CN113376636A - 一种雷达识别特性测试装置以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种雷达识别特性测试系统,该系统可以包括待测物平台、雷达平台和远程控制平台;所述待测物平台用于调整所述待测物平台的待测物的高度、旋转角度和第一运动参数;从所述远程控制平台接收所述第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;所述雷达平台用于调整所述雷达平台中雷达的高度、方位和第二运动参数;从所述远程控制平台接收所述第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;采用本申请,可以实现待测雷达对待测物的各角度进行识别特性测试,有效提高测试效率;通过远程控制平台的上位机预先输入待测物和待测雷达的要运动的轨迹而实现自动化测试。
Description
技术领域
本申请涉及雷达识别技术领域,尤其涉及一种雷达识别特性测试装置以及方法。
背景技术
毫米波雷达(Radar)是高级驾驶辅助系统(Advanced Driving AssistanceSystem,ADAS)系统最主要的传感器之一。目标识别测试是雷达性能测试的重要项目,包括对轿车、卡车、摩托车、行人以及自行车等不同尺寸和材料的典型目标的识别,且需要获取目标在不同方位的雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)。测试过程中不仅需要对运动的目标进行360度范围探测,还需要对目标不同方位的RCS等信息进行采集和识别测试。运动目标的360度测量难度较大,需要基于运动目标的RCS进行跟踪标记,并且人工控制待测雷达相对待测物的方位和运动轨迹精确度低且难度大。
目前,为了测试雷达识别率,通常采用以下三种方案:
1、根据物体的三维模型进行建模,将三维模型和雷达频率导入相关算法,拟合出物体在不同方位的最具代表性的RCS反射点作为代替实物的模拟目标,再将计算出的RCS反射点注入到模拟器中进行模拟,并输入给雷达进行相关测试。但是仿真模拟精度不高,不能完全代替实物的回波信号,难以完全仿真实际场景中地杂波等干扰。
2、利用搭建的雷达数据采集车,在外部道路上采集实际场景中的典型目标的数据,采回后进行数据回看,检查雷达的识别效果。但外场数据采集的结果需要人工对有效数据进行筛选,导致测试工作量大,且对待测物的不同角度测试针对性差,以致于不能完全覆盖物体的所有角度。
3、在内部试验场布局雷达采集车及实际待测物体,人工驾驶相关待测物(如汽车、摩托车、自行车等)相对雷达在不同角度和距离驾驶。但是内部场地测试测试效率低,存在运动物体目标识别无法测试,雷达轨迹和行驶速度不理想等问题。
因此,如何高效精准地完成雷达识别测试,获取所需的测试数据,成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试装置以及方法,实现了高效精准地完成雷达识别测试,获取所需的测试数据。
第一方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试装置,应用于待测物平台,所述装置可包括:第一基体、可旋转的支撑板、一个或多个活动件、待测物承载板、一个或多个待测物固定器;所述第一基体包括第一控制模块;所述一个或多个待测物固定器设置在所述待测物承载板上,用于固定一个或多个待测物;所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;所述支撑板设置在所述第一基体的第一表面,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;所述支撑板用于带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度;所述一个或多个活动件中的每一个活动件,用于调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;所述第一控制模块,用于控制所述待测物平台运动、所述每一个活动件活动以及所述支撑板的旋转。
本发明实施例中,通过待测物移动平台的支撑板(或支撑台)的旋转以带动待测物的不同角度的转动。通过一个或多个活动件使得在待测物移动平台上的待测物能够调整其竖直方向上的高度,以模拟待测物在不同角度上位置情况;具体地,例如,在待测物运动平台中的待测物承载板下方加装了四个独立运动的液压缸,使得待测物可以模拟在起伏路面上的运动。待测物承载板上可以固定有多个固定器,以用于集成安装多个待测物。进一步可选地,待测物移动平台上可以安装有适配不同待测物的夹具,可以固定安装不同种类的待测物;例如,通过在待测物承载板上安装多个待测物固定器的方式,既可以安装测试一个某类型大型物体,又可以安装两个或者多个较小的待测物,丰富了雷达识别特性的测试项目。通过本发明实施例能够有效地调节待测物的角度以及待测物的高度和具体位置。
在一种可能的实现方式中,所述装置还包括:一个或多个第一车轮以及第一红外寻迹模块;所述一个或多个第一车轮设置在所述第一基体的第二表面,所述一个或多个第一车轮用于移动所述待测物平台,所述第二表面与所述第一表面相背;所述第一红外寻迹模块设置在所述第二表面,用于检测所述待测物平台的预设移动路线;所述第一控制模块,具体用于控制所述一个或多个第一车轮中的主动轮,以控制所述待测物平台运动。本发明实施例中,通过红外寻迹模块和车轮的配合,使得待测物能够按照预设的轨迹运行。其中,通过红外寻迹模块准确地跟踪预设路线,通过车轮移动待测物平台以实现对其速度的准确控制。
在一种可能的实现方式中,所述第一基体还包括第一通信模块、第一定位模块和第一驱动部;所述第一控制模块,用于控制所述第一驱动部运转;所述第一驱动部与所述支撑板连接,用于控制所述支撑板在所述第二表面旋转;所述第一通信模块,用于从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;所述第一定位模块,用于获取所述待测物平台的实时位置和所述实时运动速度。本发明实施例中,通过采用RTK-GPS位置控制模块(比如在红外寻迹模块的基础上)进行高精度位置控制。远程控制平台、待测雷达移动平台和待测物移动平台均安装有RTK-GPS模块,远程控制平台上有运动参数上位机,可以发送指令给待测雷达移动平台和待测物移动平台,可将待测雷达和待测物的位置精确到厘米级。
在一种可能的实现方式中,所述支撑板设置在所述第二表面的凹槽处;当所述每一个活动件调整所述待测物承载板与所述第一平台基体之间的高度为0时,所述待测物承载板和所述第一基体接触。本发明实施例中,通过凹槽的设计能够减少待测物平台本身反射的回波,以提高测试的准确性。
在一种可能的实现方式中,所述第一基体的侧面由吸波材料组成;所述侧面与所述第一表面、所述第二表面连接。本发明实施例中,通过吸波材料设置在第一基体的侧表面,能够吸收多余的杂波,进一步提高了雷达识别特性的准确程度。
第二方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试装置,应用于雷达平台,该装置可以包括:第二基体和垂直设置在所述第二基体上的第三基体,所述第二基体包括第二控制模块;所述第三基体包括第二驱动部、与所述第二驱动部连接的移动平台;所述移动平台包括方位模块、与所述方位模块连接的第三驱动部、雷达;所述雷达用于发射雷达波以及接收待测物产生的回波;所述第二驱动部用于控制所述移动平台沿着所述第三基体移动,以调整所述雷达的高度;所述第三驱动部用于控制所述方位模块转动,以调整所述雷达的方位;所述第二控制模块,用于控制所述第二驱动部运转、所述第三驱动部运转和所述雷达平台运动。
本发明实施例中,待测雷达和待测物体均分别安装在各自的移动平台上。通过待测雷达配合待测物体在水平面上按一定形式运动;待测雷达移动平台沿特定的距离、运动速度、加速度、运动方位进行运动,可测试在特定运动参数条件下的识别特性。在待测雷达移动平台上加装了雷达纵向运动机构,使得待测雷达具有了纵向上下移动的能力。而且,安装有方位模块的前提下,可以通过驱动方位模块使得雷达在一定的角度内旋抓。具体地,待测雷达可配合待测物体在高度方向上按一定形式运动:例如待测雷达安装在其移动平台上可以上下移动,即可以模拟雷达安装在车辆不同的高度,又可以模拟雷达安装在车辆上在行驶的过程中随路面颠簸的情况。其中,待测雷达还可以对运动物体的360度方位范围内照射进行识别特性检测,例如待测雷达移动平台可在远程控制平台的控制下围绕待测物移动平台进行公转。
在一种可能的实现方式中,所述第二基体包括:一个或多个第二车轮以及第二红外寻迹模块;所述一个或多个第二车轮,用于移动所述雷达平台;所述第二红外寻迹模块,用于检测所述雷达平台的预设移动路线;所述第二控制模块,具体用于控制所述一个或多个第二车轮中的主动轮,以控制所述待测物平台运动。本发明实施例中,通过车轮和红外寻迹模块的配合,使得待测雷达平台也能够在预设的轨迹上按照预设的运动参数正常运行。
在一种可能的实现方式中,所述第二基体还包括数据采集器、第二定位模块和第二通信模块;所述数据采集器,用于采集所述雷达的雷达散射截面RCS;所述第二控制模块,还用于存储所述RCS;所述第二通信模块,用于从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;所述第二定位模块,用于获取所述雷达平台的实时位置和所述实时运动速度。本发明实施例中,通过数据采集器采集雷达接收的RCS数据,将该数据发送至第二控制模块,以便于第二控制模块进行数据处理和结论分析。在增加了第二定位模块(如前述的RTK模块)的情况下,能够更加准确地获取雷达平台的位置信息和运动情况。通过通信模块可以及时地获取远程控制平台对其的运动参数调整。
在一种可能的实现方式中,所述第二驱动部包括:与所述移动平台连接的旋转丝杠、与所述旋转丝杠连接的电机;所述电机用于控制所述旋转丝杠旋转;所述旋转丝杠用于带动所述移动平台沿所述第三基体移动。本发明实施例中,通过电机驱动旋转丝杠进行旋转以带动移动平台的上下往复移动。具体地,可以通过旋转的圈数来计算移动平台的上升或下降的高度。
在一种可能的实现方式中,所述第三基体还包括一个或多个导轨,所述一个或多个导轨与所述移动平台连接,用于在所述移动平台移动过程中稳定所述移动平台。本发明实施例中,通过导轨与移动平台进行连接,使得移动平台在移动过程中能够保持相对的稳定。
第三方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试系统,可以包括:待测物平台、雷达平台和远程控制平台;所述待测物平台用于:调整所述待测物平台的待测物的高度、旋转角度和第一运动参数;从所述远程控制平台接收所述第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;所述雷达平台用于:调整所述雷达平台中雷达的高度、方位和第二运动参数;从所述远程控制平台接收所述第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;采集并存储所述雷达接收的雷达散射截面RCS;所述远程控制平台用于向所述待测物平台发送所述第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数;向所述雷达平台发送所述第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
本发明实施例中,通过远程控制平台的上位机输入待测雷达和待测物要运动的轨迹、实时速度、实时角度、实时高度等参数,远程控制平台会控制待测雷达和待测物按照既定的运动参数进行相对运动,以实现待测雷达对待测物的360度范围内的识别特性测试。具体地,通过上位机(或者任意的控制单元或者器件)控制待测物运动平台进行往复运动的同时,控制待测雷达运动平台绕待测物运动平台进行公转运动,从而使得待测雷达可以对待测物体进行360度的识别特性测试。
第四方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试系统,可以包括:待测物平台、雷达平台和远程控制平台;
所述待测物平台包括第一基体、可旋转的支撑板、一个或多个活动件、待测物承载板、一个或多个待测物固定器和第一通信模块;所述第一平台基体包括第一控制模块;所述一个或多个待测物固定器设置在所述待测物承载板上,用于固定一个或多个待测物;所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;所述支撑板设置在所述第一基体的第一表面,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;所述支撑板用于带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度;所述一个或多个活动件中的每一个活动件,用于调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;所述第一控制模块,用于控制所述每一个活动件活动、所述支撑板旋转和所述待测物平台运动;所述第一通信模块,用于从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;
所述雷达平台包括第二基体、垂直设置在所述第二基体上的第三基体和第二通信模块,所述第二基体包括第二控制模块;所述第三基体包括第二驱动部、与所述第二驱动部连接的移动平台;所述移动平台包括方位模块、与所述方位模块连接的第三驱动部、雷达;所述雷达用于发射雷达波以及接收所述待测物产生的回波;所述第二驱动部用于控制所述移动平台沿着所述第三基体移动,以调整所述雷达的高度;所述第三驱动部用于控制所述方位模块转动,以调整所述雷达的方位;所述第二控制模块,用于控制所述第二驱动部运转、所述第三驱动部运转和所述雷达平台运动;所述第二通信模块,用于从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;
所述远程控制平台,用于:向所述第一通信模块发送所述待测物平台的第一运动参数,以及从所述第一通信模块接收所述待测物平台的实时运动参数;所述第一运动参数包括所述每一个活动件的高度参数、所述支撑板的旋转角度和所述待测物平台的运动速度中的一种或多种;向所述第二通信模块发送所述雷达平台的第二运动参数,以及从所述第二通信模块接收所述雷达平台的实时运动参数;所述第二运动参数包括所述雷达的高度、所述雷达的方位和所述雷达平台的运动速度中的一种或多种。
本发明实施例,通过在远程工作站、待测物运动平台、待测雷达运动平台加装遥控射频模块以及各类高精度传感器,包括红外寻迹模块、RTK-GPS模块,以及各类运动执行器件各自的运动变量的反馈,从而实现待测雷达和待测物的相对角度、速度、距离等真值参数高精度获取,可以得到待测雷达和待测物在某种准确的相对运动关系下的识别性能。通过在远程工作站的上位机上输入待测物运动平台和待测雷达的相关运动参数,可实现自动化测试,可实现多种不同运动参数组合的循环测试。
第五方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试方法,应用于待测物平台,可以包括:通过一个或多个待测物固定器固定一个或多个待测物,所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;通过第一控制模块控制支撑板带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;通过所述第一控制模块控制所述一个或多个活动件中的每一个活动件,调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;通过所述第一控制模块控制所述待测物平台的运动速度。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:通过设置在第一表面的一个或多个第一车轮移动所述待测物平台,通过设置在所述第二表面的第一红外寻迹模块检测所述待测物平台的预设移动路线;其中,第一表面与第二表面相背。通过第一控制模块控制所述一个或多个第一车轮中的主动轮,以控制所述待测物平台运动。其中,一个或多个第一车轮中的主动轮带动从动轮运动,本发明实施例对主动轮的数量和位置分布不做限定。例如,位于平台同一侧或者同一端的轮胎是主动轮。本发明实施例中,通过红外寻迹模块和车轮的配合,使得待测物能够按照预设的轨迹运行。其中,通过红外寻迹模块准确地跟踪预设路线,通过车轮移动待测物平台以实现对其速度的准确控制。
在一种可能的实现方式中,所述第一基体还包括第一通信模块、第一定位模块和第一驱动部;所述方法还包括:通过所述第一控制模块控制所述第一驱动部运转;所述第一驱动部与所述支撑板连接,通过所述第一驱动部控制所述支撑板在所述第二表面旋转;通过所述第一通信模块从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;通过所述第一定位模块获取所述待测物平台的实时位置和所述实时运动速度。本发明实施例中,通过采用RTK-GPS位置控制模块(比如在红外寻迹模块的基础上)进行高精度位置控制。远程控制平台、待测雷达移动平台和待测物移动平台均安装有RTK-GPS模块,远程控制平台上有运动参数上位机,可以发送指令给待测雷达移动平台和待测物移动平台,可将待测雷达和待测物的位置精确到厘米级。
在一种可能的实现方式中,所述支撑板设置在所述第二表面的凹槽处;当所述每一个活动件调整所述待测物承载板与所述第一平台基体之间的高度为0时,所述待测物承载板和所述第一基体接触。本发明实施例中,通过凹槽的设计能够减少待测物平台本身反射的回波,以提高测试的准确性。
在一种可能的实现方式中,所述第一基体的侧面由吸波材料组成;所述侧面与所述第一表面、所述第二表面连接。本发明实施例中,通过吸波材料设置在第一基体的侧表面,能够吸收多余的杂波,进一步提高了雷达识别特性的准确程度。
本发明实施例中,通过待测物移动平台的支撑板(或支撑台)的旋转以带动待测物的不同角度的转动。通过一个或多个活动件使得在待测物移动平台上的待测物能够调整其竖直方向上的高度,以模拟待测物在不同角度上位置情况;具体地,例如,在待测物运动平台中的待测物承载板下方加装了四个独立运动的液压缸,使得待测物可以模拟在起伏路面上的运动。待测物承载板上可以固定有多个固定器,以用于集成安装多个待测物。进一步可选地,待测物移动平台上可以安装有适配不同待测物的夹具,可以固定安装不同种类的待测物;例如,通过在待测物承载板上安装多个待测物固定器的方式,既可以安装测试一个某类型大型物体,又可以安装两个或者多个较小的待测物,丰富了雷达识别特性的测试项目。通过本发明实施例能够有效地调节待测物的角度以及待测物的高度和具体位置。
第六方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试方法,应用于雷达平台,可以包括:通过雷达发射雷达波以及接收待测物产生的回波;通过第二控制模块控制第二驱动部,使得移动平台沿着第三基体移动以调整所述雷达的高度;所述第三基体包括移动平台;通过所述第二控制模块控制第三驱动部,使得所述方位模块转动以调整所述雷达的方位;所述移动平台包括方位模块;通过所述第二控制模块控制所述雷达平台的运动速度。
本发明实施例中,待测雷达和待测物体均分别安装在各自的移动平台上。通过待测雷达配合待测物体在水平面上按一定形式运动;待测雷达移动平台沿特定的距离、运动速度、加速度、运动方位进行运动,可测试在特定运动参数条件下的识别特性。在待测雷达移动平台上加装了雷达纵向运动机构,使得待测雷达具有了纵向上下移动的能力。而且,安装有方位模块的前提下,可以通过驱动方位模块使得雷达在一定的角度内旋抓。具体地,待测雷达可配合待测物体在高度方向上按一定形式运动:例如待测雷达安装在其移动平台上可以上下移动,即可以模拟雷达安装在车辆不同的高度,又可以模拟雷达安装在车辆上在行驶的过程中随路面颠簸的情况。其中,待测雷达还可以对运动物体的360度方位范围内照射进行识别特性检测,例如待测雷达移动平台可在远程控制平台的控制下围绕待测物移动平台进行公转。
在一种可能的实现方式中,所述第二基体包括一个或多个第二车轮以及第二红外寻迹模块;所述方法还包括:通过控制所述一个或多个第二车轮中的主动轮以移动所述雷达平台;通过所述第二红外寻迹模块检测所述雷达平台的预设移动路线;通过所述第二控制模块控制所述一个或多个第二车轮中的主动轮,以控制所述待测物平台运动。本发明实施例中,通过车轮和红外寻迹模块的配合,使得待测雷达平台也能够在预设的轨迹上按照预设的运动参数正常运行。
在一种可能的实现方式中,所述第二基体还包括数据采集器、第二定位模块和第二通信模块;所述方法还包括:通过所述数据采集器采集所述雷达的雷达散射截面RCS;通过所述第二控制模块存储所述RCS;通过所述第二通信模块从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;通过所述第二定位模块获取所述雷达平台的实时位置和所述实时运动速度。本发明实施例中,通过数据采集器采集雷达接收的RCS数据,将该数据发送至第二控制模块,以便于第二控制模块进行数据处理和结论分析。在增加了第二定位模块(如前述的RTK模块)的情况下,能够更加准确地获取雷达平台的位置信息和运动情况。通过通信模块可以及时地获取远程控制平台对其的运动参数调整。
在一种可能的实现方式中,所述第二驱动部包括:与所述移动平台连接的旋转丝杠、与所述旋转丝杠连接的电机;所述方法还包括:通过所述电机控制所述旋转丝杠旋转;所述旋转丝杠用于带动所述移动平台沿所述第三基体移动。本发明实施例中,通过电机驱动旋转丝杠进行旋转以带动移动平台的上下往复移动。具体地,可以通过旋转的圈数来计算移动平台的上升或下降的高度。
在一种可能的实现方式中,所述第三基体还包括一个或多个导轨,所述一个或多个导轨与所述移动平台连接;通过一个或多个导轨在所述移动平台移动过程中稳定所述移动平台。本发明实施例中,通过导轨与移动平台进行连接,使得移动平台在移动过程中能够保持相对的稳定。
第七方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试方法,应用于远程控制平台,包括:向所述待测物平台发送所述待测物平台的第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数;向所述雷达平台发送所述雷达平台的第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
本发明实施例中,通过远程控制平台向待测物平台以及雷达平台发送运动参数,以实现对待测物平台以及雷达平台的控制,例如,待测物平台的移动速度、雷达平台的移动速度、待测物平台上待测物的旋转角度、雷达的朝向方位等等。通过本发明实施例,可以准确地根据预设的参数对待测物平台、雷达平台进行控制,以满足对不同情况的模拟和测量。
第八方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试方法,包括:待测物平台沿直线做往复运动,同时雷达平台围绕待测物平台的运动轨迹进行公转;当待测物平台运动一个来回时,雷达平台正好公转一圈。
第九方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试方法,包括:雷达平台固定在某点不动,待测物平台在所述雷达平台的雷达正前方做往复运动;当待测物平台完成一次往复运动,控制待测物在所述待测物平台上自转一定角度后,继续相对所述雷达平台上的雷达进行往复运动,直至所述待测物完成自转360°。
第十方面,本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试方法,包括:雷达平台首先固定在某点;当待测物平台完成一次往复运动后,所述雷达平台沿公转路径运动一段预设的距离后,所述待测物平台接着沿原路径完成一次往复运动,直至完成所述雷达平台公转一周中在各角度的测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试场景的示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试场景的示意图;
图3是本发明实施例提供的又一种雷达识别特性测试场景的示意图;
图4是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试架构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的立体结构的爆炸示意图;
图6是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的部分立体结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的底部立体结构示意图;
图8是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的完整立体结构示意图;
图9是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试装置的立体结构爆炸示意图;
图10是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试装置的背面结构示意图;
图11是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试装置的立体结构示意图;
图12是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试方法;
图13是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试方法;
图14是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试方法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,部件可以是但不限于,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示,在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中,部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外,这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据,例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
首先,对本申请中的部分用语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
(1)毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)。毫米波的波长介于微波和厘米波之间,因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。
(2)高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistant System,ADAS),是利用安装于车上的各式各样的传感器,在第一时间收集车内外的环境数据,进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理,从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险,以引起注意和提高安全性的主动安全技术。ADAS采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等,可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量,通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。
(3)雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)是目标在雷达接收方向上反射雷达信号能力的度量,一个目标的RCS等于单位立体角目标在雷达接收天线方向上反射的功率(每单独立体角)与入射到目标处的功率密度(每平方米)之比。
(4)上位机(master computer),是指可以直接发出操控命令的计算机,屏幕上显示各种信号变化(液压,水位,温度等)。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机。上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般为模拟量),转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此,实际情况千差万别,但万变不离其宗:上下位机都需要编程,都有专门的开发系统。在概念上,控制者和提供服务者是上位机,被控制者和被服务者是下位机,也可以理解为主机和从机的关系,但上位机和下位机是可以转换的。
(5)工控机(Industrial Personal Computer,IPC)即工业控制计算机,是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机主板、CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,是为其他各行业提供稳定、可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。
(6)视场角(Field of view,FOV),决定雷达的视野范围,可用FOV表示。视场角越大,雷达探测的范围越大。
(7)实时动态(Real-time kinematic,RTK)载波相位差分技术,是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法,将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新的测量原理和方法,极大地提高了作业效率。
(8)吸波材料,指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量,从而减少电磁波的干扰的一类材料。吸波材料的形状结构一般包括以下几种:尖劈形、单层平板形、双层或多层平板形、涂层形等。
(9)全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是一种以空中卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统,它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息。GPS以其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活吸引了众多用户。GPS不仅应用于汽车领域,同时也广泛应用于物流行业管理。其中,GPS定位包括伪距单点定位、载波相位定位和实时差分定位。第一点、伪距测量及伪距单点定位:伪距测量就是测定卫星到接收机的距离,即由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。伪距法单点定位,就是利用GPS接收机在某一时刻测定与4颗以上GPS卫星的伪距,及从卫星导航电文中获得的卫星瞬时坐标,采用距离交会法求出天线在WGS-84坐标系中的三维坐标。第二点、载波相位测量及载波相位定位:载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电文,接收机接收到卫星信号后,先将载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获得载波,称为重建载波。GPS接收机将卫星重建载波与接收机内由振荡器产生的本振信号通过相位计比相,即可得到相位差。第三点、实时差分定位:GPS实时差分定位的原理是在已有的精确地心坐标点上安放GPS接收机(称为基准站),利用已知的地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值,并通过无线电通信设备(称为数据链)将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流动站)。流动站利用校正值对自己的GPS观测值进行修正,以消除上述误差,从而提高实时定位精度。GPS动态差分方法有多种,主要有位置差分、伪距差分(RTD)、载波相位实时差分(RTK)和广域差分等。
(10)雷达频率,是雷达发射机产生的大功率电磁波信号在未受调制前的频率,也称发射信号的载频频率。雷达频率范围雷达能辐射电磁波到空间并利用目标散射的回波进行信号检测和参量估值的频率,均属雷达频率范围。随着雷达技术和电子器件的发展,雷达频率范围已从高频(几兆赫)扩展到紫外频段。在实际应用中,根据雷达的性能要求和实现条件,大多数雷达工作在1~15GHz的微波频率范围内。在1GHz频率以下,由于通信和电视等占用频带,频谱拥挤,一般雷达较少采用,只有少数远程雷达和超视距雷达采用这一频段。高于15GHz频率时空气中水分子吸收严重;高于30GHz频率时,在一些区域氧分子和水分子吸收急剧增大。随着频率的提高,天线加工困难,接收机内外噪声增大,增加发射机功率也出现困难。因此,一般雷达很少采用这些频段,只有某些高分辨力雷达和在外层空间工作的雷达采用这样高的频率,如毫米波雷达和激光雷达。现代雷达频率集中在微波范围,频谱日益拥挤。这种情况促进了雷达技术的发展。大功率回旋管的出现又为毫米波雷达的应用和发展提供了重要的条件。
(11)传感器(transducer/sensor),是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
(12)分贝(decibel,db),在本发明实施例中,表示信号强度;在无线通讯领域,衡量一个地点的某一无线基站通信信号强度也可以用dB表示。如测的某宾馆402房间的1号无线基站通信信号强度为-90dBm,这里的定义为该房间的有用信号强度与所有信号(包括干扰信号)的比值。
为了便于理解本发明实施例,以下示例性列举本申请中雷达识别特性测试所应用的场景,可以包括如下三个应用场景。
场景一:动态待测雷达与运动待测物的联动测试。
请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试场景的示意图,该应用场景中包括远程控制平台、待测雷达平台(即雷达平台)和待测物平台。其中,
远程控制平台控制待测雷达平台按照设定的运动速度运动以及待测雷达平台上的雷达的方位角度、高度;同时,远程控制平台控制待测物平台按照设定的运动速度运动以及待测物所在的高度、旋转角度。需要说明的是,图1中没有列出远程控制平台,仅以待测物平台和待测雷达平台为主要对象进行展示和描述。
待测物平台用于搭载待测物(如汽车);在接收到远程控制平台发送的第一运动参数(如运动速度)后,沿着预设的直线路径作往复移动。
待测雷达平台在接收到远程控制平台发送的第二运动参数后,沿着预设的圆形路径移动,该预设的圆形路径是以预设的直线路径为直径的圆;当待测物平台沿着所述预设的直线路径完成一次往复移动时,待测雷达平台沿着圆形路径完成一圈移动(即待测雷达绕待测物的运动轨迹做公转运动,待测物运动一个来回时,待测雷达正好公转一圈)。如图1所示,搭载待测物的待测物平台的运动路径为AC,待测雷达平台的运动路径为以O点为圆心,AO为半径的圆O。具体地,待测物平台沿着AC作往复运动,待测雷达平台沿着圆O顺时针或者逆时针运动。可以理解的是,本发明实施例对AC的长度不做限定。
场景二:静态待测雷达与待测物的定角度往复测试。
请参见图2,图2是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试场景的示意图;该场景是在待测物体以不同角度在不同相对速度直线运动的情况下,模拟测试待测雷达的识别能力。具体地,待测雷达固定在某处不动,待测物平台在雷达前方做往复运动,待测物往复运动一次,在平台上自转一定角度后,再相对雷达进行往复运动,直至待测物完成自转360度后结束测试;如图2所示,待测物平台沿着BD做往复运动;具体地,当待测物平台从D出发达到B后回到D点时,待测物平台以一定的角度旋转搭载的待测物,继续沿着BD做往复运动,直至完成对待测物360度的数据测试。
场景三:静态待测雷达FOV内待测物的直线往复运动测试。
该场景是在待测物体(固定在待测物平台)在待测雷达(安装在待测雷达平台)FOV内相对雷达以不同角度运动时,模拟测试雷达对运动待测物不同角度的识别能力。具体地,待测雷达先在某点,待测物往复运动一次后,待测雷达沿公转路径运动一段距离(该距离为预设的距离或者由远程控制平台实时调整的距离)后,待测物再沿原路径往复运动一次,由此完成雷达公转一周后在各典型角度的测试。请参见图3,图3是本发明实施例提供的又一种雷达识别特性测试场景的示意图;如图3所示,待测雷达平台静止在H点,待测物平台从E点出发达到F点,再从F点回到E点;待测物平台从H点移动到G点(本发明实施例对H点和G点的位置不作限定,H、G以及后续的位置都可以自由设定),待测物平台从E点出发达到F点,再从F点回到E点;待测物平台继续沿着图示的圆形轨迹(该轨迹是以EF为直径的圆)移动一段距离到其他点,重复上述步骤直至最终回到H点结束测试。
需要说明的是,图1-图3中待测雷达平台均以逆时针方向运动为例;本发明实施例对运动方向不作限定。待测物平台用于固定待测物,因此图1-图3中的待测物平台与待测物一同运动,可以理解为同一个对象;同理,待测雷达平台和雷达可以理解为同一个对象,不作区分描述。并且,图1-图3中AC、BD以及EF长度可以相同或者不同,本发明实施例对此不作限定。
可以理解的是,图1-图3中的应用场景的只是本发明实施例中的一种示例性的实施方式,本发明实施例中的应用场景包括但不仅限于以上应用场景。
下面对雷达识别动态物体的原理进行说明。
雷达通过天线发射电磁波照射目标,并接收目标反射回的微弱信号,经过信号处理检测出关于目标或环境的信息,例如距离、速度、方位、散射特性等。从雷达系统的基本处理过程可以看出,雷达主要包括发射机、天线、接收机、信号处理器、显示器等部分。其中目标,雷达散射截面积是本发明实施例涉及的重要内容之一。下面将对其展开描述。
可以理解的是,雷达散射截面积RCS是目标在雷达接收方向上反射雷达信号能力的度量,一个目标的RCS等于单位立体角目标在雷达接收天线方向上反射的功率(每单独立体角)与入射到目标处的功率密度(每平方米)之比。根据雷达波长与目标尺寸的相对关系,可分成三个区域来描述目标的雷达散射截面积。
在此区域(即瑞利区),目标尺寸远小于信号波长,目标雷达散射截面积与雷达观测角度关系不大,与雷达工作频率的4次方成正比。
在此区域(即谐振区),波长与目标尺寸相当。目标雷达散射截面积随着频率变化而变化,变化范围可达10dB;同时由于目标形状的不连续性,目标雷达散射截面积随雷达观测角的变化而变化。
在此区域(即光学区),目标尺寸大于信号波长,下限值通常比瑞利区目标尺寸的上限值高一个数量级。简单形状目标的雷达散射截面积可以接近它们的光截面,目标或雷达的移动会造成视线角的变化,将导致目标雷达散射截面积发生变化。
需要注意的是以上分隔三个区的边界是不清晰的,RCS评估和计算方法的使用需要注意是在哪个尺寸范围内来分析的。精确的方法是一麦克斯韦方程组的积分和微分形式为基础,一般限于瑞利区和谐振区内相对简单和小物体,而大多数近似方法则是为光学区开发的。
其中,简单金属形状的雷达散射截面积可以通过等式估算,但对于像飞机这样非常复杂的目标,其表面与RCS之间没有牢固的关系,它会随照射雷达的方向而显着变化。
复杂目标对电磁波的作用包含镜面反射、边缘绕射、尖顶绕射、爬行波绕射、行波绕射和非细长体因电磁突变引起的绕射等。对于无隐身措施的常规飞机,它的散射场包括反射和绕射场,主要是镜面反射和边缘绕射起作用。本发明实施例中一般的待测物为复杂目标。可以理解的是,镜面反射(Specular Reflection)为光学区域中最重要的反射形式,就像光照射镜子一样,大多数入射雷达波的能量都是根据镜面反射定律反射出来的(反射角等于入射角)。这种反射可以通过塑性显著减少。而行波/表面波散射(Traveling/Surface Waves)则是照射到飞机机身上的入射雷达波可以在其表面产生行进电流,该行进电流沿着路径传播到表面边界,例如前缘,表面不连续处等。这样的表面边界可以导致后向行波或者向多个方向散射。这种反射可以通过雷达吸收材料,雷达吸收结构,减少表面间隙或边缘对齐来减少。至于衍射(Diffraction)就是电磁波照射到非常尖锐的表面或边缘被散射而不遵循反射定律。而爬行波绕射(Creeping Wave)是行波的一种形式,当沿着物体表面行进时没有遇到表面不连续或障碍物,因此它能够绕物体行进并返回雷达。爬行波主要绕弯曲或圆形物体移动。因此,隐身战斗机和隐身巡航导弹不使用管状机身。
接下来介绍,相对复杂的目标的RCS可通过几种不同的逼近方法进行测算。例如:几何光学法(GO),假定射线沿直线传播,利用经典的光线路径理论;物理光学法(PO)运用平面切线的近似并通过惠更斯原理计算RCS;几何衍射理论(GTD)是一个合成系统,该系统建立在GO和衍射线的概念综合的基础上。目标的RCS可通过实验测量或计算机建模得到,但需要目标的详细信息,并且需要根据雷达工作频率和雷达观测角生成大量数据。大量的典型数据在此不一一赘述。
可以理解的是,对于隐身飞机,采取多种措施,使镜面反射和边缘绕射基本消失。典型的战斗机的雷达散射截面积(RCS)约1平米,而“隐身飞机”的RCS仅为0.01平米,甚至更小。
那么,影响RCS的因素可以有以下几个方面:目标结构(形状和材料)、雷达工作频率、雷达极化方式和雷达观测角等。通常情况下,平面目标具有较强的镜反射回波,而赋形、涂覆雷达吸波材料和采用非金属材料等隐身技术则可以大大降低目标雷达散射截面积。对于无隐身措施的常规飞机,它的散射场包括反射和绕射场,主要是镜面反射和边缘绕射起作用。对于隐身飞机,采取多种措施,使镜面反射和边缘绕射基本消失。那么涉及到天线阵面的RCS缩减。由于飞机的雷达天线罩(Radome)对无线电波是透明的,需采取特殊措施来减小天线的RCS,否则,即便是最小的平面阵列天线,它的RCS甚至可能达到数千平方米。不管是机械扫描阵列天线(MSA)还是电子扫描阵列天线(ESA),它们的阵面在其他威胁雷达的信号照射时会产生后向散射。通过精心设计和制造出来的天线,后向散射的四种类型可以控制在可接受的最小范围内而变得无害。有以下几种情况:
倾斜天线:倾斜在某种程度上减少了天线的有效孔径面积,减少了天线的增益并展宽了波束,但是我们只以较小的代价就获得了天线被检测出的概率的大幅度降低。阵面的镜面反射可以通过倾斜天线致使反射波不沿照射波方向反射来控制。尽管倾斜并不能减少反射,但却可以使威胁我方的雷达无法收到反射波。
天线模式反射额最小化:在雷达的工作频率上,天线模式反射拥有与发射信号类似的方向图,即一个主瓣附带着几个旁瓣。主瓣的方向是由照射波的入射角和天线阵阵子间相移决定的。最小化这些反射方法是:在天线上采用匹配良好的微波电路,并对设计的细节给予特别的关注。对于宽波段MSA天线和无源ESA天线,即使是来自天线深层的反射也必须消除,这可以通过在馈线的适当地方插人隔离器(如循环器)来实现。
边缘衍射的最小化:边缘衍射产生的后向反射可以和与天线阵周长有相同尺寸的环天线(loop)产生的后向反射相当。由于环的尺寸是雷达工作波长的很多倍,典型的环形天线方向图包含大量的从宽波方向散开的小瓣。有些天线在安装时,通过对反射面的整形疏散衍射的能量使其低于威胁雷达的检测门限,可以使边缘衍射变得无害。还有一些天线在安装时,通过在反射面的边缘应用雷达吸波材料使阻抗值平滑地下降到周围结构的阻抗来减少衍射。
随机散射的最小化:结构模式和天线模式反射的随机成分可能扩展到很大的角度范围内,因此,不能通过天线的倾斜来避免。为了把它们降低到可接受的程度,天线的微波特性在整个天线阵列内必须是均匀的,这需要严格控制制造偏差。
对本发明实施例中的待测物的测试,当待测物体是覆盖有特殊材料时,可以被认为是隐身目标。而隐身目标的RCS随着雷达波长的增加(频率的降低),镜面反射的强度减小,且波瓣宽度变宽。同样的现象也发生在雷达上,如果孔径大小保持不变,频率的降低将增加波束宽度。由于镜面反射波瓣变宽,使雷达波偏离将更加困难,并且反射的能量将分布在更广的范围。镜面反射随波长的平方增加而成比例地减少。在较低的频率下,行波和衍射的影响更多。对于平面,行波以波长的平方增长,它们的峰值反向散射角随着波长的平方根而增加。尖端衍射和边缘绕射也随着波长的平方而增长。因此,当波长接近与飞机尺寸接近的谐振区域时,隐身飞机的RCS的净值通常会增加。上图为B-2飞机在10Ghz和1Ghz情况下的RCS,可以看出在低频段1GHz时某些特定角度上有较大的RCS值。其中,关于雷达的行波和衍射的影响可以通过以下的可选方式进行操作:调整不连续之处的方向以将行波引向不可避免的镜面反射的角度(例如机翼前缘),从而限制它们在其他角度上的影响。例如武器舱门就是不连续之处,锯齿状的边缘的使用就是以便行波反射至不太重要的角度。减少表面波影响的另一种常用方法是将机身设计为具有非垂直角的小平面,从而雷达波沿着它们的斜线往低角度方向行进,减少边缘绕射的影响。融合体具有比平整面结构有更低的RCS,特别是在低频情况下。并且以精确的数学计算飞机曲线,可以将方位向上RCS减小一个数量级。在相对较高的频率下,也可以用雷达吸波材料(RAM)抑制表面波。通过融合平面也可以减少表面波衍射。
结合上述应用场景和雷达的相关原理,下面先对本发明实施例所基于的其中一种系统架构进行描述。请参见图4,图4是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试架构示意图,本申请提出的雷达识别特性测试方法可以应用于该系统架构。如图4所示,该系统架构中包含了远程控制平台1、待测物平台2和待测雷达平台3。前述的三个平台都是独立的装置,而待测物平台和待测雷达平台可以由远程控制平台进行控制完成测试。具体地,A1C1、A2C2、A3C3都是待测物平台的示例性的路径;例如,假设A1C1是待测物平台的路径,那么待测雷达平台的运动路径可以是以A1C1为直径的圆形路径。本发明实施例对待测物平台和待测雷达平台的路径不作限定。其中,
远程控制平台1,用于接收用户输入的待测雷达(安装在待测雷达平台上,以下对待测雷达和待测雷达平台不再区分描述)和待测物(固定在待测物平台上,以下对待测物和待测物平台不再区分描述)要运动的轨迹、实时速度、实时角度、实时高度等参数,远程控制平台会控制待测雷达和待测物按照既定的运动参数进行相对运动,以实现待测雷达对待测物的360度中各个角度进行识别特性测试。其中,用户可以通过安装在远程控制平台的输入设备或者计算机输入各项参数;本发明实施例对此不作限定。例如,远程控制平台可控制待测物平台配合待测雷达平台沿特定的距离、运动速度、加速度、运动方位进行运动,可测试在特定运动参数条件下的雷达识别特性。可选地,通过远程控制平台上的软件上位机可以预先输入待测物和待测雷达的要运动的轨迹,以控制待测物和雷达轨迹变化,从而实现自动化测试而提高测试效率。可选地,远程控制平台1上安装有工控机、上位机、RTK基站、遥控射频天线、电源等。
待测物平台2,用于固定待测物。通过待测物平台控制待测物体(例如,配置待测物进行360旋转、往复、径向、上下等运动,以保证待测物运动时的状态都可以进行测试),以模拟待测物随路面的起伏颠簸情况,从而可以满足测试各类路面的上不同高度的识别特性。可选地,待测物移动平台上安装有可以适配不同待测物的夹具,可以固定安装不同种类的待测物。
待测雷达平台3,用于安装待测雷达,使得雷达配合待测物体在水平面上以及竖直高度上按一定形式运动。通过待测雷达平台的驱动(例如,配置雷达进行一定角度的旋转、上下等运动,以保证雷达运动时的状态都可以进行测试)来模拟雷达安装在车辆不同的高度,又可以模拟雷达安装在车辆上在行驶的过程中随路面颠簸的情况。待测雷达可以在自身平台固定的情况下改变雷达的方位完成对待测物一定角度的识别测试,以及随着自身平台的圆周运动(待测雷达平台可在远程控制平台的控制下围绕待测物移动平台进行公转)对运动的待测物的360度的照射进行识别特性检测。
可以理解的是,图4中的系统架构只是本发明实施例中的一种示例性的实施方式,本发明实施例中的系统架构包括但不仅限于以上系统架构。
下面结合上述应用场景、系统架构和本申请中提供的雷达识别特性测试装置的实施例,对本申请中提出的技术问题进行具体分析和解决。
请参见图5,图5是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的立体结构的爆炸示意图,该雷达识别特性测试装置可以是待测物平台,可以应用于雷达识别特性测试系统(包括上述系统架构),且适用于上述图1-图3中所示的应用场景。其中,所述雷达识别特性测试系统包括待测物平台(待测物)、待测雷达平台(待测雷达)和远程控制平台,下面将结合附图5对待测物平台的装置结构进行描述。
如图5所示,第一基体201中安装了四个车轮206;在第一基体201的周围可以设置吸波材料(图中以尖劈形结构为例)。在第一基体201(图中所示可以认为是小车)的中间部位有一个圆形的凹槽;该圆形凹槽用于安装支撑板(或者支撑台)202。在支撑板202的四角有四个孔;四个孔可以分别与液压缸2031、液压缸2032、液压缸2033和液压缸2034(前述四个液压缸都可以属于一个或多个活动件203)。四个液压缸连接待测物承载板204。待测物承载板204的面积大小在合理的范围内不作限定;本发明实施例对待测物承载板的形状、厚度等不影响测试的参数不作具体限定。在待测物承载板204上固定有待测物固定器一2051、待测物固定器二2052和待测物固定器三2053。本发明实施例对待测物固定器的使用方式不作限定。
请参见图6,图6是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的部分立体结构示意图;如图6所示,第一基体201、支撑板202以及液压缸204(包括液压缸2031、液压缸2032、液压缸2033和液压缸2034)三者组合在一起。具体例如,在实际测试过程中,通过第一基体201集成的电机的驱动下,实现支撑板202的旋转以控制待测物的旋转角度。并且诶,通过控制四个液压缸的高度改变,实现调整待测物在水平方向的位置情况。
请参见图7,图7是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的底部立体结构示意图;从图中可以看到第一基体201的底部四角安装有第一车轮206(图中所示为4个车轮)。可选地,在第一基体的底面安装有红外寻迹模块,用于探测预设的行驶轨迹。
当图5的装置为待测物平台2时,请参见图8,图8是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试装置的完整立体结构示意图;该装置可以包括第一基体(即平台基体)201、可旋转的支撑板202、一个或多个活动件203、待测物承载板204、一个或多个待测物固定器(图5中以3个待测物固定器为例)205和一个或多个第一车轮(图5中以四个车轮为例)206。所述第一基体201可以包括第一控制模块。所述第一控制模块用于控制所述待测物平台运动、所述每一个活动件活动以及所述支撑板202的旋转(直接控制支撑板202旋转或者通过电机间接控制支撑板202旋转)。
可选地,该第一基体201还可以包括第一红外寻迹模块。所述第一红外寻迹模块设置在第二表面,该第一红外寻迹模块用于检测所述待测物平台的预设移动路线;所述第二表面与所述第一表面相背(即背离地面而朝上的表面)。例如,在白色场地中有一条黑色的轨迹线,利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同反射性质的特点,在移动平台行驶过程中不断地向地面发射红外光,那么当红外光遇到白色地板时发生漫反射,反射光被装在接收管接收,如果遇到黑线则红外光被吸收,接收管接收不到红外光。当这些光线数据被传送给控制器后,控制器根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置和小车的行走路线。
可选地,第一基体201还可以包括第一通信模块(如遥控射频模块)、第一定位模块(如RTK定位模块)和第一驱动部(如驱动电机);所述第一控制模块,用于控制所述第一驱动部运转;所述第一驱动部与所述支撑板202连接,用于控制所述支撑板202在所述第二表面旋转;所述第一通信模块,用于从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;其中,第一运动参数可以包括待测物平台的运动速度、待测物的旋转角度以及待测物的高度等等。所述第一定位模块,用于获取所述待测物平台的实时位置和所述实时运动速度。
可选地,第一基体201还可以是小车或者其他移动平台(如依附在滑轨上的移动物体)。
可选地,第一基体201的侧面可以由吸波材料组成;所述侧面与所述第一表面、所述第二表面连接。吸波材料的结构可以是图5所示的尖劈形或者其他形状。
其中,四个第一车轮设置在所述第一基体的第二表面(即朝向地面的一面);第一控制模块根据相应的运动参数,控制四个第一车轮中的2个主动轮以实现该待测物平台的移动。本发明实施例对第一车轮的数量以及主动轮的数量不作限定。
可选地,主动轮可以设置在不同位置。可以设置在第二表面(也就是朝向地面的面),也可以设置在待测物平台或者雷达平台的两侧或者其他利于平台行进且不影响雷达测试的位置。
支撑板202设置在所述第一基体201的第一表面,所述待测物承载板204通过所述一个或多个活动件203与所述支撑板202连接;所述支撑板202用于带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度。可选地,支撑板202设置在所述第二表面的凹槽处;当所述每一个活动件调整所述待测物承载板与所述第一平台基体之间的高度为0时,所述待测物承载板和所述第一基体接触。即由于凹槽的设置,使得支撑板202和第一基体201可以紧密接触;那么在反射电磁波时,减小待测物平台所产生的反射波对雷达测试的影响。
可选地,第二表面也可以不设置凹槽;支撑板设置在第二表面;通过一个或者多个活动件(例如液压缸)与待测物承载板连接;通过电机控制支撑板旋转使得待测物承载板以及固定在上面的待测物体一起旋转预设的角度。
一个或多个活动件203中的每一个活动件,用于调整所述待测物承载板204与所述第一基体201之间的高度,以改变所述待测物承载板204与所述第一基体201的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度。本发明实施例中以一个或多个活动件为四个液压缸为例。四个液压缸包括液压缸一2031、液压缸二2032、液压缸三2033和液压缸四2034;液压缸一2031、液压缸二2032、液压缸三2033、液压缸四2034可向第一控制模块反馈各自的高度信息。可选地,液压缸支撑板(即支撑板202)安装在第一基体201中间的圆形凹槽内(在满足支撑板旋转的前提下,本发明实施例对凹槽的形状不作限定)。液压缸支撑板可以在扭矩电机(即第一驱动部)的带动下在圆形凹槽中旋转;四个独立的可上下运动的液压缸一2031、液压缸二2032、液压缸三2033、液压缸四2034的四个底座安装在液压缸支撑板上;液压缸一2031、液压缸二2032、液压缸三2033、液压缸四2034的活动部分(比如柱塞)支撑着待测物承载板204。待测物承载板204在四个液压缸的作用下可以做起伏运动,以模拟待测物在实际道路中的颠簸情况。
待测物固定器205设置在所述待测物承载板204上,用于固定一个或多个待测物;如图5所示,待测物固定器205可以包括待测物固定器2051、待测物固定器2052和待测物固定器2052;待测物固定器2051、待测物固定器2052、待测物固定器2053平行安装在待测物承载板204上,待测物固定器2051和待测物固定器2053分别安装在待测物承载板204的两边,待测物固定器2052安装在待测物承载板204的中间。
可选地,待测物固定器2051、待测物固定器2052和待测物固定器2053的结构类型可以相同;具体地,待测物固定器的横截面积可以为C形或者U形,两边沿向上伸出一小段高度并配有等间距的通孔,通孔用于穿引绳索和待测物的某一部位(如车轮)绑定,待测物固定器中部以矩形镂空,用于减轻重量和指示安装待测物在待测物移动平台2上的位置。例如,待测物固定器2051和待测物固定器2053可以用于固定四轮小汽车的四个车轮,或者分别固定两辆两轮车;可选地,三个待测物固定器可以互相配合以固定安装单个或者多个不同种类的待测物(如四轮的汽车、两轮的自行车)。可以理解的是,一个或多个待测物固定在待测物平台,在雷达波照射下产生回波;产生的回波被雷达采集而进一步地分析处理这些电磁波数据。
上述详细阐述了本发明实施例提供的一种待测物平台,下面对本发明实施例提供的一种待测雷达平台进行描述。
请参见图9,图9是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试装置的立体结构爆炸示意图,该雷达识别特性测试装置可以是待测雷达平台(或称雷达平台),可以应用于雷达识别特性测试系统(包括上述系统架构),且适用于上述图1-图3中所示的应用场景。其中,所述雷达识别特性测试系统包括待测物平台(待测物)、待测雷达平台(待测雷达)和远程控制平台,下面将结合附图6对待测雷达平台的装置结构进行描述。
如图9所示,第二基体301上设置有第三基体302、工控机303、数据采集器306、遥控射频模块307。四个车轮305对称设置在第二基体301的两侧。第三基体302上设置有雷达纵向移动平台309(在雷达纵向移动平台上可以包括雷达304、方位模块310和方位运动电机311)。可以通过方位运动电机311使得雷达304发生一定角度的旋转。电机3082和旋转丝杠3081组成第二驱动部308。通过驱动电机3082使得旋转丝杠旋转,带动雷达纵向移动平台移动而改变雷达所在的高度。并且,在第三基体302上设置有纵向导柱一312和纵向导柱二313。通过纵向导柱一312和纵向导柱二313使得雷达纵向移动平台在上下移动的过程中保持相对稳定和可控,有利于准确调整雷达所在的高度。
可选地,主动轮可以设置在不同位置。可以设置在第二表面(也就是朝向地面的面),也可以设置在待测物平台或者雷达平台的两侧或者其他利于平台行进且不影响雷达测试的位置。
请参见图10,图10是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试装置的背面结构示意图;如图10所示,主要可以包括显示屏314和输入设备315。其中,显示屏314可以显示当前雷达的各项参数或者待测雷达平台的运动情况或者其他需要显示的数据内容;本发明实施例对此不作限定。用户还可以通过输入设备315(如键盘、鼠标、麦克风等)向待测雷达平台输入相应指令以手动调整待测雷达平台的各项参数。本发明实施例对此也不作具体限定。
当前述装置为待测雷达平台(即雷达平台)3时,请参见图11,图11是本发明实施例提供的另一种雷达识别特性测试装置的立体结构示意图;具体可以包括第二基体301和垂直设置在所述第二基体301上的第三基体302,所述第二基体301包括第二控制模块303(例如工控机);此处的“第二基体包括第二控制模块303”不局限于第二控制模块集成在第二基体中;并且,本发明实施例对第二基体的形式不作限定,可以是图示的小车或者其他满足要求的形式。
可选地,第三基体302设置在第二基体301的侧面突起处。或者第三基体设置在第一基体的背离地面的表面。在不对雷达测试造成影响的前提下,本发明实施例对第三基体302的具体位置不作限定。
可以理解的是,雷达304搭载雷达平台3上,其中,所述雷达304用于发射雷达波以及接收待测物产生的回波。第二控制模块303可以用于对雷达采集的数据(例如雷达散射截面RCS)进行处理和存储,以及控制雷达平台3的运动。
所述第二基体301还可以包括一个或多个第二车轮305(本发明实施例以四个第二车轮为例)以及第二红外寻迹模块;其中,四个第二车轮304可以设置在第二基体301的两侧,或者四个第二车轮304均设置在第一基体301的底部。四个第二车轮304用于移动所述雷达平台。可选地,第二车轮的数量可以为8个、6个或者2个等等;本发明实施例对第二车轮的数量以及形状等不作限定。并且本发明实施例对第二基体301的移动方式不作限定。例如,第二基体301可以在滑轨上并通过气垫与滑轨接触,通过可控的滑动方式控制第二基体运动。
可选地,第二控制模块303可以主要控制四个第二车轮304中的主动轮(比如有2个主动轮),以实现移动雷达平台3的目的。所述第二红外寻迹模块,用于检测所述雷达平台的预设移动路线,以保障雷达平台能够在预设的轨道上移动。本发明实施例对红外模块的工作原理不再赘述,请参见前述待测物平台中第一红外模块的相关描述。
可选地,如图6所示,第二控制模块303设置在第二基体301上。
可选地,所述第二基体301还可以包括数据采集器306、第二定位模块(例如RTK定位模块)和第二通信模块307(例如遥控射频模块);此处的“包括”指的是第二基体301集成了上述的数据采集器306、第二定位模块和第二通信模块308,或者前述的三种模块如图所示设置在第二基体301上。所述数据采集器306,用于采集雷达的雷达散射截面RCS;所述第二通信模块308,用于从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈雷达平台3的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度。其中,第二运动参数可以包括雷达平台的运动参数、待测雷达的高度以及待测雷达转向角度等等。所述第二定位模块用于获取所述雷达平台3的实时位置和所述实时运动速度。
所述第三基体302可以包括第二驱动部(比如纵向驱动电机)308、与所述第二驱动部308连接的移动平台(即纵向移动平台)309。纵向移动平台309可在第三基体302的导轨中上下移动。所述第三基体302还包括一个或多个导轨,所述一个或多个导轨与所述移动平台连接,用于在所述移动平台移动过程中稳定所述移动平台309。所述移动平台309可以包括方位模块(即雷达方位移动平台)310、与所述方位模块310连接的第三驱动部(即方位运动电机)311以及雷达304。所述雷达方位移动平台310可以用于向第二控制模块303反馈雷达304的旋转角度;所述纵向驱动电机308用于向工控机反馈电机线圈旋转的圈数;所述圈数可以用于第二控制模块(如工控机)303计算雷达的高度;例如,纵向驱动电机308嵌入设置在所述滑轨基体(即第三基体302)的底部凹槽。
所述第二驱动部308用于控制所述移动平台309沿着所述第三基体302上下移动,以调整雷达304的高度。所述第三驱动部311用于控制所述方位模块310在一定的朝向角度内转动,以调整所述雷达304的方位;所述第二控制模块303还可以用于控制所述第二驱动部308运转、所述第三驱动部311运转和所述雷达平台3运动。
可选地,所述第二驱动部308包括与所述移动平台连接的旋转丝杠3081、与所述旋转丝杠连接的电机3082;本发明实施例对具体的电机不作限定。所述电机3082用于控制所述旋转丝杠3081旋转;所述旋转丝杠3081用于带动所述移动平台309沿所述第三基体302移动。本发明实施例对移动平台309和第二驱动部308的连接方式,以及第二驱动部308的具体组成方式不作限定。例如,所述旋转丝杠3081与所述纵向驱动电机3082连接;所述旋转丝杠3081嵌入安装在纵向滑轨基体(即第三基体302)的中部;纵向导柱一312嵌入安装在纵向滑轨基体的左侧;纵向导柱二313嵌入安装在纵向滑轨基体的右侧;雷达纵向移动平台套接在纵向导柱一312、纵向导柱二313和旋转丝杠3081上;雷达方位移动平台310以及雷达304安装在雷达纵向移动平台309上;方位驱动电机(即第三驱动部)311安装在雷达纵向移动平台309的下方,以旋转雷达纵向移动平台309。
可选地,第三基体302还可以包括显示屏314和输入设备315;所述显示屏314可以用于显示雷达的RCS数据,或者当前的雷达平台的实时运动参数。所述输入设备315可以用于手动修正雷达的各项参数或者雷达移动平台的运动参数。所述输入设备315可以为键盘、麦克风等。本发明实施例对显示屏以及输入设备的作用以及形式不作限定。
可以理解的是,本发明实施例中,第一基体以及承载第三基体的第二基体可以是小车或者稳定的承载平台。本发明实施例对此不作限定。
结合上述应用场景,下面先对本发明实施例所基于的另一种系统架构进行描述。该系统架构可以包括待测物平台、雷达平台和远程控制平台。在本发明实施例中,对待测物平台、雷达平台以及远程控制平台的具体装置结构不作限定。其中,
所述待测物平台用于调整所述待测物平台的待测物的高度、旋转角度和第一运动参数;
从所述远程控制平台接收所述第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数。
所述雷达平台用于调整所述雷达平台中雷达的高度、方位和第二运动参数;从所述远程控制平台接收所述第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;采集并存储所述雷达接收的雷达散射截面RCS。
所述远程控制平台用于向所述待测物平台发送所述第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数;向所述雷达平台发送所述第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
可选地,在本发明实施例中系统架构可以包括待测物平台和雷达平台。其中,上述远程控制平台对待测物平台和雷达平台的控制功能可以分散于待测物平台和雷达平台各自的控制模块中。
需要说明的是,本发明实施例中涉及的该种系统架构只是一种示例性的系统架构。本发明实施例提供的装置以及系统可以应用于多种系统架构下;本发明实施例对此不作限定。
上述详细阐述了本发明实施例装置,下面提供了本发明实施例提供的一种或者多相关方法。
请参见图12,图12是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试方法;该方法应用于待测物平台,可以包括步骤S1201-步骤S1204。
步骤S1201:通过一个或多个待测物固定器固定一个或多个待测物。
具体地,所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波。例如,本发明实施例中待测物固定器一、待测物固定器二、待测物固定器三平行安装在待测物承载板上,待测物固定器一和待测物固定器三分别安装在待测物承载板的两边,待测物固定器二安装在待测物承载板的中间;待测物固定器一、待测物固定器二和待测物固定器三的结构类型相同,待测物固定器横截面积为C形,两边沿向上伸出一小段高度并配有等间距的通孔,通孔用于穿引绳索和待测物的某一部位(如车轮)绑定,待测物固定器中部以矩形镂空,用于减轻重量和指示安装待测物在待测物移动平台上的位置;待测物固定器一和待测物固定器三可以用于固定四轮小汽车的四个车轮,也可以分别固定两辆两轮车,三个待测物固定器互相配合可以固定安装各类单个或者多个待测物。
步骤S1202:通过第一控制模块控制支撑板带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度。
具体地,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接。例如,本发明实施例中液压缸支撑板安装在平台基体中间的圆形凹槽内,液压缸支撑板可以在扭矩电机的带动下在圆形凹槽中旋转;四个独立的可上下运动的液压缸一、液压缸二、液压缸三、液压缸四的四个底座安装在液压缸支撑板上,液压缸一、液压缸二、液压缸三、液压缸四支撑着待测物承载板,待测物承载板在四个液压缸的作用下可以做起伏运动,模拟待测物在实际道路中的颠簸情况。
步骤S1203:通过所述第一控制模块控制所述一个或多个活动件中的每一个活动件,调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置。
具体地,所述高度为垂直所述第一表面的高度。例如,本发明实施例中液压缸支撑板安装在平台基体中间的圆形凹槽内,液压缸支撑板可以在扭矩电机的带动下在圆形凹槽中旋转;四个独立的可上下运动的液压缸一、液压缸二、液压缸三、液压缸四的四个底座安装在液压缸支撑板上,液压缸一、液压缸二、液压缸三、液压缸四支撑着待测物承载板,待测物承载板在四个液压缸的作用下可以做起伏运动,模拟待测物在实际道路中的颠簸情况。
步骤S1204:通过所述第一控制模块控制所述待测物平台的运动速度。
具体地,若干个车轮安装在平台基体的下方,其中有两个是主动车轮,使得平台基体可以前后移动;平台基体中集成有遥控射频模块和RTK-GPS模块,遥控射频模块用于向远程控制平台接收和反馈待测物移动平台的运动参数信息,RTK-GPS模块用于记录待测物移动平台的运动的位置和速度;红外寻迹模块安装在平台基体的下方,使得待测物移动平台可沿地面上画的线先后寻迹移动;红外寻迹模块与RTK-GPS模块组合定位,进一步提高了定位精度;平台基体集成了控制模块,用于协调控制各类执行部件包括两个主动车轮。
相比现有的技术方案,在本发明实施例中,第一是可以使得待测雷达可配合待测物体在水平面上按一定形式运动:待测雷达和待测物体均分别安装在各自的移动平台上,远程控制平台可控制待测物移动平台合待测雷达移动平台沿特定的距离、运动速度、加速度、运动方位进行运动,可测试在特定运动参数条件下的识别特性。第二是待测雷达可配合待测物体在高度方向上按一定形式运动:待测雷达安装在其移动平台上可以上下移动,即可以模拟雷达安装在车辆不同的高度,又可以模拟雷达安装在车辆上在行驶的过程中随路面颠簸的情况;待测物体安装在其移动平台上可以模拟随路面的起伏颠簸情况,从而可以满足测试各类路面的上不同高度维的识别特性。第三是待测雷达可以对运动物体的360度方位范围内照射进行识别特性检测:远程控制平台、待测雷达移动平台、待测物移动平台是三个独立的装置,待测雷达移动平台可在远程控制平台的控制下围绕待测物移动平台进行公转;第四是采用RTK-GPS位置控制模块加红外寻迹模块进行高精度位置控制:远程控制平台、待测雷达移动平台和待测物移动平台均安装有RTK-GPS模块,远程控制平台上有运动参数上位机,可以发送指令给待测雷达移动平台和待测物移动平台,可将待测雷达和待测物的位置精确到厘米级;第五是待测物移动平台可以集成安装多个待测物组合:待测物移动平台上安装有可以适配不同待测物的夹具,可以固定安装不同种类的待测物。有效提高测试效率:通过远程控制平台上的上位机可以预先输入待测物和待测雷达的要运动的轨迹,实现自动化测试,提高了测试效率。
需要说明的是,本发明实施例中所描述的雷达识别特性测试方法可参见前述的装置实施例中的待测物平台的相关装置描述,此处不再赘述。
请参见图13,图13是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试方法;该方法可以应用于雷达平台,可以包括步骤S1301-步骤S1304。
步骤S1301:通过雷达发射雷达波以及接收待测物产生的回波。
具体地,在雷达发射了相应的雷达波之后,通过同一个雷达平台上的雷达接受待测物返回的回波,并进行进一步地分析。
步骤S1302:通过第二控制模块控制第二驱动部,使得移动平台沿着第三基体移动以调整所述雷达的高度。
具体地,所述第三基体包括移动平台。纵向驱动电机可反馈运动的圈数进而用于工控机算出雷达高度;纵向滑轨基体竖直安装在平台基体侧方的一个凸台上,纵向驱动电机嵌入安装在纵向滑轨基体的底部,旋转丝杠与纵向驱动电机连接,旋转丝杠嵌入安装在纵向滑轨基体的中部,纵向导柱一嵌入安装在纵向滑轨基体的左侧,纵向导柱二嵌入安装在纵向滑轨基体的右侧,雷达纵向移动平台套接在纵向导柱一、纵向导柱二和旋转丝杠上,雷达纵向移动平台可在旋转丝杠的驱动下沿纵向导柱一和纵向导柱二上下运动,以模拟雷达安装在车辆的不同高度,也可模拟车辆行驶在起伏路面时雷达的颠簸情况。
步骤S1303:通过所述第二控制模块控制第三驱动部,使得所述方位模块转动以调整所述雷达的方位。
具体地,所述移动平台包括方位模块。雷达方位移动平台安装在雷达纵向移动平台上,待测雷达安装在雷达方位移动平台上,方位运动电机安装在雷达纵向移动平台的下方,雷达纵向移动平台在方位运动电机的驱动下可进行方位转动,用于模拟雷达安装在车上的不同方位。
步骤S1304:通过所述第二控制模块控制所述雷达平台的运动速度。
具体地,平台基体上集成了红外寻迹模块和RTK-GPS定位模块,红外寻迹模块可用于寻迹地面上绘制的路线进行寻迹运动,RTK-GPS定位模块可实时检测待测雷达移动平台的位置和速度;遥控射频模块用于向远程控制平台1接收和反馈待测雷达移动平台的各类运动部件的运动参数。
在本发明实施例中,第一是可以使得待测雷达可配合待测物体在水平面上按一定形式运动:待测雷达和待测物体均分别安装在各自的移动平台上,远程控制平台可控制待测物移动平台合待测雷达移动平台沿特定的距离、运动速度、加速度、运动方位进行运动,可测试在特定运动参数条件下的识别特性。第二是待测雷达可配合待测物体在高度方向上按一定形式运动:待测雷达安装在其移动平台上可以上下移动,即可以模拟雷达安装在车辆不同的高度,又可以模拟雷达安装在车辆上在行驶的过程中随路面颠簸的情况;待测物体安装在其移动平台上可以模拟随路面的起伏颠簸情况,从而可以满足测试各类路面的上不同高度维的识别特性。第三是待测雷达可以对运动物体的360度方位范围内照射进行识别特性检测:远程控制平台、待测雷达移动平台、待测物移动平台是三个独立的装置,待测雷达移动平台可在远程控制平台的控制下围绕待测物移动平台进行公转;第四是采用RTK-GPS位置控制模块加红外寻迹模块进行高精度位置控制:远程控制平台、待测雷达移动平台和待测物移动平台均安装有RTK-GPS模块,远程控制平台上有运动参数上位机,可以发送指令给待测雷达移动平台和待测物移动平台,可将待测雷达和待测物的位置精确到厘米级;第五是待测物移动平台可以集成安装多个待测物组合:待测物移动平台上安装有可以适配不同待测物的夹具,可以固定安装不同种类的待测物。有效提高测试效率:通过远程控制平台上的上位机可以预先输入待测物和待测雷达的要运动的轨迹,实现自动化测试,提高了测试效率。
需要说明的是,本发明实施例中所描述的雷达识别特性测试方法可参见前述的装置实施例中的待测雷达平台的相关装置描述,此处不再赘述。
请参见图14,图14是本发明实施例提供的一种雷达识别特性测试方法;该方法可以应用于远程控制平台,可以包括步骤S1401-步骤S1402。
步骤S1401:向所述待测物平台发送所述待测物平台的第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数。
具体地,远程控制平台可以通过蓝牙、无线wifi或者其他远程通信的方式与待测物平台的计算机或者控制模块建立通信联系。将平台的运动数据或者雷达的高度、方位数据等传输给待测物平台,以及向待测物平台发送待测物的水平高度以及模拟颠簸情况所需的各项控制参数,以完成对测试的各项模拟。
可选地,向待测物平台发送各项参数与向雷达平台发送各项参数的时间先后顺序可以按照预设的时间先后顺序发送;或者,同时向两个平台发送参数,按照预设的程序,由各个平台按照执行的时序对各项参数进行执行。
步骤S1402:向所述雷达平台发送所述雷达平台的第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
具体地,远程控制平台可以通过蓝牙、无线wifi或者其他远程通信的方式与雷达平台的计算机或者控制模块建立通信联系。将平台的运动数据或者雷达的高度、方位数据等传输给待测物平台,以及向待测物平台发送待测物的水平高度以及模拟颠簸情况所需的各项控制参数,以完成对测试的各项模拟。
可选地,向待测物平台发送各项参数与向雷达平台发送各项参数的时间先后顺序可以按照预设的时间先后顺序发送;或者,同时向两个平台发送参数,按照预设的程序,由各个平台按照执行的时序对各项参数进行执行。
相比现有的技术方案,在本发明实施例中,第一是可以使得待测雷达可配合待测物体在水平面上按一定形式运动:待测雷达和待测物体均分别安装在各自的移动平台上,远程控制平台可控制待测物移动平台合待测雷达移动平台沿特定的距离、运动速度、加速度、运动方位进行运动,可测试在特定运动参数条件下的识别特性。第二是待测雷达可配合待测物体在高度方向上按一定形式运动:待测雷达安装在其移动平台上可以上下移动,即可以模拟雷达安装在车辆不同的高度,又可以模拟雷达安装在车辆上在行驶的过程中随路面颠簸的情况;待测物体安装在其移动平台上可以模拟随路面的起伏颠簸情况,从而可以满足测试各类路面的上不同高度维的识别特性。第三是待测雷达可以对运动物体的360度方位范围内照射进行识别特性检测:远程控制平台、待测雷达移动平台、待测物移动平台是三个独立的装置,待测雷达移动平台可在远程控制平台的控制下围绕待测物移动平台进行公转;第四是采用RTK-GPS位置控制模块加红外寻迹模块进行高精度位置控制:远程控制平台、待测雷达移动平台和待测物移动平台均安装有RTK-GPS模块,远程控制平台上有运动参数上位机,可以发送指令给待测雷达移动平台和待测物移动平台,可将待测雷达和待测物的位置精确到厘米级;第五是待测物移动平台可以集成安装多个待测物组合:待测物移动平台上安装有可以适配不同待测物的夹具,可以固定安装不同种类的待测物。有效提高测试效率:通过远程控制平台上的上位机可以预先输入待测物和待测雷达的要运动的轨迹,实现自动化测试,提高了测试效率。
需要说明的是,本发明实施例中所描述的雷达识别特性测试方法只是一种示例性的描述。
上面描述了本发明实施例提供的相关装置和方法,下面对本发明实施例涉及的一种或多种系统进行描述。
第一种系统中,只涉及到了三个装置,而具体的实施方式可以软件完成,而不对硬件结构以及装备的器件做限定和具体描述。本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试系统,可以包括:待测物平台、雷达平台和远程控制平台;所述待测物平台用于:调整所述待测物平台的待测物的高度、旋转角度和第一运动参数;从所述远程控制平台接收所述第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;所述雷达平台用于:调整所述雷达平台中雷达的高度、方位和第二运动参数;从所述远程控制平台接收所述第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;采集并存储所述雷达接收的雷达散射截面RCS;所述远程控制平台用于向所述待测物平台发送所述第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数;向所述雷达平台发送所述第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
本发明实施例中,通过远程控制平台的上位机输入待测雷达和待测物要运动的轨迹、实时速度、实时角度、实时高度等参数,远程控制平台会控制待测雷达和待测物按照既定的运动参数进行相对运动,以实现待测雷达对待测物的360度范围内的识别特性测试。具体地,通过上位机(或者任意的控制单元或者器件)控制待测物运动平台进行往复运动的同时,控制待测雷达运动平台绕待测物运动平台进行公转运动,从而使得待测雷达可以对待测物体进行360度的识别特性测试。
第二种系统中不仅对系统包括的三个平台进行描述还涉及其中具体的结构和器件;本发明实施例提供了一种雷达识别特性测试系统,可以包括:待测物平台、雷达平台和远程控制平台;
所述待测物平台包括第一基体、可旋转的支撑板、一个或多个活动件、待测物承载板、一个或多个待测物固定器和第一通信模块;所述第一平台基体包括第一控制模块;所述一个或多个待测物固定器设置在所述待测物承载板上,用于固定一个或多个待测物;所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;所述支撑板设置在所述第一基体的第一表面,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;所述支撑板用于带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度;所述一个或多个活动件中的每一个活动件,用于调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;所述第一控制模块,用于控制所述每一个活动件活动、所述支撑板旋转和所述待测物平台运动;所述第一通信模块,用于从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;
所述雷达平台包括第二基体、垂直设置在所述第二基体上的第三基体和第二通信模块,所述第二基体包括第二控制模块;所述第三基体包括第二驱动部、与所述第二驱动部连接的移动平台;所述移动平台包括方位模块、与所述方位模块连接的第三驱动部、雷达;所述雷达用于发射雷达波以及接收所述待测物产生的回波;所述第二驱动部用于控制所述移动平台沿着所述第三基体移动,以调整所述雷达的高度;所述第三驱动部用于控制所述方位模块转动,以调整所述雷达的方位;所述第二控制模块,用于控制所述第二驱动部运转、所述第三驱动部运转和所述雷达平台运动;所述第二通信模块,用于从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;
所述远程控制平台,用于:向所述第一通信模块发送所述待测物平台的第一运动参数,以及从所述第一通信模块接收所述待测物平台的实时运动参数;所述第一运动参数包括所述每一个活动件的高度参数、所述支撑板的旋转角度和所述待测物平台的运动速度中的一种或多种;向所述第二通信模块发送所述雷达平台的第二运动参数,以及从所述第二通信模块接收所述雷达平台的实时运动参数;所述第二运动参数包括所述雷达的高度、所述雷达的方位和所述雷达平台的运动速度中的一种或多种。
本发明实施例,通过在远程工作站、待测物运动平台、待测雷达运动平台加装遥控射频模块以及各类高精度传感器,包括红外寻迹模块、RTK-GPS模块,以及各类运动执行器件各自的运动变量的反馈,从而实现待测雷达和待测物的相对角度、速度、距离等真值参数高精度获取,可以得到待测雷达和待测物在某种准确的相对运动关系下的识别性能。通过在远程工作站的上位机上输入待测物运动平台和待测雷达的相关运动参数,可实现自动化测试,可实现多种不同运动参数组合的循环测试。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等,具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中,而前述的存储介质可包括:U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory,缩写:ROM)或者随机存取存储器(Random AccessMemory,缩写:RAM)等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (15)
1.一种雷达识别特性测试装置,其特征在于,应用于待测物平台,包括:
第一基体、可旋转的支撑板、一个或多个活动件、待测物承载板、一个或多个待测物固定器;所述第一基体包括第一控制模块;
所述一个或多个待测物固定器设置在所述待测物承载板上,用于固定一个或多个待测物;所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;
所述支撑板设置在所述第一基体的第一表面,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;所述支撑板用于带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度;
所述一个或多个活动件中的每一个活动件,用于调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;
所述第一控制模块,用于控制所述待测物平台运动、所述每一个活动件活动以及所述支撑板的旋转。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
一个或多个第一车轮以及第一红外寻迹模块;
所述一个或多个第一车轮设置在所述第一基体的第二表面,所述一个或多个第一车轮用于移动所述待测物平台,所述第二表面与所述第一表面相背;
所述第一红外寻迹模块设置在所述第二表面,用于检测所述待测物平台的预设移动路线;
所述第一控制模块,具体用于控制所述一个或多个第一车轮中的主动轮,以控制所述待测物平台运动。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一基体还包括第一通信模块、第一定位模块和第一驱动部;
所述第一控制模块,用于控制所述第一驱动部运转;所述第一驱动部与所述支撑板连接,用于控制所述支撑板在所述第二表面旋转;
所述第一通信模块,用于从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;
所述第一定位模块,用于获取所述待测物平台的实时位置和所述实时运动速度。
4.根据权利要求1-3所述的装置,其特征在于,所述支撑板设置在所述第二表面的凹槽处;当所述每一个活动件调整所述待测物承载板与所述第一平台基体之间的高度为0时,所述待测物承载板和所述第一基体接触。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置,其特征在于,所述第一基体的侧面由吸波材料组成;所述侧面与所述第一表面、所述第二表面连接。
6.一种雷达识别特性测试装置,其特征在于,应用于雷达平台,包括:
第二基体和垂直设置在所述第二基体上的第三基体,所述第二基体包括第二控制模块;
所述第三基体包括第二驱动部、与所述第二驱动部连接的移动平台;
所述移动平台包括方位模块、与所述方位模块连接的第三驱动部、雷达;
所述雷达用于发射雷达波以及接收待测物产生的回波;
所述第二驱动部用于控制所述移动平台沿着所述第三基体移动,以调整所述雷达的高度;
所述第三驱动部用于控制所述方位模块转动,以调整所述雷达的方位;
所述第二控制模块,用于控制所述第二驱动部运转、所述第三驱动部运转和所述雷达平台运动。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第二基体包括:
一个或多个第二车轮以及第二红外寻迹模块;
所述一个或多个第二车轮,用于移动所述雷达平台;
所述第二红外寻迹模块,用于检测所述雷达平台的预设移动路线;
所述第二控制模块,具体用于控制所述一个或多个第二车轮中的主动轮,以控制所述待测物平台运动。
8.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述第二基体还包括数据采集器、第二定位模块和第二通信模块;
所述数据采集器,用于采集所述雷达的雷达散射截面RCS;
所述第二控制模块,还用于存储所述RCS;
所述第二通信模块,用于从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数,所述实时运动参数包括实时运动速度;
所述第二定位模块,用于获取所述雷达平台的实时位置和所述实时运动速度。
9.根据权利要求6-8所述的装置,其特征在于,所述第二驱动部包括:
与所述移动平台连接的旋转丝杠、与所述旋转丝杠连接的电机;
所述电机用于控制所述旋转丝杠旋转;
所述旋转丝杠用于带动所述移动平台沿所述第三基体移动。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第三基体还包括一个或多个导轨,所述一个或多个导轨与所述移动平台连接,用于在所述移动平台移动过程中稳定所述移动平台。
11.一种雷达识别特性测试系统,其特征在于,包括:
待测物平台、雷达平台和远程控制平台;
所述待测物平台用于:
调整所述待测物平台的待测物的高度、旋转角度和第一运动参数;
从所述远程控制平台接收所述第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;
所述雷达平台用于:
调整所述雷达平台中雷达的高度、方位和第二运动参数;
从所述远程控制平台接收所述第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;
采集并存储所述雷达接收的雷达散射截面RCS;
所述远程控制平台用于:
向所述待测物平台发送所述第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数;
向所述雷达平台发送所述第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
12.一种雷达识别特性测试系统,其特征在于,包括:
待测物平台、雷达平台和远程控制平台;
所述待测物平台包括第一基体、可旋转的支撑板、一个或多个活动件、待测物承载板、一个或多个待测物固定器和第一通信模块;所述第一平台基体包括第一控制模块;
所述一个或多个待测物固定器设置在所述待测物承载板上,用于固定一个或多个待测物;
所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;
所述支撑板设置在所述第一基体的第一表面,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;所述支撑板用于带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度;
所述一个或多个活动件中的每一个活动件,用于调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;
所述第一控制模块,用于控制所述每一个活动件活动、所述支撑板旋转和所述待测物平台运动;
所述第一通信模块,用于从远程控制平台接收所述待测物平台的第一运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述待测物平台的实时运动参数;
所述雷达平台包括第二基体、垂直设置在所述第二基体上的第三基体和第二通信模块,所述第二基体包括第二控制模块;
所述第三基体包括第二驱动部、与所述第二驱动部连接的移动平台;
所述移动平台包括方位模块、与所述方位模块连接的第三驱动部、雷达;
所述雷达用于发射雷达波以及接收所述待测物产生的回波;
所述第二驱动部用于控制所述移动平台沿着所述第三基体移动,以调整所述雷达的高度;
所述第三驱动部用于控制所述方位模块转动,以调整所述雷达的方位;
所述第二控制模块,用于控制所述第二驱动部运转、所述第三驱动部运转和所述雷达平台运动;
所述第二通信模块,用于从远程控制平台接收所述雷达平台的第二运动参数,以及向所述远程控制平台反馈所述雷达平台的实时运动参数;
所述远程控制平台,用于:
向所述第一通信模块发送所述待测物平台的第一运动参数,以及从所述第一通信模块接收所述待测物平台的实时运动参数;所述第一运动参数包括所述每一个活动件的高度参数、所述支撑板的旋转角度和所述待测物平台的运动速度中的一种或多种;
向所述第二通信模块发送所述雷达平台的第二运动参数,以及从所述第二通信模块接收所述雷达平台的实时运动参数;所述第二运动参数包括所述雷达的高度、所述雷达的方位和所述雷达平台的运动速度中的一种或多种。
13.一种雷达识别特性测试方法,其特征在于,应用于待测物平台,包括:
通过一个或多个待测物固定器固定一个或多个待测物,所述一个或多个待测物用于在雷达波照射下产生回波;
通过第一控制模块控制支撑板带动所述待测物承载板转动,以调整所述一个或多个待测物的旋转角度,所述待测物承载板通过所述一个或多个活动件与所述支撑板连接;
通过所述第一控制模块控制所述一个或多个活动件中的每一个活动件,调整所述待测物承载板与所述第一基体之间的高度,以改变所述待测物承载板与所述第一基体的相对位置;所述高度为垂直所述第一表面的高度;
通过所述第一控制模块控制所述待测物平台的运动速度。
14.一种雷达识别特性测试方法,其特征在于,应用于雷达平台,包括:
通过雷达发射雷达波以及接收待测物产生的回波;
通过第二控制模块控制第二驱动部,使得移动平台沿着第三基体移动以调整所述雷达的高度;所述第三基体包括移动平台;
通过所述第二控制模块控制第三驱动部,使得所述方位模块转动以调整所述雷达的方位;所述移动平台包括方位模块;
通过所述第二控制模块控制所述雷达平台的运动速度。
15.一种雷达识别特性测试方法,其特征在于,应用于远程控制平台,包括:
向所述待测物平台发送所述待测物平台的第一运动参数,以及从所述待测物平台接收所述待测物平台的实时运动参数;
向所述雷达平台发送所述雷达平台的第二运动参数,以及从所述雷达平台接收所述雷达平台的实时运动参数。
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