道路监视雷达数据处理与显控软件设计

发布时间：2017-04-01 08:02

  本文关键词：道路监视雷达数据处理与显控软件设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：道路监视雷达凭借着自身独特的优点,在对道路信息采集的过程中扮演着重要的角色。雷达数据处理是交通雷达信息采集中的关键技术,通过对雷达探测到的目标车辆数据进行处理,得到车辆的运动信息并对下一时刻的位置预测,实现对目标的监视与跟踪,进而实现车流量统计以及车辆防撞等功能。本文以道路信息监视采集雷达研制为背景,研究了雷达数据处理中的目标跟踪模块,并对雷达显示与控制系统进行了设计与实现。主要工作与成果如下:(1)研究了道路监视雷达数据处理模块中多目标跟踪部分,实现算法编程并建立跟踪算法库。为了缩短跟踪过程中算法的计算时间,在数据关联的过程中,对传统的JPDA算进行改进,在生成确认矩阵的过程中,首先去除目标跟踪波门内小概率量测的影响,建立新的确认矩阵,然后再进行滤波跟踪。经测试,使用新的确认矩阵对目标的跟踪精度影响不大,但计算量减少一半以上,提高了跟踪实时性。(2)通过对道路监视雷达显示控制软件的功能需求分析,给出了模块划分,基于Microsoft Visual Studio.Net 2010开发平台,使用VC++语言开发了显示控制软件。经测试,显控软件已具备以下功能:对目标信息数据的实时接收与处理、数据的存储与回放、目标位置与运动信息的实时显示、对雷达前端工作参数的实时控制、系统自检测、摄像头画面的实时显示等。由于雷达传输数据量大、显示画面实时性高,本文重点研究了多线程技术、双缓冲绘图技术等。经测试,系统数据接收与处理的速度满足需求、图像显示的效果良好。目前,完成了道路监视雷达系统对运动车辆的跟踪测试,结果表明,能准确的对雷达探测范围内的运动汽车进行跟踪,达到车辆防撞的目的;同时也完成了对高速公路上汽车流量的测试,测试结果表明,车流量统计的准确率在85%以上。
【关键词】：道路监视雷达 数据处理 多目标跟踪 运动轨迹关联 显控软件
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 缩略词注释表12-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 研究背景与意义13-15
• 1.2 雷达数据处理的发展与研究现状15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 1.4 章节安排16-18
• 第二章 雷达车辆跟踪运动模型与滤波技术18-34
• 2.1 引言18
• 2.2 跟踪坐标系18-20
• 2.2.1 直角坐标系18-19
• 2.2.2 极坐标系19
• 2.2.3 直角坐标系与极坐标系之间的转换关系19-20
• 2.3 基本目标运动模型20-24
• 2.3.1 匀速模型和常加速度模型20-21
• 2.3.2 时间相关模型21-23
• 2.3.3 不同模型跟踪效果仿真与分析23-24
• 2.4 卡尔曼滤波算法在目标跟踪中的应用24-33
• 2.4.1 卡尔曼滤波算法24-27
• 2.4.2 扩展卡尔曼滤波27-30
• 2.4.3 基于卡尔曼滤波的跟踪仿真与分析30-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 多车辆跟踪中航迹管理与仿真34-54
• 3.1 引言34
• 3.2 航迹起始34-37
• 3.2.1 航迹起始的波门34-35
• 3.2.2 航迹起始算法35-36
• 3.2.3 航迹起始算法仿真分析36-37
• 3.3 数据关联算法37-51
• 3.3.1 最近邻域数据互联算法38
• 3.3.2 概率数据互联算法38-42
• 3.3.3 联合概率数据互联算法42-45
• 3.3.4 对联合概率数据互联算法的改进45-47
• 3.3.5 数据关联算法的仿真与分析47-51
• 3.4 航迹终结51-53
• 3.4.1 序列概率比检验算法51-52
• 3.4.2 序列概率比检验算法仿真52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 道路监视雷达信息显示控制软件设计54-68
• 4.1 引言54
• 4.2 显示控制软件功能需求与开发环境54-55
• 4.2.1 功能需求54-55
• 4.2.2 开发环境55
• 4.3 显示与控制软件架构设计55-57
• 4.3.1 软件模块划分55-56
• 4.3.2 软件流程图设计56-57
• 4.4 显示控制软件的关键技术57-59
• 4.4.1 多线程技术57-58
• 4.4.2 多线程同步58-59
• 4.5 软件主要模块实现59-64
• 4.5.1 控制模块59
• 4.5.2 通信模块59-61
• 4.5.3 数据保存模块61-63
• 4.5.4 显示模块63-64
• 4.6 道路信息监视雷达显示与控制软件主界面设计64-66
• 4.6.1 主界面设计原则64
• 4.6.2 主界面设计64-66
• 4.7 本章小结66-68
• 第五章 道路监视雷达车辆跟踪系统调试与实测数据分析68-76
• 5.1 引言68
• 5.2 实验室测试68-72
• 5.2.1 数据传输功能测试68-69
• 5.2.2 显示功能测试69-70
• 5.2.3 数据处理算法功能测试70-72
• 5.3 实际道路测试72-75
• 5.3.1 对雷达正前方车辆的跟踪72-73
• 5.3.2 对高速公路车流量的统计73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 结束语76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 邹晓琦;;关于智能交通的发展与研究[J];科技创新导报;2015年19期

2 杨峰;王永齐;梁彦;潘泉;;基于概率假设密度滤波方法的多目标跟踪技术综述[J];自动化学报;2013年11期

3 郭峰;龙兵;戴志坚;;多线程同步技术在逻辑分析仪软件开发中的应用[J];电子测量技术;2011年11期

4 赵博;胡顺星;曹开法;汪少林;;车载测污激光雷达数据处理软件的设计[J];计算机技术与发展;2010年10期

5 顾天奇;朱荣军;高欣;王健;;交通信息采集关键技术研究[J];交通科技;2010年S2期

6 黄伟平;徐毓;;雷达信息站的多雷达数据处理[J];现代雷达;2009年02期

7 王淑一,程杨,杨涤,崔祜涛;UKF方法及其在方位跟踪问题中的应用[J];飞行力学;2003年02期

8 张宁红;坐标转换在雷达实时显示软件中的应用[J];现代雷达;2002年05期

9 赵瑞,顾启泰;滤波理论的最新进展及其在导航系统中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2000年05期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 刘培勋;车辆主动安全中关于车辆检测与跟踪算法的若干研究[D];吉林大学;2015年

2 王娟;复杂场景中的目标跟踪优化算法研究[D];燕山大学;2014年

3 穆治亚;红外多目标实时跟踪方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

4 周户星;车联网环境下交通信息采集与处理方法研究[D];吉林大学;2013年

5 徐旭;复杂环境下的车辆目标跟踪技术研究[D];吉林大学;2013年

6 黄大羽;复杂环境下弱目标检测与跟踪算法研究[D];华东理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 王一文;PC雷达数据显示及处理系统的研究[D];大连海事大学;2014年

2 沈玲;雷达数据处理的研究及其软件实现[D];南京理工大学;2012年

3 李秋生;多搜索雷达的点迹融合[D];西安电子科技大学;2011年

4 申磊;雷达数据处理关键模型研究及仿真实现[D];国防科学技术大学;2010年

5 孟凡菊;探地雷达数据处理软件的开发[D];中国地质大学（北京）;2010年

6 郭煜;基于单目视觉的飞行器姿态角测量技术[D];国防科学技术大学;2010年

7 沈莹;机动目标跟踪算法与应用研究[D];西北工业大学;2007年

8 林姝;智能控制理论在交通控制系统中的应用[D];山东大学;2006年

9 刘宇;雷达数据处理中的航迹相关[D];四川大学;2003年

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本文编号：280245