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77GHz MIMO体制三维高精度测速雷达研究
| 论文题名： | 77GHz MIMO体制三维高精度测速雷达研究 |
| 关键词： | 车载毫米波雷达;77GHzMIMO体制;多目标跟踪滤波;二维恒虚警检测;车辆速度估计 |
| 摘要： | 近年来汽车数量不断增加，由此带来的交通事故也层出不穷。车载毫米波雷达逐渐成为人们研究的热门方向，对车辆进行高精度的测速以及跟踪是预防交通事故的重要手段。本文在77GHz车载毫米波雷达的平台上，设计了MIMO体制下测距测速精度高的雷达算法以及多目标跟踪滤波算法，实现了对车辆的三维信息获取和跟踪。本文的主要工作如下： 1、设计了三维测速雷达高精度测速方法来获得车辆的真实速度。首先设计了77GHzMIMO体制下的测角算法求解目标的方位角和俯仰角，其次设计了雷达测距测速的方法，为了减小虚警目标的个数进行了二维恒虚警检测。针对雷达探测速度为径向速度，结合测量得到的方位角与俯仰角，设计了两种基于空间直线拟合的车辆速度估计法，通过目标聚类、质心提取、设置时间滑窗、直线拟合等步骤求解车辆行驶的真实速度，测速精度高。 2、设计了三维测速雷达航迹管理以及多目标跟踪滤波算法。从三维测速雷达的航迹起始出发，分析了三维测速雷达的数据关联，设计了改进后的贪心匹配算法来实现预测点迹和探测点迹之间一对一的匹配；最后使用Singer模型和扩展卡尔曼滤波器实现多目标跟踪，能够有效地对三维平面上的目标进行跟踪以及测速测距。 3、基于硬件平台完成了三维测速雷达的软件设计。对系统初始化、系统配置、波形产生及采样、信号处理、求解多目标三维信息以及数据传输等模块分别进行了阐述，可以让三维测速雷达实时地探测车辆目标并进行多目标跟踪。 最后，通过外场测试给出了三维测速雷达测距测速效果和多目标跟踪滤波效果，验证了波形以及算法的有效性。 |
| 作者： | 潘伟 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 张仁李 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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