CN207528910U - 一种雷达模拟器及角度模拟装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种角度模拟装置，包括箱体，该箱体包括底座、顶盖以及同轴叠置的至少三个环状件；所有环状件位于底座和顶盖之间，底座上设置有套设在环状件外侧的外部支架；环状件的内侧空间中设置有安装支架，并且全部的环状件均位于车用毫米波雷达的辐射范围内；全部环状件中的一者上设置有接收天线，其余的每一者上均设置有发射天线，设置有发射天线的每个环状件均能够绕轴线独立转动，接收天线和每个发射天线均与雷达模拟器的信号模拟单元连接。上述结构的角度模拟装置，能够实现车用毫米波雷达前方多角度目标的模拟，令雷达模拟器能够满足更高的测试要求。本实用新型还提供了具有上述角度模拟装置的一种雷达模拟器。

Description

一种雷达模拟器及角度模拟装置

技术领域

本实用新型涉及雷达测试设备技术领域，特别涉及对车用毫米波雷达进行仿真测试的一种雷达模拟器，本实用新型还涉及该雷达模拟器的角度模拟装置。

背景技术

智能辅助驾驶系统(AdvancedDriver Assistant Systems，简称ADAS)是人工智能在交通领域的重要应用，车用毫米波雷达作为智能辅助驾驶系统中最重要的环境感知器之一，起着车辆“眼睛”的作用，它通过探测路面目标的距离、角度和相对速度，为智能辅助驾驶系统提供路面环境变量。

在智能辅助驾驶系统的设计和实现过程中，硬件在环测试是重要的步骤，目前一般是利用雷达模拟器对车用毫米波雷达进行仿真测试，以验证车用毫米波雷达的功能，以及整车系统设计的合理性。具体的，车用毫米波雷达的目标角度仿真由雷达模拟器的暗箱的机械运动实现。如图1所示，现有雷达模拟器的暗箱结构和测试方式为：在内壁覆盖吸波材料01的暗箱中，车用毫米波雷达02安装于水平转台03的中心，雷达模拟器的接收天线04和发射天线05位于车用毫米波雷达02的前方，通过水平转台03的转动，实现车用毫米波雷达02与接收天线04、发射天线05的相对角度变化，从而实现仿真目标角度。

但是，在使用上述的雷达模拟器对车用毫米波雷达的目标角度进行仿真测试时，由于只有车用毫米波雷达02转动，而接收天线04和发射天线05不动，所以此种设置方式只能布置一组天线，实现单一方向的目标模拟，而对于复杂的场景，即车用毫米波雷达前方多角度目标模拟的情况，上述结构的雷达模拟器则不能满足测试要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种角度模拟装置，通过对现有结构进行改进，能够实现车用毫米波雷达前方多角度目标的模拟，令雷达模拟器能够满足更高的测试要求。本实用新型还提供了具有上述角度模拟装置的一种雷达模拟器。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种角度模拟装置，包括箱体，所述箱体包括底座、顶盖以及同轴叠置的至少三个环状件；所有的所述环状件位于所述底座和所述顶盖之间，所述底座上设置有套设在所述环状件外侧、支撑所述顶盖并轴向定位所述环状件的外部支架；所述环状件的内侧空间中设置有车用毫米波雷达的安装支架，并且全部的所述环状件均位于所述车用毫米波雷达的辐射范围内；全部所述环状件中的一者上设置有接收天线，其余的每一者上均设置有发射天线，并且设置有所述发射天线的每个所述环状件均能够绕轴线独立转动，所述接收天线和每个所述发射天线分别通过射频线缆和雷达模拟器的信号模拟单元连接。

优选的，上述角度模拟装置中，设置有所述接收天线的所述环状件能够绕所述轴线独立转动。

优选的，上述角度模拟装置中，每个所述环状件包括环状件本体、轴承固定块以及设置在所述环状件本体的侧壁和底壁上的多组保持架和滚珠，每组所述保持架和滚珠均承载在不同的所述轴承固定块上。

优选的，上述角度模拟装置中，所述环状件为结构相同的圆环且设置数量为五个，所述接收天线设置在位于中间位置的第三环状件上。

优选的，上述角度模拟装置中，还包括一对一的驱动所述环状件转动的多个动力装置，所述动力装置包括：

驱动电机；

与所述驱动电机的输出轴连接的减速箱；

与所述减速箱的输出轴连接的皮带轮；

连接所述皮带轮和所述环状件的皮带。

优选的，上述角度模拟装置中，五个所述环状件中，从底部到顶部依次为第一环状件、第二环状件、所述第三环状件、第四环状件和第五环状件；驱动所述第一环状件的第一驱动电机与驱动所述第四环状件的第四驱动电机同轴设置，驱动所述第二环状件的第二驱动电机与驱动所述第五环状件的第五驱动电机同轴设置，并且所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和驱动所述第三环状件的第三驱动电机设置在电机支架的底板上，所述第四驱动电机和所述第五驱动电机设置在电机支架的顶板上。

优选的，上述角度模拟装置中，全部的所述驱动电机均一对一的设置在多个可调底座上，并且通过所述可调底座能够实现所述驱动电机的高度和水平位置的调整。

优选的，上述角度模拟装置中，还包括：

与所述发射天线一对一设置的多个拖链，连接所述信号模拟单元和每个所述发射天线的射频线缆穿过不同的所述拖链；

对所述拖链起到支撑和限位作用的拖链支架。

优选的，上述角度模拟装置中，所述环状件的外径不小于1200mm，高度不大于25mm。

一种雷达模拟器，包括信号模拟单元和角度模拟装置，该信号模拟单元和角度模拟装置为上述任意一项中的信号模拟单元和角度模拟装置。

本实用新型提供的角度模拟装置，包括箱体，该箱体在包括底座和顶盖的同时，进一步包括至少三个同轴叠置的环状件，并且这些环状件中的一者上设置有接收天线，其余环状件上则均设置有发射天线，接收天线和每个发射天线分别通过射频线缆和雷达模拟器的信号模拟单元连接，同时车用毫米波雷达能够通过安装支架设置在环状件的内侧空间中，并保证全部的环状件均位于车用毫米波雷达的辐射范围内。在将车用毫米波雷达放入到箱体中进行目标角度仿真时，由于设置在不同环状件上的发射天线有多个，且每一个设置有发射天线的环状件均能够相对于车用毫米波雷达进行独立转动，从而实现了车用毫米波雷达前方多角度目标的模拟，令雷达模拟器能够满足更高的测试要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中暗箱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的角度模拟装置的俯视图；

图3为环状件与顶盖、底座和下底板配合的结构示意图；

图4为轴承固定块、保持架和滚珠的工作示意图；

图5为动力装置的工作示意图；

图6为拖链和拖链支架与环状件配合的结构示意图。

在图1-图6中：

01-吸波材料，02-车用毫米波雷达，03-水平转台，04-接收天线，05-发射天线；

1-第一环状件，2-第二环状件，3-第三环状件，4-第四环状件，5-第五环状件，6-轴承固定块，7-保持架，8-滚珠，9-顶盖，10-底座，11-下底板，12-减速箱，13-皮带轮，14-皮带，15-第一驱动电机，16-第二驱动电机，17-第三驱动电机，18-第四驱动电机，19-第五驱动电机，20-可调底座，21-拖链，22-拖链支架，23-射频线缆，24-底板，25-顶板，26-车用毫米波雷达，27-天线。

具体实施方式

本实用新型提供了一种角度模拟装置，通过对现有结构进行改进，能够实现车用毫米波雷达前方多角度目标的模拟，令雷达模拟器能够满足更高的测试要求。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2-图6所示，本实用新型实施例提供的角度模拟装置，包括箱体，本申请主要是对该箱体(此箱体的作用与背景技术中的暗箱相同)的主体结构进行了改进，改进后的箱体上，包括底座、顶盖以及同轴设置并在竖直方向上叠放的至少三个环状件，这至少三个环状件为箱体的主体组成部件，而环状件的内侧空间中设置有用于安放车用毫米波雷达26的安装支架，并优选安装支架位于环状件的中心部位，而且在这些环状件中，其中的一者上设置有接收天线，而其余的环状件中每一者上均设置有发射天线，这些设置有发射天线的环状件均能够绕其共有轴线独立转动，即安装有发射天线的任意两个环状件之间均能够实现不同步转动，并且接收天线和每个发射天线分别通过射频线缆和雷达模拟器的信号模拟单元连接。本实施例中，优选环状件均为圆环。在图2和图6中，位于中心的部件为待检测的车用毫米波雷达26，实际检测时，车用毫米波雷达26安装在为其设置的安装支架(图中未示出)上。

如图3所示，全部的环状件与位于顶部的顶盖9和位于底部的底座10共同围成箱体，并且底座10的底部连接有支撑箱体的下底板11，顶盖9通过设置在底座10上并位于环状件外侧的外部支架(图中未示出)实现支撑，同时该外部支架也对叠置的多个环状件起到轴向支撑和轴向定位的作用。即多个环状件构成了箱体的侧壁，顶盖9构成了箱体的顶壁，底座10构成了箱体的底壁。此外，为了保证箱体具有良好的工作效果，顶盖9、底座10和全部环状件的内壁上均粘贴有吸波材料。

使用包括上述角度模拟装置的雷达模拟器对车用毫米波雷达26进行仿真测试时，箱体对车用毫米波雷达26的目标角度进行仿真，由于箱体的主体结构中包括同轴叠置的至少三个环状件，同时这些环状件中的一者上设置了接收天线，而其余环状件中的每一者上均设置有发射天线，且安装有发射天线的不同环状件之间能够相互独立转动，所以可以在车用毫米波雷达26转动的同时，令多个发射天线在环状件的带动下相对于接收天线进行不同步的转动，从而实现了车用毫米波雷达26前方多角度目标的模拟，令雷达模拟器能够满足更高的测试要求，极大的丰富了雷达模拟器的可仿真场景，扩展了雷达模拟器的用途。在进行仿真测试时，放置到箱体中的车用毫米波雷达26可以绕共有轴线进行转动，也可以不进行转动。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的雷达模拟器中，还优选设置有接收天线的环状件也能够绕所有环状件的共有轴线独立的进行转动，从而使得本实施例提供的车用毫米波雷达26可以模拟更加复杂的多角度目标情况。当然，在设置有发射天线的环状件具有两个以上时，也可以令设置有接收天线的环状件固定不动，其同样可以满足多角度目标模拟的要求。

进一步优选的，如图4所示，设置有发射天线的每个环状件，均包括环状件本体、轴承固定块6以及设置在环状件本体的侧壁和底壁上的多组保持架7和滚珠8(可以将一个保持架7和多个滚珠8的配合结构认为是一组受力结构，该“组”为受力结构的单位)，每组保持架7和滚珠8均承载在不同的轴承固定块6上。另外，当设置有接收天线的环状件能够进行转动时，此设置有接收天线的环状件可以与设置有发射天线的环状件结构相同，同样优选设置有轴承固定块6、保持架7和滚珠8，即可以令每个环状件上均设置轴承固定块6、保持架7和滚珠8。本实施例具体实施过程中，在每个环状件上每隔60°即通过一个轴承固定块6安装一组保持架7和滚珠8，该保持架7和滚珠8与推力轴承的保持架和滚珠的结构、设置方式相同，并且多组的保持架7和滚珠8分别位于圆环的侧壁和底壁上，其中位于底壁上的保持架7和滚珠8用于与位于其下方的环状件滚动接触，以承受叠放的轴向力，而位于侧壁上的保持架7和滚珠8则用于与位于其上方的环状件滚动接触，以用于承受皮带14驱动造成的径向力，如图4所示(图4中虚线椭圆内的部分为环状件与皮带14接触的部位)，从而使得环状件之间能够做平滑的相对运动，同时用于承受轴向力和径向力，以保持箱体的稳定工作。

在一种优选设置方式中，令环状件为结构相同的圆环且设置数量为五个，并且令接收天线设置在位于中间位置的第三环状件3上。此种设置方式，由于四个环状件上均设置了发射天线，使得这四个发射天线均能够相对于车用毫米波雷达26进行独立转动，所以能够使得本实施例提供的雷达模拟器实现车用毫米波雷达26前方四个角度目标的模拟，令雷达模拟器工作效果得到了较大程度的提升。

本实施例中，还包括一对一的驱动环状件转动的多个动力装置，以实现环状件的自动转动及精确控制。由于需要使不同的环状件均能够独立进行转动，所以本实施例优选设置多个动力装置，使其一对一的驱动环状件转动，即令每个环状件都配置一套单独可控的动力装置，以更好的满足工作要求。

具体的，如图5所示，上述动力装置可以包括：驱动电机；与驱动电机的输出轴连接的减速箱12；与减速箱12的输出轴连接的皮带轮13；连接皮带轮13和环状件的皮带14。此结构中，动力的传递路径为：驱动电机→减速箱12→皮带轮13→皮带14→环状件。五个环状件都安装了模拟器的天线27(此天线27包括接收天线和发射天线)，驱动电机通过传动结构带动每个环状件独立转动，环状件的转动角度A的范围为±45°。在具体操作过程中，通过驱动电机的控制，使安装了接收天线的第三环状件3不动，而其余安装发射天线的环状件则按照设定角度转动，从而可以实现最多四个方向目标的场景模拟。

在环状件设置为五个的基础之上，这五个环状件中，如图3和图5所示，从底部到顶部依次为第一环状件1、第二环状件2、第三环状件3、第四环状件4和第五环状件5；驱动第一环状件1的第一驱动电机15与驱动第四环状件4的第四驱动电机18同轴设置，驱动第二环状件2的第二驱动电机16与驱动第五环状件5的第五驱动电机19同轴设置，并且第一驱动电机15、第二驱动电机16和驱动第三环状件3的第三驱动电机17设置在电机支架(在图2的视角中，电机支架与箱体呈左右设置；在图5的视角中，电机支架与箱体呈前后设置)的底板24上，第四驱动电机18和第五驱动电机19则设置在电机支架的顶板25上。本实施例中，为了节省安装空间，将驱动电机分为三组进行设置，并且每组之间在水平方向上相互错开。其中第一组即为在竖直方向上对正的第一驱动电机15和第四驱动电机18；第二组为第二驱动电机16和第五驱动电机19；第三组为第三驱动电机17。上述结构为设置有接收天线的第三环状件3能够转动时所选用的动力结构，在第三环状件3固定设置时，则可以取消上述的第三驱动电机17以及与其配套设置的减速箱、皮带轮和皮带。

进一步的，还优选全部的驱动电机均设置在可调底座20上，并且可调底座20与驱动电机一对一设置，即每个可调底座20上仅设置一个驱动电机，如图5所示，该可调底座20上在底板24上的水平位置可以改变，同时其自身的高度也能够进行调节，从而能够使得驱动电机的设置高度和水位位置均能够实现调节。通过可调底座20将驱动电机连接在底板24和顶板25上，能够使得驱动电机的位置相对于底板24和顶板25进行改变，从而实现对皮带14的预紧。

如图6所示，本实施例还包括：设置在安装有发射天线的环状件上，并与这些发射天线一对一连接的多个拖链21，此多个拖链21用于防护连接发射天线和信号模拟单元的射频线缆23，同时与不同的发射天线连接的不同射频线缆23穿过不同的拖链21；对拖链21起到支撑和限位作用的拖链支架22。设置拖链21能够提高本实施例提供的角度模拟装置的工作安全性。其中，拖链21可选用能够正反两方向弯曲的S型拖链，射频线缆23从每个环状件上的发射天线中引出，穿过拖链21，可与雷达模拟器的信号模拟单元相连，信号模拟单元用于模拟目标的速度、距离、幅度等。每层拖链21都配置了拖链支架22，主要用于对拖链21起到承载和限位作用。此外，在设置有接收天线的环状件能够转动时，此环状件上也对应设置有上述结构的拖链21，连接接收天线的射频线缆23同样穿过该拖链21。

更加优选的，每个环状件的高度均不大于25mm，并优选外径不小于1200mm。本实施例中，由于车用毫米波雷达26的辐射范围有限，所以为了保证本实施例提供的雷达模拟器的正常工作，优选令每个环状件的高度不大于25mm，外径不小于1200mm，使得在高度方向上叠放的五个天线27(包括接收天线和发射天线)都能够更好的位于车用毫米波雷达26的辐射范围内。

基于上述实施例中提供的角度模拟装置，本实用新型实施例还提供了一种雷达模拟器，包括信号模拟单元和角度模拟装置，该信号模拟单元和角度模拟装置即为上述的信号模拟单元和箱体。

由于该雷达模拟器采用了上述实施例提供的角度模拟装置，所以该雷达模拟器由角度模拟装置带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，角度模拟装置的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种角度模拟装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体包括底座、顶盖以及同轴叠置的至少三个环状件；所有的所述环状件位于所述底座和所述顶盖之间，所述底座上设置有套设在所述环状件外侧、支撑所述顶盖并轴向定位所述环状件的外部支架；所述环状件的内侧空间中设置有车用毫米波雷达的安装支架，并且全部的所述环状件均位于所述车用毫米波雷达的辐射范围内；全部所述环状件中的一者上设置有接收天线，其余的每一者上均设置有发射天线，并且设置有所述发射天线的每个所述环状件均能够绕轴线独立转动，所述接收天线和每个所述发射天线分别通过射频线缆和雷达模拟器的信号模拟单元连接。

2.根据权利要求1所述的角度模拟装置，其特征在于，设置有所述接收天线的所述环状件能够绕所述轴线独立转动。

3.根据权利要求2所述的角度模拟装置，其特征在于，每个所述环状件包括环状件本体、轴承固定块以及设置在所述环状件本体的侧壁和底壁上的多组保持架和滚珠，每组所述保持架和滚珠均承载在不同的所述轴承固定块上。

4.根据权利要求3所述的角度模拟装置，其特征在于，所述环状件为结构相同的圆环且设置数量为五个，所述接收天线设置在位于中间位置的第三环状件上。

5.根据权利要求4所述的角度模拟装置，其特征在于，还包括一对一的驱动所述环状件转动的多个动力装置，所述动力装置包括：

驱动电机；

与所述驱动电机的输出轴连接的减速箱；

与所述减速箱的输出轴连接的皮带轮；

连接所述皮带轮和所述环状件的皮带。

6.根据权利要求5所述的角度模拟装置，其特征在于，五个所述环状件中，从底部到顶部依次为第一环状件、第二环状件、所述第三环状件、第四环状件和第五环状件；驱动所述第一环状件的第一驱动电机与驱动所述第四环状件的第四驱动电机同轴设置，驱动所述第二环状件的第二驱动电机与驱动所述第五环状件的第五驱动电机同轴设置，并且所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和驱动所述第三环状件的第三驱动电机设置在电机支架的底板上，所述第四驱动电机和所述第五驱动电机设置在电机支架的顶板上。

7.根据权利要求6所述的角度模拟装置，其特征在于，全部的所述驱动电机均一对一的设置在多个可调底座上，并且通过所述可调底座能够实现所述驱动电机的高度和水平位置的调整。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的角度模拟装置，其特征在于，还包括：

与所述发射天线一对一设置的多个拖链，连接所述信号模拟单元和每个所述发射天线的射频线缆穿过不同的所述拖链；

对所述拖链起到支撑和限位作用的拖链支架。

9.根据权利要求8所述的雷达模拟器，其特征在于，所述环状件的外径不小于1200mm，高度不大于25mm。

10.一种雷达模拟器，包括信号模拟单元和角度模拟装置，其特征在于，所述信号模拟单元和所述角度模拟装置均为权利要求1-9中任意一项所述的信号模拟单元和角度模拟装置。