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《天津理工大学》 2010年
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基于DSP的雷达测速计量系统的研究

刘芳  
【摘要】:本课题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。 本论文主要工作如下: 一、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。 二、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。 三、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。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U495;TP368.12

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【引证文献】
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【参考文献】
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