CN203365672U - 一种毫米波雷达测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种毫米波雷达测试系统，包括上位机及与其通信连接的毫米波雷达，所述毫米波雷达安装于用于模拟实车前保险杠的固定台架上，还包括设置于所述毫米波雷达的探测范围内用于模拟实际路况下的目标物以用于对毫米波雷达进行动态或静态测试的目标反射体。本实用新型的毫米波雷达测试系统通过上位机模拟实车各设备控制器与车载毫米波雷达的通信过程，同时对毫米波雷达的探测数据分别进行在线和离线分析、道路图像模拟显示和视频图像显示等，该系统可以在不使用实车的基础上对毫米波雷达的工作稳定性、可靠性和目标探测准确度进行测试，节省了测试时间和成本。

Description

一种毫米波雷达测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种毫米波雷达测试系统。

背景技术

根据有关资料对公路交通事故的统计分析，发现在司机、汽车、道路三个环节中，司机是可靠性最差的一个环节，80%以上的事故是由于司机反应不及时或判断失误引起的；特别在汽车高速行驶情况下，前方目标的正确识别至关重要，而天气或司机的疲劳驾驶等都将影响司机对前方目标识别，而且随着汽车保有量的不断增加，如何提高道路的流量，如何解决天气对高速公路的影响等等，已逐渐引起人们的注意。

随着各国高速公路网的快速发展，恶性交通事故不断增加，为减少事故，先后采用行驶安全带、安全气囊等保护措施，但这些技术均为被动防护，不能从根本上解决问题。为此，解决交通安全，提高运输能力，积极开发汽车防撞技术具有重要现实意义和广阔市场前景。

汽车防碰撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要，该系统的研究一直倍受重视。目前的防撞系统所使用的外部传感器主要有雷达、激光以及视觉传感器：视觉传感器对于目标距离的测量只能够通过一些间接的方法完成，无法准确地获得目标距离，同时，它受光线及天气环境的影响比较大；激光传感器能够直接给出目标距离及方位，能够达到相当高的角精度，但实际道路测试显示，激光对于路边的反光标志太敏感，同时对天气有较高的要求。毫米波雷达能够有效地克服激光的这些缺陷，完成对于前方行驶车辆距离的测量，并且由于电磁波衍射绕过障碍物，使得系统能够探测到被阻挡的目标，不受天气影响，从而对车辆行驶场景有一个更全面的了解。

毫米波是指波长介于1～10mm之间的电磁波，其RF带宽大，分辨率高，天线部件尺寸小，能适应恶劣环境，所以毫米波雷达由于具有重量轻、体积小、穿透力强、全天候和空间分辨率高等优点，近年来逐渐应用到汽车主动安全系统中。"主动汽车毫米波防碰撞雷达系统"成为近年来国际上研究与开发的热点，这是因为毫米波的特性保证了它能够适应恶劣的气候条件，如在能见度比较低的雨雾等正需要防撞系统提供帮助的天气条件下，激光和超声波等方式不能正常工作，毫米波雷达则不会受到影响，而且毫米波雷达的天线也不会因为灰尘等污染而产生误差，比较适合在高速公路中运用。

毫米波雷达是否能够稳定、可靠、准确地探测目标物与汽车安全行驶密切相关，因此需要对毫米波雷达的工作稳定性、可靠性、目标检测准确度进行测试。现阶段，相关领域中对于毫米波雷达的测试方法较模糊，没有明确的测试标准。实车测试不但耗费时间和成本，而且容易受到复杂路况的干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种毫米波雷达测试系统，以解决现有毫米波雷达通过实车测试耗费时间和成本，而且容易受到复杂路况干扰的问题。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种毫米波雷达测试系统，包括上位机及与其通信连接的毫米波雷达，所述毫米波雷达安装于用于模拟实车前保险杠的固定台架上，还包括设置于所述毫米波雷达的探测范围内用于模拟实际路况下的目标物以用于对毫米波雷达进行动态或静态测试的目标反射体。

该系统还包括安装于固定台架上的用于采集毫米波雷达检测范围内视频图像的摄像头，所述摄像头与上位机通信连接。

该系统还包括以毫米波雷达的雷达波的发射面为起始点，沿与固定台架的中心线方向每隔设定距离设置的距离标示牌，且最远距离标示牌的距离大于毫米波雷达的最远探测范围。

所述目标反射体的底部安装有用于沿既定轨道移动的滚轮。

所述上位机内设置有测试单元，该测试单元包括用于将实车模拟信号传送至毫米波雷达的数据发送模块、用于接收毫米波雷达发送报文的数据接收模块、用于根据毫米波雷达的通信规格对接收到的报文进行解析的数据解析模块、用于对在线和离线分析后的数据进行显示存储的数据显示与保存模块以及用于根据毫米波雷达的解析数据进行定位显示的图像显示模块。

所述上位机通过CAN总线接口与毫米波雷达通信连接，所述CAN总线接口采用USBCAN、CAN232接口设备。

所述上位机内还设置有用于对测试单元中收发报文的准确度进行测试的CAN总线测试工具。

本实用新型的毫米波雷达测试系统通过上位机模拟实车各设备控制器与车载毫米波雷达的通信过程，同时对毫米波雷达的探测数据分别进行在线和离线分析、道路图像模拟显示和视频图像显示等，该系统可以在不使用实车的基础上对毫米波雷达的工作稳定性、可靠性和目标探测准确度进行测试，节省了测试时间和成本。

本实用新型毫米波雷达测试系统的优点如下：

ⅰ、系统可以模拟实车中各设备控制器与车载毫米波雷达之间的CAN总线信号通信过程，通过上位机测试单元直接观察、分析和保存数据信息，便于对毫米波雷达的稳定、可靠性以及探测目标的准确度进行测试。

ⅱ、系统中使用目标反射体模拟实际路况下毫米波雷达作用范围内的机动车辆，通过比较报文解析数据与实际测量数据来确定毫米波雷达探测目标的准确度，节省了实车测试的时间和成本，提高了测试的有效性。

ⅲ、系统中对道路进行了图像模拟，将毫米波雷达探测到的目标实时显示在模拟道路图像中，便于观察和快速确定毫米波雷达与目标物之间的相对位置。

ⅳ、系统具有视频图像显示功能，并且根据上位机解析的数据在视频图像中对目标物进行实时标示，能够快速确定毫米波雷达探测到的目标物与实际空间中目标物的对应关系，实现了毫米波雷达与视频图像的统一。

附图说明

图1是本实用新型毫米波雷达测试系统的系统原理图；

图2是上位机测试单元发送CAN总线信号示意图；

图3是测试系统的测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

如图1所示为本实用新型毫米波雷达测试系统实施例的原理图，由图可知，该测试系统包括上位机及与其通信连接的毫米波雷达，毫米波雷达安装于用于模拟实车前保险杠的固定台架上，为了达到实车测试的效果，毫米波雷达的固定位置应与实车固定位置保持一致；还包括设置于所述毫米波雷达的探测范围内用于模拟实际路况下的目标物以用于对毫米波雷达进行测试的目标反射体。

毫米波雷达接收上位机测试单元发送的信息数据，对作用范围内的目标物进行探测，将探测结果以报文形式发送到上位机测试单元进行处理。在进行测试之前需按照实车毫米波雷达的标定规范对其进行标定。

该测试系统还包括安装于固定台架上的用于采集毫米波雷达检测范围内视频图像的摄像头，摄像头与上位机通信连接，摄像头的固定位置应使得其观测范围与毫米波雷达探测范围统一；用于采集毫米波雷达检测范围内的视频图像，并将视频图像通过上位机测试单元进行显示。由于在上位机测试单元中需要将雷达报文解析的横向距离、纵向距离和相对速度标示在视频图像中，因此需要对摄像头进行标定，从而统一毫米波雷达与摄像头的坐标系统。

该测试系统还包括以毫米波雷达的雷达波的发射面为起始点，沿与固定台架的中心线方向每隔设定距离（本实施例为30m）设置的距离标示牌，距离标示牌上标有相应距离参数，且最远距离标示牌的距离大于毫米波雷达的最远探测范围，距离标示牌可以对目标反射体进行粗略定位，从而快速预估毫米波雷达探测准确度。另外，本实施例中的目标反射体的底部安装有滚轮，用于在进行动态测试时可以按照既定轨道对其进行移动。

上位机通过CAN总线接口与毫米波雷达通信连接，用于上位机测试单元与毫米波雷达之间信息数据的通讯，CAN总线接口采用USBCAN、CAN232接口设备。

上位机内设置有测试单元和用于对测试单元中收发报文的准确度进行测试的CAN总线测试工具。

测试单元用于模拟实车中各设备控制器所产生的CAN总线信号，通过其与毫米波雷达进行数据通信、数据分析和显示，主要由数据发送模块、数据接收模块、数据解析模块、数据显示与保存模块、图像显示模块等组成。

数据发送模块：对实车上发动机控制器的转速、扭矩信号，整车车速信号进行模拟发送，车速值可以自由设定。车速信号将以报文形式发送到CAN总线，并传送至毫米波雷达。

数据接收模块：用于接收毫米波雷达发送的报文，报文信息包括目标反射体的纵向距离、横向距离和相对速度等，以及毫米波雷达的工作状态（通信状态、传感器工作状态、温度状态等）。

数据解析模块：根据毫米波雷达的CAN通信规格对接收到的报文进行解析，需要解析的主要数据有毫米波雷达与目标反射体之间的纵向距离、横向距离和相对速度等。

数据显示与保存模块：可对原始报文数据分别进行在线和离线数据分析，检验系统解析数据的准确度。

图像显示模块：分为模拟道路显示部分和视频图像显示部分。在模拟道路显示部分中，设计了道路模拟图像，图像中标有纵向距离和横向距离刻度。当毫米波雷达探测到目标反射体时，系统根据报文解析数据将目标分别标示在模拟道路图像和视频图像中的相应位置。

CAN总线测试工具：对测试单元中收发报文的准确度进行测试。可以接收测试单元模拟控制器CAN总线发送的报文，并且可以向测试单元发送自定义报文。

本实用新型的工作原理及过程如下：

（1）毫米波雷达静态测试：静态测试中毫米波雷达与目标反射体的相对位置固定，通过长度测量工具获得两者之间的纵向距离和横向距离，在测试时测试环境中除了本测试系统的设备外应没有其它影响雷达探测的物体。在毫米波雷达的静态测试中，上位机测试单元发送的车速信号设置为0，从而模拟实车静止状态。毫米波雷达将探测数据以报文形式通过CAN总线接口发送到上位机测试单元进行数据处理。通过观察解析数据的输出跳变情况、解析的纵向距离和横向距离与实际测量距离之间的误差，从而确定毫米波雷达的工作稳定性、可靠性以及探测目标的准确度。

（2）毫米波雷达动态测试：动态测试通过模拟车辆运动状态下毫米波雷达的工作过程对其性能进行测试。将毫米波雷达设置于固定台架上，目标反射体分别沿既定轨道做相对于雷达的纵向、横向及曲线移动。毫米波雷达将报文传送至上位机测试单元，通过上位机测试单元观察报文解析数据的稳定性、可靠性以及探测目标的准确度。

控制器CAN总线信号模拟发送测试：上位机测试单元模拟各设备控制器发送的CAN总线信号有：整车车速、发动机实际扭矩百分比、摩擦扭矩百分比、预警时间、发动机控制时间、缓速器控制时间、制动控制时间、左右侧标定距离等，通过另一台上位机中的CAN总线测试工具检测发送报文的正确性，上位机测试单元模拟控制器发送CAN总线信号的过程如附图2所示。

如图3所示，毫米波雷达与上位机测试单元之间数据传输与处理的步骤如下：

（1）测试系统首先通过上位机测试单元对CAN接口总线进行初始化并将其启动；

（2）上位机测试单元将车速信号发送至CAN接口总线，并通过CAN接口总线发送至毫米波雷达；

（3）毫米波雷达将探测报文发送至CAN接口总线，并通过CAN接口总线发送至上位机测试单元，如果上位机测试单元没有接收到雷达报文，则记录错误信息并结束流程；

（4）上位机测试单元将接收到的毫米波雷达报文进行实时输出，并可手动选择是否将报文保存到日志中；

（5）上位机测试单元对接收到的毫米波雷达报文进行数据解析，获取毫米波雷达与目标物的纵向距离、横向距离和相对速度，并将解析数据进行实时输出；

（6）上位机测试单元将目标实时标示在模拟道路图像和视频图像中。

Claims (7)

1.一种毫米波雷达测试系统，其特征在于：包括上位机及与其通信连接的毫米波雷达，所述毫米波雷达安装于用于模拟实车前保险杠的固定台架上，还包括设置于所述毫米波雷达的探测范围内用于模拟实际路况下的目标物以用于对毫米波雷达进行动态或静态测试的目标反射体。

2.根据权利要求1所述的毫米波雷达测试系统，其特征在于：该系统还包括安装于固定台架上的用于采集毫米波雷达检测范围内视频图像的摄像头，所述摄像头与上位机通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的毫米波雷达测试系统，其特征在于：该系统还包括以毫米波雷达的雷达波的发射面为起始点，沿与固定台架的中心线方向每隔设定距离设置的距离标示牌，且最远距离标示牌的距离大于毫米波雷达的最远探测范围。

4.根据权利要求3所述的毫米波雷达测试系统，其特征在于：所述目标反射体的底部安装有用于沿既定轨道移动的滚轮。

5.根据权利要求3所述的毫米波雷达测试系统，其特征在于：所述上位机内设置有测试单元，该测试单元包括用于将实车模拟信号传送至毫米波雷达的数据发送模块、用于接收毫米波雷达发送报文的数据接收模块、用于根据毫米波雷达的通信规格对接收到的报文进行解析的数据解析模块、用于对在线和离线分析后的数据进行显示存储的数据显示与保存模块以及用于根据毫米波雷达的解析数据进行定位显示的图像显示模块。

6.根据权利要求5所述的毫米波雷达测试系统，其特征在于：所述上位机通过CAN总线接口与毫米波雷达通信连接，所述CAN总线接口采用USBCAN、CAN232接口设备。

7.根据权利要求5所述的毫米波雷达测试系统，其特征在于：所述上位机内还设置有用于对测试单元中收发报文的准确度进行测试的CAN总线测试工具。

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