一种车载雷达在环实时仿真测试系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106970364A(43)申请公布日2017.07.21(21)申请号201710330502.4(22)申请日2017.05.11(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人黄鹤宋能学张炳力张杰朱迪凡方涛曹聪聪程创(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人陆丽莉何梅生(51)Int.Cl.G01S7/40(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图1页(54)发明名称一种车载雷达在环实时仿真测试系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种车载雷达在环实时仿真测试系统及其方法，包括：处于转台上的被测雷达、驾驶操作单元、显示器、实时控制器和上位机；驾驶操作单元包括：驾驶操作机构和驾驶操作信号传感器；上位机包括：虚拟试验场和目标测试分析单元；虚拟试验场中包含：驾驶车辆模型和目标车辆模型；驾驶车辆模型用于虚拟装载被测雷达；实时控制器包括：频谱测量单元、目标仿真单元、运动控制器和数据采集卡；频谱测量单元包括：毫米波信号收发器、毫米波降频器、毫米波信号分析仪、延时控制器、毫米波信号发生器、毫米波升频器。本发明能通过雷达硬件在环实时仿真，驾驶操作，目标仿真、转台转动控制、毫米波延迟控制，实现对雷达在各种路况下的仿真测试。CN106970364ACN106970364A权利要求书1/3页1.一种车载雷达在环实时仿真测试系统，其特征包括：处于转台上的被测雷达、驾驶操作单元、显示器、实时控制器和上位机；其中，所述被测雷达和实时控制器处于暗室中；所述驾驶操作单元包括：驾驶操作机构和驾驶操作信号传感器；所述驾驶操作机构包括：方向盘，油门踏板和制动踏板；所述驾驶操作信号传感器包括：方向盘转角传感器，油门踏板位置传感器和制动压力传感器；所述上位机包括：虚拟实验场和目标测试分析单元；所述虚拟实验场中包含：驾驶车辆模型和目标车辆模型，并通过所述显示器实时显示；所述驾驶车辆模型用于虚拟装载所述被测雷达；所述实时控制器包括：频谱测量单元、目标仿真单元、运动控制器和数据采集卡；所述频谱测量单元包括：毫米波信号收发器、毫米波降频器、毫米波信号分析仪、延时控制器、毫米波信号发生器、毫米波升频器；所述驾驶操作信号传感器采集所述驾驶操作机构的动作信号并传递给所述数据采集单元；所述数据采集卡将所述动作信号传递给所述虚拟实验场；所述虚拟实验场根据所述动作信号控制所述驾驶车辆模型实时运动，所述目标车辆模型根据预先设置的运动路径方程行驶；所述目标仿真单元获取所述驾驶车辆模型和目标车辆模型在行驶中的位置和行驶方向，并计算延时时间T、转台旋转角度θ(t)、转台的旋转方向和两个模型之间的模拟距离S(t)；所述运动控制器根据所述转台旋转角度θ(t)和旋转方向，利用伺服电机对所述转台进行调整；所述转台内部集成的高精度编码器将转台的实际旋转角度φ(t)反馈给所述运动控制器；所述运动控制器根据所接收的实际旋转角度φ(t)，对所述转台进行闭环控制；所述被测雷达跟着所述转台转动并发出毫米波射频信号；所述毫米波信号收发器接收所述毫米波射频信号，并通过所述毫米波降频器进行降频处理得到中频接收信号；所述中频接收信号通过所述毫米波信号分析仪的分析得到其振幅、频率和周期；所述延时控制器根据所述延时时间T控制所述毫米波信号发生器的工作时刻；在所述工作时刻，所述毫米波信号发生器生成与所述中频接收信号的振幅、频率和周期相同的中频发射信号给所述毫米波升频器进行升频处理，得到毫米波回波信号并通过所述毫米波收发器发出；所述被测雷达接收所述毫米波回波信号并进行处理，得到CAN信号并发送给所述目标测试分析单元进行解析，得到所述驾驶车辆模型与目标车辆模型之间的实测距离L和实测角度所述目标测试分析单元对所获取的模拟距离S(t)和实测距离L(t)以及实际旋转角度φ(t)和实测角度进行比较，从而得到所述被测雷达的精度。2.一种车载雷达在环实时仿真测试系统的测试方法，其特征是应用于由处于转台上的被测雷达、驾驶操作单元、显示器、实时控制器和上位机所组成的测试环境中；所述被测雷达和实时控制器处于暗室中；所述上位机包括：虚拟试验场和目标测试分析单元；所述虚拟试验场中包含：驾驶车辆模型和目标车辆模型，并通过所述显示器实时显示；所述驾驶车辆模型用于虚拟装载所述被测雷达；所述实时控制器包括：频谱测量单元、目标仿真单元、运动控制器和数据采集卡；所述测试方法是按如下步骤进行：步骤1、在所述虚拟试验场中，以道路的起始线和道路的中心线的交点为原点O，以道路2CN106970364A权利要求书2/3页的横向为X轴，道路的中心线为Y轴，建立二维坐标系XOY；则t时刻所述驾驶车辆模型在所述二维坐标系XOY中的