近距离地面道路运动目标的快速识别技术

发布时间：2023-04-05 12:56

　　针对传统路面探测设备耗费人力、设备体积大等缺点,设计了利用红外、微波和声波三种探测模块组成的运动目标探测系统。在介绍三种探测方式的原理、发展进程之后,进行了各模块硬件、软件设计以及整体系统的测试。主要设计了如下三个模块:微波探测模块:微波探测模块采用了K-LC1a雷达收发器,为一款FMCW雷达,利用三角波作为调制信号,将本振信号和反射信号混频,输出包含探测目标距离和速度信息的差频信号。设计了三角波调制电路、差频信号的信号处理放大滤波电路。红外探测模块:采用了被动式热释电红外传感器,监控范围大,功耗低。进行了红外放大滤波电路设计,红外信号经过电路的处理,转换为开关电平信号输出,作为预警信号传输给单片机。声波探测模块:声波探测模块采用了驻极体传声器作为声音传感器,灵敏度高,稳定性好。设计了放大电路、带通滤波电路和电压比较预警电路。声波信号经由电路转化放大后,可分为预警信号和声波信号传输给单片机。基于STM32F103单片机设计了探测识别外部信号的软件系统。系统启动后,开启红外和声波探测模块。单片机接收到红外或者声波模块的预警信号后,运行微波探测模块。微波探测模块可以较精确地探测目标的距离,...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 常用探测方式
        1.2.2 FMCW雷达发展及应用
        1.2.3 红外探测技术发展及应用
        1.2.4 声波探测技术发展及应用
    1.3 论文章节安排
第2章 系统方案介绍
    2.1 设计要求
    2.2 探测方案比较
    2.3 总体设计
    2.4 本章小结
第3章 移动目标探测相关技术
    3.1 微波探测模块工作原理
        3.1.1 FMCW雷达原理
        3.1.2 多普勒效应
        3.1.3 三角波调制探测原理
        3.1.4 VCO线性度对测量精度的影响
    3.2 红外探测模块工作原理
        3.2.1 红外辐射
        3.2.2 热释电效应
        3.2.3 PIR结构
        3.2.4 菲涅尔透镜
        3.2.5 PIR应用注意事项
    3.3 声波探测模块设计
        3.3.1 车辆声音和人声音的信号特征
        3.3.2 驻极体传声器
    3.4 本章小结
第4章 运动目标快速识别系统硬件设计
    4.1 微波探测模块设计
        4.1.1 传感器选型介绍
        4.1.2 三角波生成电路
        4.1.3 运算放大电路
        4.1.4 带通滤波电路
    4.2 红外探测模块设计
    4.3 声音探测模块设计
    4.4 主控模块
        4.4.1 单片机介绍
        4.4.2 单片机最小系统
    4.5 本章小结
第5章 软件设计
    5.1 系统探测模型
    5.2 主程序工作流程
    5.3 加窗FFT
    5.4 软件部分模块内部流程
    5.5 本章小结
第6章 实验测试与结果分析
    6.1 系统构成
    6.2 各模块工作状态测试
    6.3 系统性能测试
        6.3.1 测试模块探测范围
        6.3.2 整体工作测试
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3783454