東南大學(xué)測(cè)距雷達(dá)

1、東南東南大學(xué)學(xué)士大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文答辯學(xué)位論文答辯答辯人答辯人： 喻重成喻重成導(dǎo)導(dǎo) 師：師： 徐平平徐平平 教授教授單單 位：位： 移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2014年年6月月4日日014年3月10日東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 2 頁(yè) 2014/6/3東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯15342東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 3 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q 1. 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于模擬射頻前端幀結(jié)構(gòu)的算法預(yù)處理軟件。設(shè)計(jì)了能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，讀寫(xiě)，去幀頭冗余，IQ路分離，CRC校驗(yàn)，時(shí)頻映射及得出一維距離像和微動(dòng)變化值的自動(dòng)化預(yù)處理流程。q

2、2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于C語(yǔ)言的步進(jìn)頻率雷達(dá)射頻前端接口實(shí)時(shí)采集程序。能夠?qū)崟r(shí)的處理多組有效數(shù)據(jù)，直接生成一維距離像的結(jié)果和微動(dòng)變化值。與matlab預(yù)處理對(duì)比,結(jié)果驗(yàn)證了其正確性，使之能夠直接與項(xiàng)目接軌并得到應(yīng)用。東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 4 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q 3. 使用步進(jìn)頻率雷達(dá)的射頻前端進(jìn)行實(shí)地外場(chǎng)測(cè)試，并且用所編寫(xiě)的程序處理回傳的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了前端設(shè)備的準(zhǔn)確性，提出了所存在的問(wèn)題。q 4. 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于matlab的精度優(yōu)化程序，分別用頻域插零法，波形分析法，Rife算法，相位差算法這四種算法對(duì)一維距離像的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，并比較分析了這四種算法的性能。東南大

3、學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 5 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯2sin( ()( ),0,1,12sin()RlN fcy llNRNlN fNc2RlN fmNc22lcmcRN ffIFFT后，包絡(luò)：一維距離像一維距離像：微動(dòng)測(cè)量：微動(dòng)測(cè)量：發(fā)射兩個(gè)相同信號(hào)分別對(duì)回波混頻IFFT，提取相位1022( )exp(2)exp(2)ooRRY ijfji fcc202()2()( )exp(2)exp(2)ooRdRdY ijfji fcc021()4d采樣，正交解調(diào)東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 6 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯15342東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 7 頁(yè) 20

4、14/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯前端設(shè)備前端設(shè)備：后端軟件后端軟件驗(yàn)證，處理數(shù)據(jù)游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 8 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 9 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q EXCEL將16進(jìn)制 10進(jìn)制q Import data 導(dǎo)入matlabq 通過(guò)標(biāo)識(shí)頭識(shí)別有效數(shù)據(jù)q 分I，Q兩路導(dǎo)入，且利用CRC校驗(yàn)位校驗(yàn)q 以步進(jìn)頻率為命名規(guī)則儲(chǔ)存一組：512幀（步進(jìn)頻率00-FF）一幀：178個(gè)數(shù)據(jù)（含一個(gè)步進(jìn)的頻率）東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 10 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯8662*3*1036.32

5、8122*256*10lcRmN f0.2411Rm0%0.668%RR東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 11 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯15342東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 12 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q 接口部分：得到優(yōu)化，無(wú)需輔助工具，直接輸入要掃描的組數(shù)，便可以將有效數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式讀入。q IFFT模塊：東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 13 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯搜索后的結(jié)果主程序的結(jié)果東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 14 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯驗(yàn)證正確性東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 15 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科

6、生畢業(yè)答辯15342東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 16 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯微動(dòng)微動(dòng)+4cm由于機(jī)器剛啟動(dòng)和戶(hù)外地面，車(chē)等因素的影響，第一二組一維距離像出現(xiàn)誤差，然后穩(wěn)定在19.9m，與實(shí)際激光筆測(cè)距的19.6m相差不大。但是涉及微動(dòng)，只能看出正向微動(dòng)較多，但是累加起來(lái)，仍然與+4cm相距甚遠(yuǎn)場(chǎng)外測(cè)試場(chǎng)外測(cè)試東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 17 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯15342東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 18 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯2565122565122565122236.3281lclcRRNfNfm10241024102436.0

7、3592lcRmNf102410240%0.144%RRL=62L=124L=2462562560%0.668%RR東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 19 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q 當(dāng)最大值不恰好落在 ，通過(guò)比較n-1,n+1處的峰值來(lái)確定最大值的位置。*Rnr()()*( )Y numRlnumlrY l11.522.533.544.555.5635.953636.0536.136.1536.236.2536.336.35 X: 1Y: 36.33波 形 分 析 法 數(shù) 據(jù) 比 較X: 2Y: 36.33X: 3Y: 36.33X: 4Y: 36.33X: 5Y: 36.33X

8、: 6Y: 36.33X: 1Y: 36.09X: 2Y: 36.09X: 3Y: 36.09X: 4Y: 36.09X: 5Y: 36.09X: 6Y: 36.09X: 5Y: 35.99X: 6Y: 36.03X: 4Y: 36.03X: 3Y: 36.02X: 2Y: 36.04X: 1Y: 36.04波 形 分 析 后 數(shù) 據(jù)真 實(shí) 數(shù) 據(jù)未 處 理 的 一 維 距 離 像通過(guò)比較幅值優(yōu)化精度，將相對(duì)誤差由原來(lái)的0.668%提升到0.2%左右。東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 20 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q 利用最大值譜線(xiàn)和次大值譜線(xiàn)的幅值比來(lái)估計(jì)實(shí)際頻率的在兩條譜線(xiàn)之間

9、的精確位置。q 次大索引（左邊r=-1,右邊r=+1）212ArAA0()2cRlN f11.522.533.544.555.5636.0536.136.1536.236.2536.336.3536.436.4536.536.55 X: 1Y: 36.52Rife算 法 分 析 數(shù) 據(jù) 比 較X: 2Y: 36.52X: 3Y: 36.53X: 4Y: 36.53X: 5Y: 36.54X: 6Y: 36.53X: 1Y: 36.33X: 1Y: 36.09未 處 理 的 一 維 距 離 像Rife算 法 處 理 的 數(shù) 據(jù)真 實(shí) 數(shù) 據(jù)原因：不準(zhǔn)確！ =0.5左右時(shí)誤差較小。絕對(duì)值較小時(shí)，不太準(zhǔn)確。本次實(shí)驗(yàn)在0.1附近。/r東南大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第 21 頁(yè) 2014/6/4東南大學(xué)本科生畢業(yè)答辯q 通過(guò)相位差進(jìn)行距離估計(jì)q 分別對(duì)前半部分，后半部分?jǐn)?shù)據(jù)IFFT，提取相位*1020 ( )( )phase Y lYl2n0()Rlr11.522.533.544.555.5636.0536.136.1536.236.2536.336.35 X: 2Y: 36.33相 位 差 算 法 分 析X: 1Y: 36.14X: 2Y: 36.14X: 3Y: 36.14X: 4Y: 36.13X: 5Y: 36.15X: 6Y: 36.12X