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基于FMCW模式的微波车辆检测算法研究及软件实现
| 论文题名： | 基于FMCW模式的微波车辆检测算法研究及软件实现 |
| 关键词： | 微波车辆检测器;快速傅立叶变换算法;电路设计;调频连续波模式 |
| 摘要： | 微波车辆检测器具有易于安装维护、可全天候工作、检测能力强等优点，应用前景广阔。论文以调频连续波(Frequency Modulation Continuous Wave，FMCW)模式的微波车辆检测器为对象，围绕其基本原理、系统实现、算法设计等内容展开研究。 论文首先阐述了FMCW微波车辆检测技术的基本理论。分析了微波车检器的测距原理，建立了理想状态下三角波调制的中频信号数学模型，并介绍了FFT运算及常用的窗函数，讨论了系统实现过程中存在的干扰。此外，针对实际使用环境中可能存在的杂波干扰，论文探讨了双斜率三角波调制信号提高检测精度的基本原理。 其次，论文对FMCW模式的微波车辆检测器进行了系统实现。论文选用IVM-297传感器作为微波收发模块;为实现双斜率三角波调制信号，论文设计了一种利用DDS技术的调制信号发生电路，产生上升沿与下降沿频率不同的三角波，同时设计了可变系数的线性放大电路，对调制信号的幅度进行调节;针对微波反射信号的功率会随着距离增大而快速衰减的问题，设计了衰减补偿电路;论文通过FPGA对系统时钟进行分频，设置采样频率，并利用Linux系统可扩展性强的特点，提出了FPGA+ARM的电路结构，分别讨论了各模块电路的实现;此外，还探讨了FPGA程序和FPGA接口Linux驱动程序的设计。 最后，论文对FMCW模式微波车辆检测器的中频信号处理算法进行了研究。为了更直观地显示中频信号及其频谱，同时便于设置相关参数，论文在PC端开发了中频信号处理软件，利用加窗FFT运算对中频信号进行了时频变换;为了验证距离与中频信号频率之间的关系，论文进行了单一目标和多目标的距离检测实验，并对测距公式中的扫频带宽参数进行了标定，确定了车检器的测距精度;论文应用背景差法进行了目标检测，并为实验场景中的模拟车道设置了流量检测阈值;此外，论文还对车型分类的实现原理及实验方法进行了探讨。 综上，论文对FMCW模式微波车辆检测器进行了研究与设计，为今后进一步的研究打下了基础。 |
| 作者： | 汤滢江 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 何铁军;卢毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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