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基于DSP的雷达测速计量系统的研究
| 论文题名： | 基于DSP的雷达测速计量系统的研究 |
| 关键词： | 交通监控;车辆测速;探测雷达;信号处理 |
| 摘要： | 本研究来源于天津市社会发展重点基金资助项目（09ZCGYSF00300）“车速安全实时监测系统计量溯源校准标准的研究”。随着我国经济社会的快速发展，各种车辆和高速公路与日俱增，已经成为人们生活中不可缺少的主要交通出行方式，由于超速超载或司机疏忽驾驶带来的道路交通事故也时有发生，这对交管部门的要求越来越高，如何准确检测超速车辆成为交管部门确保交通安全的主要手段。现在常用的车辆测速方法主要有：设置地感线圈、利用激光测距、视频检测车辆三维位置、利用多普勒效应的雷达测速等，目前雷达测速是应用最广泛的。雷达测速是通过获得运动目标的频率偏移信号，并对其进行信号处理，根据多普勒原理测量目标车辆速度。现在使用的雷达测速仪一般采用单片机进行数据信号处理，或者用模拟滤波方式进行设计，测量精度较低而且反应速度较慢。本课题通过研究多普勒原理和数字信号处理（DSP）的各种算法，采用DSP对频率信号进行快速处理，完成雷达测速仪软硬件系统的设计。仿真结果表明本设计可以有效地提高分辨率，达到快速、准确的检测目的。本文主要内容如下： ⑴研究车辆测速的几种方法及它们的优、缺点，对雷达测速的基本原理，即多普勒效应进行推导和分析，给出了雷达测速系统的总体设计方案并分析其工作原理。 ⑵硬件系统设计，完成对雷达测速仪基带处理单元的设计，包括A/D转换器的选择，确定DSP芯片及其外围电路的工作频率元器件的选择，硬件连接电路的设计，工作方式设置等。本设计采用 TMS320C5402作为信号处理的主芯片，负责算法、滤波和实时信号处理，并辅以Flash程序扩展存储器，保证快速运算，选择AT89S52单片机完成输入输出处理以及对结果显示、串口通信等交互界面的控制，有效减少了数据处理过程中的运算时间。 ⑶系统的软件算法仿真，雷达测速信号的处理一般采用功率谱估计的方法，本文重点研究了经典谱估计的FFT算法和现代谱估计中基于AR模型的BURG算法的原理和步骤，在MATLAB中仿真实现，通过比较各种算法在计算复杂度和分辨率精度上的优缺点，最终选择BURG算法完成信号处理部分。实验和仿真结果证明本文所设计的数字信号处理系统性能良好，达到了设计的要求。 |
| 作者： | 刘芳 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 何宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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