基于FMCW雷达的汽车主动防撞预警系统研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）基于FMCW雷达的汽车主动防撞预警系统研究袁欣二〇一八年六月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111503015广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）基于FMCW雷达的汽车主动防撞预警系统研究袁欣指导教师姓名、职称：徐杜教授学科（专业）或领域名称：信息与通信工程学生所属学院：信息工程学院论文答辩日期：2018年6月2日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegr

2、eeofMaster(MasterofEngineeringScience)ResearchofvehicleactivecollisionavoidanceandearlywarningsystembasedonFMCWradarCandidate:YuanXinSupervisor:Prof.XuDuJune2018SchoolofInformationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.Chin

3、a,510006摘要摘要近几年，我国汽车保有量急剧增加，虽然汽车方便了人们的出行，但也带来了很多的交通事故，威胁到人们的安全。由于汽车车身结构的限制，导致驾驶员在汽车中存在很多视野盲区，驾驶员不易观测到或者经常忽略了汽车盲区内的行人或者障碍物，从而容易导致交通事故。本文针对这种情况提出一种解决这一问题的汽车防撞预警系统。本文主要针对汽车立柱造成视觉盲区这种情况，提出采用毫米波雷达来检测视觉盲区内的障碍物。当前主要采用超声波传感器来实现这种检测。但超声波的测量距离很短，在很多情况下无法有效检测到障

4、碍物。本文拟采用具有一定检测距离的毫米波雷达来解决这一视觉盲区内障碍物检测的问题。当实际检测到车辆与障碍物的距离小于设定的报警距离时，系统将根据报警策略由报警模块发出预警信号，驾驶员收到报警信息后可进行避让等操作，从而大大降低了发生事故的风险。为了兼顾研发的防撞预警系统的性价比和在近距离与较远距离下对障碍物均具有较高的检测精度，本文选用性价比较高的近程雷达传感器K-LC2，并结合超声波传感器来对目标距离进行测量。选用带FPU的STM32F429作为系统的主控芯片来运行信号处理算法以及对系统进行控

5、制。通过设计的滤波电路和自适应增益控制电路来对毫米波雷达输出的中频信号进行处理，使系统更加稳定。通过研究FFT等信号处理算法来对处理后的中频信号进行数字信号处理，得到目标的距离和速度信息。并通过数据融合算法，将其与超声波传感器的测量数据进行有效的融合。经过测试，本系统的测量距离可达20米，测量精度也较高，比单用超声波传感器方案的预警距离要远得多，使预警更加有效；同时在近距离的测量分辨率也较高，弥补了毫米波雷达近距离测量存在盲区，无法识别目标的缺点。本系统通过使用两种测距体制，实现优势互补，实现了

6、稳定和较好性能的汽车防撞预警系统，且系统成本较低，有较大的实用价值。关键词：汽车防撞预警；毫米波雷达；超声波传感器；信号处理；传感器数据融合I广东工业大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,thecarownershipinChinahasincreaseddramatically.Althoughthecarisconvenientforpeopletotravel,italsobringsalotoftrafficaccidentsandthreatensthesafet

7、yofpeople.Becauseofthelimitationofcarbodystructure,drivershavemanyblindareasinthecar.Driversarenoteasytoobserveoroftenignorepedestriansorobstaclesintheblindareaofthecar,whichcaneasilyleadtotrafficaccidents.Inviewofthissituation,thispaperproposesavehi

8、clecollisionavoidanceandearlywarningsystemtosolvethisproblem.Aimingatthevisualblindareaofautomobilecolumn,thisthesisproposesmillimeterwaveradartodetectobstaclesinthevisualblindarea.Currently,ultrasonicsensorsaremainlyusedtoachievethisdetection.Butthe