基于微波雷达的汽车盲区监测系统研究与设计

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随着汽车工业的发展,汽车数量日益增多,汽车碰撞事故频繁发生,其中一部分是由于汽车左右后视镜存在视野盲区造成的。因此,研制一种盲区实时监测系统,能有效防止视野盲区引发的事故。微波雷达具有探测距离远、探测精度高、可以全天候工作、受环境影响小的优点,在汽车盲区监测系统中得到了广泛应用。本文提出了一套基于微波雷达的汽车盲区监测系统设计方案。详细论述了微波雷达测量的基本原理、系统的硬件设计方案、雷达中频信号处理算法和系统软件设计方案。在硬件设计上,选取SMR-334型微波雷达、STM32F405RGT6微控制器等元器件设计微波雷达从机的整体电路,选取STM32F103C8T6微控制器等元器件设计了主控机的整体电路,并对电路中各元器件的参数及其作用进行了详细的论述。在雷达中频信号处理算法上,由于实际情况中雷达中频信号中混有高斯噪声、高频干扰信号等,会影响系统的虚警率,本文经过研究采用具有线性相位特性的FIR滤波算法对雷达中频信号进行滤波,有效提高了系统的信噪比。本文微波雷达使用多频移键控调制方式,需要提取信号的频率谱与相位谱来测量目标,目前常用FFT算法提取。由于该算法存在“频谱泄漏”问题,也会影响系统的虚警率,本文引入了改良的全相位FFT算法,改善了频谱泄漏问题,有效提高了相位测量的精度。另外,FFT算法在提取频谱时存在“栅栏效应”,降低了目标测量精度,为了解决这一问题,本文使用线性调频Z变换算法提高了谱峰相邻谱线之间频段的频率分辨率,有效提高频率测量的准确度。运用MATLAB对上述算法进行了仿真,仿真结果验证了该算法的有效性。在软件设计上,本文给出了微波雷达从机和主控机的程序流程图,最后使用MDK集成软件开发环境完成了本文的软件设计与调试。文章最后对系统微波雷达从机与上位机CAN通信功能、车速获取功能、系统预警等功能进行了测试实验。实际测试结果表明,本文设计的系统可以对车后左右相邻车道十米以内的目标进行实时地监测,当有目标持续靠近本车时,能及时给驾驶员提供预警信息。
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