基于fpga的测速雷达接收与处理系统的研究与设计

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文（全日制工程硕士）题目基于FPGA的测速雷达接收与处理系统的研究与设计（英文）ResearchandDesignofSpeedRadarReceivingandProcessingSystemBasedonFPGA研究生学号:1208521008研究生姓名:刘文彬指导教师姓名、职务:朱名日教授申请学位门类:工学工程领域名称:控制工程提交论文日期:2014年10月8日论文答辩日期:2014年12月13日万方数据万方数据摘要摘要传统测速设备多采用窄波束雷达技术，只能对单一车道进行检测，多个车道的区间需要布设多个测速设备，每套设备包括雷达检测仪、高清智能摄像机

2、、补光灯及信号处理器。由此，这种设计方案增加了区间测速系统的设备成本，极大限制了高等级公路的应用前景。本系统选用的一款雷达传感器能同时监测四条及以上车道、且能对监测区域全部车辆进行测速与测距。开发出一款不仅价格合理、维护方便而且可靠性高、测速精度高的测速雷达产品，是当前国内交通市场的迫切需求，本文就这一课题，进行了研究设计。论文主要工作概括如下：1.对线性调频连续波(LFMCW)的信号特点以及LFMCW雷达测速测距原理进行了研究，对比雷达测速机制，最终系统采用了24GHZ的K波段IVQ905作为雷达测速传感器。根据测速系统功能要求，测速范围：-200Km/h~+200Km/h、测速精度

3、0.5Km/h；测距范围：2m~100m、测距精度：2m；经过计算得出系统相应参数并设定了LFMCW雷达信号接收与处理系统的设计思路及实现方案。2.根据数据采集以及数据传输系统的设计要求，设计了数据采集模块的实现方案并进行了仿真验证，结果表明采集模块能够正常工作。为了实现大容量数据的高速传输，设计了基于FPGA+DDR2SDRAM+USB的大容量数据高速传输系统，并实现了20MByte/s传输速率。3.设计了基于FPGA的二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理系统的整体流程。介绍了DDR2SDRAM在存储二维FFT变换时的中间数据的应用以及实数序列FFT的高效算法，并对FFT的运算结果

4、进行了仿真分析。4.对数据在DDR2SDRAM缓存中的读写、大容量数据高速传输系统的数据传输速率以及数据处理模块的功能进行了性能测试。实验结果表明该测速雷达系统可以达到最高数据传输速率为20Mbyte/s，实现了多车道多目标速度和距离信息的检测，该系统速度快，集成度高，降低了硬件的复杂度，在国内交通市场有广阔的应用前景。关键词：线性调频连续波；大容量数据高速传输；FPGA；二维FFT；I万方数据AbstractAbstractThetraditionalmeasuringequipment,whichusesanarrowbeamradartechnology,canonlydetec

5、tsinglelane,butmultipleLanesrequiremultipleequipmentofmeasuring,eachsetofequipmentincludingradardetector,HDintelligentcamera,lightandsignalprocessor.Therefore,thisdesignincreasesthecostsofvelocitymeasurementsystemequipment,whichgreatlylimitstheapplicationprospectofspeedmeasuringequipment.Thissys

6、temusesaradarsensorcanmonitorfourlanesandspeedandrangeofthemonitoringareaofallvehiclesatthesametime.TheresearchofaDopplerradarproductswhichisnotonlyreasonablepriceandconvenientmaintenancebutalsohighreliabilityandhighprecision,istheurgentneedforthedomestictransportationmarket.Onthesubject,researc

7、hdesignhasbeencarriedon.Themainworksaresummarizedasfollows:Firstly,LFMCWsignalcharacteristicsandLFMCWradarrangingprinciplearestudied.Comparingwithotherradarsystem,thesystemadoptsKbandradarIVQ905asthespeedsensor.Accordingtoth