交通信息采集雷達的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著我國私家車數(shù)量的持續(xù)增長，城市交通問題日益嚴重。發(fā)展智能交通系統(tǒng)成為改善城市交通問題的有效途徑。交通雷達作為智能交通系統(tǒng)的主要組成部分，具有全天時、全天候、高精度等特點，因此交通雷達受到了廣泛關注。但國內現(xiàn)階段對于交通雷達的研究相對滯后，其中一個原因就是缺少一種具有多功能的交通信息采集雷達。本文旨在研究一種適用于高速公路的交通信息采集雷達，該雷達能同時對輻射范圍內每個車輛目標的速度、距離、角度等基本信息進行測量，并能將測量數(shù)據上傳上

2、位機來完成車輛目標軌跡跟蹤與航跡管理。
　　本文的主要工作如下：
　　(1)分別研究了LFMCW、FSK、MFSK與FSK-FMCW體制測速、測距的原理并分析了它們對多目標的分辨能力。然后分別對各個體制進行建模、仿真。在分析與比較各種體制的優(yōu)缺點之后，最終選用FSK體制來實現(xiàn)本系統(tǒng)。此后討論了雷達測角方法，并對雙天線相位差測角的最大不模糊角度、測角精度進行分析。最后研究了適用于多目標檢測的OS-CFAR檢測算法，并對其進行仿

3、真驗證。
　　(2)確定系統(tǒng)參數(shù)并完成系統(tǒng)硬件的設計。根據系統(tǒng)的性能指標對交通雷達系統(tǒng)參數(shù)進行分析與確定。根據系統(tǒng)采用FSK體制的需求對射頻前端進行選型。為實現(xiàn)對前端的四路中頻回波信號進行并行采集并實時處理，采用DSP+FPGA的硬件結構。然后采用模塊化設計方法，完成濾波放大模塊、核心處理器模塊、數(shù)據采集模塊、系統(tǒng)電源模塊的設計。
　　(3)為了實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件功能，首先確定了系統(tǒng)程序的流程圖。然后分別完成FPGA數(shù)據采集模塊

4、和DSP信號處理模塊的程序設計，其中包含了外部設備的邏輯控制與數(shù)字信號處理算法的實現(xiàn)。最終在硬件系統(tǒng)上實現(xiàn)目標檢測與目標信息獲取的功能。
　　(4)為提高在多目標環(huán)境中的檢測能力，研究了雜波分布特性，設計了數(shù)字濾波器來抑制雜波。研究了I/Q通道幅度相位誤差的校正方法來抑制鏡頻干擾。采用鏈表結構實現(xiàn)了OS-CFAR檢測算法，提高了系統(tǒng)的運行效率。
　　(5)完成了在實際高速場景下的測試。測試結果表明本文研制的雷達可以準確地檢測