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Aiuan/TI-Radar-Processing

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TI-CASCADE-Radar-Processing

author: Fuyuan Ai

程序功能说明

主要分析脚本功能说明,后续会对各脚本的使用方法进行详细说明

Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_analyse.m功能说明

结合图片对原始adc数据进行分析,结果图如下图所示。 上部左图,标题时间戳为相机帧时间戳,采用UNIX16位时间戳(从第1位算起,第10位表示秒,13位表示毫秒,16位表示微秒),内容表示雷达生成点云在相机图像中的投影效果,颜色反应速度,白色点表示速度为0,偏蓝色点速度表示靠近雷达,偏红色点速度表示远离雷达。 上部中图表示当前帧+前9帧雷达点云的聚合效果。 上部右图表示当前帧Doppler Map。 下部左图表示当前帧Doppler Map的另一种图示方法,绿色粗线表示速度为0时分布在各距离维上的值,其他细线表示其他速度,黑色点表示CFAR算法在Doppler Map上检测到的点。 下部中图表示当前帧雷达点云效果。 下部右图表示当前帧雷达range-azimuth的热力图(只显示静态目标)

2

Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_genPointCloud.m功能说明

处理原始ADC数据,生成.mat格式点云文件

Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_view.m功能说明

仅依赖雷达ADC数据,显示雷达数据处理结果

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左图表示当前帧Doppler Map的一种图示方法,绿色粗线表示速度为0时分布在各距离维上的值,其他细线表示其他速度,黑色点表示CFAR算法在Doppler Map上检测到的点。 上部右图表示当前帧Doppler Map 下部左图表示当前帧雷达range-azimuth的热力图(只显示静态目标) 下部右图表示当前帧雷达点云效果,颜色反应速度,白色点表示速度为0,偏蓝色点速度表示靠近雷达,偏红色点速度表示远离雷达

Aify_matchPic.m

用处理好的.mat格式点云文件,结合图像,查看雷达与相机结合效果

radar_camera_match_results文件夹

内为雷达相机标定程序,需配合Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_view.m使用

运行前准备

  1. 转至“$code/main/cascade”目录下
  2. 运行add_paths.m文件 需要将add_paths.m脚本中的第40行homeDir改为自定义的“$code”的路径

1

Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_analyse.m的使用方法

自定义修改部分

  • 第8行:相机图片文件夹路径

    4

  • 第11至30行:想要查看分析的时间段,用相机时间戳表示 起始时间戳imageTimestamp_start,默认为0 结束时间戳imageTimestamp_end,默认为inf 使用默认值可以观察所有图片的雷达点云投影情况。可以通过先观察相机图片,选择感兴趣的片段,记录图像时间戳(图像以时间戳命名)。 这里我已经将重点数据段的时间戳标注出来。

    5

  • 35-45行:雷达相机标定矩阵 标定矩阵时联系雷达坐标系和相机坐标系的关键参数,由实验测定 20210428使用舟山标定矩阵 20210513、0210514使用玉泉标定矩阵 20210715使用logi摄像头与radar

    6

  • 49行:运行帧数,默认inf,表示查看几帧

  • 51行:是否根据原始adc数据文件夹中的config.mmwave.json文件重新生成参数文件

  • 53行:默认为1,开启时,每处理一帧点云会等待用户按键再运行下一帧

  • 55行:表示聚合点云图的聚合帧数

    7

  • 79行:对应“$code/main/cascade/input”目录中的文件名,默认testList.txt” 这个文件中: 第一行表示雷达ADC数据文件夹路径,需要自定义 第二行表示ADC校准mat路径,需要自定义 第三行表示原始ADC数据文件夹中的config.mmwave.json文件重新生成参数文件的模板文件路径,默认就行

    8

  • 修改完毕点击运行即可

命令行输出

运行时,起初会根据设置的感兴趣的时间段,跳过一部分雷达数据。

9

跳转至感兴趣的部分开始处理,同时记录读取ADC数据时间和处理ADC数据时间

10

其他说明

radar ADC数据处理流程图

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CFAR结果在第237行

12

DOA结果在294行

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Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_view.m的使用方法

程序处理流程与Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_analyse.m类似,这里不再详细赘述重复内容,只介绍有差异性内容。

自定义修改部分

  • 第7-24行:根据需要设置功能参数。注意这里的abandonFirstFrame_ON功能为舍弃处理第一帧,原因在TI雷达手册中指出,采集数据的第一帧效果不佳,应适当舍弃。

    14

  • 第33行: “$code/main/cascade/input”目录中的文件名,默认testList_view.txt” 这个文件中: 第一行表示雷达adc数据文件夹路径,需要自定义 第二行表示adc校准mat路径,需要自定义 第三行表示原始adc数据文件夹中的config.mmwave.json文件重新生成参数文件的模板文件路径,默认就行

    15

    16

  • 修改完毕点击运行即可,输出结果及对应场景如下图所示

    17

    18

radar_camera_match_results(标定)的使用方法

  1. 利用Aify_cascade_MIMO_signalProcessing_view.m脚本,查找当前帧中角反射器的位置,并记录在xlsx表格中

    19

    20

    21

  2. 利用文件夹中“PhotoPoint.m”脚本对图片中的角反射器进行标记。对每一张图标记时,注意:在角反射器位置处单击鼠标左键有且仅有1次,单后按enter键进行下一张标记,最终结果会以mat格式保存在当前文件夹中

    22

    使用时仅需修改,图片文件夹路径Pic_path,文件夹中图片命名要求为“match1”、“match2”、……

    23

  3. 处理好radar和相机中角反射器的数据后,使用match_main.m脚本处理,生成radar坐标系与camera坐标系的转换矩阵。需要修改:

    • 57-59行:相机内参矩阵,可以通过matlab camera calibrator工具箱进行标定

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    • 64行:加载radar中角反射器点位置记录xlsx文件路径

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    • 65行:加载camera中角反射器位置记录mat’文件路径

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    • 结果会保存在当前目录中,Hx.mat为radar坐标系与camera坐标系的转换矩阵(3×4维度矩阵),calibdata.mat为各标定组信息

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    • show.m文件为生成的转换矩阵效果可视化

数据文件组织说明

以某一天的数据为例,文件组织及说明如下:

28

Caozh_cascade_MIMO_signalProcessing.m使用说明

自定义修改部分

  • 根据需求,修改"$code/main/cascade/Caozh_cascade_MIMO_signalProcessing.m"文件中第5-8行

    30

  • 修改"$code/main/cascade/Caozh_cascade_MIMO_signalProcessing.m"文件中第14行,调整为"$code",例如:

    31

  • 根据"$code/main/cascade/Caozh_cascade_MIMO_signalProcessing.m"文件中第18行所指文件,如下图所示,为"$code/main/cascade/input/testList_caozh.txt"文件

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    因此,修改"$code/main/cascade/input/testList_caozh.txt"文件,分别指定输入雷达原始数据文件夹路径(需修改)、校准mat文件(大多数情况下默认即可,当采样点数发生变化时才需要重新校准)、模板文件(默认即可),如下图所示:

    29

  • 点击运行按钮,即可运行程序。

    figure 1为rangeFFT图,plot一直处于hold on状态(使得不同组数据的rangeFFT曲线,可以绘制在一张图上),便于观察衰减情况

    34

    查看rangeFFT图与range-azimuth图

    33

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