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基于毫米波雷达的汽车前向碰撞监测预警系统研究
| 论文题名： | 基于毫米波雷达的汽车前向碰撞监测预警系统研究 |
| 关键词： | 汽车监测预警系统;前碰撞工况;毫米波雷达;电路设计;信号处理 |
| 摘要： | 为有效预防和避免车辆追尾事故的发生，通过分析现有防撞预警系统存在的不足，在结构化道路的基础上，以乘用车为研究对象，设计了一种基于77GHz毫米波雷达的汽车前向防撞监测预警系统。本文的主要研究内容如下： （1）分析了道路交通前碰撞工况，明确在实际道路上可能会发生前防撞的环境。阐述了毫米波雷达测距测速原理，推导出获取目标信息所需要的参数，在此基础上设计了模拟信号处理和数字信号处理的方法。 （2）分析了防撞监测预警系统的硬件需求，完成硬件电路总体设计：通过微控制器模块和调制信号生成模块产生调制三角波；设计了滤波放大电路、可调增益放大电路和直流偏置电路等信号处理模块，仿真结果表明该信号处理模块有效滤除了高频干扰信号，使信号位于AD采样范围内，提高了采样精度；完成了CAN模块和电源模块的设计，并对实现上述功能的电路板进行设计。 （3）在模拟信号处理的基础上，设计了一系列数字信号处理算法。通过AD采样将模拟信号转换为数字信号后，基于MATLAB的FilterDesigner进行FIR低通数字滤波器设计，滤除高频干扰信号。采用快速傅里叶变换将中频信号从时域转换到频域，从而获得目标信息。对于环境干扰以及可能存在的虚假目标，采用CA-CFAR算法排除并进行仿真验证。在双向两车道条件下，进行道路实车实验，包括静态多目标实验、动态单目标实验和动态多目标实验，根据实际情况和探测情况进行误差分析。实验结果显示本系统测距测速误差率均在5%以下。 （4）在结构化道路的基础上，根据道路交通前碰撞工况，建立行车安全距离数学模型，判断障碍物性质。采用STM32板载的蜂鸣器设计了预警算法，若为危险目标，提醒驾驶员采取措施。 |
| 作者： | 师艳娟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张三川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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