汽车主动防撞预警中的DSP信号处理系统研究

论文摘要

汽车交通安全问题一向是各国政府和社会关注的重要问题,也是智能交通系统(ITS)要致力解决的重大问题。汽车主动避撞系统利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的感知能力,将感知技术获取的外界信息(如车速、其它障碍物距离)传递给驾驶员,同时在路况与车况的综合信息中辨识是否构成安全隐患。在紧急情况下,自动采取相应措施控制汽车,使汽车能主动避开危险,保证车辆安全行驶。本文利用一种在DSP技术基础上的多级安全预警系统来提高汽车行驶安全性。在本课题中重点研究了系统信号处理方法及在此基础上的安全距离模型、FMCW雷达测距测速、雷达信号的处理等问题,给出初步性能指标,并提出系统设计中各部分实现方案。论文的主要工作包括:1总结国内外汽车防撞雷达研发现状,讨论了汽车防撞预警雷达系统的性能要求、工作原理和总体设计等相关的问题,在此基础上提出一种基于DSP数字信号处理技术的汽车防撞预警雷达总体设计方案,给出性能指标,并进行了系统论证。2分析了FMCW雷达信号,研究其测速和测距的原理,分析并引入合理的安全距离模型。3对基于DSP技术的整体系统实现进行分析,并进一步研究了各部分硬件实现问题。4进行系统DSP软件部分的设计实现,并做相关仿真验证。综上所述,本文在融合了现代DSP技术与高速电路设计技术的条件下,设计一个具有较高性能的数字信号处理系统,以实现汽车防撞预警功能。本课题在实际工程中具有现实意义,符合现代汽车安全预警高实时性的发展要求,因此这次研究具有很大的实用价值和参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外汽车防撞系统的研究现状
• 1.3 DSP 数字信号处理器的特点及发展趋势
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 实现思路及相关技术指标
• 第二章 系统设计中的主要问题
• 2.1 预警雷达系统组成
• 2.2 预警雷达的基本要求和主要性能指标
• 2.2.1 系统基本要求
• 2.2.2 雷达主要性能指标
• 2.3 安全距离模型
• 2.3.1 常用安全报警算法
• 2.3.2 驾驶员模型安全报警算法
• 2.3.3 仿真分析
• 2.4 系统总体构成
• 2.5 本章小结
• 第三章 雷达工作原理
• 3.1 信号多普勒效应
• 3.1.1 雷达发射连续波的情况
• 3.1.2 窄带信号时的多普勒效应
• 3.2 多普勒雷达工作原理
• 3.3 多普勒雷达调频测量原理
• 3.4 本系统中的雷达方案
• 3.5 本章小结
• 第四章 参数设计及系统稳定性
• 4.1 相关参数设计
• 4.1.1 带宽的确定
• 4.1.2 多普勒频率检测
• 4.1.3 中频信号的采样
• 4.1.4 信号处理相关参数
• 4.1.5 速度-距离模式
• 4.2 系统稳定性设计
• 4.2.1 系统稳定性
• 4.2.2 系统抗干扰相关措施
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统总体实现
• 5.1 模拟信号采集部分
• 5.1.1 雷达通道模拟信号滤波
• 5.1.2 F/V 变换
• 5.1.3 A/D 转换
• 5.2 交互控制
• 5.3 系统时钟
• 5.4 复位电路
• 5.5 系统电源
• 5.5.1 系统芯片供电电路
• 5.6 射频部分的构成
• 5.7 关键引脚及多余引脚的处理
• 5.8 本章小结
• 第六章 系统主要硬件部分的设计
• 6.1 DSP 技术概述
• 6.1.1 DSP 处理器的结构及特点
• 6.1.2 数字信号处理芯片TMS320VC5416
• 6.2 CPLD 以及应完成的功能
• 6.3 存储器
• 6.4 本章小结
• 第七章 系统软件设计
• 7.1 逻辑控制设计
• 7.1.1 存储器控制
• 7.1.2 A/D 转换
• 7.2 DSP 部分的软件设计
• 7.2.1 CCS 开发环境
• 7.2.2 应用软件开发
• 7.2.3 DSP 初始化设计
• 7.2.4 DSP 的HPI 通信
• 7.2.5 DSP 信号处理模块
• 7.2.6 快速傅立叶（FFT）变换及仿真
• 7.3 系统处理结果分析
• 7.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简介