Distance2Go评测及试用2：硬件分析、软件试用和评测计划

watershade

【上一篇，安装了官方的软件工具。这一片将会介绍软件的试用和我的评测计划。】
#概述
毫米波雷达是目前很火的领域。通常的毫米波是60G和70GHZ的雷达。英飞凌是24GHz，这种频段历史很长。
一般的毫米波是指波长在1~10mm的电磁波，按照公式c=λf,来计算。毫米波的频率差不多是30~300GHz.所以严格的说24GHz的不算毫米波。而24GHz的雷达波长大约在12.5mm.但业界似乎也有人把它作为毫米波雷达来算（10GHz~200GHz）.事实上24GHz是一个频段，这个频段从24~24.25GHz.带宽只有250MHz。而另一个汽车常用的频段是77GHz,这个频段的带宽差不多是800MHz.两者因此在应用上有所差距。（还有一个79~81GHz的频段，带宽差不多有2500MHz。前景喜人）24GHz的应用范围在短距离雷达SRR和中距离MRR。而77GHz可用于中长距离（MRR和LRR）。但24GHz的探测角度大，在终端距离优势很大。但是因为这个频段要和其它无线电设备共享，因此必须限制发射功率。但24GHz是无需授权的频段，也因此应用比较广泛。


##硬件速览
Baseband Amplifiers(基带放大器)
Harmonic Filter(谐波滤波器)
BGT24MTR11,一发射一接收的24GHZ 雷达MMIC（单片微波集成电路）。
LMX2491是TI产的PLL（锁相环）。MCU:XMC4200-Q48K256 BA这部分内容太多，讲在下个篇幅介绍


##软件试用
A 配置开发环境上一篇提到了下载ToolBox和Distance2Go的工具。这一片就来尝试这款工具。
在ToolBox的launcher打开Distance2Go，会打开一个选项卡。这个选项卡里面就是逐步骤的介绍怎么开始配置整个开发环境。
如下两图。



基本步骤分裂两种类型：下载资源包和配置开发环境。开发环境有包含两部分，一个是编程器J-Linkl相关的驱动下载安装。
另一部分是XMC4200的开发IDE相关的工具。这里不再赘述。我暂时没有安装开发IDE：DAVE。因为开发XMC4200有很多方式。可以试用Keil和IAR.我暂时不准备安装这个软件。
另外需要注意，在Toolbox里面安装工具包的时候顺便安装了XMC4200，这个可以用来烧写代码。
那么我们走一步看一步吧。


B 试用软件工具
XMC Flasher也在Toolbox启动，打开之后界面很清爽。
>1 点击connect之后，在里面选择XMC4200-256.（在前面硬件部分提到过型号。如果正确启动很显示芯片ID，win10也会启动J-Link
>2 前面提到过要下载和安装d2g_sw_setup_v1.2.0.exe工具，这里界面上的“select File”就要选择这个安装的位置。
比如我的安装位置是D:\Infineon\Distance2Go SW\v1.2.0。那我就在这个目录下\Firmware_Software\Binary\Debug中找hex文件。
   - Radar_D2G_FW.hex 提供雷达的生数据。需要自己开发算法。
   - Radar_D2G_Doppler.hex 这里提供了多普勒算法。可测速度和单目标的运动。
   - Radar_D2G_FMCW.hex 提供调频连续波雷达FWCW算法。可测量多物体的距离。不明觉厉
   - Radar_D2G_Doppler_FMCW.hex 包含多普勒和DWCW算法可同时测量多物体的距离和单个物体的速度。
>3 烧写最后一项进行测试
烧写没什么说的，界面简洁。只需要电机Program即可。
感觉入了坑，雷达的东西硬件上对天线设计有较高要求。软件上对算法要求极高。所以难度应该不小。
下面我们先看一下测试效果。另外如果安装Dave的话，可以用Dave下载。另外后面我会研究一下用keil打开dave工程的可能性。

>4 测试效果
想先看看光放的代码，这次测试花了我一两个小时时间，效果却不是很好。雷达的测试还是真的挺复杂的。有点羡慕某公司的77GHZ雷达的定向和能量图。1、为了达到最好效果我先测试的是Radar_D2G_Doppler_FMCW.hex 这个Demo。先摆放再室内测试，然后让同事在附近走动，能够看到距离在变化，但是角度始终是零。（有可能我摆放传感器的方向错误了吗？）因为始终显示有一些额外的信号。而且始终每看到速度的变化。让最是快速在雷达前面前后快速移动，只有在最后快靠近雷达才能显示。 让我一个劲的犯迷糊，到底是我测试方法错误了呐，还是传感器性能有限。

Test1-1：对门口测试

Test1-2：对窗户测试

2、然后就开始在室外测试，拿到马路边上。看看代码的效果。起初没有玩好官方的Demo，测试了很久都没能找到任何可以被跟踪的目标。后来发现，那个Threshold是很重要的设置。后来打开dB图才算看到一些符合逻辑的能量变化。因为的确不熟悉毫米波雷达，因此要话不少功夫了解一下相关知识。后来又试了其余三个代码，效果很伤心。可能还是没有理解雷达。先上几张图，等搞懂这款雷达之后再次测试。另外还是要捡起大学物理相关章节了解一下。

Test1-3：路边测试

Test1-4：路边测试线性图

Test1-5：分贝图
这个软件还有记录功能，我就用手机记录面前的车辆变化用软件记录信号编号，希望先从Raw梳理直观的认识一下。
##软件试用初步评论再评论之前，需要说明我对于毫米波的知识有限。这次本来就是从应用出发的评论。而且是初步试用，评价尽管客观，但是因为认识问题所以一定不够专业。请谨慎参考。后续我会继续试用。
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先说一下一个特种应用的需求：因为很多农业机械和起重机械个头比较大，视线不能顾及的很全。因此产生的事故很多。很多作业的司机对此很有需求。(另一个需求是消费电子类的，暂时保密）又有一个做农机产业的朋友在聊各种方案。其中比较重要的两个方案：第一是红外，第二个是雷达。
前两周业余时间用便宜的红外摄像头做了个视觉的方案，发现东西很有用。但是温度一高分辨效果就很差。另外一个大问题是对障碍的绕过能力不强。如果用在庄稼地，应该不成。（我做了个实验，人穿上衣服之后就基本侦测不到相应波长的图像。）另一个是毫米波雷达。两者同属电磁波，后者明显波长更长。(作为对比，人体红外范围大约是9~10um。mmWave的1~10mm。差不多是100倍长。绕射能力应该更高)。
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1、关于绕障能力： 我将雷达对着一排植物，人站在后面移动。看分贝图基本看不到特征。
2、关于绕障能力2：很多宣传视频中宣传的是对雨雪的绕障能力，暂时没有测试后面有机会试一下。而我之前想象的对隔板后的物体运动侦测还没有测试。后面都准备再测试一下。
3、关于运动侦测：烧写Doppler_FMCW的程序,可以明显看出档车辆经过时。波峰的迁移。但是不知道通过算法怎么处理。如果简单的通过Threshold来设置激活，明显不成立。
4、关于角度：测试的时候换了两种摆放方式，都没有见到侦测信号的明显变化。应该没有角度测量，尽管软件上有。可能还不够了解。后面还是看硬件设计相关的文章。
5、关于速度侦测。烧写了单独的单物体Doppler测试，室外测试效果很差。只有快速出发然后快速停止之后似乎才能看出变化。没有对更高速的物体进行测试。但用Doppler_FMCW测试马路上的汽车时，真的测不到速度。

反正试用了一下，头很大。感觉知识太匮乏了，准备看官方的资料充电之后再测试。

##测试计划
在分析完硬件和软件试用之后，发现自己对这款kit还不是很了解。这直接影响了后期的评测计划制定。
1、再次细读相关文档，并了解FWCW的算法背景。并再次测试官方提供的雷达。
2、实现人员靠近灯光亮起功能
3、测试障碍物（比如木板）遮挡下，能否探测人员移动。

这些简单的功能实现之后，再考虑再车辆和室内的特殊部位的检测场景。


【不好意思，有半个月忙的厉害，没抽空好好研究。这周开始继续更新。这一篇是拿到板子几天后写的。下一篇将先从硬件设计去了解。然后再试着改代码试一下。老实说，这款雷达打破了我对毫米波雷达的美好想象。因为初步试用，发现不能侦测方向。后面再继续看。几个月前去另一家公司试用77GHz，效果很好。现在市面上很多公司比如海拉雷达倒是有不少24GHz的产品，但是似乎功能都很单一。按道理评测英飞凌的应该说一点好话。但是这次挺失望的。接下来需要加深了解毫米波雷达知识。应用需要基于产品才合理。】