基于DSP的测速雷达数据采集和处理

论文摘要

近几年随着我国公路事业的蓬勃发展和汽车保有量的飞速增长,电子警察等高科技设备不断涌现在人们的视野当中,但是国内现有的电子警察测速或超速抓拍设备存在速度检测准确率不高,图片抓拍有效率太低,照片模糊不清晰等问题,影响了违章取证的公平和公正性。同时超速抓拍的方向固定只能针对来车目标,夜间配合闪光灯使用时强光会对迎面车辆的驾驶员视觉造成影响,诱发交通事故影响行车安全。本文的主要内容是研究设计一种有效的超速目标相关检测方法,即通过对双通道连续波多普勒测速雷达的数据采集和处理后,实现从不同的方向对目标速度的准确检测,在锁定目标后及时自动触发图像采集设备,使抓拍到的图片有效率高,图片中车牌号码清晰,解决现有电子警察测速设备普遍存在的问题,特别是解决夜间使用闪光灯可以从车尾方向抓拍的问题。设计有效的超速目标相关检测方法,首先根据双通道连续波多普勒测速雷达通道信号的特性,建立一个用于速度检测系统的Matlab仿真模型,完成模拟数据输入、噪声处理、频谱变换分析和目标数据相关等检测计算方法的工作,实现对运动目标的行驶速度和运动方向测量的仿真,检验这种测速方法的可能性和准确性。利用已经建立的仿真模型在电子警察设备中设计一个基于DSP为核心的雷达控制系统,用来采集雷达信号,设定工作状态参数,自动检测超速目标,发送目标超速状态信息和及时的触发信号,触发图片采集设备抓拍到有效的图片。同时要求雷达控制系统体积小,功耗低,性价比高和工作可靠性高。完成设计后,对系统设备进行现场的实车试验和调试,使电子警察系统可以对超速目标进行不同方向检测和抓拍,具有超速目标检测有效率高、速度检测精度高、抓拍图片的车牌号码识别率高、夜间配合闪光灯使用效果理想等优点,并检验系统工作的稳定性,最终完成对整个系统软硬件的测试,检测结果理想达到了相关的标准规范和技术要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 序论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 我国城市电子警察系统
• 1.2.1 电子警察产品的类型
• 1.2.2 电子警察系统的现状
• 1.3 DSP 的发展应用
• 1.4 本课题研究的目的和内容
• 第二章 雷达测速系统和多普勒测速原理
• 2.1 雷达测速系统
• 2.1.1 雷达数据采集系统
• 2.1.2 CCD 摄像机控制单元
• 2.1.3 工控机信息处理系统
• 2.1.4 无线传输系统
• 2.2 多普勒效应
• 2.2.1 雷达多普勒现象
• 2.2.2 连续波雷达测速
• 2.3 双通道多普勒测速雷达
• 第三章 雷达数据采集和处理
• 3.1 测速雷达控制器
• 3.2 雷达通道信号
• 3.3 快速傅里叶变换（FFT）的实现
• 3.3.1 快速傅里叶变换
• 3.3.2 FFT 的实现
• 3.4 雷达数据采集处理
• 3.4.1 数据采集处理系统模型建立
• 3.4.2 系统模型仿真
• 3.4.3 理想信号仿真
• 3.4.4 系统实际采集信号分析
• 3.4.5 系统模型实现
• 第四章 雷达数据采集和处理DSP 的具体实现
• 4.1 数字信号处理器
• 4.2 DSP 处理器 TMS320F2812 性能
• 4.3 系统软件和硬件设计
• 4.3.1 主体设计
• 4.3.2 电源模块
• 4.3.3 ADC 转换模块
• 4.3.4 SCI 通信模块
• 4.3.5 目标相关处理
• 第五章 现场测试
• 5.1 单机调试检测
• 5.2 现场调试
• 5.3 整体设备测试结果
• 5.3.1 速度及有效率检测
• 5.3.2 图像位置测试
• 5.3.3 系统的工作性能测试
• 第六章 总结和展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表录用论文清单
• 附图