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参数连接配置示例标定测试解析YawRate与车速输入录包回放DBC下载参考微信公众号
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ARS 408 , 德国大陆的毫米波雷达: 型号: ARS408-21(XX, Far Range 250m), ARS408-21SC(特殊的软件版本, 扩展到1200m, 优化目标分类行人检测, 增加多边形配置等), 本篇测的是前者ARS408-21XX 发射频率76…77GHz, 发射功率14.1~35.1dBm, 调制方式FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 扫描频率17Hz(58.8ms), 但是应用程序的输出周期72ms(70~80ms) 3个测距范围: (Far Range)长距0.2~250m, (Near/Short Range)短距0.2~70m@±45°, 短距0.2~20m@±60°. 前面的0.2m为近距离盲区, 毕竟是波, 近距离来回时间太短的话来不及测量, 包括激光雷达也会有近距离盲区. ARS408的探测区域FoV如图所示: 天线通道: 4TX/2x6RX = 24 channels = 2TX/6RX far - 2TX/6RX near. 上图也可以看出有4个发射. ARS408 双波束（长距和短距）同时工作，不可切换，检测到的目标按距离远近或者 RCS 大小依次输出，默认按距离由近及远输出 测量分辨率: 1.79m@far range, 0.39m@near range, 满足 1.5 到 2 倍分辨率的条件下可对两个物体进行区分. 精度±0.4m@far, ±0.1m@near 对于常见的目标(乘用车, 摩托车, 自行车, 行人)的范围限制: 速度范围: -400km/h…+200km/h, -指远离leaving object, +指靠近approximation 速度分辨率: 0.37km/h@far, 0.43km/h@near, 精度0.1km/h 供电电压: 8~32V, 典型功耗6.6W, 峰值功耗12W, 实测平均功耗23V*0.26A≈6W 工作温度: 40°C…+85°C 8P接口, 对插的连接器为 1-1534229-1 : AMP 汽车连接器护套 | TE Connectivity 定义为 1-Power, 8-GND, 4-CANL, 7-CANH, 其实办公室内测的话, 直接拿杜邦线插上去就可以, CAN通信速率500Kbit/s 安装方向: 正面的印字要是正的, 或者说出线口离左前轮近(对于不分头尾前后都装毫米波的平板车要注意), 图中Sensor Orientation = 0的方向(图中并不是要前面装2个只是安装方向的示意图) 安装位置: 车辆水平方向中心±600mm, 垂直方向离地高度295mm~800mm, 不影响性能 输入信号: YawRate(deg/s, 左正右负, 超过172deg/s雷达输出目标数量为0), VehicleSpeed(需要指明静止, 前进还是后退, m/s, 超过115m/s雷达输出目标数量变为0), 可能是为了判断物体是否静止或者多普勒效应的考虑, 周期上建议50ms, Cluster模式不需要输入这两个信号. 一般只需要前向雷达输入, 角雷达不用. 输出信号: 输出模式为(未跟踪)Cluster和(跟踪)Object两种方式, Object模式最多100个目标, Cluster模式最多250个目标. 本篇测试Object方式, 主要是坐标目标的相对速度和角度关系, 其它的还有标准差, 相对加速度, 目标的长宽, 目标的分类(点/汽车/卡车客车/行人/摩托车/自行车/宽大目标)等 连接基于以下事实: ARS408 CAN通讯速率500Kbit/s, 内部无120Ω终端电阻8字节标准帧算上填充位, 位数在 111~131位, 平均一下, 按125位计算, 500000/125/1000=4帧/ms=288帧/72ms如果60B(8字节), 60C(7字节, 简便点按8字节算), 60D(8字节)全部输出的话, 也就最多288/3=96个目标, 如果控制CAN总线负载率60%以下, 最多96*0.6=57.6个目标, 当然一般视野内不会总有这么多目标, 实际负载率会低很多如果不要60C, 只60B, 60D输出的话, 最多288/2=144个目标, 可以满足文档的最大100个目标保守点, 一路CAN只挂一个毫米波雷达, 设置输出30~50个目标ARS408-21支持1路CAN上挂载8个毫米波雷达, 需要配置输出ID的不同, 主要是标准帧中间的0~7的改变, 如本来输出60B的, 如果雷达ID配置为7, 那么该帧变为67B, 其它帧的中间那个数字也都会变, 所以一般供应商会给8个DBC文件对应8种不同的雷达ID, 正常只用0即可. 挂这么多当然要精心调教下输出目标数量和输出内容, 确保最坏情况下总线负载不炸因为500K CAN本身的通信容量限制, 建议一路CAN只挂一个毫米波雷达下面的测试 把Xavier can1, 毫米波雷达连到一起, 一路CAN只挂一个设备, 接120Ω终端电阻. 配置示例如雷达配置, 直接发送下面的配置: # 写入NVM, range排序, 60D输出, 60C输出, objects模式, 标准功率, ID 00, 最大检测距离200m, 继电器不用, 标准灵敏度 can1 200 [8] FF 19 00 00 08 9D 01 00不想计算的话, 也可以写Python脚本, 在Xavier CAN1发出去: # pip install python-can # pip install cantools import can import cantools from pprint import pprint db = cantools.database.load_file('ARS408_id0.dbc') # for i in range(len(db.messages)): # print(db.messages[i]) RadarConfiguration_message = db.get_message_by_name('RadarConfiguration') # pprint(RadarConfiguration_message.signals) can_bus = can.interface.Bus(bustype='socketcan', channel='can1', bitrate=500000) data = RadarConfiguration_message.encode({'RadarCfg_StoreInNVM_valid': 1,\ 'RadarCfg_SortIndex_valid': 1,\ 'RadarCfg_SendExtInfo_valid': 1,\ 'RadarCfg_SendQuality_valid': 1,\ 'RadarCfg_OutputType_valid': 1,\ 'RadarCfg_RadarPower_valid': 1,\ 'RadarCfg_SensorID_valid': 1,\ 'RadarCfg_MaxDistance_valid': 1,\ 'RadarCfg_MaxDistance': 200,\ 'RadarCfg_RadarPower': 0,\ 'RadarCfg_OutputType': 1,\ 'RadarCfg_SensorID': 0,\ 'RadarCfg_StoreInNVM': 1,\ 'RadarCfg_SortIndex': 1,\ 'RadarCfg_SendExtInfo': 1,\ 'RadarCfg_SendQuality': 1,\ 'RadarCfg_CtrlRelay': 0,\ 'RadarCfg_CtrlRelay_valid': 1,\ 'RadarCfg_RCS_Threshold': 0,\ 'RadarCfg_RCS_Threshold_Valid': 1}) message = can.Message(arbitration_id=RadarConfiguration_message.frame_id, data=data, is_extended_id=False) can_bus.send(message) # can1 200 [8] FF 19 00 00 08 9D 01 00其中: 需要先配置好Xavier的can1, 500Kbit/s, 此处略pip安装python-can 和 cantools包, 前者用于CAN收发, 后者用于DBC解析'RadarCfg_StoreInNVM_valid': 1 中的 1 也可以写成 ‘Valid’ , 写数值和写信号定义是一样的关闭60C和60D输出可以设置 ‘RadarCfg_SendExtInfo’ 和 ‘RadarCfg_SendQuality’ 的值为0输出模式: Object(最多100个目标)/Cluster(最多250个目标), 可以在过滤器中配置目标数量, 但有文档不建议用, 因为输出目标不一定在滤波器中, 特别是静止或者被遮挡改变ID的目标. 标定车辆停在水平方向上, Yaw/Pitch/Roll都需要标定, 可能需要 水平尺, 角度尺, 金属板, 角反射器等, 参见手册, 此处不再赘述. 测试object目标列表时序图:
这里用Xavier can1来测试. 先来看正常的输出报文: $ python3 -m can.viewer -c can1 -i socketcan Count Time dt ID DLC Data 52 51.053085 1.000303 0x201 8 C0 19 00 00 10 F4 00 00 720 51.843109 0.074975 0x60A 4 04 8E 6F 10 3523 51.844130 0.000254 0x60B 8 03 51 A4 11 80 20 41 6C 3523 51.845205 0.000291 0x60C 7 03 7C 61 3A 02 20 E8 3523 51.846200 0.000262 0x60D 8 03 7C EF A6 70 80 19 0B 52 51.053202 1.000233 0x700 4 04 1E 01 00 $ candump -td -x can1 (000.000000) can1 RX - - 60A [4] 02 BA DF 10 (000.000222) can1 RX - - 60B [8] 06 4E 94 00 80 20 01 93 (000.000257) can1 RX - - 60B [8] 01 4F 3C 04 80 20 01 5F (000.000278) can1 RX - - 60C [7] 06 84 A3 3A 02 20 E8 (000.000224) can1 RX - - 60C [7] 01 7C 61 3A 02 20 E8 (000.000275) can1 RX - - 60D [8] 06 7D 0F A1 70 80 0D 0C (000.000251) can1 RX - - 60D [8] 01 7D 0F A6 70 80 16 0B (000.068508) can1 RX - - 60A [4] 02 BA E1 10 (000.000223) can1 RX - - 60B [8] 06 4E 94 00 80 20 01 93 (000.000286) can1 RX - - 60B [8] 01 4F 3C 04 80 20 01 5F (000.000296) can1 RX - - 60C [7] 06 84 A3 3A 02 20 E8 (000.000185) can1 RX - - 60C [7] 01 7C 61 3A 02 20 E8 (000.000296) can1 RX - - 60D [8] 06 7D 0F A1 70 80 0D 0C (000.000235) can1 RX - - 60D [8] 01 7D 0F A6 70 80 16 0B (000.039077) can1 RX - - 201 [8] C0 19 00 00 10 F4 00 00 (000.000162) can1 RX - - 700 [4] 04 1E 01 00 # can负载率查看 $ canbusload can1@500000 can1@500000 367 47775 22072 9% can1@500000 403 52515 24280 10% can1@500000 1222 160350 74512 32% can1@500000 1912 251200 116832 50% $ canbusload can1@500000 -r -t -b -c canbusload 2021-06-11 15:23:40 (worst case bitstuffing) can1@500000 100 12620 5696 2% |....................|其中: 0x201和0x700为状态和版本信息, 1s输出一次0x60A给出目标数量, 70~80ms输出一次0x60E为碰撞检测警告, 由于没有使能碰撞检测(0x400), 不输出60B, 60C, 60D 依次连续输出这里没有输入yawrate和车速信息can.viewer是按照python-can包自带的candump, canbusload命令找不到的话: sudo apt install can-utils目标多时总线负载率较高, 60B 60C 60D全部输出时, 大概是1个目标对应1%的负载, 可以通过负载率大致估计输出目标的个数 解析 $ candump can1 | cantools decode --single-line ARS408_id0.dbc can1 201 [8] C0 19 00 00 10 F4 00 00 :: RadarState(RadarState_NVMwriteStatus: 1, RadarState_NVMReadStatus: 'successful', RadarState_MaxDistanceCfg: 200 m, RadarState_Persistent_Error: 'No error', RadarState_Interference: 'No interference', RadarState_Temperature_Error: 'No error', RadarState_Temporary_Error: 'No error', RadarState_Voltage_Error: 'No error', RadarState_RadarPowerCfg: 'Standard', RadarState_SortIndex: 'Sorted by range', RadarState_SensorID: 'ID 0', RadarState_MotionRxState: 'Speed and yaw rate missing', RadarState_SendExtInfoCfg: 'Active', RadarState_SendQualityCfg: 'Active', RadarState_OutputTypeCfg: 'SendObjects', RadarState_CtrlRelayCfg: 'Inactive', RadarState_RCS_Threshold: 'Standard') can1 700 [4] 04 1E 01 00 :: VersionID(Version_MajorRelease: 4, Version_MinorRelease: 30, Version_PatchLevel: 1, Version_ExtendedRange: 'Standard Range 196m-260m', Version_CountryCode: 'International Version') can1 60A [4] 03 E4 8D 10 :: Obj_0_Status(Obj_NofObjects: 3, Obj_MeasCounter: 58509, Obj_InterfaceVersion: 1) can1 60B [8] 06 4E 94 00 80 20 01 93 :: Obj_1_General(Obj_ID: 6, Obj_DistLong: 2.8000000000000114 m, Obj_DistLat: 0.20000000000001705 m, Obj_VrelLong: 0.0 m/s, Obj_VrelLat: 0.0 m/s, Obj_DynProp: 'Stationary', Obj_RCS: 9.5 dBm²) can1 60B [8] 00 4E B4 1B 80 20 01 90 :: Obj_1_General(Obj_ID: 0, Obj_DistLong: 3.6000000000000227 m, Obj_DistLat: 5.600000000000023 m, Obj_VrelLong: 0.0 m/s, Obj_VrelLat: 0.0 m/s, Obj_DynProp: 'Stationary', Obj_RCS: 8.0 dBm²) can1 60B [8] 01 4F 34 03 80 20 01 68 :: Obj_1_General(Obj_ID: 1, Obj_DistLong: 6.800000000000011 m, Obj_DistLat: 0.8000000000000114 m, Obj_VrelLong: 0.0 m/s, Obj_VrelLat: 0.0 m/s, Obj_DynProp: 'Stationary', Obj_RCS: -12.0 dBm²) can1 60C [7] 06 84 A3 3A 02 20 E8 :: Obj_2_Quality(Obj_ID: 6, Obj_DistLong_rms: ' ', '%.1f' % (temp_speed*1000.0/3600), 'm/s') if (temp_speed > 163.8*3600/1000): temp_speed = 0 # 0:'standstill', 1:'forward', 2:'reverse', 3:'reserved' SpeedInformation_data = SpeedInformation_message.encode({\ 'RadarDevice_SpeedDirection': 'forward',\ 'RadarDevice_Speed': temp_speed*1000.0/3600}) YawRateInformation_data = YawRateInformation_message.encode({\ 'RadarDevice_YawRate': 0}) SpeedInformation_canmsg.data[:] = SpeedInformation_data[:] SpeedInformation_canmsg.dlc = len(SpeedInformation_canmsg.data) YawRateInformation_canmsg.data[:] = YawRateInformation_data[:] YawRateInformation_canmsg.dlc = len(SpeedInformation_canmsg.data) SpeedInformation_task.modify_data(SpeedInformation_canmsg) YawRateInformation_task.modify_data(YawRateInformation_canmsg) # task.stop() if __name__ == "__main__": can_bus = can.interface.Bus(bustype='socketcan', channel='can1', bitrate=500000) msg_periodic_send(can_bus)运行这个帧后就可以看到发出来0x300/0x3012字节, 50ms周期的帧, 在0x201这个帧里面可以看状态, 直接写脚本解析这个状态: import can import cantools import binascii db = cantools.database.load_file('ARS408_id0.dbc') RadarState_message = db.get_message_by_name('RadarState') can_bus = can.interface.Bus(bustype='socketcan', channel='can1', bitrate=500000) while True: message = can_bus.recv() if message.arbitration_id == RadarState_message.frame_id: print(hex(message.arbitration_id),\ len(message.data),\ binascii.hexlify(message.data),\ 'RadarState_MotionRxState: ',\ db.decode_message(message.arbitration_id,message.data).get('RadarState_MotionRxState'))运行: $ python3 3.py 1 km/h -> 0.3 m/s 2 km/h -> 0.6 m/s 3 km/h -> 0.8 m/s $ python3 4.py 0x201 8 b'4019000010f40000' RadarState_MotionRxState: Speed and yaw rate missing 0x201 8 b'4019000010f40000' RadarState_MotionRxState: Speed and yaw rate missing 0x201 8 b'4019000010f40000' RadarState_MotionRxState: Speed and yaw rate missing 0x201 8 b'4019000010340000' RadarState_MotionRxState: Input ok 0x201 8 b'4019000010340000' RadarState_MotionRxState: Input ok当速度大于115m/s(414 km/h )时, 60A输出目标0, 60B,60C,60D将停止输出. 录包回放can.logger是 pip 安装 python-can 包自带的. 录包: # 全录, 存为1.log $ python3 -m can.logger -f 1.log -c can1 -i socketcan Connected to SocketcanBus: socketcan channel 'can1' Can Logger (Started on 2021-06-11 17:18:22.170566) # log文件大概写满这个样子 # (1623403102.177979) can1 60A#01962B10 # (1623403102.180162) can1 60B#014E93FF80200194 # (1623403102.180669) can1 60C#0184A33A8220E8 # (1623403102.180988) can1 60D#017D0FA070800505 # 全录, 存为2.asc $ python3 -m can.logger -f 2.asc -c can1 -i socketcan Connected to SocketcanBus: socketcan channel 'can1' Can Logger (Started on 2021-06-11 17:19:50.655305) # asc文件的格式如下: # date Fri Jun 06 05:19:50.656751 PM 2021 # base hex timestamps absolute # internal events logged # Begin Triggerblock Fri Jun 06 05:19:50.707 PM 2021 # 0.000000 Start of measurement # 0.000000 2 60A Rx d 4 01 9F C3 10 # 0.004938 2 60B Rx d 8 01 4E 93 FF 80 20 01 94 # 0.005491 2 60C Rx d 7 01 84 A3 3A 82 20 E8 # 0.005878 2 60D Rx d 8 01 7D 0F A0 70 80 05 05 # 只录某几个ID, 如60A,60B $ python3 -m can.logger -f 3.log -c can1 -i socketcan --filter 60A:7FF 60B:7FF Adding filter/s ['60A:7FF', '60B:7FF'] Connected to SocketcanBus: socketcan channel 'can1' Can Logger (Started on 2021-06-11 17:23:09.158519)can.player是 pip 安装 python-can 包自带的. 回放: $ python3 -m can.player -c can1 -i socketcan 1.log Can LogReader (Started on 2021-06-11 17:27:45.413390) # 回放出的时间间隔也大致对得上 $ candump -td -x can1 (000.000000) can1 TX - - 60A [4] 01 96 2B 10 (000.001688) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 (000.000801) can1 TX - - 60C [7] 01 84 A3 3A 82 20 E8 (000.000908) can1 TX - - 60D [8] 01 7D 0F A0 70 80 05 05 (000.069121) can1 TX - - 60A [4] 01 96 2D 10 (000.000691) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 (000.000464) can1 TX - - 60C [7] 01 84 A3 3A 82 20 E8 (000.002162) can1 TX - - 60D [8] 01 7D 0F A0 70 80 05 05 # asc回放 $ python3 -m can.player -c can1 -i socketcan 2.asc Can LogReader (Started on 2021-06-11 17:30:06.607237) # 快速回放, 不按时间戳, 一溜烟发出来 $ python3 -m can.player -c can1 -i socketcan 3.log --ignore-timestamps Can LogReader (Started on 2021-06-11 17:31:39.144332) # 可以看到基本上是 $ candump -td -x can1 (000.000000) can1 TX - - 60A [4] 01 B5 43 10 (000.003569) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 (000.000982) can1 TX - - 60A [4] 01 B5 45 10 (000.000653) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 (000.000414) can1 TX - - 60A [4] 01 B5 47 10 (000.000411) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 (000.000320) can1 TX - - 60A [4] 01 B5 49 10 (000.000447) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 (000.000384) can1 TX - - 60A [4] 01 B5 4B 10 (000.000512) can1 TX - - 60B [8] 01 4E 93 FF 80 20 01 94 # 可以看下总线负载率 $ canbusload can1@500000 DBC下载ARS408_id0.dbc 参考ARS 408 - Continental Engineering Services (conti-engineering.com) 77GHz长距雷达ARS408-21SC3-南京慧尔视防务科技有限公司 (aisar.cn) ARS408-21毫米波雷达学习笔记_Augustencian的博客 微信公众号欢迎扫描二维码关注本人微信公众号, 及时获取最新文章: |
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