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雷达漫谈 | 车载4D毫米波雷达会涉及到哪些雷达技术?

 调皮连续波 2022-11-03 发布于贵州

本文编辑:@调皮连续波,保持关注调皮哥,获得更多雷达学习资料和建议!

大家好,我是调皮哥,今天继续给大家分享干货,助力大家轻松、快乐、有方向地学习雷达。


今天我们不分享技术,今天我们来谈谈雷达技术认识论的问题,主要是基于车载4D毫米波雷达所涉及的技术,然后简单聊聊车载毫米波雷达主要会涉及到哪些技术的话题,也好给初学者总结一个宏观的学习方向。无论是做研究,还是找工作都有所帮助。

本文主要就是聊天,不用太感到压抑,放轻松,调皮哥一向主张用最通俗的语言讲抽象的理论,所以本文没有什么高深的理论,更没有复杂的数学公式。本文仅代表调皮哥个人的观点,不代表整个雷达行业的观点。

〇、雷达射频方面

射频前端设计中有:天线设计与布局、功放、混频器、ADC、锁相环、雷达收发芯片(TR 模块)等等。

硬件决定了算法的上限,算法决定了硬件的下限。硬件不好,光靠算法都是扯淡,脱离信噪比谈雷达信号处理都是耍流氓,理想与现实的差距不仅仅在我们的社会上,在雷达信号处理中也随处可见!

在这个模块中,其他的对于毫米波来讲都不是很好研究,因为芯片集成了,但天线的布局却是放在外面的,这可是个好东西,可以研究研究,必定对大家的认知所有帮助。其实,我也是刚开始学习这方面的内容,以前也没有搞过,希望和大家一起,日拱一卒学雷达。

一、雷达波形设计

TDMA-MIMO、FDMA(RDMA、DDMA)、CDMA等等。雷达的波形设计非常关键,往往决定后续信号处理分离目标的性能,这也是一块比较值得研究的方向。测距、测速没得说的,基本都是脉冲压缩,或者是距离维FFT、速度维FFT,其他的手段恕我孤陋寡闻了,实在是能力有限没有见过,但是DOA估计却有很多花样。

二、雷达信号处理

(1)目标检测,包含距离估计、速度估计、水平角度估计、垂直角度估计(高度),速度解模糊、角度解模糊、CFAR检测。CFAR检测也是一个大的研究方向,不过也都研究得差不多了,DOA估计也是。目前主要的缺口或许是通感一体化。

(2)噪声、杂波、干扰与抗干扰、多径抑制。抗干扰在汽车雷达也是一个需要重点研究的内容,这个不光是在雷达领域,未来的通感一体化也离不开抗干扰这个话题,其实只要有雷达在,抗干扰永远都存在,也包括去噪、杂波抑制等问题。

3、角度估计部分扩展为DOA估计,超分辨DOA估计是一个大的研究方向,但是能够用在工程实现的还是最简单的算法靠谱,不吃算力,也不吃资源,可以实时处理。

4、阵列误差校准。这个话题通常是和DOA估计捆绑在一起的,通道误差对于测角的影响很大,所以需要预先对阵列进行误差校准。

三、雷达数据处理

(1)聚类算法,如K-means、DBSCAN,还有其他的诸多聚类算法。但是用得最多的还是DBSCAN,但随着点云数量的增大,还是需要算力更小的算法实现聚类。

(2)跟踪算法、数据关联、卡尔曼滤波、航迹管理等等。聚类和跟踪是雷达数据处理永远离不开的两个话题,这方面的内容也易于和计算机、人工智能等学科交织在一起,也是一个可以研究的方向。

四、多传感器数据融合

基于雷达数据处理的结果,将其他传感器的数据,如激光、相机、超声波、GPS等传感器的数据融合在一起,实现自动驾驶感知。这个部分的内容也是一个比较值得研究的领域。

之前有一些同学咨询,自己应该研究什么领域,其实把一个行业所涉及到的技术框架整理一下,然后分析每一个子模块的发展和研究现状,加上自己的兴趣,也就能够找到可以去研究的方向了,这个是我个人的看法。

五、雷达+AI感知

这个模块其实是和雷达数据处理以及多传感器数据融合有交叉的,但是为了能够独立说明问题,我还是单独列出。人工智能与雷达的结合也是可以研究研究的,尤其在自动驾驶、智能家居等领域,可以说是非常有意思。强化学习、深度学习、神经网络方面的内容感兴趣都可以了解。

六、雷达微多普勒

前几天木牛科技号称开创了5D雷达,在距离、速度、方位、高度的基础上又增加了一个微多普勒信息,构建了5D雷达。既然这个东西大家感兴趣,那就简单说说。这个微多普勒信息是用于感知行人、自行车、道路上的活物,如垃圾、动物、皮球之类的物体,那么这个概念就和MATLAB官方给出的微多普勒仿真有一些相似之处了。

使用深度学习对行人和骑车人进行分类:https://ww2./help/radar/ug/pedestrian-and-bicyclist-classification-using-deep-learning.html


好了,今天的分享就是这样,没有复杂的内容都是一些宏观的概述,具体的技术细节,大家可以阅读相关书籍、查找相关文献资料学习,这里只是给大家提供一个方向。

大家不需要贪多,其实上面的一个小模块,都够研究很久了,有的同学三年的研究生未必都能研究透彻。其实大家可以发现,一个自动驾驶,虽然没有完全落地,但是它能够带动很多学科、很多技术的发展,这是非常值得研究的,未必自动驾驶不能落地就感到悲观,其实背后有多少技术被研究出来,我们都很难完全看见!


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