留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

24 GHz和77 GHz毫米波雷达速度测量不确定度评估比较

徐天琪 杜磊 白杰 孙桥

徐天琪,杜磊,白杰,等. 24 GHz和77 GHz毫米波雷达速度测量不确定度评估比较[J]. 计量科学与技术,2021, 65(9): 3-7, 65 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9032
引用本文: 徐天琪,杜磊,白杰,等. 24 GHz和77 GHz毫米波雷达速度测量不确定度评估比较[J]. 计量科学与技术,2021, 65(9): 3-7, 65 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9032
XU Tianqi, DU Lei, BAI Jie, SUN Qiao. Uncertainty Evaluation Comparison of Speed Measurements Between 24 GHz and 77 GHz Millimeter-Wave Radar Sensors[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(9): 3-7, 65. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9032
Citation: XU Tianqi, DU Lei, BAI Jie, SUN Qiao. Uncertainty Evaluation Comparison of Speed Measurements Between 24 GHz and 77 GHz Millimeter-Wave Radar Sensors[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(9): 3-7, 65. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9032

24 GHz和77 GHz毫米波雷达速度测量不确定度评估比较

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9032
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFF0205006);质检国际科技合作人才境外培养计划(AKYGH1801);中国计量科学研究院基本科研业务费项目(AKYZZ2008)资助项目
详细信息
    作者简介:

    徐天琪(1996-),中国计量科学研究院硕士研究生,研究方向:车载雷达目标运动参数校准,邮箱:xutianqi18@mails.ucas.ac.cn

    通讯作者:

    杜磊(1982-),中国计量科学研究院副研究员、硕士生导师,研究方向:运动学参数计量,邮箱:dulei@nim.ac.cn

Uncertainty Evaluation Comparison of Speed Measurements Between 24 GHz and 77 GHz Millimeter-Wave Radar Sensors

  • 摘要: 环境感知雷达对目标运动学参数的准确测量是实现智能网联汽车安全、高效驾驶的基本保障。现有主流的商用车载雷达传感器中,24 GHz和77 GHz毫米波雷达因工作频段和工作带宽的不同,在速度、距离、角度测量性能方面存在一定差异。为了评价24 GHz和77 GHz毫米波雷达传感器的速度测量性能,研制并搭建了一套基于虚拟仪器技术的毫米波雷达目标运动参数模拟校准装置,通过24 GHz和77 GHz两款毫米波雷达样品的速度模拟校准结果验证了模拟校准装置速度模拟的可行性和准确性。对两款毫米波雷达的速度模拟校准结果进行了不确定度评估和比较,模拟校准结果和速度测量不确定度评估结果表明:该款77 GHz毫米波雷达样品的速度测量重复性和准确性均优于该款24 GHz毫米波雷达样品。
  • 图  1  模拟校准装置总体结构图

    Figure  1.  Block diagram of the simulated calibration facility

    图  2  模拟校准装置核心硬件模块

    Figure  2.  Core hardware modules of the simulated calibration facility

    表  1  模拟校准装置的主要技术参数

    Table  1.   Main specifications of the simulated calibration facility

    参数名称参数值
    目标模拟数量2
    距离模拟范围5~300 m
    距离模拟最大允许误差±0.1 m
    速度模拟范围−500~500 km/h
    速度模拟最大允许误差±0.1 km/h
    角度模拟范围−180°~180°
    角度模拟最大允许误差±0.3°
    下载: 导出CSV

    表  2  77 GHz毫米波雷达速度模拟校准结果

    Table  2.   Speed simulated calibration results of the 77 GHz MMW sample m/s

    参考值${v_0}$测量值$v$平均值${\bar v_1}$
    1.000.990.990.990.990.990.990
    0.990.990.990.990.99
    5.004.994.994.994.994.994.990
    4.994.994.994.994.99
    50.0049.9849.9949.9849.9949.9849.985
    49.9949.9849.9949.9849.99
    100.0099.99100.0099.9899.9899.9899.988
    99.99100.0099.9999.9899.99
    120.00119.98119.97119.98119.97119.97119.973
    119.98119.97119.97119.97119.97
    下载: 导出CSV

    表  3  24 GHz毫米波雷达速度模拟校准结果

    Table  3.   Simulated speed calibration results of the 24 GHz MMW sample km/h

    参考值${v_0}$测量值$v$平均值${\bar v_2}$
    20.019.219.219.219.219.119.19
    19.119.119.119.319.4
    80.080.580.580.580.480.480.35
    80.480.480.280.180.1
    100.099.7100.499.7100.399.7100.00
    100.299.7100.199.6100.6
    180.0180.1180.2180.1180.1179.9180.08
    179.7179.9180.1180.3180.4
    200.0200.1200.1200.1200.1199.8199.92
    199.8199.8199.8199.8199.8
    下载: 导出CSV
  • [1] Shouji M, Soichi O, et al. Near-field millimeter-wave imaging with 77-GHz-band monostatic-radar module[C]. 2013 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI), 2013: 808-809.
    [2] Andres M, Feil P, Menzel W. 3D-scattering center detection of automotive targets using 77 GHz UWB radar sensors[C]. The 6th European Conference on Antennas and Propagation, 2011: 3690-3693.
    [3] Reina G, Johnson D, Underwood J. Radar sensing for intelligent vehicles in urban environments[J]. Sensors, 2015, 15: 14661-14678. doi: 10.3390/s150614661
    [4] Cai X Z, Kamal S. A machine learning based 77 GHz radar target classification for autonomous vehicles[C]. 2019 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, 2019: 371-372.
    [5] 郑建明, 张宇飞, 覃斌, 等. 整车坏路可靠性试验的无人化技术研究[J]. 汽车技术, 2020(10): 33-38.
    [6] 卢剑奇, 赵拥军, 党同心. 虚拟仪器技术在雷达系统测试中的应用[J]. 仪器仪表学报, 2005(S2): 258-261.
    [7] 陈伟民, 李存龙. 基于微波雷达的位移/距离测量技术[J]. 电子测量与仪器学报, 2015, 29(9): 1251-1265.
    [8] 于卫东, 涂亚庆, 詹启东, 等. 基于改进Rife算法的LFMCW雷达测距方法及实现[J]. 电子测量与仪器学报, 2015, 29(4): 550-557.
    [9] 张科遥, 林福江, 白雪飞. 77 GHz FMCW车载雷达系统设计[J]. 信息技术与网络安全, 2020, 39(4): 53-57, 72.
    [10] 杨阳, 张亮, 张洪军, 等. 烟道界面面积校准装置模型研究及不确定度评定[J]. 计量学报, 2020, 41(11): 1364-1369. doi: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.11.09
    [11] 杜磊, 孙桥, 林峰, 等. 基于真实交通状况的固定式机动车现场测速标准装置[J]. 计量学报, 2018, 39(2): 207-212. doi: 10.3969/j.issn.1000-1158.2018.02.14
    [12] 朱岩, 王天琪, 付巍. 精密机床振动检测试验系统测量结果的不确定度评定与分析[J]. 测试技术学报, 2016, 30(4): 347-352.
    [13] 倪育才. 实用测量不确定度评定[M]. 北京: 中国计量出版社, 2009.
  • 加载中
图(2) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  752
  • HTML全文浏览量:  472
  • PDF下载量:  95
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 网络出版日期:  2021-05-11
  • 刊出日期:  2021-09-01

目录

    /

    返回文章
    返回