面向自动驾驶的毫米波车载雷达回波测量与仿真

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随着科技进步与社会发展,车辆数目的日益增加,也带来了更繁重的交通负担。这催生了智能交通系统的诞生,其核心便是自动驾驶技术。自动驾驶技术发展至今,形成了摄像头和多种雷达的多传感器协调配合体系。其中,77 GHz的车载毫米波雷达在不断的迭代更新中起到了愈发重要的作用。随着自动驾驶的等级增加与功能丰富,传统的测试方法与工具不能满足自动驾驶测试的要求,使得自动驾驶测试工作进度缓慢,亟需真实的基于场景的新型仿真测试系统。本研究旨在服务于未来自动驾驶场景仿真,主要对77 GHz车载毫米波雷达的电波传播进行测量、分析与仿真。研究内容包括:典型场景毫米波雷达回波信号测量、毫米波雷达回波信号测量数据处理分析、基于射线追踪的回波仿真与验证。根据汽标委的自动驾驶规范提出测量场景并给出对应的雷达配置,利用部署德州仪器(TI,Texas Instrument)公司毫米波雷达平台的测试车进行实际路测并处理分析数据,利用实验室自主研发的高性能射线追踪仿真平台对对应路测场景进行仿真,并与实际路测数据对比,最后对仿真数据进行校正。本研究与设计最终提出了目标场景的毫米波雷达回波测量方案,构建了测量系统;展开了实际路测,并获取了多个典型场景的测量数据;针对测量得到的雷达回波数据进行了信号处理,自主研发出一套车载毫米波雷达回波处理代码;对测量场景进行射线追踪仿真分析,萃取出关键目标的雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section),并进行了测量-仿真-校正-对比验证,从而得到更精确的射线追踪模型。本研究通过测量和仿真的对比,验证并精确了77 GHz毫米波车载雷达的射线追踪仿真,为未来自动驾驶仿真系统中可靠有效的毫米波雷达仿真提供了可行性方案。
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