發(fā)布時間：2018-06-13 07:02

  本文選題：線性調(diào)頻連續(xù)波 + 車流量監(jiān)測雷達��； 參考：《西安電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著人們生活水平的不斷提高,城市中各種車輛的數(shù)量正在急劇增加,這就對其交通監(jiān)測和管理系統(tǒng)的建設(shè)提出了更高的要求。在此背景下,一些新的發(fā)展理念如“智能交通系統(tǒng)(ITS)”、“智能城市(SC)”等已被提出,并成為許多大、中型城市的發(fā)展目標。作為ITS建設(shè)的重要組成部分,準確、可靠的車流量監(jiān)測設(shè)備將面臨廣泛的需求。因此,具有高精度、高可靠性和易于維護等優(yōu)點的線性調(diào)頻連續(xù)波(LFMCW)雷達在車流量監(jiān)測方面具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。本車流量監(jiān)測雷達主要用于完成4至8車道車流量的監(jiān)測,主要包括:三角波發(fā)生電路、連續(xù)波雷達傳感器、中頻信號處理電路和數(shù)字信號處理模塊等。三角波發(fā)生電路由MAX038芯片及其外圍電路構(gòu)成,所產(chǎn)生的頻率可調(diào)、幅度相對恒定的三角波對連續(xù)波雷達傳感器中的壓控振蕩器(VCO)進行控制,使其向特定區(qū)域發(fā)射LFMCW信號。連續(xù)波雷達傳感器是車流量監(jiān)測雷達的射頻部分,主要用于發(fā)射高頻線性調(diào)頻連續(xù)波信號,并將其與車輛反射的回波進行混頻、放大等處理后輸出包含車輛距離信息的中頻信號。中頻信號處理電路的設(shè)計是實現(xiàn)車輛檢測的重要基礎(chǔ),主要由高通濾波器、低通濾波器和中頻放大電路等組成。其中,高通濾波器用于濾除頻率調(diào)制過程中的三角波泄漏,并利用其過渡帶的放大特性減小中頻信號的動態(tài)范圍;低通濾波器用于濾除帶外噪聲和高頻干擾,進一步提高中頻信號的質(zhì)量;中頻放大電路用于對經(jīng)過濾波的微弱中頻信號進行放大。數(shù)字信號處理模塊是本車流量監(jiān)測雷達設(shè)計的核心,主要由兩部分組成:FPGA芯片EP2S90F1020與DSP芯片TMS320C6727B及其外圍電路組成的硬件部分和在此基礎(chǔ)上完成的算法設(shè)計部分。其中,FPGA部分用于對中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、時域雜波背景消除等處理,并將結(jié)果傳輸至DSP;DSP在對數(shù)字中頻信號完成FFT、自適應(yīng)門限檢測、梳狀帶通濾波等處理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)車輛檢測和車流量統(tǒng)計等功能。測試結(jié)果表明本車流量監(jiān)測雷達穩(wěn)定、可靠,具備實現(xiàn)車流量監(jiān)測的基本功能。
[Abstract]:With the continuous improvement of people's living standards, the number of vehicles in cities is increasing rapidly, which puts forward higher requirements for the construction of traffic monitoring and management system. In this context, some new development concepts such as "Intelligent Transportation system (ITS)" and "Intelligent City (SCS)" have been put forward and become the development goals of many large and medium-sized cities. As an important part of its construction, accurate and reliable vehicle flow monitoring equipment will face extensive demand. Therefore, the linear frequency modulation continuous wave (LFMCW) radar, which has the advantages of high precision, high reliability and easy maintenance, has a broad prospect of development and application in traffic flow monitoring. The vehicle flow monitoring radar is mainly used to monitor the traffic flow of 4 to 8 lanes, including: triangular wave generating circuit, continuous wave radar sensor, if signal processing circuit and digital signal processing module. The triangle-wave generating circuit is composed of MAX038 chip and its peripheral circuit. The frequency of the triangulation wave is adjustable and the amplitude is relatively constant to control the voltage-controlled oscillator (VCO) in the continuous wave radar sensor, which emits LFMCW signal to a specific area. Continuous wave radar sensor is the radio frequency part of vehicle flow monitoring radar. It is mainly used to transmit high frequency linear frequency modulated continuous wave signal and mix it with the echo reflected by vehicle. An intermediate frequency signal containing vehicle distance information is output after processing such as amplification. The design of intermediate frequency signal processing circuit is an important basis for vehicle detection, which consists of high pass filter, low pass filter and if amplifier circuit. The high-pass filter is used to filter the triangular wave leakage in the frequency modulation process, and the dynamic range of the intermediate frequency signal is reduced by using the amplification characteristic of the transition band, while the low-pass filter is used to filter the out-of-band noise and the high-frequency interference. The if amplifier circuit is used to amplify the filtered weak if signal. The digital signal processing module is the core of the design of the vehicle flow monitoring radar. It mainly consists of two parts: the hardware part of EP2S90F1020 and DSP chip TMS320C6727B and its peripheral circuit, and the algorithm design part based on this. The FPGA is used to process the if signal such as A / D conversion, time domain clutter background cancellation and so on. The result is transmitted to DSP to complete FFTand adaptive threshold detection for digital if signal. On the basis of comb band-pass filtering and other processing, the functions of vehicle detection and traffic flow statistics are realized. The test results show that the vehicle flow monitoring radar is stable, reliable and has the basic function of vehicle flow monitoring.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U495;TN959

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本文編號：2013159