AWR1243+DCA100——二维合成孔径(2D-SAR)(上集)

利用AWR1243,通过二维滑轨的机械扫描实现二维平面孔径,可以获取目标场景的三维信息,实现3D成像(水平-垂直-深度)。概念图如下:


参考:
[1] Yanik.Simplified-2D-mmWave-Imaging
[2] Yanik M, Torlak M. Millimeter-wave near-field imaging with two-dimensional SAR data[A]. 2018.

需要解决的问题:

一、 雷达板如何采样?

两种方式:

  • 连续扫描(连续采集)
    雷达板发射连续均匀间隔的Chirp信号。

例如,滑轨最大速度:20mm/s,平面孔径大小:200mm×200mm,采样间隔:1mm(1/20=0.05s),设置1帧中只有1个Chirp信号,帧周期:0.05s(50ms),总帧数(即总Chirp数,采样点数)为:40000,扫描时间共计:2000s(=40000*0.05)≈33.3min

参考:如何实现长时间连续均匀发射chirp

  • 离散扫描(一步一停)
    滑轨每移动一步则停下来等待雷达板发射1个Chirp信号。

滑轨移动一步 --> 雷达采样 --> 等待雷达采样和数据回传完成 --> 雷达移动一步 --> 雷达采样 --> ...... 如此循环。
在Matlab中通过循环,等待和判断等方法实现。
可预见离散扫描比连续扫描所耗时间更长。

此外,还要考虑以下几点

  1. 软件触发硬件触发
  2. 发送采集命令到完成数据采样生成原始数据包需要多长时间?这涉及到相邻两次触发雷达信号的时间间隔!
    参考文献AWR1843: 用AWR1843与mmwave studio使用LUA采集数据时--Start Record ADC data和--Trigger frame之间可以没有时间间隔吗?
    bin文件生成时间见(下集)。
    几种雷达平面扫描流程图:

    参考:[3] 汪林.基于77GHz的毫米波雷达成像应用研究[D].桂林电子科技大学,2021.

    参考:[4] 徐哲.毫米波雷达MIMO-SAR成像研究[D].哈尔滨工业大学,2020.

几种雷达扫描系统款框图:

参考:[5] Hao Z, Wang R, Peng J, ea al. Static Hand Gesture Recognition Based on Millimeter-Wave Near-Field FMCW-SAR Imaging[J]. Electronics, 2023, 12: 4013.

二、 雷达板与二维滑轨的同步

MATLAB则通过串口与步进电机控制器通信(问题:如何建立Matlab与滑轨的通信?),实现相应轴导轨的移动。
滑轨运动和雷达数据采集要联合控制,可在Matlab中进行控制,大多数人在Matlab中实现了一个GUI来同时控制二者。

三、 硬件安装

3.1 硬件准备

  • AWR1243
  • DCA1000
  • 二维滑轨FMC4030
  • 螺丝、螺母、亚克力板(用于将雷达板以及数据采集板和滑台固定在一起)
posted @ 2024-02-03 14:58  Fangrx  阅读(143)  评论(0编辑  收藏  举报