本论文源于与某企业合作的预研产品项目。由于我国许多铁路运行在山区、丘陵、高原等地区,这些地区会发生山体塌方、隧道口落石、泥石流等自然灾害和异物入侵,它们威胁着铁路运行的安全。作为现有监测手段的补充,很有必要研制一套用于铁路隧道口落物监测的系统。在研究国内外对于铁路中空中落物入侵检测技术的基础上进行了创新,提出了调频连续波雷达和视频融合落物监测的系统。其中雷达完成全天候的落物监测,并启动视频系统进行采集和存储,二者融合进行处理完成落物危险等级判断。本系统不仅能用于监测铁路中的落物入侵,还能用于现代都市中高空抛物的监测。本论文主要的研究内容如下:（1）系统的总体设计,提出了采用调频连续波雷达和相机两种传感器对于落物进行监测,并制定了调频连续波雷达测距测速作为预警信号,视频图像进行进一步识别和存储的系统工作流程设计。（2）设计与实现了基于ARM平台的视频采集、处理与存储系统。考虑到能够兼容多种传输形式相机和全天候工作,硬件设计对模拟相机、USB相机和以太网相机都设有接口,同时具有红外光照控制电路,并且还支持外接SD卡保存监测到的视频图像。（3）设计与实现了以DSP核心的调频连续波雷达信号实时采集与处理系统。在分析调频连续波雷达工作机理的基础上,进行了信号处理硬件电路设计与实现;然后对信号处理算法进行分析,包括FFT、CFAR和频谱匹配等算法;最后在DSP对上述算法进行实现,运算结果通过485总线传递给视频系统。最后通过实际场景对整个系统进行测试,验证了本系统能够高速有效的检测出落物并对图像进行了保存处理。