隨著世界經(jīng)濟(jì)以及高新技術(shù)的飛速發(fā)展,無人駕駛技術(shù)逐漸成為未來車輛設(shè)計(jì)的新方向。無人駕駛技術(shù)需要依靠高精度的車載傳感器。其中車載毫米波雷達(dá)是目前車載傳感器中的重要組成部分,車載毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的核心是其信號處理模塊,建立在數(shù)字信號處理技術(shù)基礎(chǔ)上的信號處理算法對車載毫米波雷達(dá)的研發(fā)有著極其重要和深遠(yuǎn)的意義。本文論述了國內(nèi)外關(guān)于車載毫米波雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀,總結(jié)了車載毫米波雷達(dá)信號處理算法的發(fā)展和其實(shí)現(xiàn)方法,并指出傳統(tǒng)車載毫米波雷達(dá)信號處理算法中存在的問題。對車載毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和基本工作原理進(jìn)行了分析,對不同工作頻率的毫米波雷達(dá)以及多種雷達(dá)調(diào)制波形的工作原理進(jìn)行了研究,通過對其分析比較,最終選擇采用工作頻率為24GHz的三角波線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)作為研究對象。針對傳統(tǒng)信號處理算法中出現(xiàn)的分辨率低、虛警漏警、無法檢測出正確目標(biāo)等問題,提出了一個(gè)完整的信號處理方案。采用快速傅里葉變換（FFT）將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換到頻域,同時(shí)為了防止頻譜泄露,進(jìn)行了時(shí)域的加窗處理;為了提高分辨率,提出了線性調(diào)頻Z變換（CZT）算法,在FFT算法的基礎(chǔ)上能夠大幅度提高頻譜的分辨率,從而更好地識別出目標(biāo);對于傳統(tǒng)的恒虛警... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

原始信號的時(shí)域波形

第三章車載毫米波雷達(dá)信號處理算法的設(shè)計(jì)21圖3-4經(jīng)過FFT變換后的頻域波形圖Figure3-4frequencydomainwaveformafterFFTtransformation2）CZT算法FFT算法可以進(jìn)行時(shí)頻轉(zhuǎn)換，但是同時(shí)存在著一個(gè)問題，那就是FFT算法的測量精度較低，對于一些不需要高精度高分辨率的場合，比如安防領(lǐng)域中，F(xiàn)FT算法能夠很好的測量出目標(biāo)的距離和速度，但是對于車載毫米波雷達(dá)系統(tǒng)來說，為了保證安全性就需要雷達(dá)測得的前方物體的距離和速度要有很高的精度，于是為了解決FFT精度不高的缺點(diǎn)，本節(jié)提出了一種有著高分辨率高精度的CZT算法。a）CZT算法原理CZT算法全稱為線性Z變換算法，假設(shè)有限長序列的數(shù)目點(diǎn)數(shù)為N，其Z變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：10)()(NnnznxzX(3.11)假設(shè)復(fù)頻譜點(diǎn)數(shù)為M，則其在Z平面上的抽樣點(diǎn)kz為：11,0,zMkAWkk(3.12)

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文24圖3-5經(jīng)過CZT變換后的頻域波形圖Figure3-5frequencydomainwaveformafterCZTtransformationb）窗函數(shù)一般來說實(shí)際信號是有限長且連續(xù)的，當(dāng)使用快速傅里葉變換或者CZT變換時(shí)，會(huì)將連續(xù)的信號截取一部分，然后再不斷重復(fù)成無限長的信號從而方便進(jìn)行處理，當(dāng)頻譜截取不當(dāng)時(shí)，連續(xù)信號的邊緣有可能會(huì)出現(xiàn)波形不連續(xù)的情況，這種情況會(huì)導(dǎo)致頻譜泄漏的發(fā)生[39]，從而導(dǎo)致最后測得的頻率跟實(shí)際頻率有所差別。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生可以通過對信號進(jìn)行加窗使得波形不連續(xù)的邊緣變得平滑，這樣可以降低快速傅里葉變換和CZT算法產(chǎn)生的頻譜泄漏[40]。表3-1列出了一些常用窗函數(shù)的特征。表3-1常用窗函數(shù)特征Table3-1featuresofcommonwindowfunctions窗類型旁瓣衰減/dB特點(diǎn)應(yīng)用矩形窗-20主瓣比較集中，旁瓣較高測量物體自振頻率三角窗-25主瓣寬約等于矩形窗的兩倍，但旁瓣小主要分析窄帶信號平頂窗0有非常小的通帶波動(dòng)可以用在校準(zhǔn)上漢寧窗-60主瓣加寬并降低，旁瓣衰減速度快測量多個(gè)頻率分量的信號漢明窗-20旁瓣更小，衰減速度比漢寧窗衰減速度慢與漢明窗類似

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]車載毫米波雷達(dá)信號處理算法的研究[D]. 朱菊蕾.電子科技大學(xué) 2018
[4]智能汽車毫米波雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 任星博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]24GHz調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)信號處理技術(shù)研究[D]. 李健.南京理工大學(xué) 2017
[6]FMCW近程測距雷達(dá)的差頻信號處理技術(shù)研究[D]. 賀星辰.中北大學(xué) 2015
[7]線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)信號處理算法研究與硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 孫疆濤.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]雷達(dá)雜波的恒虛警處理的研究[D]. 席現(xiàn)國.大連海事大學(xué) 2013
[9]24GHz汽車防撞雷達(dá)中頻與基帶信號處理研究[D]. 迪利敏.浙江大學(xué) 2012
[10]收發(fā)全數(shù)字波束形成技術(shù)研究[D]. 陳帥霖.西安電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3419231