發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 14:08

【摘要】：隨著人工智能的發(fā)展,毫米波雷達(dá)作為一款非接觸式測速測距傳感器,在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中,在汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,可以應(yīng)用于盲區(qū)監(jiān)測、變道輔助和防碰撞預(yù)警;在無人機(jī)領(lǐng)域,可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)定高和防碰撞;在安防領(lǐng)域,結(jié)合球機(jī)可以實(shí)現(xiàn)邊界移動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤。因此毫米波雷達(dá)具有廣闊的應(yīng)用前景。自從雷達(dá)集成芯片的使用,毫米波雷達(dá)基礎(chǔ)技術(shù)和硬件技術(shù)逐漸成熟,實(shí)際應(yīng)用中的測量精度也得以明顯提高。本文圍繞毫米波雷達(dá)測速測距進(jìn)行了深入分析,設(shè)計(jì)了一種基于24GHz毫米波雷達(dá)的測速測距系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:首先詳細(xì)說明了連續(xù)波測速原理和調(diào)制波形線性調(diào)頻連續(xù)波(LFMCW,Linear Frequency Modulation Continuous Wave)、頻移鍵控(FSK,Frequency Shift Keying)、多頻移鍵控(MFSK,Multifrequency-Shift Keying)的測速測距原理并通過仿真分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn),由于MFSK兼具LFMCW和FSK的優(yōu)點(diǎn),最終選用其作為本系統(tǒng)的調(diào)制波形,根據(jù)理論需要,確定其參數(shù)。其次,詳細(xì)介紹了后端信號(hào)處理FFT與chirp-z變換原理,所采用的方法是先用FFT得到中頻信號(hào)的粗略值,再應(yīng)用chirp-z細(xì)化頻譜得到精度更高的頻率值,以提高系統(tǒng)測量精度。在理論分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對軟硬件部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),采用了比分立元器件抗干擾性更高、一致性更好的雷達(dá)集成芯片BGT24MTR11和ADF4158發(fā)射MFSK調(diào)制波形,軟件上對主芯片STM32F303進(jìn)行相應(yīng)的外圍驅(qū)動(dòng)配置,然后經(jīng)過對中頻信號(hào)分析,計(jì)算得距離與速度。最后,設(shè)計(jì)了上位機(jī)數(shù)據(jù)采集平臺(tái),采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)距離的測量,2m至30m范圍內(nèi)測量誤差在0.05m左右,并成功應(yīng)用于汽車后裝上,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

MFSK信號(hào)處理圖

圖 2.8 相位與頻率計(jì)算距離與速度曲線圖與速度計(jì)算過程復(fù)雜，，根據(jù)圖 2.8 所示，，使頻率測量、相位測量曲線正交。優(yōu)化后為：4(1)02=ΔΔ +VcRfNshift…………2(1)- =Nfsweep時(shí)，條件式（2-32）為：ΔR =ΔV與距離 R0為：22(1)0NKRR Δ=Δ π …………22(1)0NKVV+ Δ=Δ π …………
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN958

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677472