簡(jiǎn)介面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?qū)W習(xí)者這份PPT教學(xué)資料系統(tǒng)拆解毫米波雷達(dá)核心技術(shù)從毫米波頻段特性、多普勒測(cè)距測(cè)速測(cè)角原理到雷達(dá)安裝與標(biāo)定方法均有覆蓋適合作為高校課程或企業(yè)培訓(xùn)的配套課件。資源為1個(gè)pptx文件壓縮包整體約61.46MB圖文并茂便于直接演示講解。目前已有180人學(xué)習(xí)下載。內(nèi)容緊密銜接5G、V2X、高清地圖等智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)趨勢(shì)通過(guò)自適應(yīng)巡航等實(shí)例幫助理解雷達(dá)在ADAS中的實(shí)際應(yīng)用并具體展示數(shù)據(jù)與信號(hào)顯示分析思路可輔助讀者快速建立毫米波雷達(dá)的完整知識(shí)框架。車(chē)載毫米波雷達(dá)專(zhuān)題拆解從原理到上車(chē)這套PPT背后有哪些門(mén)道前幾天整理了一份關(guān)于智能汽車(chē)傳感器技術(shù)的PPT主題是毫米波雷達(dá)。這本來(lái)是個(gè)挺老生常談的題目但整理完發(fā)現(xiàn)行內(nèi)人覺(jué)得原理早就懂了的東西真要講清楚講透徹能拆的東西還真不少?gòu)牟ㄐ握{(diào)制方式到點(diǎn)云稀疏的原因從角度分辨率做不上去的物理瓶頸到4D雷達(dá)到底是不是國(guó)產(chǎn)替代突破口每一步都能挖出不少門(mén)道。這篇文章就把我這套PPT的核心思路捋一遍順便把現(xiàn)場(chǎng)講的時(shí)候我會(huì)補(bǔ)充的關(guān)鍵點(diǎn)也一起寫(xiě)出來(lái)給打算做類(lèi)似報(bào)告、課程PPT或者競(jìng)賽答辯的朋友做個(gè)參考。我梳理的時(shí)候給自己定了三條主線(xiàn)一是雷達(dá)憑什么能在雨雪霧天工作二是現(xiàn)在的4D毫米波雷達(dá)到底解決了什么問(wèn)題三是上車(chē)之后標(biāo)定和融合這些事是怎么落地的。整份PPT就是按這條邏輯走的下面我按章節(jié)拆開(kāi)講。1. 毫米波雷達(dá)智能汽車(chē)的全時(shí)感知擔(dān)當(dāng)1.1 為什么偏偏是毫米波這個(gè)頻段先聊一個(gè)很多人入門(mén)時(shí)會(huì)卡住的問(wèn)題攝像頭那么便宜、信息量那么大激光雷達(dá)點(diǎn)云那么漂亮為什么還要專(zhuān)門(mén)研究毫米波雷達(dá)答案是三個(gè)字全天候。攝像頭靠的是可見(jiàn)光反射一到夜間、逆光、雨霧天氣識(shí)別精度和穩(wěn)定性都會(huì)明顯下降激光雷達(dá)雖然精確但遇到大霧天氣激光束會(huì)被水汽散射實(shí)際探測(cè)距離大打折扣。而毫米波波長(zhǎng)在1到10毫米之間介于微波和紅外之間這個(gè)波長(zhǎng)讓它能穿透雨滴、霧氣、灰塵受天氣影響很小。其次是成本和多普勒測(cè)速。毫米波雷達(dá)可以直接通過(guò)多普勒效應(yīng)測(cè)出目標(biāo)的徑向速度這是攝像頭和激光雷達(dá)都做不到的原生態(tài)能力。做過(guò)感知融合的朋友應(yīng)該清楚一個(gè)可靠的速度測(cè)量值對(duì)預(yù)測(cè)模塊的幫助有多大——前車(chē)是急剎還是勻速滑行毫米波雷達(dá)一測(cè)就知道根本不需要靠視覺(jué)做幀間差分估算。從電磁波頻段分配來(lái)看車(chē)載毫米波雷達(dá)主要用24GHz和77GHz兩個(gè)頻段。當(dāng)前的主流趨勢(shì)是往77GHz遷移因?yàn)?4GHz帶寬只有250MHz距離分辨率做到亞米級(jí)就到頂了而77GHz頻段帶寬能達(dá)到4GHz理論上距離分辨率能到厘米級(jí)。再加上天線(xiàn)尺寸可以做得更小很容易把多根天線(xiàn)集成在一個(gè)小盒子里適合做MIMO陣列。我們PPT里給的關(guān)鍵結(jié)論是77GHz會(huì)成為未來(lái)三到五年的絕對(duì)主流做方案選型時(shí)可以直接跳過(guò)24GHz除非是在做超短距盲區(qū)補(bǔ)盲這類(lèi)特殊場(chǎng)景。1.2 雷達(dá)到底是怎么看到一輛車(chē)的這部分是我在PPT里重點(diǎn)畫(huà)圖講的一塊因?yàn)楹芏鄾](méi)有微波背景的讀者其實(shí)不太清楚雷達(dá)的工作閉環(huán)。原理用大白話(huà)講其實(shí)不復(fù)雜雷達(dá)先發(fā)射一束電磁波電磁波打到目標(biāo)上之后反射回來(lái)雷達(dá)通過(guò)計(jì)算發(fā)射波和回波之間的時(shí)間差來(lái)測(cè)距通過(guò)多普勒頻移來(lái)測(cè)速通過(guò)相位差來(lái)測(cè)角度。但這里有個(gè)細(xì)節(jié)容易被忽略車(chē)載毫米波雷達(dá)真正測(cè)的不是回波時(shí)刻而是頻率差。以FMCW體制為例雷達(dá)發(fā)射的是頻率隨時(shí)間線(xiàn)性變化的連續(xù)波回波到達(dá)時(shí)發(fā)射頻率已經(jīng)變了混頻器把發(fā)射波和回波做差頻得到的中頻信號(hào)頻率是和距離成正比的。用公式表達(dá)就是 f_if S · 2R / c其中S是調(diào)頻斜率R是目標(biāo)距離c是光速。這個(gè)頻率差對(duì)應(yīng)距離的核心思想解釋了為什么FMCW雷達(dá)能把處理帶寬降得很低——它不需要直接測(cè)納秒級(jí)的時(shí)間延時(shí)而是測(cè)兆赫茲級(jí)的中頻頻率對(duì)ADC采樣率的要求大幅下降硬件成本也就壓下來(lái)了。測(cè)速部分靠的是多普勒效應(yīng)。目標(biāo)朝向雷達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)回波的載波頻率會(huì)升高反之降低。對(duì)相位做FFT之后從相鄰chirp之間的相位差就能算出目標(biāo)速度。測(cè)角則是利用天線(xiàn)陣列中相鄰陣元接收回波的波程差導(dǎo)致的相位差通過(guò)DOA估計(jì)算法解算角度。這三件事——距離、速度、角度——分別對(duì)應(yīng)距離維FFT、多普勒維FFT和角度維FFT整個(gè)處理鏈在PPT里是一張信號(hào)處理流程框圖。現(xiàn)場(chǎng)講的時(shí)候我特意強(qiáng)調(diào)了毫米波雷達(dá)信號(hào)處理跟激光雷達(dá)最大的區(qū)別就是先做FFT再做目標(biāo)檢測(cè)它本質(zhì)上是譜估計(jì)問(wèn)題而不是點(diǎn)云分割問(wèn)題。2. 毫米波雷達(dá)傳感器的硬件架構(gòu)與目標(biāo)探測(cè)邏輯2.1 單片微波集成電路把雷達(dá)做到了一顆芯片里如果放在十年前一套毫米波雷達(dá)前端要用分立器件搭體積大、功耗高、一致性差很難量產(chǎn)上車(chē)?，F(xiàn)在的方案基本上是單芯片集成方案把發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)、混頻器、VCO、ADC、甚至部分信號(hào)處理單元全部集成在一顆MMIC里。我在這頁(yè)P(yáng)PT里放了TI的AWR2944和NXP的TEF82xx作為典型代表。TI的方案是4發(fā)4收FMCW體制內(nèi)置DSP可以做部分信號(hào)處理配合外圍MCU就可以構(gòu)建一個(gè)完整的雷達(dá)節(jié)點(diǎn)。NXP的TEF82xx則走的是RF前端外部處理器配合的路線(xiàn)通過(guò)高速接口把中頻數(shù)據(jù)傳給算力更強(qiáng)的處理器。兩條路線(xiàn)的取舍在于TI方案更全集成就緒適合快速出原型NXP方案更靈活適合對(duì)點(diǎn)云質(zhì)量和算法自研有要求的團(tuán)隊(duì)。如果是做畢設(shè)或者競(jìng)賽我建議直接用TI的評(píng)估板SDK現(xiàn)成、文檔完善能少踩很多坑。還有一點(diǎn)值得提的就是天線(xiàn)設(shè)計(jì)。77GHz雷達(dá)的天線(xiàn)大多是微帶貼片陣列通過(guò)控制貼片的排布方式形成定向波束。天線(xiàn)增益直接決定探測(cè)距離陣列的稀疏程度決定角分辨率。這部分在PPT里只用了一頁(yè)講但實(shí)際上天線(xiàn)設(shè)計(jì)是雷達(dá)性能的天花板改一版天線(xiàn)往往等于重新做一版硬件周期和成本都很高。2.2 從回波到目標(biāo)雷達(dá)內(nèi)部的處理鏈路處理鏈路我按四級(jí)來(lái)講距離維FFT、多普勒維FFT、CFAR檢測(cè)、DOA估計(jì)。距離維FFT是對(duì)每個(gè)chirp采樣得到的ADC數(shù)據(jù)做一維FFT得到目標(biāo)距離對(duì)應(yīng)的峰值。多普勒維FFT是對(duì)多個(gè)chirp在同一距離門(mén)上的數(shù)據(jù)做第二次FFT得到目標(biāo)速度。這兩步做完數(shù)據(jù)就變成了一個(gè)距離-多普勒?qǐng)D。CFAR檢測(cè)是目標(biāo)檢測(cè)的核心它通過(guò)把檢測(cè)單元和周?chē)鷧⒖紗卧墓β首霰容^自適應(yīng)地設(shè)定閾值避免把噪聲波動(dòng)誤判成目標(biāo)。CFAR的最大好處是能夠適應(yīng)不同環(huán)境的雜波強(qiáng)度但它也有個(gè)讓人頭疼的問(wèn)題兩個(gè)距離很近的目標(biāo)可能會(huì)因?yàn)橄嗷フ谘趯?dǎo)致其中一個(gè)落在另一個(gè)的CFAR保護(hù)窗里從而被漏檢。實(shí)際工程里做兩次CFAR是常規(guī)操作一次粗檢再一次精檢能有效降低漏檢率。DOA估計(jì)是最后一步也是最容易出事的一步。傳統(tǒng)做法是數(shù)字波束形成簡(jiǎn)單可靠但分辨率受限于陣列孔徑?，F(xiàn)在越來(lái)越多的方案用MUSIC或ESPRIT這類(lèi)超分辨算法能在相同陣列尺寸下獲得更好的角度分辨效果代價(jià)是計(jì)算量大、對(duì)通道幅相一致性很敏感。有同行為了上超分辨算法專(zhuān)門(mén)在產(chǎn)線(xiàn)上加了通道校準(zhǔn)的環(huán)節(jié)標(biāo)定之后測(cè)角精度確實(shí)有明顯提升。2.3 雷達(dá)探測(cè)的目標(biāo)類(lèi)型與點(diǎn)云形態(tài)毫米波雷達(dá)探測(cè)到的目標(biāo)點(diǎn)云和激光雷達(dá)有本質(zhì)區(qū)別。激光雷達(dá)的點(diǎn)云是目標(biāo)表面的密集采樣而毫米波雷達(dá)的點(diǎn)實(shí)際上是散射中心的回波一輛車(chē)在雷達(dá)看來(lái)往往只有幾個(gè)強(qiáng)散射點(diǎn)分布在車(chē)頭和保險(xiǎn)杠附近。這帶來(lái)的直接影響就是毫米波點(diǎn)云稀疏聚類(lèi)和目標(biāo)識(shí)別都需要專(zhuān)門(mén)適配不能照搬激光雷達(dá)的算法。實(shí)際測(cè)試下來(lái)毫米波雷達(dá)對(duì)金屬目標(biāo)特別敏感自行車(chē)、行人這類(lèi)弱反射目標(biāo)需要較高的接收靈敏度才能穩(wěn)定探測(cè)。對(duì)于行人來(lái)說(shuō)雷達(dá)回波的微多普勒特征其實(shí)非常明顯腳步擺動(dòng)會(huì)產(chǎn)生周期性頻率調(diào)制這在雷達(dá)領(lǐng)域叫微多普勒效應(yīng)。很多早期論文嘗試用微多普勒做行人識(shí)別效果不錯(cuò)但工程落地不多主要原因是特征維度高、樣本需求量大、實(shí)時(shí)性也不好做?，F(xiàn)在做兩輪車(chē)、行人分類(lèi)的主流方案還是結(jié)合視覺(jué)信息做融合純雷達(dá)分類(lèi)說(shuō)真的還不夠穩(wěn)。3. 4D毫米波雷達(dá)到底解決了什么問(wèn)題3.1 傳統(tǒng)雷達(dá)吃虧在高度維和角度分辨率傳統(tǒng)車(chē)載毫米波雷達(dá)是3D雷達(dá)能輸出距離、速度和水平角度但高度信息基本是缺失的。高速路場(chǎng)景倒還好可一旦到了城市道路問(wèn)題就來(lái)了前方是一座橋還是一片懸掛的路牌雷達(dá)把這兩者都算成反射點(diǎn)高度信息不足就無(wú)法區(qū)分車(chē)輛可能因?yàn)檎`判橋下通道而觸發(fā)不必要的緊急剎車(chē)。這種問(wèn)題在實(shí)際路測(cè)中經(jīng)常遇到傳統(tǒng)雷達(dá)把高架橋的橫梁當(dāng)成障礙物一腳緊急剎車(chē)體驗(yàn)極差甚至可能引發(fā)追尾。除了高度缺失傳統(tǒng)雷達(dá)的角度分辨率也上不去。角分辨率的物理公式是 θ λ / DD是天線(xiàn)的有效孔徑。想在77GHz做到1度角分辨率等效孔徑要做到220毫米左右這個(gè)尺寸在車(chē)?yán)锲鋵?shí)是有點(diǎn)難裝的。所以傳統(tǒng)雷達(dá)的角度分辨率普遍在3到5度在100米外對(duì)應(yīng)的橫向間距是5到8米兩輛并行的車(chē)在雷達(dá)眼里基本糊成一團(tuán)。這就直接限制了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)在近距離復(fù)雜場(chǎng)景下的感知上限比如十字路口的橫向目標(biāo)分離、鬼探頭場(chǎng)景等。3.2 4D雷達(dá)的兩種實(shí)現(xiàn)路線(xiàn)4D毫米波雷達(dá)是在原來(lái)的距離、速度、水平角之外額外增加了俯仰角測(cè)量所以叫4D。實(shí)現(xiàn)思路有兩條主流路線(xiàn)。一條是增加垂直方向的接收通道做一個(gè)二維天線(xiàn)陣列。通過(guò)MIMO技術(shù)用較少的物理通道實(shí)現(xiàn)較大的虛擬孔徑。比如12發(fā)16收的配置可以通過(guò)時(shí)分復(fù)用加MIMO的虛擬陣列擴(kuò)展成上百個(gè)虛擬通道同時(shí)覆蓋水平維和垂直維。這條路線(xiàn)目前是主流做出來(lái)的點(diǎn)云密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)雷達(dá)已經(jīng)有點(diǎn)低分辨率激光雷達(dá)的樣子了。我現(xiàn)在看到不少方案號(hào)稱(chēng)能做到水平1度、垂直2度的分辨率雖然沒(méi)有激光雷達(dá)那么密但做前向中遠(yuǎn)距感知已經(jīng)算夠用了。另一條路線(xiàn)是AI算法加持用深度學(xué)習(xí)從稀疏回波中恢復(fù)目標(biāo)信息。這種方案對(duì)天線(xiàn)硬件改動(dòng)小核心賣(mài)點(diǎn)是算法。但說(shuō)實(shí)話(huà)AI對(duì)系統(tǒng)魯棒性的要求很高目前只有少數(shù)公司的產(chǎn)品能做到大規(guī)模落地大部分還是停留在demo階段。如果做技術(shù)選型我還是建議優(yōu)先考慮天線(xiàn)陣列方案至少性能邊界是確定的不會(huì)被模型泛化問(wèn)題卡脖子。3.3 4D雷達(dá)的點(diǎn)云形態(tài)與感知價(jià)值4D雷達(dá)點(diǎn)云相比3D雷達(dá)最直觀(guān)的變化就是點(diǎn)變多了、有高度了。原來(lái)一輛卡車(chē)可能只有3到5個(gè)反射點(diǎn)現(xiàn)在4D雷達(dá)可能給到十幾個(gè)甚至幾十個(gè)對(duì)后續(xù)的聚類(lèi)和目標(biāo)框擬合友好很多。感知價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)地方一是能區(qū)分高架橋和路面障礙物減少誤剎車(chē)二是能檢測(cè)路沿和可通行區(qū)域輔助車(chē)輛判斷能不能通過(guò)三是對(duì)行人、騎行者這類(lèi)低矮目標(biāo)有了更強(qiáng)的檢出能力。不過(guò)需要冷靜看待的是即便4D雷達(dá)點(diǎn)云密度上來(lái)了和激光雷達(dá)相比依然差一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)直接套用激光雷達(dá)的感知算法是行不通的還是得針對(duì)雷達(dá)點(diǎn)云特性做適配。4. 毫米波雷達(dá)的性能指標(biāo)與工程選型參考4.1 關(guān)鍵參數(shù)怎么看我在這頁(yè)P(yáng)PT里放了一張關(guān)鍵參數(shù)說(shuō)明表這是做方案選型時(shí)實(shí)際要盯的幾個(gè)指標(biāo)。最大探測(cè)距離通常分為兩類(lèi)一類(lèi)是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)目標(biāo)一類(lèi)是對(duì)行人目標(biāo)。車(chē)目標(biāo)的RCS在10到20dBsm之間行人大約在-5到0dBsm之間兩者相差15到20dB所以雷達(dá)對(duì)行人的探測(cè)距離通常會(huì)打六折到七折。宣傳頁(yè)上寫(xiě)的250米探測(cè)距離如果沒(méi)標(biāo)注目標(biāo)類(lèi)型默認(rèn)都是車(chē)目標(biāo)別被參數(shù)黨忽悠了。測(cè)距精度和測(cè)速精度直接決定感知后處理的效果。測(cè)距精度一般能做到0.1米左右測(cè)速精度在0.1公里/小時(shí)量級(jí)。距離分辨率由帶寬決定帶寬越大分辨率越高77GHz雷達(dá)能做到4厘米左右。角度分辨率是最敏感的指標(biāo)和天線(xiàn)孔徑強(qiáng)相關(guān)選型時(shí)要問(wèn)清楚是標(biāo)稱(chēng)值還是實(shí)測(cè)值有些雷達(dá)標(biāo)稱(chēng)1.5度實(shí)際做DOA算法之后是3度差距很大。更新率方面前向雷達(dá)和角雷達(dá)要求不一樣。前向雷達(dá)一般要求做到15到20Hz的更新率角雷達(dá)因?yàn)橐獞?yīng)對(duì)快速變道場(chǎng)景最好做到25到30Hz。這個(gè)參數(shù)對(duì)跟蹤算法的實(shí)時(shí)性影響很大更新率太低會(huì)出現(xiàn)目標(biāo)跳變。4.2 我做過(guò)雷達(dá)選型踩過(guò)的坑選型這事我吃過(guò)幾次虧在這里給各位提個(gè)醒。第一次踩坑是沒(méi)有看雷達(dá)的功耗和散熱。早期的毫米波雷達(dá)模塊功耗輕松超過(guò)15瓦在夏天陽(yáng)光暴曬的擋風(fēng)玻璃后面雷達(dá)本體溫度能到85度以上如果沒(méi)有做散熱設(shè)計(jì)性能會(huì)明顯劣化嚴(yán)重時(shí)直接觸發(fā)過(guò)溫保護(hù)。后來(lái)選型時(shí)我都會(huì)把功耗和散熱作為一票否決項(xiàng)超過(guò)10瓦的基本不考慮。第二次踩坑是忽略了數(shù)據(jù)接口的兼容性。有些雷達(dá)輸出的是原始ADC數(shù)據(jù)必須自己跑完整套信號(hào)處理有些輸出的是點(diǎn)云接口和格式也各不相同。如果主控平臺(tái)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的SDK或者驅(qū)動(dòng)接入成本會(huì)非常高。建議選型時(shí)先確認(rèn)輸出格式和配套SDK是否適配自己的計(jì)算平臺(tái)避免硬件到了才發(fā)現(xiàn)SDK不支持。第三次踩坑是場(chǎng)外測(cè)試環(huán)境的干擾。雷達(dá)實(shí)驗(yàn)中一個(gè)常見(jiàn)現(xiàn)象是在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試性能很好一到停車(chē)場(chǎng)就出現(xiàn)大量虛警排查半天才發(fā)現(xiàn)是旁邊車(chē)輛的雷達(dá)同頻干擾。在國(guó)內(nèi)道路環(huán)境下同頻段雷達(dá)互相干擾幾乎是無(wú)解的問(wèn)題。目前行業(yè)在做干擾檢測(cè)和消除算法但效果還取決于天線(xiàn)設(shè)計(jì)和DSP能力。如果想在演示中避免這種尷尬建議把雷達(dá)放置在不同高度或者做時(shí)間錯(cuò)位同步能在一定程度上降低干擾概率。5. 毫米波雷達(dá)的劣勢(shì)與競(jìng)賽工程實(shí)踐5.1 現(xiàn)實(shí)的短板得誠(chéng)實(shí)說(shuō)毫米波雷達(dá)當(dāng)然不是萬(wàn)能的。它最明顯的短板就是角度分辨率不夠高水平分辨率普遍在1到3度之間和激光雷達(dá)的0.1度級(jí)別差了一個(gè)數(shù)量級(jí)。這意味著在120米外的兩輛并行轎車(chē)?yán)走_(dá)可能無(wú)法把它們分開(kāi)。另外一個(gè)短板是點(diǎn)云稀疏一個(gè)目標(biāo)只有幾個(gè)散射點(diǎn)做目標(biāo)識(shí)別時(shí)特征很少很難判斷前方物體是乘用車(chē)、卡車(chē)還是路牌。還有一個(gè)隱蔽問(wèn)題是多徑效應(yīng)。電磁波會(huì)在地面和高架橋之間來(lái)回反射產(chǎn)生虛假目標(biāo)尤其是在鋼護(hù)欄、隧道壁這些強(qiáng)反射環(huán)境下雷達(dá)會(huì)出現(xiàn)幻影目標(biāo)。這個(gè)在工程上比較難根治一般靠跟蹤系統(tǒng)的航跡管理來(lái)濾除。說(shuō)到底毫米波雷達(dá)更適合做目標(biāo)級(jí)的感知也就是告訴系統(tǒng)前方多少米有物體、速度多少而不是做像素級(jí)的識(shí)別這件事得交給攝像頭。5.2 智能汽車(chē)競(jìng)賽中的雷達(dá)實(shí)戰(zhàn)心得智能汽車(chē)競(jìng)賽是很多同學(xué)接觸毫米波雷達(dá)的第一個(gè)入口。競(jìng)賽場(chǎng)景下用的雷達(dá)大多是24GHz或77GHz的商用模塊輸出點(diǎn)云或者目標(biāo)列表通過(guò)串口或者CAN與主控通信。我輔導(dǎo)隊(duì)伍時(shí)發(fā)現(xiàn)最容易出錯(cuò)的反而不是雷達(dá)本身而是安裝角度和坐標(biāo)系的處理。安裝時(shí)雷達(dá)平面要和車(chē)輛前進(jìn)方向保持一個(gè)很小的偏角如果偏了哪怕兩三度遠(yuǎn)距離測(cè)距誤差就會(huì)被放大。調(diào)試時(shí)先在空曠場(chǎng)地量好已知距離的目標(biāo)通過(guò)串口輸出反推雷達(dá)的水平安裝角再把這個(gè)偏移量寫(xiě)進(jìn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)里。這個(gè)步驟看起來(lái)很簡(jiǎn)單但能解決很多雷達(dá)測(cè)距不準(zhǔn)的假故障。另外一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是雷達(dá)檢測(cè)到的目標(biāo)和實(shí)際目標(biāo)不是一一對(duì)應(yīng)的。比如一個(gè)錐桶在雷達(dá)看來(lái)可能有兩個(gè)反射點(diǎn)主控收到點(diǎn)云之后要先做聚類(lèi)再?zèng)Q策不能拿原始點(diǎn)云直接當(dāng)目標(biāo)用。很多隊(duì)伍在這個(gè)環(huán)節(jié)上跑得很痛苦后來(lái)我建議他們直接用點(diǎn)云聚類(lèi)加卡爾曼濾波做目標(biāo)跟蹤效果立刻穩(wěn)了很多。競(jìng)賽環(huán)境的電磁干擾也要注意比賽現(xiàn)場(chǎng)幾十輛車(chē)同時(shí)開(kāi)雷達(dá)互相干擾非常嚴(yán)重。一些隊(duì)伍把雷達(dá)載頻、帶寬、線(xiàn)性調(diào)頻參數(shù)做了一點(diǎn)微調(diào)實(shí)測(cè)下來(lái)抗干擾效果好了很多。另外如果條件允許盡量把雷達(dá)安裝在車(chē)輛中間高度避開(kāi)輪轂等強(qiáng)反射區(qū)域能顯著降低多徑導(dǎo)致的虛警。6. 上車(chē)前的標(biāo)定與感知融合6.1 雷達(dá)標(biāo)定不能簡(jiǎn)單對(duì)齊中心毫米波雷達(dá)上車(chē)之后不是裝上就能用必須做標(biāo)定。與攝像頭標(biāo)定不同雷達(dá)標(biāo)定主要解決兩個(gè)問(wèn)題坐標(biāo)系對(duì)齊和天線(xiàn)通道的不一致性。坐標(biāo)系對(duì)齊是把雷達(dá)坐標(biāo)系和車(chē)身坐標(biāo)系之間做一個(gè)剛體變換通過(guò)測(cè)量雷達(dá)的實(shí)際安裝位置和朝向得到旋轉(zhuǎn)和平移矩陣。如果車(chē)輛發(fā)生碰撞或者雷達(dá)支架松動(dòng)標(biāo)定參數(shù)需要重新做一遍否則感知數(shù)據(jù)全偏。通道不一致性校準(zhǔn)則針對(duì)MIMO系統(tǒng)中各通道的幅相偏差如果說(shuō)這個(gè)不做后續(xù)DOA估計(jì)會(huì)出現(xiàn)明顯角度偏差。產(chǎn)線(xiàn)上一般用角反進(jìn)行多位置測(cè)量通過(guò)回波相位來(lái)估算通道間的誤差補(bǔ)償值。在我看來(lái)標(biāo)定是整個(gè)雷達(dá)上車(chē)流程里最容易被忽視也最關(guān)鍵的部分對(duì)實(shí)測(cè)感知精度的影響甚至比算法本身還大。建議無(wú)論做開(kāi)發(fā)還是做測(cè)試都要把標(biāo)定流程標(biāo)準(zhǔn)化、可重復(fù)不能標(biāo)一次就完事。6.2 多傳感器融合雷達(dá)和攝像頭各干各的活毫米波雷達(dá)很少單獨(dú)負(fù)責(zé)一個(gè)完整的感知任務(wù)通常和攝像頭搭配做融合。這里我講的融合分為兩個(gè)層次。第一個(gè)層次是目標(biāo)級(jí)融合攝像頭給出目標(biāo)類(lèi)別行人、車(chē)輛、紅綠燈等雷達(dá)給出目標(biāo)的距離、速度兩者在目標(biāo)關(guān)聯(lián)后合并成一個(gè)有類(lèi)別、有位置、有速度的更完整目標(biāo)。這是目前量產(chǎn)車(chē)最常見(jiàn)的方案算力開(kāi)銷(xiāo)小系統(tǒng)簡(jiǎn)潔可靠。第二個(gè)層次是數(shù)據(jù)級(jí)融合把雷達(dá)點(diǎn)云和圖像做像素級(jí)對(duì)齊和融合再統(tǒng)一輸入給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種方式信息量最大能有效提升小目標(biāo)、遮擋目標(biāo)的檢測(cè)能力但對(duì)時(shí)間同步、空間對(duì)齊和算力的要求都很高更多是高端平臺(tái)在做探索。還有一個(gè)很有價(jià)值的方向是利用雷達(dá)的測(cè)速能力輔助視覺(jué)跟蹤。攝像頭在目標(biāo)被短暫遮擋時(shí)容易出現(xiàn)ID切換這時(shí)候用雷達(dá)的持續(xù)測(cè)速輸出做目標(biāo)預(yù)測(cè)能保證跟蹤不中斷。這種雷達(dá)兜底攝像頭的方式在工程上非常好用成本也低值得在方案里認(rèn)真考慮。7. 寫(xiě)在最后的經(jīng)驗(yàn)和一點(diǎn)展望做這套PPT的過(guò)程里我把這幾年接觸雷達(dá)項(xiàng)目時(shí)的一些體會(huì)又梳理了一遍。第一個(gè)體會(huì)是毫米波雷達(dá)工程師的核心競(jìng)爭(zhēng)力不在會(huì)調(diào)算法庫(kù)而在對(duì)射頻前端、波形參數(shù)、天線(xiàn)布陣和信號(hào)處理的全鏈路理解。很多時(shí)候性能和成本之間的權(quán)衡需要的是對(duì)整個(gè)信號(hào)鏈的敏感度而不是只會(huì)某一環(huán)。第二個(gè)體會(huì)是4D毫米波雷達(dá)在接下來(lái)兩三年會(huì)迎來(lái)一波換裝潮尤其是國(guó)產(chǎn)方案會(huì)在中低階智駕平臺(tái)大量上車(chē)。原因很簡(jiǎn)單它的成本比激光雷達(dá)低一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)又能提供帶有高度信息的點(diǎn)云這對(duì)10到20萬(wàn)價(jià)位車(chē)型的智駕能力提升很有吸引力。但同時(shí)我也提醒自己4D雷達(dá)的點(diǎn)云密度和精度還遠(yuǎn)沒(méi)有到替代激光雷達(dá)的程度正確的定位是填補(bǔ)激光雷達(dá)和3D雷達(dá)之間的空白。最后再說(shuō)一個(gè)實(shí)用的小技巧如果遇到雷達(dá)虛警問(wèn)題先別急著改算法先檢查安裝位置和周?chē)h(huán)境是不是有明顯金屬反射體。很多時(shí)候一個(gè)支架位置調(diào)幾厘米虛警問(wèn)題就自動(dòng)消失了——這類(lèi)細(xì)節(jié)決定成敗的案例在雷達(dá)工程里實(shí)在太多了。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取