别仿真模型74
• 5.3 目标识别的仿真分析74-79
• 5.4 本章小结79-80
• 第6章 总结与展望80-82
• 6.1 总结80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86

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