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德国大陆毫米波雷达使用说明.pdf

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1 企业介绍
2 雷达原理
3 大陆雷达产品介绍
3.1 大陆电子及其汽车雷达产品简介
3.2 规格介绍
3.2.1 ARS408
3.2.2 ARS404
3.2.3 SRR208
3.2.4 SRR308
3.2.5 ARS308
3.2.6 ARS430
3.2.7 三线激光雷达SRL-1C
4 大陆雷达数据通讯协议介绍
4.1 大陆雷达数据通讯概述
4.2 ARS408/404雷达数据通讯协议介绍
4.2.1 ARS408/404雷达数据消息组成
4.2.2 ARS408/404雷达数据消息使用要点
4.2.3 ARS408/404雷达数据帧的生成和解析
4.3 其他毫米波雷达数据通讯协议介绍
5 大陆雷达的安装和标定
5.1 使用场景1:汽车前向ACC/FCW/AEB和后向AEB
5.2 使用场景2:汽车盲区监控(BSD/LCA)
5.3 使用场景3:桥墩、码头防撞等其他
6 大陆雷达上位机调试软件使用介绍
6.1 上位机调试软件使用前须知
6.1.1 雷达的电气特性
6.1.2 CAN分析仪及其驱动
6.1.3 慧尔视上位机软件使用介绍
7 大陆雷达常见使用问题(FAQ)
7.1 选型
7.1.1 慧尔视可以提供的大陆雷达型号
7.1.2 如何按需选型
7.2 雷达使用问题
7.2.1 安装与标定
7.2.2 横穿目标速度是如何得到的
7.2.3 部分ID的消息数量比有的ID消息数量少
7.2.4 本车速度和偏航率(Yaw rate)的输入和精度问题
7.2.5 Cluster和Object输出模式区别和使用选择
7.2.6 实际没物体,但是有一些“鬼点”目标
7.2.7 雷达探测到窨井盖和交通标志牌的问题
7.2.8 为什么雷达有时检测不到前面的静止目标?有何解决方案?
7.2.9 雷达检测到的目标尺寸(长和宽)是目标的实际尺寸吗?
7.2.10 雷达检测到的目标速度都是每个输出周期都更新吗?
7.2.11 如何检测雷达输出数据是否丢帧?
7.2.12 多个雷达在一起工作会不会互相干扰?
7.2.13 接收不到雷达数据或没有目标输出怎么办?
7.2.14 如何确认ARS408雷达是否支持1200m最大工作距离?其他相关注意事项?
7.2.15 雷达相关的几种ID的区别和联系
7.2.16 雷达安装高度范围
7.2.17 不同品牌和型号雷达对比测试的建议
7.3 通讯协议解析和使用
7.3.1 数据帧编码大小端问题
7.3.2 如何解析和编码雷达数据帧
7.3.3 过滤器使用注意事项
7.3.4 利用目标动态属性(DynProp)来过滤不需要的目标
7.3.5 利用目标测量属性(MeasState)来过滤不需要的目标
7.3.6 查看雷达当前ID和修改雷达ID
7.3.7 雷达测量精度和输出精度的区别
7.4 其他
7.4.1 不同型号雷达资料汇总
变更内容 初稿 丰富和完善初稿 优化全篇排版和格式,增加封面,修 订和丰富全篇内容 增加 7.2.14 和修改个别错误 优化 7.2 增加 7.2 新内容,修改 7.4.1 主要修订第 5 章、第 7 章,其他章节 亦有添加,例如增加线束连接器型 号、Offset=Min 等 调整文末资料链接 日期 20190525-20190602 20190603-20190606 20190610-20190614 20190624 20190715 20190805 撰写 王升亮 王升亮 王升亮 王升亮 王升亮 王升亮 20190806-0816 王升亮 20190904 王升亮 审核 文档版本管控 序号 版本 1 2 3 4 5 6 7 8 V20190602 V20190606 V20190614 V20190624 V20190715 V20190805 V20190816 V20190904
前 言 作为德国大陆电子在中国区的唯一授权经销商,为了帮助用户尽快熟悉大陆雷达的特性和使用 技巧,南京慧尔视防务科技特编制此说明文档。 本文档定位引路人角色,力求全面服务雷达用户使用的方方面面,但不是事无巨细,对于不同 型号雷达的具体技术细节还是需要查阅文中提到的相应技术文档,可以到文末资料汇总处寻找需要 资料的链接进行下载,也可联系南京慧尔视防务销售人员或技术支持人员索要,文档作者和技术人 员联系方式如下: 序号 姓名 王升亮 许采松 职务 作者 / 产品经理 技术工程师 电话/微信 18602565419 15996292557 邮箱 1 2 我们可以为用户提供最新、最全的大陆电子雷达产品,并在使用过程中提供全面细致的技术资 shengliang.wang@hurys.com caisong.xu@hurys.com 料、调试软件和专业周到的技术支持,加快用户对产品的理解和开发进度。 大陆工业级雷达不光可以用于汽车 AEB/BSD 等场景,还可以用于码头防撞预警、桥墩防撞预 警、无人机避撞、救灾机器人避障、道闸防砸、铁路道口无人值守等等场景,充分发挥毫米波雷达 对强光、无光、雨雪、雾霾等环境适应性强的特点,满足您的需求和想象。 若阅读后有所疑问欢迎交流,也欢迎对本文内容提出您的宝贵意见和建议。
目 录 3.1 3.2 4.1 4.2 1 企业介绍..................................................................................................................................................... 1 2 雷达原理..................................................................................................................................................... 2 3 大陆雷达产品介绍..................................................................................................................................... 7 大陆电子及其汽车雷达产品简介 ................................................................................................................... 7 规格介绍 ........................................................................................................................................................... 7 3.2.1 ARS408 ......................................................................................................................................................... 7 3.2.2 ARS404 ....................................................................................................................................................... 13 3.2.3 SRR208 ........................................................................................................................................................ 17 3.2.4 SRR308 ........................................................................................................................................................ 20 3.2.5 ARS308 ....................................................................................................................................................... 24 3.2.6 ARS430 ....................................................................................................................................................... 27 3.2.7 三线激光雷达 SRL-1C ........................................................................................................................... 30 4 大陆雷达数据通讯协议介绍................................................................................................................... 32 大陆雷达数据通讯概述 ................................................................................................................................. 32 ARS408/404 雷达数据通讯协议介绍 ........................................................................................................... 33 4.2.1 ARS408/404 雷达数据消息组成 ............................................................................................................... 33 4.2.2 ARS408/404 雷达数据消息使用要点 ....................................................................................................... 35 4.2.3 ARS408/404 雷达数据帧的生成和解析.................................................................................................... 37 其他毫米波雷达数据通讯协议介绍 ............................................................................................................. 43 5 大陆雷达的安装和标定........................................................................................................................... 44 使用场景 1:汽车前向 ACC/FCW/AEB 和后向 AEB ................................................................................ 44 使用场景 2:汽车盲区监控(BSD/LCA) .................................................................................................. 51 使用场景 3:桥墩、码头防撞等其他 .......................................................................................................... 53 6 大陆雷达上位机调试软件使用介绍....................................................................................................... 54 上位机调试软件使用前须知 ......................................................................................................................... 54 6.1.1 雷达的电气特性 ..................................................................................................................................... 54 6.1.2 CAN 分析仪及其驱动 ................................................................................................................................ 58 6.1.3 慧尔视上位机软件使用介绍 ................................................................................................................. 61 7 大陆雷达常见使用问题(FAQ) ........................................................................................................... 78 选型 ................................................................................................................................................................. 78 7.1.1 慧尔视可以提供的大陆雷达型号 ......................................................................................................... 78 7.1.2 如何按需选型 ......................................................................................................................................... 78 雷达使用问题 ................................................................................................................................................. 79 7.2.1 安装与标定 ............................................................................................................................................. 79 7.2.2 横穿目标速度是如何得到的 ................................................................................................................. 79 7.2.3 部分 ID 的消息数量比有的 ID 消息数量少 ......................................................................................... 79 7.2.4 本车速度和偏航率(Yaw rate)的输入和精度问题 ........................................................................... 79 7.2.5 Cluster 和 Object 输出模式区别和使用选择 ............................................................................................ 80 7.2.6 实际没物体,但是有一些“鬼点”目标 .................................................................................................. 81 7.2.7 雷达探测到窨井盖和交通标志牌的问题 ............................................................................................. 81 7.2.8 为什么雷达有时检测不到前面的静止目标?有何解决方案? .......................................................... 81 5.1 5.2 5.3 4.3 6.1 7.1 7.2
7.2.9 雷达检测到的目标尺寸(长和宽)是目标的实际尺寸吗? .............................................................. 82 7.2.10 雷达检测到的目标速度都是每个输出周期都更新吗? ...................................................................... 82 7.2.11 如何检测雷达输出数据是否丢帧? ..................................................................................................... 82 7.2.12 多个雷达在一起工作会不会互相干扰? ............................................................................................. 82 7.2.13 接收不到雷达数据或没有目标输出怎么办? ..................................................................................... 83 7.2.14 如何确认 ARS408 雷达是否支持 1200m 最大工作距离?其他相关注意事项? ............................. 83 7.2.15 雷达相关的几种 ID 的区别和联系 ....................................................................................................... 86 7.2.16 雷达安装高度范围 ................................................................................................................................. 87 7.2.17 不同品牌和型号雷达对比测试的建议 ................................................................................................. 87 通讯协议解析和使用 ..................................................................................................................................... 87 7.3.1 数据帧编码大小端问题 ......................................................................................................................... 87 7.3.2 如何解析和编码雷达数据帧 ................................................................................................................. 87 7.3.3 过滤器使用注意事项 ............................................................................................................................. 89 7.3.4 利用目标动态属性(DynProp)来过滤不需要的目标 ....................................................................... 90 7.3.5 利用目标测量属性(MeasState)来过滤不需要的目标 ..................................................................... 91 7.3.6 查看雷达当前 ID 和修改雷达 ID .......................................................................................................... 92 7.3.7 雷达测量精度和输出精度的区别 ......................................................................................................... 92 其他 ................................................................................................................................................................. 93 7.4.1 不同型号雷达资料汇总 ......................................................................................................................... 93 7.3 7.4
1 企业介绍 南京慧尔视防务科技有限公司成立于2017年,坐落在“六朝古都”南京美丽的九龙湖 畔,总公司南京慧尔视智能科技有限公司(网站:http://www.aisar.cn)成立于2012年,深 耕毫米波雷达技术,主要从事智能交通行业雷达传感器的研发和生产。公司多位成员具有 10年以上雷达研发经验。公司一直以技术创新、自主研发为企业发展源动力,研发创新打 造核心竞争力一直是公司的战略方针。 本公司主要从事汽车主动安全和安防监测领域的雷达智能感知产品研发、生产和应用 推广,致力于为客户提供最优质的产品和最完美的解决方案。公司专业于雷达安防领域的 人员行为检测以及汽车主动安全中的雷达传感器应用,并拥有自主知识产权的“雷哨”和“雷 束”系列系统。 “致力成为中国民用雷达的领跑者”是公司的核心目标,定位自主雷达产品及专业解 决方案的提供商和服务商,推动智慧感知、共享美好生活。 本公司为德国大陆电子在中国区唯一授权经销商。 1
2 雷达原理 雷达,是英文RADAR的音译,源于Radio Detection and Ranging的缩写,意思为“无线 电探测和测距”,即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。 毫米波雷达,顾名思义,就是工作在毫米波频段的雷达。毫米波(Millimeter-Wave, 缩写:MMW),是指长度在1~10mm的电磁波,对应的频率范围为30~300GHz。如图2.1, 毫米波位于微波与远红外波相交叠的波长范围,所以毫米波兼有这两种波谱的优点(环境 适应性强和检测精度高),同时也有自己独特的性质。毫米波的理论和技术分别是微波向 高频的延伸和光波向低频的发展。 图 2-1 电磁波的频谱和常见用途 根据波的传播理论,频率越高,波长越短,分辨率越高,穿透能力越强,但在传播过 程的损耗也越大,传输距离越短;相对地,频率越低,波长越长,绕射能力越强,传输距 离越远。所以与微波相比,毫米波的分辨率高、指向性好、抗干扰能力强和探测性能好。 与红外相比,毫米波的大气衰减小、对烟雾灰尘具有更好的穿透性、受天气影响小。这些 特质决定了毫米波雷达具有全天时全天候的工作能力。 图 2-2 毫米波的平均大气吸收曲线 2
通常大气层中水汽、氧气会对电磁波有吸收作用,目前绝大多数毫米波应用研究集中 在几个“大气窗口”频率和三个“衰减峰”频率上。所谓的“大气窗口”是指电磁波通过 大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段。如图2.2所示,我们可以看到毫米 波传播受到衰减较小的“大气窗口”主要集中在35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz 频段附近。而在60GHz、120GHz、180GHz频段附近衰减出现极大值,即“衰减峰”。一般说 来,“大气窗口”频段比较适用于点对点通信,已被低空空地导弹和地基雷达所采用,而“衰 减峰”频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用,用以满足网络安全系数的要求。 目前,各大国的车载雷达频段主要集中在在24GHz、60GHz和77GHz这3个频段。其 中,24GHz的波长是1.25cm(虽然24GHz的波长是1.25cm,但是目前业界也依然将其称之 为毫米波),60GHz是5mm,77GHz的波长则更短,只有3.9mm。正如前面所说,频率越 高波长越短,分辨率、精准度就越高。所以,精度更高的77GHz雷达正努力成为汽车领域 主流传感器。 美国、欧洲和日本在车载雷达技术研究方面处于领先地位。现在越来越多的公司和供 应商投入到汽车雷达系统研制、器件开发和算法研究当中。从毫米波雷达的产业布局来 看,系统目前是被海外的巨头控制着,例如大陆(Continental)、博世(Bosch)、海拉 (Hella)、德尔福(Delphi)、奥托立夫(Autoliv)等,核心元器件也主要被英飞凌 (Infineon)、德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、亚德诺半导体(ADI)等垄断。相比 于国外企业,车载毫米波雷达在国内仍属于起步阶段。在24GHz雷达方面,国内少数企业 研发已有成果,市场化产品即将问世;但在77GHz毫米波雷达方面仍属于初级阶段,国内 只有极少数企业能做到77GHz雷达的样机阶段,产业化进程仍待突破。 在汽车主动安全领域,汽车毫米波雷达传感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷 达是智能汽车上必不可少的关键部件,是能够在全天候场景下快速感知0-200米范围内周边 环境物体存在、相对距离、相对速度、方位角等信息的传感器件。那么它是如何计算被监 测目标的相对距离、相对速度和方向的呢? ①相对距离 毫米波雷达通过发射天线发出毫米波段的有指向性的电磁波,当电磁波遇到障碍目标 后反射回来,通过雷达接收天线接收反射回来的电磁波,计算时间差t(飞行时间TOF)。 由于电磁波传播速度为光速c,通过公式可以计算出雷达与目标的相对距离R=tc/2。 以上是脉冲雷达普遍采用的测距方式,而采用不同方式调制信号的连续波雷达有其不 同的测量相对距离方法,特别是对于工作距离1km以内的毫米波雷达来说飞行时间TOF太 短,不便处理。 图 2-3 脉冲雷达普遍采用的测距方式 3
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