移动电动自行车雷达传感器的移动车辆测速测距,为了检测电动自行车是否超速,设计了一种移动电动自行车测速测距。该设计采用24GHz毫米波雷达,在采集到回波信号后,在时域上进行FFT,通过计算其相位的变化、CFAR处理、峰值聚集、多普勒补偿等后,得出车辆的距离、速度和行驶角度,并用CAN总线传送数据到上位机,车辆的运动可以在MATLAB的界面进行实时显示。将验证固定在公路边的平台上,对普通家用电动自行车进行测量测试结果表明,可以准确测出电动自行车的距离、速度等信息。
在我国外卖服务业飞速发展的今天,主要驾驶工具为电动自行车,按国家规定电动自行车时速不得超过20公里,在某些规定道路上不得超过15公里。但很多外卖员为节约时间而超速通过十字路口,导致交通事故不断发生。为了检测是否超速通过十字路口,设计了一种基于移动电动自行车测速测距。可以采集到移动车辆的速度、距离以及行驶方向,并且可以在上位机界面进行实时显示。经测试的识别率高、功耗低、体积小,为监测违规行驶车辆提供了一种新的途径。
1测量原理
1.1 LFMCW测距原理
在LFMCW雷达中所有的信号其频率会随时间图变化呈线性升高,这种类型的信号也被称为线性调频脉冲。LFMCW雷达框图所示。其中RX和TX两个信号将在混频器合并在一起,并产生一个中频(IF)信号[3]。
1.3LFMCW测角原理角度估计需要至少两个接收天线。一根天线发送,两根天线接收进行角度测量,从目标到每个接收天线的不同距离导致在2D-FFT峰值有一个相位的改变,被用来估计目标的角度。
2硬件设计
控制板芯片是一款工作在24GHz频段的模组毫米波雷达传感器,同时还具有可用带宽,有4个接收通道和两个发送通道。内部集成了DSP子和ARM,该DSP子包含了高性能P用于处理雷达信号;同时也包含1个基于ARM Cortex-R4F的处理器。
在射频前端接收到返回信号后,在混频器中进行混频,将射频前端接收到的高频信号降低至中频信号,再使用ADC对其进行采样。使用数字终端发送数据至ADCBuffer,DSP读取缓冲区的数据后进行计算,在得到车辆的距离、速度和行驶方向后返回数据至ARM,ARM通过CAN总线再以串口的形式传输至PC端,在上位机上实时显示车辆信息。
3 软件设计
在ARM中进行射频前端的配置,然后数据进入DSP,DSP对信号做距离维FFT,将计算后的数据都存到对应的存储器中,在一帧的所有数据存储到存储器后,再进行速度维的FFT,完成后进行CFAR、峰值聚集和多普勒补偿,可以得到移动电动自行车雷达传感器目标准确的距离和速度信息,之后通过角度维的FFT获取目标的角度信息,在所有的计算完成后,DSP处理后的数据结果会由ARM通过CAN总线上传到上位机,在上位机中可以进行实时显示。
4 验证
固定在马路搭建的平台上,对行驶中的普通家用电动自行车进行距离、方位以及角度的测量。软件流程图位机界面使用MATL设计编写,再实时显示从CAN总线接收到的数据。
为了检测电动自行车是否超速通过十字路口,设计了一种基于移动电动自行车雷达传感器的移动测速测距,具有一定的稳定性、实用性、可靠性且功耗低。测试结果表明,该方案具有可行性,并且测量精度较高,雷达覆盖范围约70m,雷达覆盖角度约为120度,能够有效获取车辆的速度与距离。