微波雷达在实时道路交通信息采集系统中的应用研究与设计

【摘要】：实时交通信息是实现智能交通系统(ITS)的关键,也是ITS各子系统实施的核心数据基础和重要前提,在交通规划和交通管理控制等方面具有广泛的应用前景。采用民用微波雷达可以准确探测车辆的出现和行驶速度,具有成本低、设备简单、有极强的搞干扰能力、能在恶劣的气候条件下工作等突出的优点,从而在交通信息采集技术中得到深入研究与应用。 本文提出了一套基于DSP和民用微波雷达的道路交通信息采集系统设计方案。详细地论述了微波雷达技术的基本原理、系统的硬件设计方案、MUSIC算法的多普勒信号频率估计原理和系统软件设计方案。在硬件设计上,给出了雷达接收信号的前置放大电路、TMS320VC5402系统各模块的电路图及CPLD与各模块的控制逻辑图。此外,讨论了系统的安装注意事项。在软件设计上,对可编程部分给出了程序的流程图。在信号的处理算法上,由于MUSIC算法在低信噪比条件下对所接收的含有多个频率成份的信号时具有较好的频率分辨率,可以在多车道监控时能够同时捕捉多台车的信号;同时考虑到系统工作在气候恶劣、信噪比低的条件下,我们采用该算法,实现对多车道的无模糊监测,取得真实且准确的车速和车流量数据。通过采用MATLAB工具软件仿真产生多普勒信号,在CCS集成软件开发环境和DSP教学实验系统硬件平台下对信号处理,得到的结果表明该算法的估计误差较小,可以应用于高速公路或其它行人稀少的路段的车速和车流量信息的采集,为交通管理部门提供实时真实可靠的信息。最后,对进一步的研究提出了将多种传感技术相结合以采集更全面的交通信息的建议。