基于线性调频波的车载雷达信号处理算法研究

发布时间：2017-09-19 02:30

  本文关键词：基于线性调频波的车载雷达信号处理算法研究

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【摘要】：伴随着人民物质生活水平的不断改善,大家的出行变得越来越方便,经济水平的改善在给出行带来方便的同时也会引起一些灾难性的问题,即交通事件的发生率逐年增多,当今车载防碰雷达的推广可以在一定程度上降低交通事件的产生率。车载雷达的核心是目标匹配算法,因此目标匹配算法的优良对车载雷达防碰性能的优良意义重大,目标匹配算法被看作是雷达信号处理的关键环节,已越来越收到研究者们的青睐。科学技术的发展给硬件、算法和计算机性能方面带来了巨大进步的同时,也在不断地给目标匹配带来巨大的挑战。所以,在国防建设、航空宇航以及其他的各个领域中,各种新的技术不断被应用到目标匹配中来以适应更加复杂的环境和应用。本文结合车载雷达目标匹配的工程实践,从工程应用的角度分析了其中的涉及的关键技术。本文结合线性调频连续波(LFMCW:Linear Frequency-modulated Continuous Ware)雷达信息处理方法和硬件实现方面的有关研究,依照LFMCW雷达系统的指标要求,要做的工作是完成车载雷达信息处理系统相关的研究与设计,文中提出多目标环境下距离速度耦合问题并介绍新的匹配算法来去耦合,最后对车载雷达系统的硬件实现进行了介绍,并在一定的复杂环境下对匹配算法进行性能测试并进行测试结果分析。本文具体内容安排及成果如下所示:1.对本论文的课题研究背景与研究意义做了简单介绍,同时也介绍了LFMCW雷达及雷达数字信号处理的研究情况,不但介绍了国内的发展状况,而且也介绍了国外的发展状况。2.简单介绍了信号处理系统功能,此外还设计了雷达系统主要指标,接着介绍了信号处理系统硬件要求,最后完成了信号处理系统总体设计。3.重点是分析有序统计类恒虚警算法的基本原理并在其基础上对其进行了一些改进。4.在复杂环境下提出多目标匹配算法,对算法流程进行设计并完成算法仿真与结果分析。5.结合车载雷达系统的总体架构对其进行硬件实现。6.在实际环境下对雷达系统进行测试并分析,重点是测试车载雷达是否有多目标检测和跟踪能力,即测试第四章介绍的多目标匹配算法的有效性。
【关键词】：车载雷达 线性调频连续波 多目标匹配算法 硬件实现
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 本论文的内容安排15-17
• 1.3.1 本论文主要内容安排15-16
• 1.3.2 本论文主要创新点16-17
• 第二章 LFMCW雷达原理分析及信号处理系统总体设计17-33
• 2.1 LFMCW雷达基本工作原理分析17
• 2.2 三角线性调频连续波信号分析17-24
• 2.2.1 单周期三角线性调频连续波信号分析17-21
• 2.2.2 多周期三角线性调频连续波信号分析21-24
• 2.3 信号处理系统功能24
• 2.4 系统主要指标设计24-25
• 2.5 信号处理系统硬件要求25-27
• 2.6 信号处理系统总体设计27-32
• 2.6.1 FPGA工作流程设计29-30
• 2.6.2 单片机工作流程设计30-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 LFMCW雷达信号处理算法研究及模块设计33-53
• 3.1 对有序统计类恒虚警算法的改进及仿真分析33-38
• 3.1.1 恒虚警检测基本原理33-35
• 3.1.2 恒虚警检测算法研究35-36
• 3.1.3 对有序统计类恒虚警算法的改进及仿真分析36-38
• 3.2 信号处理模块设计38-45
• 3.2.1 抽取滤波模块设计39-40
• 3.2.2 加窗模块设计40-41
• 3.2.3 求模模块设计41
• 3.2.4 基于Cordic算法目标角度模块设计41-45
• 3.3 Kalman滤波模块设计45-52
• 3.3.1 Kalman滤波基本原理45-48
• 3.3.2 Kalman滤波模块设计及仿真分析48-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 复杂环境下目标匹配53-70
• 4.1 单目标情况下目标距离速度检测53-55
• 4.2 多目标情况下目标距离速度耦合问题55-56
• 4.3 复杂环境下多目标匹配56-64
• 4.3.1 简单路况环境下多目标匹配57-59
• 4.3.2 复杂路况环境下多目标匹配59-62
• 4.3.3 复杂路况环境下杂波分析及过滤方法62-64
• 4.4 目标匹配算法仿真64-69
• 4.4.1 简单路况环境下算法仿真64-66
• 4.4.2 复杂路况环境下算法仿真66-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 车载雷达系统的硬件实现70-80
• 5.1 车载雷达系统结构70-71
• 5.2 数据采集电路设计71-73
• 5.3 单片机硬件电路设计73-76
• 5.3.1 STM32F103硬件结构介绍73-74
• 5.3.2 STM32F103复位电路设计74-75
• 5.3.3 STM32F103 FLASH电路设计75-76
• 5.4 系统时钟电路设计76-77
• 5.5 CAN通信接口电路设计77-79
• 5.5.1 CAN总线简介77-78
• 5.5.2 CAN接口电路设计78-79
• 5.6 本章小结79-80
• 第六章 测试与分析80-87
• 6.1 测试环境介绍80-82
• 6.2 测试和结果分析82-86
• 6.2.1 探测距离测试82-83
• 6.2.2 角度分辨率及稳定性测试83
• 6.2.3 多目标检测和跟踪能力测试83-86
• 6.2.4 距离分辨率测试86
• 6.3 本章小结86-87
• 第七章 总结与展望87-88
• 7.1 论文总结87
• 7.2 展望87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 陈玺;杨大磊;;雷达信号检测中恒虚警处理的算法研究[J];舰船电子工程;2007年04期

2 王立辉;申卯兴;赵海洲;吴文洲;;Kalman滤波在雷达系统中的应用[J];弹箭与制导学报;2006年S3期

3 肖汉;杨建宇;熊金涛;;LFMCW雷达多目标MTD-速度配对法[J];电波科学学报;2005年06期

4 史林,张琳;调频连续波雷达频谱配对信号处理方法[J];西安电子科技大学学报;2003年04期

5 徐涛,金昶明,孙晓玮,夏冠群;一种采用变周期调频连续波雷达的多目标识别方法[J];电子学报;2002年06期

6 张立志,汪学刚,向敬成;LFM-CW雷达的MTI技术[J];电子科学学刊;2000年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄文奎;毫米波汽车防撞雷达的设计与实现[D];中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 薛效龙;基于梯形波FMCW雷达的多目标探测技术的研究[D];杭州电子科技大学;2014年

2 申辰;太赫兹雷达数据采集与信号处理研究[D];电子科技大学;2013年

3 李南;线性调频连续波雷达信号处理研究[D];西安电子科技大学;2012年

4 高宝山;海杂波背景下的CFAR目标检测[D];大连海事大学;2011年

5 孙艳芳;某雷达信号处理系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年

6 邹艺伟;LFMCW雷达回波模拟与恒虚警算法研究[D];南京理工大学;2010年

7 吴旖;雷达信号恒虚警检测处理研究[D];南京理工大学;2009年

8 吴鱼榕;汽车防撞雷达预警系统中关键技术的研究[D];电子科技大学;2009年

9 包敏;线性调频连续波雷达信号处理技术研究与硬件实现[D];西安电子科技大学;2009年

10 李召飞;线性调频连续波雷达的信号处理研究[D];南京理工大学;2008年

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本文编号：878961