智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)感知技術(shù) 課件 項(xiàng)目1、2 緒論、毫米波雷達(dá)的裝配與調(diào)試

項(xiàng)目一感知傳感器概述情境導(dǎo)入智能汽車(chē)(IntelligentVehicle，IV)是指搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器控制器執(zhí)行器等裝置并融合人工智能等新技術(shù)，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、自動(dòng)控制等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛的新一代汽車(chē)。任務(wù)一

智能駕駛汽車(chē)環(huán)境感知傳感器的認(rèn)知及應(yīng)用哪些傳感器可以作為汽車(chē)的“眼睛”？各傳感器之間是怎樣共同工作請(qǐng)列出新上市的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)配置的感知傳感器類(lèi)型及個(gè)數(shù)。環(huán)境感知傳感器的類(lèi)型環(huán)境感知傳感器的類(lèi)型毫米波雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用毫米波雷達(dá)，就是工作在毫米波(頻率30-300GHz，波長(zhǎng)1-10mm)波段的雷達(dá)，英文名為Radar(RadioDetectionandRanging)，即無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距，它可以通過(guò)發(fā)射與接收在毫米波頻段的高頻電磁波來(lái)探測(cè)目標(biāo)，后端信號(hào)處理模塊利用回波信號(hào)計(jì)算出目標(biāo)的距離、速度和角度等信息。毫米波雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用功能類(lèi)型功能簡(jiǎn)介盲點(diǎn)檢測(cè)(BSD)24GHz監(jiān)測(cè)車(chē)輛左右側(cè)后方3mx5.5m區(qū)域內(nèi)是否存在障礙車(chē)輛當(dāng)出現(xiàn)障礙車(chē)輛時(shí),盲區(qū)監(jiān)測(cè)報(bào)警燈發(fā)出警報(bào),此時(shí)駕駛員不能執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作變道輔助(LCA)24GHz監(jiān)測(cè)車(chē)輛盲區(qū)后方3mx30m的區(qū)域內(nèi)是否存在潛在危險(xiǎn)車(chē)輛,通過(guò)變道輔助區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛與自車(chē)的相對(duì)速度,計(jì)算碰撞時(shí)間,依據(jù)碰撞時(shí)間警告駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)是否存在危險(xiǎn)前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(FCW)77GHz監(jiān)測(cè)前方車(chē)輛,判斷本車(chē)與前車(chē)之間的距離、方位及相對(duì)速度，當(dāng)存在潛在碰撞危險(xiǎn)時(shí)對(duì)駕駛者進(jìn)行警告緊急制動(dòng)(AEB)77GHz在高速公路監(jiān)測(cè)前方車(chē)輛,當(dāng)判斷存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí),會(huì)首先向司機(jī)發(fā)出警報(bào)。若司機(jī)不做處理,則啟動(dòng)緊急制動(dòng),并同步請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)降低扭矩輸出自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(ACC)77GHz在高速公路保持車(chē)輛縱向安全行駛,在有碰撞危險(xiǎn)時(shí),車(chē)輛會(huì)提示駕駛員并進(jìn)行主動(dòng)制動(dòng)干預(yù)毫米波雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用視覺(jué)傳感器的認(rèn)知及應(yīng)用視覺(jué)傳感器（俗稱(chēng)：攝像頭）是整個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)信息的直接來(lái)源，它利用光學(xué)元件和成像裝置獲取外部環(huán)境圖像信息，通常用圖像分辨率來(lái)描述視覺(jué)傳感器的性能，有時(shí)還要配以光投射器及其他輔助設(shè)備。視覺(jué)傳感器的認(rèn)知及應(yīng)用功能類(lèi)型功能簡(jiǎn)介車(chē)道偏離預(yù)警(LDw)前視前視攝像頭會(huì)時(shí)刻采集行駛車(chē)道的標(biāo)識(shí)線,通過(guò)圖像處理獲得汽車(chē)在當(dāng)前車(chē)道中的位置參數(shù),當(dāng)汽車(chē)即將偏離車(chē)道線時(shí)發(fā)出警報(bào)前向碰撞預(yù)警(FCW)前視通過(guò)前視攝像頭來(lái)時(shí)刻監(jiān)測(cè)前方車(chē)輛,判斷本車(chē)與前車(chē)之間的距離、方位及相對(duì)速度,當(dāng)存在潛在碰撞危險(xiǎn)時(shí)對(duì)駕駛者進(jìn)行警告交通標(biāo)志識(shí)別(TSR)前視、側(cè)視識(shí)別道路兩側(cè)的交通標(biāo)志車(chē)道保持輔助(LKA)前視前視攝像頭識(shí)別到車(chē)輛可能脫離行駛車(chē)道,那么會(huì)通過(guò)方向盤(pán)的振動(dòng)或者聲音來(lái)提請(qǐng)駕駛員注意,并輕微轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)修正行駛方向,使車(chē)輛處于正確的車(chē)道上行人碰撞預(yù)警(PCW)前視前視攝像頭識(shí)別并標(biāo)記前方行人,在有可能發(fā)生碰撞時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)盲點(diǎn)檢測(cè)(BSD)側(cè)視利用側(cè)視攝像頭,將后視鏡盲區(qū)內(nèi)的影像進(jìn)行顯示全景泊車(chē)(SVP)前視、側(cè)視、后視安裝在車(chē)身前后左右的攝像頭同時(shí)采集車(chē)輛四周的影像,經(jīng)過(guò)圖像處理最終形成一幅車(chē)輛四周無(wú)縫隙的360°全景俯視圖泊車(chē)輔助(PA)后視倒車(chē)時(shí)在車(chē)前顯示器可以顯示車(chē)后倒車(chē)攝像頭的實(shí)時(shí)視頻影像駕駛員疲勞預(yù)警內(nèi)置安裝在車(chē)內(nèi),用于監(jiān)測(cè)駕駛員是否過(guò)度疲勞視覺(jué)傳感器的認(rèn)知及應(yīng)用激光雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用激光雷達(dá)Lidar（LightLaserDetectionandRanging）是激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，利用激光束作為發(fā)射光源，采用光電探測(cè)技術(shù)，獲得數(shù)據(jù)并生成精準(zhǔn)的數(shù)字工程模型。激光雷達(dá)具有分辨率和靈敏度高、抗觀測(cè)背景的干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)全天時(shí)工作。激光雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用功能功能簡(jiǎn)介三維環(huán)境感知通過(guò)激光掃描可以得到汽車(chē)周?chē)h(huán)境的三維模型,運(yùn)用相關(guān)算法比對(duì)上-幀和下一幀環(huán)境的變化可以較為容易地探測(cè)出周?chē)能?chē)輛和行人,并進(jìn)行障礙物的檢測(cè)、分類(lèi)和跟蹤SLAM加強(qiáng)定位通過(guò)掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步創(chuàng)建地圖,生成高精地圖車(chē)道偏離預(yù)警(LDW)激光雷達(dá)可以檢測(cè)汽車(chē)行駛前方的車(chē)道線標(biāo)識(shí)和潛在的障礙,也可計(jì)算在道路中的位置,如果汽車(chē)偏離車(chē)道航線,系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)行人保護(hù)檢測(cè)車(chē)輛行駛前方是否有行人,及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息,必要時(shí)制動(dòng)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的啟停對(duì)周?chē)h(huán)境的掃描可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,并可自動(dòng)調(diào)整速度,如有必要,制動(dòng)停行自動(dòng)緊急制動(dòng)檢測(cè)車(chē)輛行駛前方的所有靜止物體和活動(dòng)物體,并判斷外形,必要時(shí),自動(dòng)緊急制動(dòng)預(yù)碰撞處理通過(guò)掃描周?chē)h(huán)境數(shù)據(jù),不管即將發(fā)生什么樣的碰撞,預(yù)碰撞功能在碰撞前發(fā)生警告交通擁堵輔助針對(duì)城市擁堵路況,能在上下班路上消除車(chē)輛頻繁啟停帶來(lái)的煩惱激光雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用超聲波雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用超聲波雷達(dá)利用超聲波的特性在超聲波頻率范圍內(nèi)，發(fā)射40kHz、48kHz和58kHz等的超聲波，通過(guò)接收反射后的超聲波探知周?chē)恼系K物情況，根據(jù)時(shí)間差算出障礙物距離的，其測(cè)距精度大約是1~3cm。超聲波雷達(dá)的認(rèn)知及應(yīng)用功能類(lèi)型功能簡(jiǎn)介倒車(chē)輔助(PA)UPA超聲波傳感器通常與同控制器和顯示器結(jié)合使用,檢測(cè)汽車(chē)前后方向障礙物自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)(APS)UPA+APA檢測(cè)泊車(chē)庫(kù),得到探測(cè)距離與時(shí)間的關(guān)系,計(jì)算得到庫(kù)位的近似長(zhǎng)度。當(dāng)檢測(cè)的庫(kù)位長(zhǎng)度大于汽車(chē)泊入所需的最短長(zhǎng)度時(shí),則認(rèn)為當(dāng)前空間有車(chē)位高速橫向輔助APA探測(cè)兩側(cè)后方有無(wú)車(chē)輛駛近,可自主進(jìn)行左右微調(diào)自動(dòng)代客泊車(chē)輔助(AVP)APA+UPA配合攝像頭使用,解決從駕駛員下車(chē)點(diǎn)低速(小于20km/h)行駛至庫(kù)位旁的問(wèn)題環(huán)境感知距離傳感器的性能特點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)或性能特點(diǎn)超聲波雷達(dá)攝像頭激光雷達(dá)毫米波雷達(dá)遠(yuǎn)距離探測(cè)能力

夜間工作能力

全天候工作能力

受氣候影響

惡劣環(huán)境(煙霧、雨雪)工作能力

溫度穩(wěn)定度

車(chē)速測(cè)量能力

目標(biāo)識(shí)別能力

避免虛報(bào)警能力

硬件低成本可能性

知識(shí)拓展任務(wù)二智能駕駛汽車(chē)多傳感器融合多傳感器融合的定義多傳感器數(shù)據(jù)融合(Multi-sensorInformationFusion，MSIF)，是針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)使用多個(gè)(種)傳感器這一特定問(wèn)題而提出的信息處理方法，可發(fā)揮多個(gè)(種)傳感器的聯(lián)合優(yōu)勢(shì)，消除單一傳感器的局限性。把分布在不同位置的多個(gè)同類(lèi)或不同類(lèi)傳感器所提供的數(shù)據(jù)資源加以綜合，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，加以互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)最佳協(xié)同效果，獲得對(duì)被觀測(cè)對(duì)象的一致性解釋與描述，提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性，使系統(tǒng)獲得更充分的信息。傳感器融合面臨的問(wèn)題1）信息存在冗余性信息的冗余性是指?jìng)鬟f的信息被復(fù)雜化，即信息本可以用更簡(jiǎn)單的方式表達(dá)，傳遞更少的信息2）信息擁有互補(bǔ)性不同種類(lèi)的傳感器可以為系統(tǒng)提供不同性質(zhì)的信息，這些信息所描述的對(duì)象是不同的環(huán)境特征，它們彼此之間具有互補(bǔ)性。3）信息處理的及時(shí)性各傳感器的處理過(guò)程是相互獨(dú)立，整個(gè)處理過(guò)程可以采用并行處理機(jī)制，使系統(tǒng)具有更快的處理速度，從而提供更加及時(shí)的處理結(jié)果。多傳感器融合的車(chē)載系統(tǒng)能夠解決單傳感器時(shí)間域的關(guān)聯(lián)問(wèn)題，以及多傳感空間域上的關(guān)聯(lián)問(wèn)題：統(tǒng)一的同步時(shí)鐘，可以保證傳感器信息的時(shí)間一致性和正確性；準(zhǔn)確的多傳感器標(biāo)定，可以保證相同時(shí)間下不同傳感器信息的空間一致性，從而能夠確定來(lái)源于同一目標(biāo)源的數(shù)據(jù)。多傳感器的融合技術(shù)前融合技術(shù)是指在原始數(shù)據(jù)層面，把所有傳感器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行直接融合，然后再根據(jù)融合后的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)感知功能，最后輸出一個(gè)結(jié)果層的探測(cè)目標(biāo)。多傳感器的融合技術(shù)后融合技術(shù)是指每個(gè)傳感器都獨(dú)立地輸出探測(cè)數(shù)據(jù)信息，在對(duì)每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理后，再把最后的感知結(jié)果進(jìn)行融合匯總。傳感器融合的方案1)視覺(jué)傳感器和毫米波雷達(dá)融合視覺(jué)傳感器和毫米波雷達(dá)的融合，采用了目標(biāo)跟蹤法，將目標(biāo)定位在圖像幀中，在其周?chē)L制一個(gè)包圍框，使用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用包圍框的尺寸生成目標(biāo)位置。在智能駕駛場(chǎng)景下，視覺(jué)傳感器與毫米波雷達(dá)的融合主要有：原始數(shù)據(jù)級(jí)融合、特征級(jí)別融合、目標(biāo)級(jí)融合。傳感器融合的方案2）激光雷達(dá)和視覺(jué)傳感器融合

在無(wú)人駕駛應(yīng)用中，激光雷達(dá)是以發(fā)射激光探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其激光雷達(dá)的分辨率高、精度高，可以獲得極高的角度、距離分辨率，抗有源干擾能力強(qiáng)，獲取的信息量較豐富。但易受環(huán)境影響，在雨、雪和霧霾天氣精度會(huì)下降，并且難以識(shí)別有顏色的交通標(biāo)志和交通標(biāo)志的含義，易受光信號(hào)影響(激光雷達(dá)接收的是光信號(hào))，成本高。

視覺(jué)傳感器可進(jìn)行車(chē)道檢測(cè)、障礙物檢測(cè)和交通標(biāo)志的識(shí)別，將視覺(jué)傳感器與激光雷達(dá)融合后，對(duì)于汽車(chē)前方動(dòng)態(tài)的物體，視覺(jué)傳感器能夠判斷出前后兩幀中是否為同一物體或行人，而激光雷達(dá)則可以在得到信息后測(cè)算前后兩幀時(shí)間間隔內(nèi)的物體或行人的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)位移。將視覺(jué)傳感器和激光雷達(dá)分別識(shí)別后得到的數(shù)據(jù)源再進(jìn)行融合和標(biāo)定，可以獲得更好的、更加準(zhǔn)確的結(jié)果。傳感器融合的方案?jìng)鞲衅魅诤系姆桨?)激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)融合對(duì)于車(chē)輛安全來(lái)說(shuō)，最主要的判斷依據(jù)就是兩車(chē)之間的相對(duì)距離和相對(duì)速度信息，特別車(chē)輛在高速行駛中，如果兩車(chē)的距離過(guò)近，容易導(dǎo)致追尾事故。毫米波雷達(dá)憑借出色的測(cè)距測(cè)速能力，被廣泛地應(yīng)用在自適應(yīng)巡航控制(ACC)、前向防撞報(bào)警(FCW)、盲點(diǎn)檢測(cè)BSD)輔助停車(chē)(PA)、輔助變道(LCA)等汽車(chē)ADAS中，它體積小、重量輕、空間分辨率高，其穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，彌補(bǔ)了激光雷達(dá)的不足。但是毫米波探測(cè)的距離有限，無(wú)法對(duì)障礙物進(jìn)行檢測(cè)和分類(lèi)識(shí)別，但是這正好是激光雷達(dá)的強(qiáng)項(xiàng)，激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)融合可以實(shí)現(xiàn)性能上的互補(bǔ)，降低使用成本。知識(shí)拓展任務(wù)三Apollo開(kāi)發(fā)平臺(tái)Apollo8.0的安裝Apollo軟件的安裝有軟件包（即deb包）的方式和源碼方式，軟件包安裝方式不需要編譯，更加快捷，但是對(duì)環(huán)境的支持比較單一；源碼安裝方式可在自定義環(huán)境內(nèi)安裝。具體安裝方式可參閱下方鏈接中的安裝說(shuō)明：/community/Apollo-HomeDocument/Apollo_Doc_CN_8_0?docApollo8.0的平臺(tái)架構(gòu)感知模塊的作用感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析感知模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析謝謝項(xiàng)目二毫米波雷達(dá)的裝配與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)【素質(zhì)目標(biāo)】1.形成團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)；2.養(yǎng)成創(chuàng)新意識(shí)和自主創(chuàng)新能力；3.養(yǎng)成精益求精、一絲不茍的工匠精神；4.養(yǎng)成吃苦耐苦、勤奮努力的勞動(dòng)精神；5.形成弘揚(yáng)正能量的社會(huì)主義核心價(jià)值觀。【知識(shí)目標(biāo)】1.熟悉毫米波雷達(dá)的組成、分類(lèi)及特點(diǎn)；2.熟悉毫米波雷達(dá)的測(cè)距原理；3.掌握毫米波雷達(dá)選型原則及裝配方法；4.掌握毫米波雷達(dá)外參標(biāo)定的方法；5.掌握毫米波雷達(dá)障礙物檢測(cè)及識(shí)別的方法及基本流程；6.了解毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的應(yīng)用；7.了解毫米波雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)?！灸芰δ繕?biāo)】1.能正確完成毫米波雷達(dá)的選型和裝配，能正確診斷和排除裝調(diào)常見(jiàn)故障；2.能正確完成毫米波雷達(dá)外參標(biāo)定，并能夠讀取毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)；3.能正確完成毫米波雷達(dá)障礙物檢測(cè)及識(shí)別，并能診斷和排除常見(jiàn)故障；任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-1毫米波雷達(dá)定義毫米波是指30～300GHz頻段(波長(zhǎng)為1～10mm)的電磁波。毫米波的波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。毫米波雷達(dá)，是工作在毫米波波段（millimeterwave）探測(cè)的雷達(dá)。毫米波的波長(zhǎng)短、頻率寬，易實(shí)現(xiàn)窄波束，分辨率高，不易受干擾。常用的毫米波雷達(dá)樣式如圖2-1-1所示。車(chē)載毫米波雷達(dá)的研究始于20世紀(jì)60年代，由于激光雷達(dá)的成本居高不下和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，毫米波雷達(dá)的研究一直得到重視，德國(guó)ADC公司最先研究出76.5GHz的ASR100雷達(dá)，采用機(jī)械掃描天線；日本以豐田為首的三家公司聯(lián)合研制了世界公認(rèn)的第一款相控陣?yán)走_(dá)，能夠?qū)?～150m范圍內(nèi)的物體進(jìn)行測(cè)試。目前，世界各國(guó)對(duì)車(chē)載毫米波雷達(dá)分配的頻段各有不同，主要有24GHz、60GHz、77GHz、79GHz幾個(gè)頻段?，F(xiàn)階段各國(guó)對(duì)毫米波在智能汽車(chē)上的應(yīng)用以24GHz近距離雷達(dá)和77GHz遠(yuǎn)距離雷達(dá)組合的形式出現(xiàn)。如圖2-1-2所示，24GHz主要負(fù)責(zé)近距離探測(cè)，應(yīng)用于盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和碰撞預(yù)警系統(tǒng)等；77GHz主要負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離探測(cè)，應(yīng)用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)和前碰撞預(yù)警系統(tǒng)等。圖2-1-1常見(jiàn)的毫米波雷達(dá)樣式任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-2毫米波雷達(dá)組成毫米波雷達(dá)主要由外殼、天線、收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊等組成，如圖2-1-2所示。圖2-1-2毫米波雷達(dá)組成任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配（1）天線

主要用于發(fā)射和接收毫米波，由于毫米波波長(zhǎng)只有幾個(gè)毫米，而天線長(zhǎng)度為波長(zhǎng)1/4時(shí)，天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高，因此天線尺寸可以做的很小，同時(shí)還可以使用多根天線來(lái)構(gòu)成陣列。目前主流天線方案是采用微帶陣列，即在印刷電路PCB板上，鋪上微帶線，形成“微帶貼片天線”，以滿足低成本和小體積的需求。如圖2-1-3所示。（2）收發(fā)模塊收發(fā)模塊是毫米波雷達(dá)的核心部分，主要負(fù)責(zé)毫米波信號(hào)的調(diào)制、發(fā)射、接收以及回波信號(hào)的解調(diào)。包含了放大器、振蕩器、開(kāi)關(guān)、混頻器等多個(gè)電子元器件，常采用單片微波集成電路（MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit，MMIC），也稱(chēng)為前端收發(fā)組件MMIC，屬于半導(dǎo)體集成電路的一種技術(shù)，能降低系統(tǒng)尺寸、功率和成本，還能嵌入更多的功能。如圖2-1-4所示。（3）信號(hào)處理模塊通過(guò)芯片嵌入不同的算法，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)目標(biāo)的分類(lèi)識(shí)別，并利用回波信號(hào)計(jì)算出目標(biāo)的距離、速度和角度等信息。

圖2-1-3帶毫米波雷達(dá)天線的PCB板圖2-1-4包含收發(fā)模塊和信號(hào)處理模塊的電路板任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-3毫米波雷達(dá)特點(diǎn)毫米波的頻率介于微波和紅外線之間，因此兼有這兩種波譜的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有自己的特性：（1）探測(cè)距離遠(yuǎn)。毫米波相對(duì)于激光和紅外線，對(duì)水滴、塵埃和煙霧的穿透能力更強(qiáng)，在目前的智能汽車(chē)上使用的環(huán)境感知雷達(dá)中，毫米波雷達(dá)幾乎是唯一可以全天候工作的。車(chē)載毫米波雷達(dá)的探測(cè)距離一般為150~200m，有些甚至能夠達(dá)到300m，能夠滿足高速行駛環(huán)境下對(duì)較大距離范圍的環(huán)境監(jiān)測(cè)需要。（2）探測(cè)性能好。毫米波波長(zhǎng)為1~10mm，毫米波的頻率介于紅外波和厘米波之間，而周?chē)肼暫透蓴_處于中低頻區(qū)，基本上不會(huì)影響毫米波雷達(dá)的正常運(yùn)行。所以既能像厘米波一樣在全天候環(huán)境使用，抗干擾能力強(qiáng)，不受物體表面形狀、顏色的干擾；又能像紅外波一樣具有高分辨率，可以分辨距離更近的小目標(biāo)。（3）探測(cè)穩(wěn)定、速度快。毫米波雷達(dá)傳播速度與光速一樣，可以快速地測(cè)量出目標(biāo)的距離、速度和角度等信息。毫米波具有很強(qiáng)的穿透能力，在雨、雪、大霧等惡劣天氣依然可以正常工作。與微波相比，具有體積小、質(zhì)量輕和分辨率高的優(yōu)點(diǎn)。任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-4毫米波雷達(dá)的測(cè)距原理車(chē)載毫米波雷達(dá)通過(guò)天線向外發(fā)射毫米波，再接收目標(biāo)反射信號(hào)，根據(jù)接收的時(shí)間差測(cè)得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)和相對(duì)距離。經(jīng)處理后快速準(zhǔn)確地獲取汽車(chē)車(chē)身周?chē)奈锢憝h(huán)境信息（如汽車(chē)與其他物體之間的相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度、運(yùn)動(dòng)方向等），然后根據(jù)所探知的物體信息進(jìn)行目標(biāo)追蹤和識(shí)別分類(lèi)，進(jìn)而結(jié)合車(chē)身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，最終通過(guò)中央處理單元（ECU）進(jìn)行智能處理。經(jīng)合理決策后，以聲、光及觸覺(jué)等多種方式告知或警告駕駛員，或及時(shí)對(duì)汽車(chē)做出主動(dòng)干預(yù)，從而保證駕駛過(guò)程的安全性和舒適性，減少事故發(fā)生概率。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)工作原理框圖如圖2-1-5所示。圖2-1-5毫米波雷達(dá)的測(cè)距原理（1）毫米波雷達(dá)脈沖波方式測(cè)量原理任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配毫米波雷達(dá)測(cè)量障礙物的角度是通過(guò)處理多個(gè)接收天線收到的信號(hào)時(shí)延來(lái)實(shí)現(xiàn)的。多普勒測(cè)角度原理如圖所示，振蕩器TX發(fā)出的發(fā)射波頻率為fo，遇到“目標(biāo)”返回，回波頻移為fb并分別被兩個(gè)接收線RX1、RX2收到。由于回波的路徑不同，RX1、RX2的回波信號(hào)有時(shí)間差，根據(jù)時(shí)間差可計(jì)算出角度。任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配（2）毫米波雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波方式測(cè)量原理采用調(diào)頻連續(xù)波方式的毫米波雷達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，可以同時(shí)得到目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度。它的基本原理是當(dāng)發(fā)射的連續(xù)調(diào)頻信號(hào)遇到前方目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與發(fā)射信號(hào)有一定延時(shí)的回波，再通過(guò)雷達(dá)的混頻器進(jìn)行混頻處理，而混頻后的結(jié)果與目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度有關(guān)。毫米波雷達(dá)測(cè)距和測(cè)速的計(jì)算公式為：

（2-8）

任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-5毫米波雷達(dá)的分類(lèi)毫米波雷達(dá)根據(jù)不同的分類(lèi)原則可以有不同的分類(lèi)方式，如圖2-1-10所示。圖2-1-10毫米波雷達(dá)分類(lèi)（1）按工作原理進(jìn)行分類(lèi)毫米波雷達(dá)按照工作原理的不同可分為脈沖式毫米波雷達(dá)與調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)兩類(lèi)。脈沖式毫米波雷達(dá)通過(guò)發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離；調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)是利用多普勒效應(yīng)測(cè)量不同目標(biāo)的距離和速度。（2）按有效探測(cè)范圍進(jìn)行分類(lèi)根據(jù)毫米波雷達(dá)的有效探測(cè)范圍，車(chē)載毫米波雷達(dá)可分為長(zhǎng)距離雷達(dá)（LRR）、中距離雷達(dá)（MRR）和短距離雷達(dá)（SRR），如圖2-1-11所示。a圖中L3級(jí)自動(dòng)駕駛樣車(chē)車(chē)身周?chē)贾昧?枚長(zhǎng)距毫米波雷達(dá)和4枚中距毫米波雷達(dá)，可實(shí)現(xiàn)車(chē)身360°環(huán)境感知范圍覆蓋。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)整車(chē)布置方案及探測(cè)范圍如圖2-1-11所示。任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配（3）按頻段分布上來(lái)看從毫米波雷達(dá)的頻段分布上來(lái)看，應(yīng)用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域的毫米波雷達(dá)主要有2個(gè)頻段，分別是24GHz，77GHz，如圖2-1-12所示。不同頻段的毫米波雷達(dá)有著不同的性能。個(gè)別車(chē)企應(yīng)用79GHz，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有開(kāi)放此頻段。不同的頻段，距離分辨率和精度也不同，一般來(lái)說(shuō)，頻率越高分辨率和精度也越高。例如，24GHz毫米波雷達(dá)的距離分辨率為75cm，而77GHz毫米波雷達(dá)則提高到4cm，可以更好地探測(cè)多個(gè)彼此靠近的目標(biāo)。24GH頻段：如圖2-1-13所示，

24.0GHz到24.25GHz，窄帶帶寬

250MHz，波長(zhǎng)大于1cm，嚴(yán)格來(lái)講屬于厘米波雷達(dá)。主要用于中短距離雷達(dá)，探測(cè)距離大約在

50~70米，實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)（BSD）、換道輔助（LCA）、自動(dòng)泊車(chē)輔助（PA）等功能，主要用作側(cè)向雷達(dá)，用于監(jiān)測(cè)車(chē)輛后方及兩側(cè)車(chē)道是否有障礙物，是否可以變道。77GHz頻段：如圖所示，76-77GHz頻段主要用于長(zhǎng)距離雷達(dá)，探測(cè)距離大約在150~280米，實(shí)現(xiàn)如自適應(yīng)巡航（ACC）、前碰撞預(yù)警（FCW）、高級(jí)緊急制動(dòng)（AEB）等功能。77GHz毫米波相較于24GHz毫米波的波長(zhǎng)更短，只有3.9mm。頻率越高，波長(zhǎng)越短，分辨率、精準(zhǔn)度就越高。因此，精度更高的77GHz毫米波雷達(dá)正努力成為汽車(chē)領(lǐng)域主流傳感器。以自適應(yīng)巡航控制（ACC）為例，當(dāng)車(chē)速大于25km/h時(shí)，ACC才會(huì)起作用，而當(dāng)車(chē)速降低到25km/h以下時(shí)，就需要進(jìn)行人工控制。當(dāng)將所用雷達(dá)升級(jí)到77GHz毫米波雷達(dá)后，與24GHz毫米波雷達(dá)系統(tǒng)相比，識(shí)別率提高了3倍，速度和實(shí)測(cè)值、距離精度提高3～5倍，對(duì)前車(chē)距離的監(jiān)測(cè)更為準(zhǔn)確、快速。并且該頻段有等效同性各向輻射功率的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)滿足高傳輸功率和寬工作帶寬，可以同時(shí)做到長(zhǎng)距離探測(cè)和高距離分辨率。主要用作前向雷達(dá)，裝在保險(xiǎn)杠的位置，探測(cè)本車(chē)與前車(chē)的相對(duì)距離和相對(duì)速度。

圖2-1-1477GHz毫米波雷達(dá)應(yīng)用頻段和探測(cè)區(qū)域示意圖任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-6毫米波雷達(dá)性能指標(biāo)毫米波雷達(dá)的工作原理和分類(lèi)想必大家都已經(jīng)掌握，那么在工作項(xiàng)目中如何選擇合適的毫米波雷達(dá)呢？熟悉毫米波雷達(dá)的性能指標(biāo)，有助于幫助我們做出有效的綜合評(píng)價(jià)，從而確定毫米波雷達(dá)的選型方案。

毫米波雷達(dá)的性能指標(biāo)取決于發(fā)射信號(hào)的選擇，主要有以下參數(shù)指標(biāo)。1、距離距離精度：用于描述雷達(dá)對(duì)單個(gè)目標(biāo)距離參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確度，它是由回波信號(hào)的信噪比SNR決定的。FMCW雷達(dá)的有效噪聲帶寬與其調(diào)頻時(shí)間成反比，調(diào)頻時(shí)間越長(zhǎng)，有效噪聲帶寬越低，分辨率越高。最大探測(cè)距離：最大探測(cè)距離是指毫米波雷達(dá)所能檢測(cè)目標(biāo)的最大距離，不同的毫米波雷達(dá)，最大探測(cè)距離是不同的。距離分辨率：表示距離方向分辨兩個(gè)目標(biāo)的能力，即多個(gè)目標(biāo)被雷達(dá)區(qū)分出來(lái)的最小距離，主要由信號(hào)的帶寬決定的，chirp信號(hào)帶寬的增加，距離分辨率隨之提高。2、速度最大探測(cè)速度：能夠探測(cè)到障礙物的最大相對(duì)速度。速度分辨率：速度分辨率隨著幀持續(xù)時(shí)間的增加而提高。任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配3、角度視場(chǎng)角：視場(chǎng)角分為水平視場(chǎng)角和垂直視場(chǎng)角，是指毫米波雷達(dá)能夠探測(cè)的角度范圍。水平范圍一般為±60°，垂直視角一般為±15°。

角精度：表示測(cè)量單目標(biāo)的角度測(cè)量精度。用于描述雷達(dá)對(duì)單個(gè)目標(biāo)方位角估計(jì)的準(zhǔn)確度。單目標(biāo)的角度變化時(shí)，可探測(cè)的最小絕對(duì)變化角度值。最大探測(cè)目標(biāo)數(shù)：最大能夠探測(cè)的目標(biāo)數(shù)量，一般為24-32個(gè)。角度分辨率：取決于雷達(dá)的工作波長(zhǎng)和天線口徑尺寸和TX/RX天線的數(shù)量。角度分辨率表示在角度維分離相同距離、速度目標(biāo)的能力。雷達(dá)的角度分辨率一般較低，在實(shí)際情況下，由于距離、速度分辨率較高，因此目標(biāo)般可以在距離和速度維區(qū)分開(kāi)。任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)4-1-7毫米波雷達(dá)的應(yīng)用毫米波雷達(dá)具有體積小，縱向目標(biāo)探測(cè)距離與速度探測(cè)能力強(qiáng)、對(duì)于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)均能作出高精度測(cè)量以及全天候、不論晝夜，穿透能力強(qiáng)，不受天氣狀況限制等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域，包括從安全到舒適性能的各個(gè)方面，例如盲點(diǎn)檢測(cè)、換道輔助、自動(dòng)巡航控制和停車(chē)輔助等。為滿足不同探測(cè)距離的需要，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)上往往會(huì)安裝多個(gè)毫米波雷達(dá)，不同探測(cè)距離的毫米波雷達(dá)在車(chē)輛前方、側(cè)方和后方發(fā)揮著不同的作用，如圖2-1-15所示，在高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）中，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航，需要安裝3個(gè)毫米波雷達(dá)，車(chē)輛前部中間安裝77GHz的長(zhǎng)距離毫米波雷達(dá)，探測(cè)距離150-250m，角度約10°，車(chē)輛前部?jī)蓚?cè)各安裝1個(gè)近距離毫米波雷達(dá)，探測(cè)距離50-70m，角度約30°任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配知識(shí)2-1-8毫米波雷達(dá)的安裝要求及注意事項(xiàng)1.安裝位置與功能毫米波雷達(dá)安裝位置主要有車(chē)輛的前方、后方和側(cè)方。具體如圖2-1-17所示。

①主要用于前向自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEB）；

②③主要用于十字交叉路口碰撞預(yù)警；

④⑤主要用于兩側(cè)縱向碰撞預(yù)警/盲區(qū)監(jiān)測(cè)/會(huì)車(chē)過(guò)程監(jiān)控；

⑥主要用于后向AEB；

⑦⑧主要用于側(cè)后向盲區(qū)監(jiān)控/并線輔助。2.毫米波雷達(dá)安裝要求正向毫米波雷達(dá)一般布置在車(chē)輛中軸線，外露或隱藏在保險(xiǎn)杠內(nèi)部。雷達(dá)波束的中心平面要求與路面基本平行，考慮雷達(dá)系統(tǒng)誤差、結(jié)構(gòu)安裝誤差、車(chē)輛載荷變化后，需保證與路面夾角的最大偏差不超過(guò)5°。另外，在某些特殊情況下，正向毫米波雷達(dá)無(wú)法布置在車(chē)輛中軸線上時(shí)，允許正Y向最大偏置距離為300mm，偏置距離過(guò)大會(huì)影響雷達(dá)的有效探測(cè)范圍。側(cè)向毫米波雷達(dá)在車(chē)輛四角呈左右對(duì)稱(chēng)布置，前側(cè)向毫米波雷達(dá)與車(chē)輛行駛方向呈45°夾角，后側(cè)向毫米波雷達(dá)與車(chē)輛行駛方向呈30°夾角，雷達(dá)波束的中心平面與路面基本平行，角度最大偏差仍需控制在5°以?xún)?nèi)。

毫米波雷達(dá)在z方向探測(cè)角度一般只有±5°，雷達(dá)安裝高度太高會(huì)導(dǎo)致下盲區(qū)增大，太低又會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)波束射向地面，地面反射帶來(lái)雜波干擾，影響雷達(dá)的判斷。因此，毫米波雷達(dá)的布置高度（即地面到雷達(dá)模塊中心點(diǎn)的距離），一般建議在500（滿載狀態(tài)）～800mm（空載狀態(tài)）之間任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配毫米波雷達(dá)在安裝時(shí)，車(chē)輛應(yīng)保持水平，避免傾斜，如圖2-1-19所示，再使用角度尺等工具確保毫米波雷達(dá)的水平角、俯仰角、橫擺角均應(yīng)小于0.5°。圖2-1-19毫米波雷達(dá)的安裝角度毫米波雷達(dá)安裝原則（外置安裝）：①安裝時(shí)盡量遠(yuǎn)離車(chē)身內(nèi)的信號(hào)天線；②安裝時(shí)遠(yuǎn)離大的用電設(shè)備頻繁啟動(dòng)的位置；③天線面朝外（正方向），接插件口沖著駕駛員；④毫米波雷達(dá)安裝不支持熱插拔，如果系統(tǒng)內(nèi)部檢測(cè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)功能不正常，甚至導(dǎo)致雷達(dá)重啟；⑤確保不會(huì)造成固定位置的變形，擰緊力矩不能超過(guò)7N·m；⑥禁止在雷達(dá)天線面打膠。毫米波雷達(dá)安裝原則（內(nèi)置安裝）：①第二發(fā)射面尺寸大于雷達(dá)發(fā)射角度；②保險(xiǎn)杠材料必須是電解質(zhì)傳導(dǎo)系數(shù)很小的材料，減小對(duì)雷達(dá)波束的扭曲和衰減，不能有金屬或金屬材料涂層；③選擇曲面光滑的區(qū)域，避開(kāi)拐角或厚度變化的區(qū)域；④保險(xiǎn)杠厚度是毫米波雷達(dá)波長(zhǎng)一半的整數(shù)倍

任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配序號(hào)定義范圍線纜顏色1CAN_H-58~58VDC黃色2CAN_L-58~58VDC綠色3GND

黑色4POWERIN6~32VDC紅色3.毫米波雷達(dá)電氣接口以納雷科技自主研發(fā)的SR73F毫米波雷達(dá)為例，該毫米波雷達(dá)提供CAN總線通信模式，其詳細(xì)接口定義（配置連接線）如表2-1-2所示：表2-1-2SR37F引腳定義本實(shí)訓(xùn)臺(tái)所用Nuvo-8108GC處理器擁有兩路CAN輸出，通過(guò)CAN線纜連接Nuvo-8108GC與SR73F雷達(dá)傳感器。任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配表2-1-3毫米波雷達(dá)供應(yīng)商的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)拓展知識(shí)一：毫米波雷達(dá)全球供應(yīng)商拓展知識(shí)二：4D毫米波雷達(dá)任務(wù)一毫米波雷達(dá)的認(rèn)識(shí)與裝配4D毫米波雷達(dá)指的是具備“高清”特質(zhì)的毫米波雷達(dá)，也被稱(chēng)為成像雷達(dá)，“4D”是指在原有距離、方位、速度的基礎(chǔ)上增加了對(duì)目標(biāo)的高度維數(shù)據(jù)解析，能夠?qū)崿F(xiàn)“3D+高度”四個(gè)維度的信息感知；而“成像”概念是指其具備超高的分辨率，可以有效解析目標(biāo)的輪廓、類(lèi)別、行為任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別2-2-1知識(shí)點(diǎn)

Matlab環(huán)境下的毫米波障礙物檢測(cè)在Matlab仿真環(huán)境下，雷達(dá)檢測(cè)函數(shù)是radarDetectionGenerator，其調(diào)用格式為：sensor=radarDetectionGeneratorsensor=radarDetectionGenerator(Name,Value)其中，Name和Value為設(shè)置雷達(dá)屬性；sensor為雷達(dá)檢測(cè)器。例如：radarDetectionGenerator（’DetectionCoordinates’,’SensorCartesian’,’MaxRange’，200）表示利用迪卡爾坐標(biāo)創(chuàng)建雷達(dá)檢測(cè)器，最大檢測(cè)距離為200m。毫米波雷達(dá)檢測(cè)器應(yīng)用的調(diào)用調(diào)用格式為：dets=sensor(actors,time)[dets,numValidDets]=sensor(actors,time)[dets,num

ValidDets,is

ValidTime]=sensor(actors,time)其中，actors為交通參與者的姿態(tài)；time為當(dāng)前仿真時(shí)間；dets為毫米波雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果；numValidDets為有效檢測(cè)次數(shù)；isValidtime為有效檢測(cè)時(shí)間。Matlab自動(dòng)駕駛工具箱提供了毫米波雷達(dá)檢測(cè)器模塊，如圖2-3-1所示，它是根據(jù)安裝在主車(chē)輛上的雷達(dá)測(cè)量中創(chuàng)建目標(biāo)檢測(cè)。雷達(dá)檢測(cè)器模塊的輸入是其他交通參與者的姿態(tài)（Actors），輸出是雷達(dá)檢測(cè)信號(hào)（Detections）。圖2-2-1毫米波雷達(dá)檢測(cè)器模塊任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)一：利用雷達(dá)檢測(cè)器函數(shù)檢測(cè)雷達(dá)前方50m的車(chē)輛任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)二：對(duì)駕駛場(chǎng)景中的車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)二：對(duì)駕駛場(chǎng)景中的車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)在應(yīng)用程序工具欄上，選擇Export>ExportSimulinkModel，生成駕駛場(chǎng)景和毫米波雷達(dá)的Simulink模式任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)二：對(duì)駕駛場(chǎng)景中的車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)擊“Bird-Eye-Scope”,打開(kāi)鳥(niǎo)瞰圖，點(diǎn)擊“Find-Signals”，點(diǎn)擊“Run”，車(chē)輛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行檢測(cè)，如圖2-2-6所示，檢測(cè)結(jié)果儲(chǔ)存在Matlab的工作區(qū)。駕駛中的車(chē)輛和毫米波雷達(dá)檢測(cè)，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)三利用毫米波雷達(dá)和視覺(jué)傳感器融合進(jìn)行檢測(cè)在Matlab命令行窗口輸入以下程序。輸出駕駛場(chǎng)景如圖2-2-7所示。主車(chē)從南向北行駛并直接通過(guò)一個(gè)十字路口，同時(shí)，另一輛車(chē)從十字路口的左側(cè)駛?cè)氩⒆筠D(zhuǎn)，最后停在主車(chē)前面。其中主車(chē)上安裝前向毫米波雷達(dá)的視覺(jué)傳感器。單擊RUN運(yùn)行以模擬場(chǎng)景，可以看到車(chē)輛運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行檢測(cè)，如圖2-2-8所示。子任務(wù)三利用毫米波雷達(dá)和視覺(jué)傳感器融合進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)三利用毫米波雷達(dá)和視覺(jué)傳感器融合進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別子任務(wù)三利用毫米波雷達(dá)和視覺(jué)傳感器融合進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別通過(guò)選擇Export>ExportSimulinkmodel從應(yīng)用程序生成仿真模型要可視化場(chǎng)景以及對(duì)象和車(chē)道邊界檢測(cè)，使用鳥(niǎo)瞰圖。從Simulink工具欄中單擊“Bird-EyeScope”，打開(kāi)鳥(niǎo)瞰圖，單擊“FindSignals”，點(diǎn)擊“Run”，車(chē)輛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行檢測(cè)，毫米波雷達(dá)和視覺(jué)傳感器融合檢測(cè)車(chē)輛和車(chē)道線，如圖2-2-10所示。檢測(cè)結(jié)果儲(chǔ)存在Matlab工作區(qū)。任務(wù)二基于毫米波雷達(dá)的障礙物檢測(cè)及識(shí)別任務(wù)三毫米波雷達(dá)的標(biāo)定知識(shí)2-3-1毫米波雷達(dá)的外參標(biāo)定毫米波雷達(dá)外參標(biāo)定包括位置標(biāo)定和姿態(tài)標(biāo)定兩部分。位置標(biāo)定：是指毫米波雷達(dá)坐標(biāo)系原點(diǎn)在激光雷達(dá)坐標(biāo)系中的偏移量。其中毫米波雷達(dá)坐標(biāo)系是以毫米波雷達(dá)的幾何中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。激光雷達(dá)坐標(biāo)系如圖2-3-1所示，其中x軸正方向指向車(chē)頭方向，y軸的正方向指向車(chē)輛的左側(cè)。以垂直于x，y平面并通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的軸為z軸，z軸的正方向?yàn)榇怪毕蛏?。姿態(tài)標(biāo)定：是指激光雷達(dá)坐標(biāo)系通過(guò)繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到毫米波雷達(dá)坐標(biāo)系所對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度。在Apollo平臺(tái)中采用專(zhuān)門(mén)工具將姿態(tài)標(biāo)定中的旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)化為四元數(shù)表示。毫米波雷達(dá)的外參標(biāo)定流程如圖2-3-2所示。

任務(wù)三毫米波雷達(dá)的標(biāo)定毫米波雷達(dá)的外參標(biāo)定流程如圖2-3-2所示任務(wù)三毫米波雷達(dá)的標(biāo)定1.在D-KIT無(wú)人車(chē)上，找到激光雷達(dá)設(shè)備并確認(rèn)其坐標(biāo)。激光雷達(dá)坐標(biāo)系原點(diǎn)在距離傳感器底座上方的中心軸上。激光雷達(dá)安裝在

。2.在D-KIT無(wú)人車(chē)上，找到毫米波雷達(dá)的安裝位置。3.對(duì)于D-KIT車(chē)來(lái)說(shuō)，因?yàn)楹撩撞ò惭b在激光雷達(dá)的xoz平面上，所以毫米波雷達(dá)的y軸偏移量為

。4.測(cè)量毫米波雷達(dá)坐標(biāo)系與激光雷達(dá)坐標(biāo)系的x軸偏移量。記錄為

。

任務(wù)三毫米波雷達(dá)的標(biāo)定5.測(cè)量并計(jì)算毫米波雷達(dá)坐標(biāo)系與激光雷達(dá)坐標(biāo)系的z軸偏移量。記錄為

。注意：z軸偏移量為激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)底座的距離，再加上激光雷達(dá)遠(yuǎn)點(diǎn)到其底座的距離（即63.5mm），同時(shí)考慮毫米波雷達(dá)安裝在激光雷達(dá)z軸的負(fù)方向，所以記錄數(shù)值要加負(fù)號(hào)。激光雷達(dá)坐標(biāo)系原點(diǎn)在距離傳感器底座上方63.5mm處的中心軸上。小貼士：通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)D-KIT小車(chē)的激光雷達(dá)坐標(biāo)系和毫米波雷達(dá)坐標(biāo)系是一樣的，不需要旋轉(zhuǎn)，所以繞三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)角度都是0。

任務(wù)三毫米波雷達(dá)的標(biāo)定二、記錄初始化外參3.測(cè)量毫米波雷達(dá)原點(diǎn)在激光雷達(dá)坐標(biāo)系中各個(gè)坐標(biāo)軸的偏移量（單位是米），并做記錄。TranstationX：（）；Y：（）；Z：（）；RotationX：（）；Y：（）；Z：（）；W：（）。小提示：由于D-KIT無(wú)人車(chē)毫米波雷達(dá)安裝在固定位置，其姿態(tài)描述是可以確定的，用戶無(wú)需測(cè)量該值，可直接使用如下的默認(rèn)值即可。

Rotation:x:0.0y:0.0z:0w:1Transtation矩陣由上面實(shí)驗(yàn)手動(dòng)測(cè)量得出。任務(wù)三毫米波雷達(dá)的標(biāo)定三、毫米波雷達(dá)外參標(biāo)定4.按下IPC電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)IPC，在用戶登錄界面，進(jìn)入U(xiǎn)buntu系統(tǒng)。5.切換到perception_plat目錄cdperception_plat6.啟動(dòng)外參標(biāo)定軟件SensorCalibrationTool，并切換到毫米波雷達(dá)外參標(biāo)定欄。在終端中輸入并執(zhí)行以下命令，啟動(dòng)外參標(biāo)定軟件：sudo./qt_tool/SensorCalibrationTool./qt_tool/conf/conf.txt