【摘要】：隨著人工智能的發(fā)展,毫米波雷達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;在無人機領(lǐng)域,可以實現(xiàn)無人機定高和防碰撞;在安防領(lǐng)域,結(jié)合球機可以實現(xiàn)邊界移動目標實時跟蹤。因此毫米波雷達具有廣闊的應(yīng)用前景。自從雷達集成芯片的使用,毫米波雷達基礎(chǔ)技術(shù)和硬件技術(shù)逐漸成熟,實際應(yīng)用中的測量精度也得以明顯提高。本文圍繞毫米波雷達測速測距進行了深入分析,設(shè)計了一種基于24GHz毫米波雷達的測速測距系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:首先詳細說明了連續(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,由于MFSK兼具LFMCW和FSK的優(yōu)點,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,詳細介紹了后端信號處理FFT與chirp-z變換原理,所采用的方法是先用FFT得到中頻信號的粗略值,再應(yīng)用chirp-z細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,進一步對軟硬件部分進行了詳細設(shè)計,采用了比分立元器件抗干擾性更高、一致性更好的雷達集成芯片BGT24MTR11和ADF4158發(fā)射MFSK調(diào)制波形,軟件上對主芯片STM32F303進行相應(yīng)的外圍驅(qū)動配置,然后經(jīng)過對中頻信號分析,計算得距離與速度。最后,設(shè)計了上位機數(shù)據(jù)采集平臺,采集實時數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行分析,實現(xiàn)了目標距離的測量,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,驗證了系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

MFSK信號處理圖

圖 2.8 相位與頻率計算距離與速度曲線圖與速度計算過程復雜，，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，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 …………
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN958

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 杜佳;宋春林;;一種改進的毫米波雷達多目標檢測算法[J];通信技術(shù);2015年07期

2 文念念;韓峻峰;潘盛輝;楊敘;;基于FPGA的雷達測距測速系統(tǒng)的研究[J];信息技術(shù);2015年01期

3 宋洋;;一種改進的車載雷達多目標檢測方法[J];電子科技;2014年11期

4 孫悅;陳鏡;郭俊;;連續(xù)波雷達多目標數(shù)據(jù)處理研究[J];無線電工程;2014年02期

5 王靜;劉艷萍;;LFMCW雷達運用于汽車防撞的研究[J];電子設(shè)計工程;2013年05期

6 郭玲紅;李亞立;;單脈沖雷達距離和速度測量精度技術(shù)分析[J];航空兵器;2012年05期

7 王濤;陳邵權(quán);范寒柏;王磊;;Zoomfft算法的實現(xiàn)[J];電子世界;2012年15期

8 蔣留兵;林和昀;沈翰寧;柴林峰;;基于DSP的防撞雷達系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機工程;2012年12期

9 徐飛;王延暴;;Chirp-z變換在雷達信號處理中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年09期

10 陳麗鋒;孟瑞;馮希;;頻率測量研究綜述[J];電力電子;2011年02期

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 楊靜;合成孔徑雷達高分辨動目標成像方法研究[D];西安電子科技大學;2017年

2 李健;24GHz調(diào)頻連續(xù)波雷達信號處理技術(shù)研究[D];南京理工大學;2017年

3 趙達森;FMCW雷達近程測距系統(tǒng)設(shè)計及實驗研究[D];太原理工大學;2016年

4 王立凱;希爾伯特-黃變換在雷達測井中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學;2016年

5 徐俊;77GHz汽車防撞雷達系統(tǒng)一些關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學;2015年

6 褚紅軍;24GHz汽車毫米波雷達系統(tǒng)分析與頻率源關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

7 陳志杰;60GHz小型化雙模汽車防撞雷達的研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2012年

8 何燕玲;雷達測速算法研究與軟件實現(xiàn)[D];華中科技大學;2012年

9 鮑迎;小型化24GHz FMCW汽車防撞雷達[D];浙江大學;2011年

10 周立;汽車防撞雷達的研究[D];南京理工大學;2008年

本文編號：2677472