本發(fā)明涉及智能駕駛汽車?yán)走_(dá)傳感器試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種車載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(Advanced Driver Assistant System，簡(jiǎn)稱ADAS)可以大幅度降低交通事故、大幅度減少人員傷亡和減少經(jīng)濟(jì)損失，近年來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速。當(dāng)前主流的高級(jí)輔助駕駛技術(shù)包括BSD(Blind Spot Detection，盲點(diǎn)檢測(cè))、LCA(Lane Change Assist，并線輔助)和FCW(Front Collision Warning，前車防撞預(yù)警)。作為這些技術(shù)關(guān)鍵部件之一的車載雷達(dá)傳感器，在研制階段往往需要對(duì)其進(jìn)行多次外場(chǎng)道路試驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法的性能考核驗(yàn)證。然而，外場(chǎng)試驗(yàn)不僅花費(fèi)大，而且還受天氣條件限制，試驗(yàn)數(shù)據(jù)非常寶貴。如何能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)重復(fù)利用外場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法性能進(jìn)行非實(shí)時(shí)驗(yàn)證，這就需要采用一種具備多路數(shù)據(jù)同步采集、實(shí)時(shí)顯示、同步回放、算法集成等功能的驗(yàn)證系統(tǒng)。

目前已有的車載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證方法主要通過(guò)實(shí)時(shí)采集雷達(dá)傳感器輸出的波形并直接顯示波形，或?qū)崟r(shí)接收并顯示雷達(dá)傳感器通過(guò)CAN總線傳遞的最終目標(biāo)信息，同時(shí)結(jié)合車身數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行驗(yàn)證。然而，現(xiàn)有的方法無(wú)法顯示算法運(yùn)行時(shí)的中間過(guò)程數(shù)據(jù)，如FFT(快速傅里葉變換)數(shù)據(jù)、DOA(Data Oriented Architecture，面向數(shù)據(jù)的體系結(jié)構(gòu))角數(shù)據(jù)和I/Q(In-phase/Quadrature，同相正交)角正交信息，不方便問(wèn)題的查找。同時(shí)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，現(xiàn)有方法中采用定時(shí)器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的方式效率不高，降低了各路數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度，在數(shù)據(jù)回放時(shí)無(wú)法精確對(duì)應(yīng)到單一數(shù)據(jù)幀。此外，現(xiàn)有方法只能對(duì)雷達(dá)自身集成的算法進(jìn)行驗(yàn)證，因而無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)非實(shí)時(shí)地重復(fù)驗(yàn)證雷達(dá)算法性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種車載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證系統(tǒng)，該驗(yàn)證系統(tǒng)可以在非實(shí)時(shí)環(huán)境下重復(fù)利用外場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)驗(yàn)證雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法的性能，從而大大減少外場(chǎng)試驗(yàn)次數(shù)，節(jié)省資金、時(shí)間和人力資源。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種車載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證系統(tǒng)，包括用于采集原始中頻回波數(shù)據(jù)并根據(jù)所述原始中頻回波數(shù)據(jù)解析獲得目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)的雷達(dá)傳感器、用于采集車身內(nèi)外視頻數(shù)據(jù)的攝像裝置、以及用于采集車身數(shù)據(jù)的車身信息采集裝置，還包括主控計(jì)算機(jī)和顯示設(shè)備，所述主控計(jì)算機(jī)包括幀同步器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)回放模塊、數(shù)據(jù)處理算法模塊以及數(shù)據(jù)顯示模塊，其中，

所述幀同步器設(shè)置為采集所述原始中頻回波數(shù)據(jù)、目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和車身數(shù)據(jù)，并將采集到的各路數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

所述數(shù)據(jù)回放模塊設(shè)置為對(duì)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的各路數(shù)據(jù)進(jìn)行同步讀取，并將讀取到的各路數(shù)據(jù)分別傳送至所述數(shù)據(jù)處理算法模塊和所述數(shù)據(jù)顯示模塊；

所述數(shù)據(jù)處理算法模塊中集成有雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法，其設(shè)置為在接收到同步的各路數(shù)據(jù)后對(duì)所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行非實(shí)時(shí)驗(yàn)證，同時(shí)將非實(shí)時(shí)驗(yàn)證結(jié)果及對(duì)應(yīng)的算法中間過(guò)程數(shù)據(jù)輸出至所述數(shù)據(jù)顯示模塊；

所述數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)置為將所述數(shù)據(jù)回放模塊所讀取到的各路數(shù)據(jù)、以及所述數(shù)據(jù)處理算法模塊輸出的驗(yàn)證結(jié)果和算法中間過(guò)程數(shù)據(jù)傳送至所述顯示設(shè)備予以顯示。

優(yōu)選地，所述同步存儲(chǔ)包括：以同一時(shí)間戳為時(shí)間基準(zhǔn)，對(duì)每路數(shù)據(jù)按各自的固有幀周期進(jìn)行順序編號(hào)，并在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)將各路數(shù)據(jù)的幀編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)下來(lái)。

優(yōu)選地，所述同步讀取包括：根據(jù)所述幀編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的各路數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)幀。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理算法模塊還設(shè)置為直接采集所述雷達(dá)傳感器獲得的實(shí)時(shí)原始中頻回波數(shù)據(jù)對(duì)所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證，同時(shí)將實(shí)時(shí)驗(yàn)證結(jié)果以及對(duì)應(yīng)的算法中間過(guò)程數(shù)據(jù)輸出至所述數(shù)據(jù)顯示模塊。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理算法模塊通過(guò)LAN總線接收所述雷達(dá)傳感器獲得的原始中頻回波數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述幀同步器通過(guò)LAN總線接收所述雷達(dá)傳感器獲得的原始中頻回波數(shù)據(jù)，通過(guò)CAN總線接收所述雷達(dá)傳感器解析獲得的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)和所述車身信息采集裝置獲得的車身數(shù)據(jù)，通過(guò)USB總線接收所述攝像裝置獲得的視頻數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)顯示設(shè)備為計(jì)算機(jī)顯示器。

綜上所述，本發(fā)明采集的各路數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)時(shí)，利用幀同步器以同一時(shí)間戳為時(shí)間基準(zhǔn)，對(duì)每路數(shù)據(jù)按各自的固有幀周期進(jìn)行順序編號(hào)，并在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)將各路數(shù)據(jù)的幀編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)下來(lái)，則各路數(shù)據(jù)中幀編號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀在時(shí)間上必然是完全同步的，因而在數(shù)據(jù)回放時(shí)，數(shù)據(jù)回放模塊所讀取的同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的各路數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)幀將精確同步，將精確同步的各路數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)處理算法模塊，即可對(duì)該模塊中集成的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，從而大大減少了外場(chǎng)試驗(yàn)次數(shù)，節(jié)省了資金、時(shí)間和人力資源。此外，本發(fā)明還可以顯示算法中間過(guò)程數(shù)據(jù)，便于工作人員查找問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的車載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明的車載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法驗(yàn)證系統(tǒng)包括安裝在汽車上的雷達(dá)傳感器1、攝像裝置2和車身信息采集裝置3，還包括設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室中的主控計(jì)算機(jī)4和顯示設(shè)備5，下面分別對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)介紹：

雷達(dá)傳感器1用于根據(jù)采集到的原始中頻回波數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，其與主控計(jì)算機(jī)4有兩種總線通信形式，第一種通信形式為：通過(guò)LAN(Local Area Network，LAN局域網(wǎng))總線與主控計(jì)算機(jī)4連接，用以傳輸采集到的原始中頻回波數(shù)據(jù)；第二種通信形式為：通過(guò)CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線與主控計(jì)算機(jī)4連接，用以傳輸雷達(dá)自身解析獲得的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)，這些目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)包含：目標(biāo)的航跡編碼、目標(biāo)的橫向與縱向距離信息、目標(biāo)的橫向以及縱向速度信息。

攝像裝置2采用高清攝像頭，其通過(guò)USB總線與主控計(jì)算機(jī)4連接，用以傳輸采集到的車身內(nèi)外視頻數(shù)據(jù)。攝像頭的分辨率可以通過(guò)主控計(jì)算機(jī)4進(jìn)行設(shè)置。

車身信息采集裝置3通過(guò)CAN總線與主控計(jì)算機(jī)4連接，用以傳輸采集到的車身數(shù)據(jù)，包括汽車的速度、輪速和加速度等數(shù)據(jù)。

顯示設(shè)備5為計(jì)算機(jī)顯示器，用于顯示接收到的各種信息。

主控計(jì)算機(jī)4為本發(fā)明的核心設(shè)備，其包括幀同步器41、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊42、數(shù)據(jù)回放模塊43、數(shù)據(jù)處理算法模塊44以及數(shù)據(jù)顯示模塊45，其中：

幀同步器41通過(guò)LAN總線采集雷達(dá)傳感器1獲得的原始中頻回波數(shù)據(jù)，通過(guò)CAN總線接收雷達(dá)傳感器1解析獲得的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)以及車身信息采集裝置3獲得的車身數(shù)據(jù)，并通過(guò)USB總線接收攝像裝置2獲得的視頻數(shù)據(jù)。幀同步器41采集到上述四路數(shù)據(jù)后，以同一時(shí)間戳為時(shí)間基準(zhǔn)，對(duì)每路數(shù)據(jù)按各自的固有幀周期進(jìn)行順序編號(hào)，并在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)將各路數(shù)據(jù)的幀編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)下來(lái)，則各路數(shù)據(jù)中幀編號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀在時(shí)間上必然是完全同步的，因而各路數(shù)據(jù)可以精確同步到單一數(shù)據(jù)幀。

數(shù)據(jù)回放模塊43根據(jù)前述幀編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊42中同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的各路數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)前述分析可知，各路數(shù)據(jù)可以精確同步到單一數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)回放模塊43讀取到的數(shù)據(jù)一方面直接傳送至數(shù)據(jù)顯示模塊45以供工作人員觀看，另一方面?zhèn)魉椭翑?shù)據(jù)處理算法模塊44。

數(shù)據(jù)處理算法模塊44中集成有雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法，雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法主要包括目標(biāo)檢測(cè)算法與目標(biāo)跟蹤算法。其中，目標(biāo)檢測(cè)算法用于在原始中頻回波數(shù)據(jù)中提取出雷達(dá)發(fā)射波與接收波的差頻信息，再結(jié)合發(fā)射波形的時(shí)寬、射頻帶寬信息完成目標(biāo)的檢測(cè)，輸出一系列的目標(biāo)點(diǎn)信息，包含目標(biāo)的速度、角度與距離信息；目標(biāo)跟蹤算法用于在目標(biāo)檢測(cè)算法輸出若干點(diǎn)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的濾波算法，結(jié)合車身數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)，去除假目標(biāo)與閃爍目標(biāo)，建立值得關(guān)注目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)航跡(即得到一組目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù))，并將其輸出至數(shù)據(jù)顯示模塊45，再由數(shù)據(jù)顯示模塊45傳送至顯示設(shè)備5予以顯示。此外，數(shù)據(jù)處理算法模塊44還用于將其得到的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)與雷達(dá)傳感器本身解析獲得的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以相互驗(yàn)證各自算法的穩(wěn)定性和可靠性。

需要說(shuō)明的是，雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法由外圍提供，其并非本發(fā)明保護(hù)的內(nèi)容。本發(fā)明旨在驗(yàn)證外圍提供的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法的運(yùn)行效果，以供工作人員了解后對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，只要輸入到算法中的各路數(shù)據(jù)精確同步，即可自動(dòng)輸出驗(yàn)證結(jié)果和中間過(guò)程數(shù)據(jù)，而正如前面所分析的，本發(fā)明經(jīng)幀同步器41、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊42和數(shù)據(jù)回放模塊43傳送至數(shù)據(jù)處理算法模塊44的各路數(shù)據(jù)已經(jīng)精確同步到單一數(shù)據(jù)幀，因此當(dāng)這些數(shù)據(jù)輸入到雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法中運(yùn)行后，即可在非實(shí)時(shí)環(huán)境下完成驗(yàn)證。

在圖1所示的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理算法模塊44還可以通過(guò)LAN總線實(shí)時(shí)采集雷達(dá)傳感器1獲得的原始中頻回波數(shù)據(jù)，這樣本發(fā)明還可以對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證，驗(yàn)證后的結(jié)果以及對(duì)應(yīng)的算法中間過(guò)程數(shù)據(jù)同樣輸出至數(shù)據(jù)顯示模塊45。

以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。