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多模式雷达参考设计

2021-03-31

加特兰车载多模式雷达参考设计是基于加特兰77GHz Alps汽车级全集成毫米波雷达SoC开发的、兼顾前向雷达和角雷达的系统解决参考设计。多模式工作,同时具备远程(LRR)、中程(MRR)、近程(SRR)雷达的功能,能够实时检测车辆前方和侧方多个目标,获取前方目标的距离、相对速度、方位角等信息,可满足汽车雷达自动巡航控制(ACC)、自动紧急制动(AEB)、前向防碰撞预警(FCW)、盲点检测(BSD)等功能和应用需求。

 

指标性能

多模式雷达参考设计具有以下特点:

  • 多种工作模式,同时拥有长距雷达、中距雷达、短距雷达的功能;
  • 4发4收架构
    • 长距模式:1发4收(1T4R)
    • 中距模式:3发4收(3T4R)
    • 短距模式:3发4收(3T4R)
  • 远、中、近程综合探测,最远探测距离可达191 m,波束覆盖范围-80°~80°;
  • 3种模式同时工作:
    • MRR+LRR融合输出,刷新率100 ms
    • MRR+SRR融合输出,刷新率100 ms
  • LRR模式波束45°偏转
  • 多模式跟踪

 

工作方式

加特兰车载多模式雷达参考设计为角雷达(车前2个、车后2个),有3种波束分别对应3种工作模式(LRR、MRR、SRR)。其中LRR模式波束中心45°偏转,以满足车正前方、正后方的远距离探测需求。3种模式分时工作,工作顺序如下图所示。

处理流程

多模式雷达处理流程如下图所示。

蓝色部分表示射频及基带信号处理部分,包括各模式信号发射、接收、回波信号处理、目标原始点。黄色表示MCU部分,负责跟踪处理。

  • MRR、LRR、SRR三种模式同时工作
  • MRR + LRR:合成输出、刷新率20 Hz
  • MRR + SRR:合成输出、刷新率20 Hz
  • 单帧合成最大目标点数为256
  • T_f: 50毫秒
  • T_sb: 25毫秒
  • T_b0: 20毫秒
  • T_b1:18毫秒
  • T_b2:20毫秒
  • T_b3:17毫秒
  • T_m: 2毫秒
  • T_a: 2毫秒
  • T_t: 20毫秒
  • T_o: 19毫秒

 

首先,射频部分发射并接收MRR模式信号。Baseband对目标回波信号进行2D-FFT、CFAR、解速度模糊、DoA估计等处理,形成原始点,然后存储至MCU中。

与此同时,射频及Baseband开启LRR模式,生成原始点。

在MCU中,LRR模式原始点与MRR原始点进行融合跟踪处理输出,同理,依次生成MRR模式、SRR模式原始点并进行融合、跟踪处理。

 

跟踪

加特兰多模式雷达参考设计为用户提供灵活多变的跟踪框架,支持变周期跟踪,可实现多种模式的数据(2D、3D)融合,提高跟踪的鲁棒性,支持信号级跟踪融合和决策级跟踪融合,不仅适用于前向也适用于后向。

多模式雷达的跟踪处理流程框图