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Distance2Go评测及试用2:硬件分析、软件试用和评测计划

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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2018-12-24 15:15:25 |显示全部楼层
    本帖最后由 watershade 于 2018-12-24 18:23 编辑

    上一篇,安装了官方的软件工具。这一片将会介绍软件的试用和我的评测计划。】
    #概述
    毫米波雷达是目前很火的领域。通常的毫米波是60G和70GHZ的雷达。英飞凌是24GHz,这种频段历史很长。
    一般的毫米波是指波长在1~10mm的电磁波,按照公式c=λf,来计算。毫米波的频率差不多是30~300GHz.所以严格的说24GHz的不算毫米波。而24GHz的雷达波长大约在12.5mm.但业界似乎也有人把它作为毫米波雷达来算(10GHz~200GHz).事实上24GHz是一个频段,这个频段从24~24.25GHz.带宽只有250MHz。而另一个汽车常用的频段是77GHz,这个频段的带宽差不多是800MHz.两者因此在应用上有所差距。(还有一个79~81GHz的频段,带宽差不多有2500MHz。前景喜人)24GHz的应用范围在短距离雷达SRR和中距离MRR。而77GHz可用于中长距离(MRR和LRR)。但24GHz的探测角度大,在终端距离优势很大。但是因为这个频段要和其它无线电设备共享,因此必须限制发射功率。但24GHz是无需授权的频段,也因此应用比较广泛。



    ##硬件速览
    Baseband Amplifiers(基带放大器)
    Harmonic Filter(谐波滤波器)
    BGT24MTR11,一发射一接收的24GHZ 雷达MMIC(单片微波集成电路)。
    LMX2491是TI产的PLL(锁相环)。MCU:XMC4200-Q48K256 BA这部分内容太多,讲在下个篇幅介绍



    ##软件试用
    A 配置开发环境上一篇提到了下载ToolBox和Distance2Go的工具。这一片就来尝试这款工具。
    在ToolBox的launcher打开Distance2Go,会打开一个选项卡。这个选项卡里面就是逐步骤的介绍怎么开始配置整个开发环境。
    如下两图。
    d2g-10.JPG

    d2g-11.JPG


    基本步骤分裂两种类型:下载资源包和配置开发环境。开发环境有包含两部分,一个是编程器J-Linkl相关的驱动下载安装。
    另一部分是XMC4200的开发IDE相关的工具。这里不再赘述。我暂时没有安装开发IDE:DAVE。因为开发XMC4200有很多方式。可以试用Keil和IAR.我暂时不准备安装这个软件。
    另外需要注意,在Toolbox里面安装工具包的时候顺便安装了XMC4200,这个可以用来烧写代码。
    那么我们走一步看一步吧。


    B 试用软件工具
    XMC Flasher也在Toolbox启动,打开之后界面很清爽。
    >1 点击connect之后,在里面选择XMC4200-256.(在前面硬件部分提到过型号。如果正确启动很显示芯片ID,win10也会启动J-Link
    >2 前面提到过要下载和安装d2g_sw_setup_v1.2.0.exe工具,这里界面上的“select File”就要选择这个安装的位置。
    比如我的安装位置是D:\Infineon\Distance2Go SW\v1.2.0。那我就在这个目录下\Firmware_Software\Binary\Debug中找hex文件。
       - Radar_D2G_FW.hex 提供雷达的生数据。需要自己开发算法。
       - Radar_D2G_Doppler.hex 这里提供了多普勒算法。可测速度和单目标的运动。
       - Radar_D2G_FMCW.hex 提供调频连续波雷达FWCW算法。可测量多物体的距离。不明觉厉
       - Radar_D2G_Doppler_FMCW.hex 包含多普勒和DWCW算法可同时测量多物体的距离和单个物体的速度。
    >3 烧写最后一项进行测试
    烧写没什么说的,界面简洁。只需要电机Program即可。
    感觉入了坑,雷达的东西硬件上对天线设计有较高要求。软件上对算法要求极高。所以难度应该不小。
    下面我们先看一下测试效果。另外如果安装Dave的话,可以用Dave下载。另外后面我会研究一下用keil打开dave工程的可能性。

    >4 测试效果
    想先看看光放的代码,这次测试花了我一两个小时时间,效果却不是很好。雷达的测试还是真的挺复杂的。有点羡慕某公司的77GHZ雷达的定向和能量图。1、为了达到最好效果我先测试的是Radar_D2G_Doppler_FMCW.hex 这个Demo。先摆放再室内测试,然后让同事在附近走动,能够看到距离在变化,但是角度始终是零。(有可能我摆放传感器的方向错误了吗?)因为始终显示有一些额外的信号。而且始终每看到速度的变化。让最是快速在雷达前面前后快速移动,只有在最后快靠近雷达才能显示。 让我一个劲的犯迷糊,到底是我测试方法错误了呐,还是传感器性能有限。

    test_1_1.jpg

    Test1-1:对门口测试
    test_1_2.jpg

    Test1-2:对窗户测试

    2、然后就开始在室外测试,拿到马路边上。看看代码的效果。起初没有玩好官方的Demo,测试了很久都没能找到任何可以被跟踪的目标。后来发现,那个Threshold是很重要的设置。后来打开dB图才算看到一些符合逻辑的能量变化。因为的确不熟悉毫米波雷达,因此要话不少功夫了解一下相关知识。后来又试了其余三个代码,效果很伤心。可能还是没有理解雷达。先上几张图,等搞懂这款雷达之后再次测试。另外还是要捡起大学物理相关章节了解一下。
    test_1_3.jpg

    Test1-3:路边测试
    test_1_4.jpg

    Test1-4:路边测试线性图
    test_1_5.jpg

    Test1-5:分贝图
    这个软件还有记录功能,我就用手机记录面前的车辆变化用软件记录信号编号,希望先从Raw梳理直观的认识一下。
    ##软件试用初步评论再评论之前,需要说明我对于毫米波的知识有限。这次本来就是从应用出发的评论。而且是初步试用,评价尽管客观,但是因为认识问题所以一定不够专业。请谨慎参考。后续我会继续试用。
    ~~~~~
    先说一下一个特种应用的需求:因为很多农业机械和起重机械个头比较大,视线不能顾及的很全。因此产生的事故很多。很多作业的司机对此很有需求。(另一个需求是消费电子类的,暂时保密)又有一个做农机产业的朋友在聊各种方案。其中比较重要的两个方案:第一是红外,第二个是雷达。
    前两周业余时间用便宜的红外摄像头做了个视觉的方案,发现东西很有用。但是温度一高分辨效果就很差。另外一个大问题是对障碍的绕过能力不强。如果用在庄稼地,应该不成。(我做了个实验,人穿上衣服之后就基本侦测不到相应波长的图像。)另一个是毫米波雷达。两者同属电磁波,后者明显波长更长。(作为对比,人体红外范围大约是9~10um。mmWave的1~10mm。差不多是100倍长。绕射能力应该更高)。
    ~~~~~~
    1、关于绕障能力: 我将雷达对着一排植物,人站在后面移动。看分贝图基本看不到特征。
    2、关于绕障能力2:很多宣传视频中宣传的是对雨雪的绕障能力,暂时没有测试后面有机会试一下。而我之前想象的对隔板后的物体运动侦测还没有测试。后面都准备再测试一下。
    3、关于运动侦测:烧写Doppler_FMCW的程序,可以明显看出档车辆经过时。波峰的迁移。但是不知道通过算法怎么处理。如果简单的通过Threshold来设置激活,明显不成立。
    4、关于角度:测试的时候换了两种摆放方式,都没有见到侦测信号的明显变化。应该没有角度测量,尽管软件上有。可能还不够了解。后面还是看硬件设计相关的文章。
    5、关于速度侦测。烧写了单独的单物体Doppler测试,室外测试效果很差。只有快速出发然后快速停止之后似乎才能看出变化。没有对更高速的物体进行测试。但用Doppler_FMCW测试马路上的汽车时,真的测不到速度。

    反正试用了一下,头很大。感觉知识太匮乏了,准备看官方的资料充电之后再测试。

    ##测试计划
    在分析完硬件和软件试用之后,发现自己对这款kit还不是很了解。这直接影响了后期的评测计划制定。
    1、再次细读相关文档,并了解FWCW的算法背景。并再次测试官方提供的雷达。
    2、实现人员靠近灯光亮起功能
    3、测试障碍物(比如木板)遮挡下,能否探测人员移动。

    这些简单的功能实现之后,再考虑再车辆和室内的特殊部位的检测场景。


    【不好意思,有半个月忙的厉害,没抽空好好研究。这周开始继续更新。这一篇是拿到板子几天后写的。下一篇将先从硬件设计去了解。然后再试着改代码试一下。老实说,这款雷达打破了我对毫米波雷达的美好想象。因为初步试用,发现不能侦测方向。后面再继续看。几个月前去另一家公司试用77GHz,效果很好。现在市面上很多公司比如海拉雷达倒是有不少24GHz的产品,但是似乎功能都很单一。按道理评测英飞凌的应该说一点好话。但是这次挺失望的。接下来需要加深了解毫米波雷达知识。应用需要基于产品才合理。】




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