1. 前言

本文主要是TI的MMWCAS-DSP-EVM 和MMWCAS-RF-EVM 兩塊評估板的一些使用心得和毫米波雷達的學(xué)習(xí)總結(jié)。

2. 相關(guān)原理

毫米波(mmWave)是一類使用短波長電磁波的特殊雷達技術(shù)。通過捕捉反射的信號，雷達系統(tǒng)可以確定物體的距離、速度和角度。毫米波雷達可發(fā)射波長為毫米量級的信號，短波長讓所需的系統(tǒng)組件（如天線）的尺寸很小，同時也可以提高精度，工作頻率為76-81GHz（對應(yīng)波長約為4mm）的毫米波的微小移動分辨率大概為零點幾毫米。完整的毫米波雷達系統(tǒng)包括發(fā)送和接收射頻組件，以及時鐘等模擬器件，還有模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、微控制器(MCU)和數(shù)字信號處理器(DSP)等數(shù)字組件。而TI的器件則是一種發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）的器件。

主要可以實現(xiàn)距離、速度、角度的測量。下面介紹一些相關(guān)的原理，距離、角度、分辨率、最遠距離。chirp信號，F(xiàn)MCW

下面的相關(guān)原理主要參考了TI的FMCW相關(guān)培訓(xùn)視頻和PPT，講解的還是不錯的視頻。

2.1 范圍估計 rang estimation

涉及用雷達進行多目標(biāo)的距離估計、分辨率等相關(guān)的推導(dǎo)

一般情況下，采用的是線性調(diào)頻信號——chirp信號，其頻率隨時間線性變化。其表達式
S t ( t ) = A c o s { 2 π ( f 0 t + S t 2 / 2 ) + φ 0 } t ∈ [ 0 , T ] (2.1) S_t(t)=Acos\{2 \pi(f_0t+St^2/2)+\varphi_0\}\qquad t\in[0,T] \tag{2.1} St?(t)=Acos{2π(f0?t+St2/2)+φ0?}t∈[0,T](2.1)
A表示其幅度，S表示調(diào)頻斜率B/T，chirp信號的掃頻帶寬為B，時間周期（時間窗口window）為T。

下圖則是其頻率變化，$f_c$為起始頻率(下同)77GHz，持續(xù)時間，帶寬$B$，線性調(diào)頻脈沖的斜率$S$。

FMCW的雷達框圖如下：

注：混頻器得到的信號頻率為輸入信號的瞬時頻率之差，相位為兩個輸入信號的相位之差。

得到的信號：

由上圖中頻（IF）信號頻率為$S\tau$，而所測物體的距離d又和時間$\tau$ 有關(guān)系。這樣通過推導(dǎo)我們可以知道
$$f_{IF}=S\tau =S\frac{2d}{c}\text{\hspace{1em}(2.2)}$$
故而我們可以將物體的距離信息轉(zhuǎn)化為中頻信號的頻率信息，對其進行FFT可得到相應(yīng)的頻譜，一個物體則會產(chǎn)生一個單峰：

由上面可以看出，對于時間窗口越長的，所能分辨的頻率差越小，即距離分辨率越高。

由于在時間窗口上，兩個信號相差至少要有一個周期，才能分辨出為兩個頻率，即識別為兩個峰，兩個目標(biāo)。而時間窗口最大為信號持續(xù)時間$T_c$ ，則兩個不同目標(biāo)對應(yīng)的中頻信號的頻率差 應(yīng)滿足。
$$\Delta f>\frac{1}{T_c}\text{\hspace{1em}(2.3)}$$
結(jié)合公式（2.2）可得其分辨率應(yīng)滿足
$$\Delta d=\frac{c\Delta f_{IF}}{2S}>\frac{c}{2S{T}_c}=\frac{c}{2B}\text{\hspace{1em}(2.4)}$$
即最大距離分辨率為
$$d_{res}=\frac{c}{2B}\text{\hspace{1em}(2.5)}$$
故而4GHz的帶寬對應(yīng)的距離分辨率大約為3.75cm，但開篇所說的幾毫米的精度則是通過下一節(jié)關(guān)于中頻信號的相位我們可以了解到具體原理。

而由采樣定理的限制，所能測量的中頻信號的頻率應(yīng)小于采樣頻率$F_s$的一半，即最大測量的距離限制在
$$d=\frac{c{f}_{IF}}{2S}<\frac{c{F}_s}{4S}$$
而對于下面這兩種信號：

其各自有不同的優(yōu)勢，由于帶寬相同，故而分辨率相同。但由于調(diào)頻效率不同，對于采樣頻率一樣的，左邊的最遠測量距離要大一些，但是對于相同距離分辨率，右邊信號所需的持續(xù)時間更短。總體的圖：

2.2 速度估計

此前我們通過中頻信號的頻率實現(xiàn)了對于物體的范圍估計，但我們?nèi)绻Ｍ鸉MCW雷達具備響應(yīng)物體極小位移的能力(或者說速度)，我們就需要對中頻信號的相位進行研究。
$$\Delta ?=\frac{4\pi \Delta d}{\lambda }$$
若用$\Delta \tau$ 表示物體微小運動的時間，由于角度等于角速度乘以時間即$2\pi f_{c}t$，則其相位變化$\Delta ?$ 與其微小移動$\Delta d$ 的關(guān)系為
$$\Delta ?=2\pi f_c\Delta \tau =2\pi \frac{c}{\lambda }\Delta \tau =\frac{4\pi \Delta d}{\lambda }\text{\hspace{1em}(2.6)}$$

這樣中頻信號的頻率與相位均有相關(guān)意義(這個式子很重要，最好記憶一下)：

由于波長較短，故而可以看出相位對于微小運動比較敏感。這也就對應(yīng)了開篇提到的毫米波雷達對于物體移動的分辨率可以到幾毫米。 而這將可用于速度估計。用 $T_c$表示持續(xù)時間， $\omega$表示相位差$\Delta ?$ 根據(jù)式子（2.6）可得到：
$$v=\frac{\lambda \omega }{4\pi T_c}\text{\hspace{1em}(2.7)}$$
但是需要注意，這樣測量時對于測量的最大速度是存在限制的，由于依賴于相位差進行測量，只有當(dāng)相位差的差值介于正負$\pi$ 弧度之間時才可以，不然無法區(qū)分具體相位差，不知道是向哪邊轉(zhuǎn)了。如下圖：

故而由式（2.7）知，最大速度為：
$$v_{max}=\frac{\lambda }{4T_c}\text{\hspace{1em}(2.8)}$$
對于速度分辨率與距離分辨率類似，大致思想也是一個時間窗口內(nèi)，至少相差一個周期。只不過此時對應(yīng)的時間窗口時總的幀時間（一幀代表此前一次$T_c$），用N代表總幀時間間隔內(nèi)的脈沖數(shù)，則
$$\Delta \omega >\frac{2\pi }{N}\text{\hspace{1em}(2.9)}$$
又由式（2.7）得($T_f$ 表示總幀時間，即測速度的時間)：
$$\Delta v=\frac{\lambda \Delta \omega }{4\pi T_c}>\frac{\lambda }{2N{T}_c}=\frac{\lambda }{2T_f}\text{\hspace{1em}(2.10)}$$
同樣對于速度測量，也有相應(yīng)信號的討論：

上圖兩種信號對于最大速度和速度分辨率的表現(xiàn):

當(dāng)然在實際的實現(xiàn)中，速度的估計需要在原來距離估計的基礎(chǔ)上，對其接受信號做FFT后，再對其進行Dlopper FFT，總的過程稱為2D-FFT。

通過上述對于距離分辨率、最大速度、速度分辨率等的計算，我們可以反過來通過相應(yīng)需求涉及相應(yīng)的調(diào)頻連續(xù)波的一些參數(shù)

最后一個公式，在由于ADC采樣頻率對最大中頻信號頻率的限制，需要對調(diào)頻斜率和最大測量距離之間進行一個取舍。當(dāng)然雷達測量距離也和發(fā)射功率等相關(guān)

2.3 角度估計

對于角度的估計，參考了之前對于速度的估計方法，如下圖所示

故而由此前的公式（2.6）知，其接受天線的兩個信號相位差為（沒有來回故而是4不是2）：
$$\omega =\frac{2\pi \Delta d}{\lambda }\text{\hspace{1em}(2.11)}$$
上式中$\Delta d$ 表示兩個接受天線收到的信號所傳輸?shù)木嚯x差，其與兩個接受天線的距離$l$ 的關(guān)系為：

則結(jié)合公式（2.11）可以得到:
$$\omega =\frac{2\pi L?sin\theta }{\lambda }\text{\hspace{1em}(2.12)}$$
和在速度估計時的原理相同，相位差也需要在$\pm \pi$ 內(nèi)，故而同樣可以得到測量角度滿足為：
$$\theta <si{n}^{?1}(\frac{\lambda }{2L})\text{\hspace{1em}(2.13)}$$
同樣其角度分辨率可以得到：
$$\Delta \omega =\frac{2\pi l}{\lambda }(sin(\theta +\Delta \theta )?sin(\theta ))\approx \frac{2\pi l}{\lambda }cos(\theta )\Delta \theta \text{\hspace{1em}(2.14)}$$
而相位差滿足：
$$\Delta \omega >\frac{2\pi }{N}\text{\hspace{1em}(2.15)}$$
由（2.14）和（2.15）得到角度分辨率(右邊推導(dǎo)： $\theta$ 很小，且天線間距一般取為波長的一半)，單位為弧度：
$${\theta }_{res}=\frac{\lambda }{Nlcos(\theta )}?{\theta }_{res}=\frac{2}{N}\text{\hspace{1em}(2.16)}$$
在實際實現(xiàn)中采用的是和速度估計中類似的方法，稱為Angle-FFT。下圖是二者對比，由于TI采取符號不一致的原因，其$d$ 代表天線距離。

3. 雷達板卡簡介

在TI官網(wǎng)上所查到的信息是MMWCAS-RF-EVM是由毫米波雷達AWR1243或者AWR2243四器件級聯(lián)陣列的感應(yīng)解決方案，單個主器件在所有四個器件之間分配20GHz的本機振蕩器（LO）信號（用以產(chǎn)生線性調(diào)頻波），使得這四個器件作為單個射頻收發(fā)器運行，可支持最多12發(fā)TX和16收RX天線元件。關(guān)鍵詞：成像雷達、長距離TX波束形成和波束控制、提高角分辨率的MIMO。

3.1 RF-EVM

其與DSP板配合使用，DSP板為RF板通過Host Board Connector J4 J6對其提供5V電壓，板子本身以1V電壓供應(yīng)RF1和RF2，12Tx&16Rx,12發(fā)16收。

板子正反面接口圖如下

Front View Callouts:

1. AWRx #1 “Master” (U1_1) 該處為 master device
2. AWRx #2 “Slave 1” (U1_2)
3. AWRx #4 “Slave 3” (U1_4)
4. AWRx #3 “Slave 2” (U1_3)
5. 20 GHz LO Wilkinson Power Divider #1 (FMCW_CLKOUT) AWR #1 and AWR #2
6. 20 GHz LO Wilkinson Power Divider #2 (FMCW_SYNCOUT) AWR #3 and AWR #4
7. LMK00804B (U4) AWRx 40 MHz clock distribution buffer
8. Receive antenna array
9. Transmit antenna array
10. AWRx reset LED indicators （DS4、5、6、7對應(yīng)AWRx#1、2、3、4） NRESET值 :表示PMIC#1、#2輸出正常，以及主板NRESET信號
11. System 5.0 V and 3.3 V power status indicators 電源正常顯示燈5V和3.3V

Back View Callouts:

1. Host Board Connector #1 (J4) 5.0 V power, interfaces for AWRx #1, AWRx #2
2. Host Board Connector #2 (J5) 5.0 V power, interfacesAWRx #3, AWRx #4
3. TPS73733 5.0V to 3.3 V LDO (U5) provides system 3.3 V power
4. LP87524P PMIC #2 (U4) powersAWRx #2 and AWRx #3 PMIC#2
5. LP87524P PMIC #1 (U3) powersAWRx #1 and AWRx #4
6. Bench 5.0 V power connector (J6) 輔助電源，在DSP供電情況下不需要
7. LMK00804B (U8) AWRx digital synchronization distribution buffer

X、Y、Z軸

下圖是雷達天線的一些距離

發(fā)射天線的

3.2 DSP-EVM

DSP板子上有射頻板用來接受雷達數(shù)據(jù)信號，其給射頻板供電5V。DSP主要用于信號處理，為FMCW信號提供一些程序，比如一些FFT程序、基本檢測算法CFER-CA等，

下面是板子正反的接口圖

支持PCIe 2.0(通過 m.2 連接器)，SSD diver通過連接器提供3.3V的供電電壓。

與RF板連接圖

DSP板供電12V，電流不小于3A。典型電源：12V，5A，Advantech Power supply P/N: 96PSA-A60W12V1-1

電源接好，板子四周的LED燈會亮

下面為其功能原理框圖：

3.3 AWRxx區(qū)分

TI的AWRxx表示的是汽車毫米波雷達，而IWRxx表示的是工業(yè)毫米波雷達。而汽車毫米波雷達也正是本文研究的主要重點。單芯片雷達AWRxx主要有三款，AWRx2xx、AWRx4xx、AWRx6xx。

AWRx2xx、AWRx4xx、AWRx6xx從左到逐漸趨于復(fù)雜，在相應(yīng)的使用中也是不一樣的，AWRx6xx自帶DSP。在mmWaveStudio的使用中，AWRx2xx只需要選擇BSS（Radar Subsystem）,AWRx4xx就還需要MSS（Master Subsystem），而AWRx6xx還有DSS（DSP Subsystem）

至于AWRx2xx、AWRx4xx、AWRx6xx的第一個x代表版本，第二三個x代表收發(fā)。如本文主要用的是AWR2243四級聯(lián)芯片，它便是四收三發(fā)單芯片雷達，由于沒有DSP相關(guān)模塊，故而RF評估板還需要配合DSP評估板進行使用。

3.4 mmWave SDK簡介

SDK(software development kits)，通過簡單介紹，了解TI相關(guān)SDK組件的一些使用方法，方便學(xué)習(xí)。

主要面向TI單芯片毫米波雷達器件的軟件系統(tǒng)和測試。主要涉及AWR1443、AWR1642、IWR1443和IWR1642等毫米波傳感器產(chǎn)品。第一個平臺是xWR14xx，括AWR1443、IWR1443，4收3發(fā)， 有微控制器和硬件加速器，用于信號處理；第二個平臺是AWR1642、IWR1642，4收2發(fā)。兩個平臺均需要外部串行閃存，存儲應(yīng)用代碼。

安裝好SDK后，其文件一般包含packages、docs、firmware和tools四個部分，packages包含構(gòu)建毫米波SDK的腳本文件，ti文件包含所有源文件，divers包含驅(qū)動程序的源文件，

mmWaveLib在DSP子系統(tǒng)上運行，

處理流程

4. 相關(guān)軟件介紹

以mmWave Studio為例，主要介紹其用于級聯(lián)板子的一些需要注意的事項。

4.1 mmWave Studio簡介

由于我們用的是級聯(lián)的板子，所以此處主要寫的也是mmWave Studio對于級聯(lián)的板子的相關(guān)用法。單芯片的ADC數(shù)據(jù)采集主要是DCA100 EVM和TSW1400 EVM，級聯(lián)系統(tǒng)則是TDA2XX。mmWaveStudio通過SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口）向設(shè)備發(fā)送命令。數(shù)據(jù)處理在matlab中，結(jié)果展示在GUI中。

主要需要參考mmwave_studio_cascade_user_guide.pdf，但一些和單芯片片雷達共性的地方也需要參考mmwave_studio_user_guide.pdf。這兩個文件均可在安裝文件路徑“ C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\docs”中找到，TI官網(wǎng)也有。

4.1.1 硬件準(zhǔn)備

簡單來說就一個電源適配器，外加可能需要的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)接口

• 級聯(lián)的RF板子 RF Cascade EVM。 對應(yīng)于上面的MMWCAS-RF-EVM
• 數(shù)據(jù)處理的TDA2 級聯(lián)雷達主板 TDA2 Cascade Radar Host Board。 對應(yīng)于上面的MMWCAS-DSP-EVM
• SSD。 原板子已安裝好，512G大小
• 閃存卡 大于2GB。 Micro-SD card
• 讀卡器 。用以安裝SD 卡，已裝好
• 電源供應(yīng) 12V 5A。 可以用個適配器解決，user_guide推薦的是 P/N: 96PSA-A60W12V1-1
• 以太網(wǎng)線
• mini-USB線 連接PC和TDA主板，已提供
• win7 or win10系統(tǒng)

4.1.2 軟件準(zhǔn)備

• 安裝mmWave Studio 3.0.0.14，參考 mmWave_studio_user_guide.pdf 官網(wǎng)有安裝包 。需要注意的一點就是安裝的路徑不能有中文，一般默認C盤。
• 一般在安裝mmWave studio時會自動安裝好 FTDI Divers(FTDI USB Diver)，但若安裝失敗需要自己安裝
• TDA2XX Firmware 路徑（后面會用到）：mmWaveStudio\PlatformBinaries\TDA2Firmware
• Meta image(multicore image) from DFP mmwave_dfp_02_02_03_01_win32.exe 多核圖像，DFP是設(shè)備固件包，包括二進制文件和一些驅(qū)動文件。Multicore image to be downloaded over SFLASH/SPI 下載到SFLASH/SPI 相應(yīng)路徑
• 串口配置工具 （如Tera Term, Putty 等）Tera Term-4.106.exe
• WinSCP(可選) mmWaveStudio中內(nèi)嵌了，就是用來導(dǎo)出需要的數(shù)據(jù)文件的。下載了可以用來刪除SSD中不需要的數(shù)據(jù)。
• Balena etcher (for flashing the TDA firmware) balenaEtcher-Portable-1.5.39-x64.exe
• 安裝好32位的Matlab主要嵌入進行采集的數(shù)據(jù)處理
• 若使用win10系統(tǒng)還需安裝 Visual C++2013 https://support.microsoft.com/en-us/help/3179560

4.2 安裝TDA 數(shù)據(jù)捕獲卡

4.2.1 簡單的一些安裝設(shè)置

• RF EVM和TDAXX主板連接好
• 連好PC與TDAXX主板的以太網(wǎng)線、mini-USB線。mini-USB線接好可以看到其UART terminal
• 設(shè)置好相關(guān)IP地址，確保主板和PC在一個網(wǎng)絡(luò)里面， 主板默認靜態(tài)IP是 192.168.33.180 ，故而可以設(shè)置PC是 IP：192.168.33.30 ，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0。
• 上電

4.2.2 TDA固件的刷入

Flashing the TDA Firmware 不一定需要，原廠可能已經(jīng)設(shè)置好了，我的板子就是這樣，所以我沒有做這一步。

• 確保SD閃卡插入讀卡器，并已與PC連接好
• 運行此前安裝的Balena etcher
• 選擇TDA 硬件 image(TDA Firmware image)
• 選擇SD卡對應(yīng)的驅(qū)動器,之后刷新。等候即可

4.3 啟動 EVM板子

• 確保閃卡插入后，供應(yīng)12V電壓

• 通過mini-USB線將板子與PC相連接，然后運行串口配置工具Tera Term，確保兩個series ports 能檢測到。若沒有，安裝最新的FTDI驅(qū)動器，并重新連接。

  

• 用串口設(shè)置工具打開設(shè)備管理器顯示的第一個串口（一般是倒數(shù)第二個），Setup->Serial Port設(shè)置參數(shù)(工具使用的是Tera Term的話，是這樣操作的)

• 看TeraTerm中運行日志確保可見，若不可見，按一下DSP板子上的S2開關(guān)進行重啟。
• 提示后，輸入 ‘root’作為用戶名。
• 通過”ifconfig“命令獲取IP 地址，默認地址是：192.168.33.180

4.4 格式化SSD

安裝SSD的第一次啟動需要格式化SSD，后面可以跳過此步，不需要再進行格式化。

• 用”Is /dev/nvme*“命令list所有的devices。保證名為”nvme0n1“的設(shè)備在，這表示SSD已展示且被主板檢測到，沒有就需要重新安裝固定SSD并重啟TDA2主板
• 用”fdisk /dev/nvme0n1“命令開始格式化程序。輸入m for help。在依次輸入n、p、1、p、w。
• 通過命令”umount /dev/nvme0n1p1“來安全卸載已掛載的文件系統(tǒng)。
• 通過命令”mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1“來創(chuàng)建文件系統(tǒng)，輸入”y“
• 通過S1開關(guān)重啟主板
• 在控制臺出現(xiàn)時，重新以”root“身份登陸
• 輸入命令”Is /dev/nvme“確認是否格式化成功，成功會顯示”/dev/nvme0n1p1“
• 

4.5 參數(shù)配置（mmWaveStduio）

• 啟動mmWaveStudio之后，選擇級聯(lián)”Cascade“。下圖未正常啟動截圖，若未正常啟動RadarAPI界面，檢查一下C盤用戶下的目錄名稱是否為英文。

• 在點擊SetUp TDA ，在輸入此前的IP地址，使得板子和PC在一個局域網(wǎng)內(nèi)。若Disconnect出現(xiàn)一排藍字則說明連接成功

  

• 之后的參數(shù)設(shè)置和捕獲數(shù)據(jù)等可以通過LUA腳本或者GUI進行設(shè)置。

4.5.1 運行LUA Script

在mmWaveStudio的安裝目錄下‘mmWaveStudio\Scripts\Cascade’ 有一些關(guān)于級聯(lián)的簡單LUA腳本，主要是為了方便使用，之前只能使用GUI界面進行參數(shù)選擇配置時，特別麻煩，后來官方對比較經(jīng)典的幾個場景（MIMO和Beamforming）用LUA腳本進行程序化，可以直接運行腳本完成相關(guān)設(shè)置。

運行前更新Meta image path 和TDA2XX的主機地址，確保正常，一般是沒問題的。

在其user_guide列出了幾種使用LUA腳本的情況，

• case1:Test Source

依次Browse下列腳本

LUA腳本： Cascade_Configuration_TestSource.lua for configuration of devices，Cascade_Capture.lua for capturing data

test類似于仿真?？梢愿腖UA腳本的參數(shù)來修改物理的位置和速度，各個參數(shù)的信息可再Lua Shell中通過“help ar1.SetTestSource_mult” 命令查詢

此后再通過SensorConfig中的“ Transfer Files ”來導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)?；镜臄?shù)據(jù)處理可以通過“Post Proc” 。具體過程參見4.7

• case2: MIMO 設(shè)置

Cascade_Configuration_MIMO.lua ；Cascade_Capture.lua

• case3 :TX Beam Forming Configuration

Cacade_Configuration_Basic.lua ;Cascade_Configuration_TXBF_simple.lua ;Cascade_Capture.lua

• case4:Monitoring and Calibration

Cascade_Configuration_MIMO.lua ;Cascade_Monitoring_Example.lua

LUA腳本設(shè)置比較簡單，但是我們也可以看一下它是如何設(shè)置的，可以按需要在LUA腳本設(shè)置結(jié)束后在GUI界面按需要修改一些參數(shù)。Cascade_Capture.lua 都是相同的都是進行數(shù)據(jù)采集，也就是開始發(fā)射雷達，Cascade_Capture.lua 運行之前都是沒有進行chirp幀的發(fā)送的，這點需要注意一下。

4.5.2 使用GUI界面

另一種方式就是使用GUI界面了，對其進行運行。其實LUA腳本就是對GUI界面設(shè)置進行了程序化，方便日常使用。注意查看Output的日志輸出文件。主芯片提供參考時鐘設(shè)置。

• connection “Mode 4 (Functional-SPI)” TDA2XX-AWRx243 Cascade
• 點擊SPI Connect
• BSS FW 處選擇Meta Image，并Load
• 點擊RF Power-Up
• Static configuration 選擇Master并點擊設(shè)置按鈕
• 對其余幾個從屬設(shè)備分別進行SOP模式設(shè)置、SPI連接、RF Power。就顯得很麻煩

設(shè)置結(jié)束之后就是數(shù)據(jù)采集，就是下面紅框中的順序進行，具體可以參考安裝路徑文件“C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\docs\mmwave_studio_cascade_user_guide.pdf”

note:mmWave Studio的安裝路徑中有很多有用的一些文件，可以自己多探索，加深理解使用

4.6 文件傳輸和后期數(shù)據(jù)處理

4.6.1 傳輸數(shù)據(jù)

如果是使用GUI界面設(shè)置可以利用winSCP將采集的數(shù)據(jù)文件傳送至PC，也可以點擊下面的Transfer Files，但是需要注意設(shè)置路徑，防止找不到。

使用LUA腳本就不太一樣。因為運行Cascade_Capture.lua 腳本的話，會直接將采集的數(shù)據(jù)文件輸出至LUA腳本里面所寫的SSD默認文件，并由于mmWave Studio內(nèi)置有winSCP所以同時時會直接將SSD中生成的數(shù)據(jù)采集文件導(dǎo)出至PostProc文件中的文件夾，所以在運行Cascade_Capture.lua程序進行數(shù)據(jù)采集之前，可以先更改Cascade_Capture.lua中的相關(guān)路徑來將數(shù)據(jù)存儲至不同的地方。

Browse導(dǎo)入LUA腳本，選擇右邊的Edit in Debugger

修改存儲目錄，其默認設(shè)置是Cascade_Capture_22xx，我修改成了“test”，可以按需要修改，運行LUA腳本后文件也在PostProc文件夾下面。

數(shù)據(jù)采集完畢LUA腳本中的設(shè)置會自動將文件傳送至PC，這也是為什么user_guide會寫winSCP是optional的，但是為了防止SSD被裝滿，我們也需要安裝winSCP來刪除已經(jīng)傳送好的數(shù)據(jù)。

而對于采集到的數(shù)據(jù)raw data一般會有幾種文件：

• Directory_name.mmwave.json: 包含毫米波的一些設(shè)置，如各個歷史部分（DFP、SDK、Link）各版本號、系統(tǒng)設(shè)置（載頻范圍、帶寬、發(fā)射功率、溫度、距離、距離速度分辨率等）、每個chirp變化的參數(shù)等等。
• Directory_name.setup.json: 用于數(shù)據(jù)采集的一些多核圖像和文件路徑等
• Directory_name_LogFile.txt: 用于內(nèi)置的Matlab用于后期的處理
• 下面的data則是不同device的，主從設(shè)備

4.6.2 使用WinSCP

如果數(shù)據(jù)通過GUI界面導(dǎo)出，此步就不需要了；不過為了防止數(shù)據(jù)太多填滿SSD，可以通過WinSCP來清空刪除采集的數(shù)據(jù)文件。

安裝好后打開

在登陸前點擊高級選項，并取消下圖中所示勾選的項目

選擇路徑“/< root >” 文件夾

“/mnt/ssd”文件夾 ，選擇需要的數(shù)據(jù)文件傳到左邊PC機的合適路徑

刪除數(shù)據(jù)：

1. “/< root>” “/opt/vision_sdk” 刪除Trace_TDA_[< Date>_< time>].txt 相關(guān)文件
2. “/< root>” /mnt/ssd 里面數(shù)據(jù)不要的可以全刪除

4.6.3 ADC數(shù)據(jù)的后期處理

系統(tǒng)默認內(nèi)置的處理：

點SensorConfig中的“Post Proc” 可以看到獲得的采集數(shù)據(jù)，可以分別選擇不同device的data，不過它假定所有device的設(shè)置是相同的。

這是case1 的test的運行結(jié)果

下面這是MIMO的運行結(jié)果，我在實際使用中在評估板上方放了個在晃動的角反：

獨立的數(shù)據(jù)處理：

針對采集的數(shù)據(jù)文件已經(jīng)有了，只需要處理進行可視化。打開mmWaveStudio，進入Sensor config 里面，路徑為空，直接點數(shù)據(jù)處理“PostProc”,就進入了一個空的處理窗口。

點擊其上方的 “Load .log” ，選擇相應(yīng)的capture_Logfile.txt文件就行，然后再點擊“Load .bin” ，選擇相應(yīng)的bin文件（圖像文件）

matlab進行后期數(shù)據(jù)處理：

前面是安裝的SDK嵌入matlab后進行的簡單數(shù)據(jù)處理，如果需要自行設(shè)置，可能就需要自己寫一些數(shù)據(jù)處理源碼了，這里官方提供了部分example，在安裝路徑“ C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\mmWaveStudio\MatlabExamples”，下面介紹利用官方的源碼在matlab進行數(shù)據(jù)處理（以MIMO為例）。

通過LUA腳本得到采集數(shù)據(jù)后，記錄下采集的數(shù)據(jù)的目錄

將“C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\mmWaveStudio\MatlabExamples\4chip_cascade_MIMO_example\main\cascade\input\testList.txt”中顯示的第一行路徑替換為所采集到的數(shù)據(jù)路徑，如“C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\mmWaveStudio\PostProc\Cascade_Capture_22xx\”。下圖為其默認的路徑顯示：

第二行表示校準(zhǔn)得到的校準(zhǔn)向量的路徑，也要加上安裝文件的前置的文件目錄，否則將不能運行程序，如

“C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\mmWaveStudio\MatlabExamples\4chip_cascade_MIMO_example\main\cascade\input\calibrateResults_dummy.mat”。

第三行更具需要調(diào)整算法模型，默認的應(yīng)是

“C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\mmWaveStudio\MatlabExamples\4chip_cascade_MIMO_example\main\cascade\paramGen\module_param.m”

設(shè)置好后運行“C:\ti\mmwave_studio_03_00_00_14\mmWaveStudio\MatlabExamples\4chip_cascade_MIMO_example\main\cascade\cascade_MIMO_signalProcessing.m”即可得到圖片

4.7 級聯(lián)板的一些用例 設(shè)置和后期處理相關(guān)

cascade Radar 可以在TX beamforming產(chǎn)生$20Log10(N_{TX})$ SNR增益，角度分辨率可達1.4度，最遠探測距離約為350m。

該四芯片級聯(lián)板卡也可采用雙芯片級聯(lián)的形式，即左半邊的master加上slave 4，

4.7.1 校準(zhǔn)

TI的工具包提供的是一次性校準(zhǔn)。

角反放置5m以上，角反的RCS 大概在1-2平方米，角反在方位角和俯仰角上與板子陣列中心對齊。最后生成一個標(biāo)定矩陣用于后面處理。

頻率標(biāo)定，相位和幅度標(biāo)定。

使用TDM MIMO的參數(shù)設(shè)置。

• Cascade_Phase_Shifter_Calibration_AWRx.lua 用于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)收集

• cascade_TX_Phase_Calibration.m

• TXBF_LUT_Generate.m

• Cascade_Configuration_TXBF_Simple.lua or Cascade_Configuration_TXBF_AngleSweep.lua

• cascade_TXBF_Verification.m

4.7.2 TDM MIMO

1. 環(huán)境安裝 電腦里面 “CASCADE_SIGNAL_PROCESSING_CHAIN_MIMO” “<Installation_path>\mmWaveStudio\MatlabExamples\4chip_cascade_MIMO_example” ，安裝好之后重啟matlab；打開matlab并設(shè)置當(dāng)前路徑為“<Installation_path>\mmWaveStudio\MatlabExamples\4chip_cascade_MIMO_example” 。運行“add_paths.m” 來加入當(dāng)前路徑（當(dāng)然熟悉matlab的話直接添加到當(dāng)前路徑就行）。
2. 校準(zhǔn)。對RF評估板進行一次即可。通過LUA腳本進行數(shù)據(jù)采集，角反放置大約5m范圍。進入matlab里面的 \main\cascade 文件夾，更新“cascade_MIMO_antennaCalib.m” 中的“dataFolder_calib_data” 。運行“cascade_MIMO_antennaCalib.m”
3. Post-procrssing 通過LUA腳本得到采集的數(shù)據(jù)，更新第一行數(shù)據(jù)采集的路徑，更新第二行校準(zhǔn)得到的校準(zhǔn)向量的路徑，更新第三行的算法參數(shù)，運行“cascade_MIMO_signalProcessing.m”

4.7.3 TX Beamforming

先生成一個校準(zhǔn)的矩陣Inter-channel Mismatch Calibration matrix（只需要做一次就行）；生成Tx phase shifter calibration matrix ；用Tx phase shifter calibration matrix 進行數(shù)據(jù)采集；Post-processing用于實際的場景數(shù)據(jù)。具體的都比較類似，可以參考user_guide。

5. 總結(jié)

總體來說比較簡單上手。對于需要用到的安裝軟件我上傳了一下，一些在學(xué)習(xí)過程中下載的一些文件資料我也打包了一下。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-794230.html

到了這里，關(guān)于TI毫米波級聯(lián)雷達評估板 MMWCAS-DSP-EVM 和MMWCAS-RF-EVM的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！