毫米波雷達憑借其出色的測距測速能力和全天候優勢，在汽車組合輔助駕駛系統的傳感器中占有重要一席。隨著產品從2D、3D向4D升級，毫米波雷達的探測能力和應用場景不斷增強，4D毫米波雷達有望成為未來車載雷達的標準配置，在速度、距離、水平角度和垂直高度四個維度提供更多數據和可靠的感知。

01應用與挑戰

在雷達應用的開發中，數據驅動也成為大勢所趨。針對不同的OEM項目需求和毫米波雷達芯片的應用特點，Vector提供的VX1000高速測量標定產品能夠提供完整的數據采集方案，無論是單雷達系統還是多雷達系統都能靈活自由地適配。尤其是多雷達系統的采集，VX1000產品連續無斷點的數據采集和模塊化的組合設計，幫助客戶有效應對當下激烈的市場競爭環境的高帶寬和成本優化雙重挑戰。

02多毫米波雷達實車數據采集的共性需求

在實車的多毫米波雷達測試中，傳感器的布局可能存在多種情況：

1）布局1：與原車雷達一致的布置，測試整個系統的融合感知效果；

2）布局2：冗余配置，一個車載平臺多個安裝位置布置同等或者多種傳感器型號，覆蓋多個車型的測試點位或者同一廠商多種型號雷達的數據采集；

3）布局3：對標配置，同樣的安裝位置布置不同廠商的傳感器。

圖1：實車安裝位置示意圖

如圖1所示，單輛測試車安裝多個角雷達進行實車測試可有效的提高試驗效率，但也需要考慮多雷達是否存在有效干擾的問題，針對雷達不同的波形配置、天線布陣、性能指標、安裝位置等特點做合理化設計。

在實際項目中，一個較大的系統會布置多達10個毫米波雷達，從功能和性能角度對采集系統的工具提出如下的要求：

功能：

1、點跡、航跡、點云和目標數據實時可視化，并可以選擇關心的目標，在線查看其運動屬性；

2、監控采集系統的硬性指標，包括軟件、硬件系統狀態、各鏈路的鏈接和流量狀態；

3、在采集的過程中，可使用多種方式進行標簽，包括語音或事件；

4、同步采集、存儲所有鏈路的數據；

5、采集完成后，回放分析，包括按幀、調速等；

6、采集系統應包括必要的二次開發接口；

7、可通過編程對采集后的數據進行后處理；

8、針對不同的項目采集，可以自行完成適配；

9、采集設備具有可擴展性和復用性。

性能：

1、雷達各數據源時間同步精度在1ms級別以內；

2、相機數據源時間同步精度在10μs級別以內；

3、所有鏈路的丟幀率低于1‰；

4、單路ADC數據流量不低于80MB/s(其中4D點云雷達最高帶寬可達320MB/s)；

5、多通道（至少22+）CAN/CANFD數據采集；

6、參考相機分辨率不低于1080P；

7、數據速率總流量1-3GB/s；

8、提供穩定且持續的采集性能，至少12小時（即一天）數據不間斷；

9、適應高低溫路試所需的典型特性下運行工作。

03Vector的綜合解決方案

Vector提供的采集方案具有高可擴展性和高可復用性，輕松應對以上需求。

1）單一硬件方案覆蓋多個級別的數據采集

毫米波雷達按照數據帶寬由高到低為：原始數據（RAW Data）、在傳感器中處理過的數據（Processed Data）以及探測到的目標列表（Object List），它們會從不同的傳輸接口輸出。無論是哪個級別的數據，CANape都可以通過VX1161采集板卡記錄，不同接口的連接方式如圖2所示，CANape通過用不同類型的記錄模塊測量這些數據。這些數據類型可以通過不同的板卡組合實現在同一平臺采集。

圖2：多種毫米波雷達數據采集方式

2）單一POD覆蓋多種芯片的數據采集

原始數據采集的數據量最大，可能在14ms內完成發波后產生大量數據（峰值73MB/s，均值20MB/s），一般是通過高頻LVDS接口實現信號傳輸。Vector提供多種型號的POD適配不同的LVDS接口，POD將數據進行串行化，再傳輸給VX1161.5x系列板卡，更多技術細節：

雷達基本工作原理見https://mp.weixin.qq.com/s/iY1mKkWFPrCl4IgZJyUcLQ其中VX1522.01 GMSL2 POD產品體積可類比硬幣大小，非常的小巧靈活，如圖3所示。另外在應用時需要自行設計轉接板（Adapter Board）和密封外殼。

圖3：VX1522.01 GMSL2 POD產品圖紙

VX1522.01 GMSL2 POD產品專門應用于此類工作場景，所以針對不同的雷達項目可以復用。已經評估過TI AWR2944/2E44、Calterah S244/344等在此套設備平臺均可以復用，充分詮釋了此套設備方案的性價比。需要注意的是在接口定義端仍需完成少量適配工作。

3）單一記錄存儲方案滿足不斷擴充的數據記錄需求

VX1161板卡的模塊化設計保證了用戶可以靈活組裝并不斷擴展記錄系統，支持越來越多的毫米波雷達傳感器采集，以及整個ADAS系統的數據記錄。這個系統的可擴展性除了接口的豐富性之外，還需要記錄存儲系統支持數據帶寬和存儲容量的需求組合和擴展。

軟件上：

CANape作為測量標定的核心上位機軟件，一方面充當數據“核心樞紐”，管理各種汽車協議通道接口、時間同步配置、數據解析監控和數據融合顯示；另一方面每種毫米波數據都由“分布式高性能記錄儀”（Distributed High Performance Recorders，DHPR）收集。DHPR可以與CANape在同一臺計算機上運行，也可以在另一臺計算機上運行（通過以太網與CANape計算機相連）。這意味著幾乎任何體量的數據都可以通過可擴展的計算機集群獲取，這些DHPR都由CANape管理和控制。

除此之外，基于用戶顯示個性化的需求，CANape可以實現離線分析、數據管理、車隊配置管理、標定文件管理、團隊云服務、Mobile UI等諸多應用。CANape內置的Smart Logger API可將數據通過以太網透傳至第三方電腦上的自定義開發顯示界面。

圖4：CANape桌面和Mobile UI桌面

硬件上：

VP64xx/VP75xx能夠提供穩定的運行平臺，用于同步記錄、存儲、顯示、傳輸采集到的所有雷達和車身總線相關的原始數據和目標數據；VX1161產品提供更多的板卡通道，可以對實車多雷達數據采集場景提供強有力的支撐，其中應用最廣泛的VX1522.01 GMSL2 POD產品是專門針對雷達原始數據輸出轉LVDS通訊的接口，另外VN16xx/VN56xx/VN76xx等系列接口卡作為額外的擴展補充設備。

圖5：VP系列產品和VX1161產品

04總結

Vector深耕單/多雷達的測量領域近20年，具有完整成熟的解決方案和產品體系。

CANape - 用于測量與標定的標準上位機軟件

VP64/75 – 最高帶寬可達2.5GB/s的數據記錄平臺

VX1161 – 匹配各種通信鏈路的硬件板卡，包括CAN、LVDS、Serial/HSSL、以太網等

VN硬件 – 總線/汽車以太網系列接口卡

MDF4 Lib - 用于讀寫MDF數據并操作數據流的商用庫接口，包括單機/服務器&Windows/Linux版本

圖6：多種毫米波雷達數據采集方式

該方案對整車L2/L3級別的自動駕駛輔助系統的功能測量驗證同樣適用，可以極大地提高研發數采和功能測量方案的復用性，解耦產品組合方案的重塑性，優化系統成本。

圖7：典型車載ADAS測量系統