近距离地面道路运动目标的快速识别技术

摘要

针对传统路面探测设备耗费人力、设备体积大等缺点，设计了利用红外、微波和声波三种探测模块组成的运动目标探测系统。在介绍三种探测方式的原理、发展进程之后，进行了各模块硬件、软件设计以及整体系统的测试。主要设计了如下三个模块： 微波探测模块：微波探测模块采用了K-LC1a雷达收发器，为一款FMCW雷达，利用三角波作为调制信号，将本振信号和反射信号混频，输出包含探测目标距离和速度信息的差频信号。设计了三角波调制电路、差频信号的信号处理放大滤波电路。 红外探测模块：采用了被动式热释电红外传感器，监控范围大，功耗低。进行了红外放大滤波电路设计，红外信号经过电路的处理，转换为开关电平信号输出，作为预警信号传输给单片机。 声波探测模块：声波探测模块采用了驻极体传声器作为声音传感器，灵敏度高，稳定性好。设计了放大电路、带通滤波电路和电压比较预警电路。声波信号经由电路转化放大后，可分为预警信号和声波信号传输给单片机。 基于STM32F103单片机设计了探测识别外部信号的软件系统。系统启动后，开启红外和声波探测模块。单片机接收到红外或者声波模块的预警信号后，运行微波探测模块。微波探测模块可以较精确地探测目标的距离，单片机结合声波信息判断是否为车辆目标，并将结果显示在LCD上。在设计过程中，利用仿真软件，对电路的频率响应进行了测试，保证有效信号可以被顺利采集，节约时间和成本，提高了设计效率。并搭建硬件平台,对系统进行了各探测模块识别距离测试、识别率测试，系统的探测范围大于15m，识别率不小于90%，满足设计要求。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外发展现状

1.3 论文章节安排

第2章 系统方案介绍

2.1 设计要求

2.2 探测方案比较

2.3 总体设计

2.4 本章小结

第3章 移动目标探测相关技术

3.1 微波探测模块工作原理

3.2 红外探测模块工作原理

3.3 声波探测模块设计

3.4 本章小结

第4章 运动目标快速识别系统硬件设计

4.1 微波探测模块设计

4.2 红外探测模块设计

4.3 声波探测模块设计

4.4 主控模块

4.5 本章小结

第5章 软件设计

5.1 系统探测模型

5.2 主程序工作流程

5.3 加窗FFT

5.4 软件部分模块内部流程

5.5 本章小结

第6章 实验测试与结果分析

6.1 系统构成

6.2 各模块工作状态测试

6.3 系统性能测试

6.4 本章小结

第7章 总结与展望

致谢

参考文献

附 录：