汽车防撞雷达预警系统中关键技术的研究

论文摘要

汽车防撞雷达是当今社会的一个研究热点,是在交通安全领域实现现代化的重要保障。随着公路建设的迅速发展,交通事故的预防越来越引起人们的广泛关注,汽车防撞雷达是减少公路撞车事故、改善交通安全状况的有效途径之一,因此对其的研究和开发显得尤为迫切。本文对汽车防撞雷达系统中的部分关键技术进行了研究。选取LFMCW作为雷达的工作方式。提出了双套天线的探测方式,以解决汽车防撞雷达领域长期存在的大的探测范围和低的虚警率难以兼顾的问题。针对汽车防撞雷达工作中随时可能出现的杂波问题,系统通过MTI滤除固定杂波,考虑到雷达较大的工作周期,本文采用了距离速度去耦和速度门限相结合的滤波方式以滤除运动杂波。LFMCW雷达的距离速度耦合问题一直是影响雷达准确测距的因素,在多目标环境下距离速度去耦一直是一件麻烦的事情,综合考虑速度配对法和面积匹配法在汽车防撞雷达应用中的优缺点,本文提出了速度配对—面积匹配的信号处理方法以实现目标距离和速度的精确测量。由于汽车在行驶的过程中,其防撞雷达可能受到邻车雷达的干扰,因此本文对汽车防撞雷达的抗干扰进行了研究。本文为汽车防撞雷达的成品实现提供了理论基础和思想方法,同时也对后续的研究工作起到了铺垫的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外汽车防撞雷达研究现状
• 1.3 论文内容安排
• 第二章 汽车防撞雷达的设计思想和工作原理
• 2.1 汽车防撞雷达的距离测量技术
• 2.1.1 激光
• 2.1.2 超声波
• 2.1.3 红外线
• 2.1.4 CCD 摄像系统
• 2.1.5 雷达
• 2.2 系统性能要求
• 2.3 雷达工作频率
• 2.4 线性调频连续波（LFMCW）雷达工作原理
• 第三章 汽车防撞雷达的系统设计
• 3.1 系统纵向安全距离模型
• 3.2 .汽车防撞雷达系统工作原理
• 3.2.1 汽车防撞雷达工作环境的探讨
• 3.2.2 雷达方位角扫描范围的研究
• 3.3 雷达系统组成
• 3.3.1 雷达主要技术指标
• 3.3.2 天线
• 3.3.3 高频组件
• 3.3.4 信号处理机
• 3.3.5 人机接口和显示/报警
• 第四章 雷达信号处理中运动目标的检测
• 4.1 LFMCW 雷达MTI/MTD 技术
• 4.1.1 LFMCW 雷达的MTI 技术
• 4.1.2 LFMCW 雷达的MTD 技术
• 4.2 汽车防撞雷达的速度补偿
• 4.2.1 雷达的速度补偿原理
• 4.2.2 速度补偿在汽车防撞雷达中应用的思考
• 4.3 汽车防撞雷达运动目标识别的计算机仿真
• 4.3.1 MTI 的计算机仿真
• 4.3.2 MTD 的计算机仿真
• 4.3.3 对于MTD 仿真实验的思考
• 第五章 汽车防撞雷达精确测距测速的研究
• 5.1 LFMCW 雷达的信号分析
• 5.1.1 LFMCW 雷达的工作原理
• 5.1.2 LFMCW 雷达的距离速度耦合问题
• 5.2 对称三角LFMCW 雷达信号解决距离速度耦合问题的思路
• 5.2.1 对称三角LFMCW 雷达信号分析
• 5.2.2 单目标环境距离速度的精确测量
• 5.3 多目标环境距离速度识别存在的问题
• 5.4 多目标环境下的精确测距测速的实现
• 5.4.1 速度配对法对多目标环境的简化
• 5.4.2 面积匹配法对距离速度去耦的完善
• 5.4.3 汽车防撞雷达的速度配对—面积匹配法流程
• 第六章 汽车防撞雷达的抗干扰研究
• 6.1 相向/同向行驶的汽车防撞雷达之间的干扰
• 6.1.1 相向行驶的汽车防撞雷达之间的干扰
• 6.1.2 同向行驶的汽车防撞雷达之间的干扰
• 6.2 汽车防撞雷达之间的干扰分类
• 6.2.1 异频雷达之间的干扰
• 6.2.2 同频雷达之间的干扰
• 6.3 汽车防撞雷达同频异步干扰的解决方案
• 6.3.1 汽车防撞雷达抗同频异步干扰的分析
• 6.3.2 汽车防撞雷达抗同频异步干扰的仿真
• 6.4 汽车防撞雷达抗同频同步干扰的研究
• 6.4.1 m 序列的结构和特性
• 6.4.2 m 序列对LFMCW 雷达信号的调制
• 6.4.3 m 序列调制LFMCW 抗同频同步干扰的仿真
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间与本论文相关的研究成果