Κατασκευή έξυπνου κόμβου μέτρησης ταχύτητας και απόστασης αυτοκινήτων με τη χρήση Radar

Abstract

Τα Ευφυή Συστήματα Μεταφορών (ITS) στοχεύουν στη βελτίωση της κινητικότητας των ανθρώπων και των αγαθών, στην αύξηση της ασφάλειας και στη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των δικτύων μεταφορών (αέρος, νερού και ξηράς) μέσω της χρήσης τεχνολογιών πληροφορικής και επικοινωνιών. Η διαχείριση της κυκλοφορίας αποτελεί διαχρονικό στόχο των ITS για τα οδικά δίκτυα μεταφορών. Η πληροφόρηση σχετικά με τη ροή των οχημάτων είναι απαραίτητη για οποιοδήποτε αποτελεσματικό σύστημα διαχείρισης της κυκλο- φορίας. Για τον σκοπό αυτό, έχουν δοκιμαστεί διάφορες τεχνολογίες (επαγωγικοί βρόχοι, ψηφιακή επεξεργασία εικόνας, Lidar, RADAR). Η καταμέτρηση οχημάτων μέσω της χρήσης RADAR είναι η λιγότερο παρεμβατική μέθοδος που μπορεί να λειτουργεί αποτελεσματικά ημέρα και νύχτα, υπό όλες τις καιρικές συνθήκες, για παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Το παρόν έργο επικεντρώνεται στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενός έξυπνου αισθητήρα για την καταμέτρηση οχημάτων, χρησιμοποιώντας ένα ραντάρ που λειτουργεί στα 24 GHz και είναι ικανό να υποστηρίζει μη διαμορφωμένο συνεχές κύμα (CW), συχνότητα με κωδικοποιημένη διαμόρφωση (FSK), και συνεχές κύμα με διαμορφωμένη συχνότητα (FMCW), καθώς και στην πειραματική αξιολόγηση της αποτελεσματικότητάς του. Στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι: (α) Η σύντομη βιβλιογραφική ανασκόπηση των διάφορων τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται για την καταμέτρηση οχημάτων. (β) Η βιβλιογραφική ανασκόπηση της αρχής λειτουργίας των ραντάρ συνεχούς κύματος, των πλεονεκτημάτων, των μειονεκτημάτων και των εφαρμογών τους. (γ) Ο σχεδιασμός μιας διαδικασίας επεξεργασίας σήματος που εξάγει τις πληροφορίες ταχύτητας (μέγεθος και κατεύθυνση) από τα ενδιάμεσα συχνότητας (IF) σήματα ενός ραντάρ συνεχούς κύματος (CW). (δ) Ο σχεδιασμός ενός αλγορίθμου που ανιχνεύει τα διερχόμενα οχήματα χρησιμοποιώντας τις εξαγόμενες πληροφορίες ταχύτητας. (ε) Η ανάπτυξη ενός ενσωματωμένου συστήματος που υλοποιεί τον σχεδιασμό που προηγήθηκε. (στ) Η πειραματική αξιολόγηση της απόδοσης του συστήματος.