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汽车主动安全是一种使汽车在事故可能发生时能够主动采取措施,避免事故发生的技术。盲点探测系统作为汽车主动安全系统的重要组成部分,在车辆进行并道或超车时,能有效降低因视觉盲区发生的事故。毫米波雷达作为汽车主动安全领域雷达传感器,具有工作频带宽、探测能力高、抗干扰性能强、全天候工作的特点,在汽车主动安全领域中有着广泛的应用前景,同样适用于盲点监测系统。论文以汽车主动安全为背景,研究了汽车盲点监测系统的组成,雷达系统的设计,影响测量精度的雷达杂波的抑制及雷达信号处理算法,并进行了仿真验证。
本文的主要内容及创新之处如下:
第一,文章根据盲点监测系统近距离探测目标和探测环境的特点,选择雷达传感器作为探测传感器。研究分析了雷达的工作体制、工作频率及工作波形,分析比较后选用三角波线性调频连续波(LFMCW)作为雷达的工作波形。
第二,汽车盲点监测系统主要探测的是地面的目标,雷达的回波信号不可避免的会受到地物杂波的影响,同时也会受到天气,比如雨、雪等气象杂波的影响。文章还介绍了其它影响距离分辨率的影响因子,通过对这些影响因子的分析更好地设计系统。本文根据地物杂波其频谱中心位于零频附近的特点,设计了滤波器级联的滤波方法。研究分析了气象杂波的频谱特性,设计了基于FIR的MTD滤波器组。
第三,雷达信号处理方面,传统的频谱分析算法主要利用频谱的峰值法来估计目标的频率,从而得到目标的相关信息。这种方法估计得到的频率值与真实的频率值之间会存在一定的误差。本文在快速傅里叶变换(FFT)基础上,通过对雷达信号的频域进行分区处理,找出目标所在区域,缩小信号处理的频域范围,有效的提高了算法的实时性。然后利用线性z变换对感兴趣的区域进行细化处理,有效的提高了算法的精确性。
最后,文章研究和设计了优化设计的MTD滤波器组,对滤波器的性能进行了仿真和实验验证。