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[原创] Infineon Position2Go开发套件测评--skypinglee

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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-11-1 10:37 | 只看该作者 |只看大图 |倒序浏览 |阅读模式

此内容由EEWORLD论坛

很荣幸能参与到这次的Infineon Position2Go雷达套件的评测,经过一周的等待,板卡终于通过快递寄到手上,废话不多说了,下面是开箱图片。

 

 

盒子里面就三个东西:一个雷达评估板,一根usb连接线,一个铝箔角反。

雷达评估板的反面,可以清楚的看到用的英飞凌的BGT24MTR12芯片,那个大一些的芯片是XMC4700 MCU芯片,主要进行时钟、接口控制和采集。

开发板的正面可以清楚的看到天线是1发2收的,这在24GHz的FMCW雷达中非常常见。

在英飞凌的官网上,我们可以看到有三款评估板可供选择,一是Sense2GoL,一个是Distance2Go,一个是Position2Go。

我们这次评估的是Position2Go,是这个里面功能最丰富的,可以同时进行测距、测速和测角和运动方向判定,下图是Position2Go里面的框架图,右边主要是射频部分,左边是控制部分,XMC4700有三个任务:一是ADC控制,二是PLL的时钟生成,三是接口和电源的控制。

射频部分和其他精典的24GHz雷达大同小异,有一个地方比较有意思,就是混频器这个地方,一般是经过LNA后分成两路,分别与LO进行混频,英飞凌的方案是直接生成了4组8路信号,每一路IQ都有两个信号,分别是IF*1和IF*X1,经过高通滤波后,再放大成4路信号,这块就和经典的一致了,由于时间有限,后面再深入学习一下这个地方。

 

下面我们就一步一步开始英飞凌Position2Go的之旅。

1.登录https://www.infineon.com/ infineontoolbox,下载Infineon Toolbox工具,同时下载右侧的Toolbox使用指南。如图1所示。

2. 右侧的教程Infineon-Toolbox Getting Started-GettingStarted-v03_00-EN非常详细,大家在开始的时候一定要认真看一个这个文档,在此就不再赘述。

需要在此补充一下,按照上述教程安装的Toolbox经常出现无法更新和安装软件的情况,大家可以按照下面的设置进行解决,打开Infineon toolbox后,点击右侧的设置,在Configuration menu中的Enable proxy setting中的勾取消,默认是打开的,这样会导致服务器无法响应的问题。

 

正常安装完成后,在里面安装3个工具,一个是Positon2GoKit,一个是RadarGUI,一个是XMCFlasher,安装成功后界面如下图所示。

3.点击Position2Go Kit,在左侧的Contents里面点击Software&Documentation,点击右侧的Download,下载P2G-HW-SW.exe进行安装,这个安装包里面包含了驱动和示例等代码。

 

4.将板卡通过USB线缆连接到电脑,计算机管理器中出现未识别设备:IFX CDC,将驱动定位到IFX_P2G-HW-SW_V1.0.1\Firmware_Software\XMC_Serial_Driver,驱动安装完成后,可以看到设备已经正确被识别并分配了串口号,如图所示,:

5.通过上述的准备工作,打开Infineon Toolbox,点击Radar GUI,系统会自动连接串口,并打开设备,首次打开后,会提示有一个新版本的固件可以升级,但是在哪里下,怎么下载摸索了一段时间也没有找到。

连接设备,如果出现下图说明工作正常。

三、测距

首先我们来进行测距实验,我们准备了一个激光测距仪,由于只附带了一个角反,我们准备了两个自己的角反。

 

将雷达评估板放置于三角架上,开始搭建测试环境。

由于在室内进行测试,所以只简单测试了一下测距精度和距离分辨率两项内容。

先来看一下测距精度,如果按照雷达的默认设置,如果距离比较近,可能会造成回波幅度太强削顶的现象,这个时候先打开TimeDomain窗口看一下两个天线的回波,我们发现天线1IQ通道都已经削顶了,如下图所示:

这个时候可以调节一下发射和接收的增益,如下图所示 。

可以看到接收回波已经没有出现削顶的现象了。

在这里说明一下,如果测试远一点的目标,最好将增益可以适当调高一些,接收的信噪比会高一些,测量精度会有保证。

我们再来设置一下其他的参数,在这里带宽最高限定到了200MHz,这样理论的距离分辨率就只能在C/2B=0.75m,说明书中给的带宽可以到250MHz,这里是软件进行了限制,ChripTime我们按照默认的设置,这个参数直接和中频相关,如果要用于远距离的目标场景,为了不产生模糊,尽可能要将此参数设置高一些,但是又会对AD的性能要求进一步提高。

 

将雷达对准目标,从软件界面上读取的距离为2.07m

用激光测距仪进行测试,显示为2.094m左右,相差了0.02m左右。

我们再来看一下稍微远点的目标,对着远处的目标,雷达测试的距离为5.54m左右。

用激光测距仪进行测试,显示为5.451m左右,差了0.09m左右。

我们来看一下官方给出的距离误差,当目标在6m以内的时候,测距精度大概在10cm误差左右,基本上我们测试的结果和官方的一致,由于时间和空间有限,只能测试到室内场景,后期如果有时间放到室外进行测试一下远距离的场景。

在测试的时候发现了一个现象,按道理来讲,每帧的chirp256要比128分辨率好,但是从实际操作来看,有时128点的分辨率要高于256点的,这一点是很奇怪的。

 

我们再来看一下距离分辨率,由于没有暗室环境,我们就在一个桌子上将两个角反前后放置来简单测试一下距离分辨率,

 

按照官方给出的数据是90cm左右的距离分辨率,比理论的75cm多了一些,由于环境比较复杂,在实际测试中,1.5米以内很难将两个目标曲分开,这个和实际的测试环境有很大关系,由于在室内干扰较多,无法精确测量距离分辨率。

四、测速

我们可以看一下官方的参数,测试的速度范围是从0-36km/h。

在室内用手在雷达前方快速挥动,这个数值一直显示的0.1-0.5m/s左右,显示的数值与实际的不是很相符。

 

我们对着行驶的车辆进行测试,测试了大概有十几组数据,从图中可以看出,在行驶速度为20-30km/h的情况下,测试结果为1-3km/h,这块与实际有一定的差距。

 

五、测角

测角实验是也是没有办法在暗室环境下测试,我们也是在室内进行了简单的测试。从官方给出的数据看,水平3dB波束宽度为76度左右。

我们在室内进行了简单的测试,下图是实验的示意图。由于空间有限,我们没有测试更大范围的角度。


 

 

经过测试,在垂直的时候理论角度显示为0,实际角度显示为4左右。

移动目标距离中心线大概0.9m,理论角度为-22.55,实际测得的角度为-18。

移动目标距离到中心线另一侧大概0.9m,理论角度为+22.55,实际测得的角度为+20。

 

从官方给了数据来看,在距离3m+/-30度以内的精度大概为5度以内,这和我们的测试基本上相符。

六、与Matlab之间的交互

官方给出了比较完善的C语言和Matlab的接口范例,用户可以很方便的将数据导入到Matlab里面,按照说明用Matlab打开相关的文件,直接运行原始数据就会录入到工作区,用户可以根据自己的需求进行深入研究。

七、总结

好的方面:

  1. Infineon ToolBox软件做的还是很棒的,涵盖了其大部分产品,这给用户节省了不少时间去官网上找相关的软件和文档。
  2. RadarGUI软件功能很丰富,各种场景的绘图都具备,用户使用时一目了然。
  3. 手册的内容也比较详细,能让用户花很少的时间快速上手。
  4. matlab之间的衔接比较好,用户可以快速将数据采集到电脑上进一步分析,这对用户进一步深入研究非常有帮助。
  5. 硬件外围的预留的接口也比较丰富,可以让用户能进一步扩展。
  6. 丰富的测距、测速、测角功能,基本上涵盖了所有的雷达测试功能。

 

需要改进的方面:

  1. 首先在盒子中建议放置两个角反,这样可以方便用户做更多的实验。
  2. 最好能附带几个配件,使板卡能简单固定,这样一个裸板很难平放或者90度放置到一个平台上。
  3. 由于功率有限,探测的距离不够远,限制了这个板卡的发挥空间,如果能提高功率,这个板卡的用适用范围会一步提高。
  4. 用于特定应用的Demo还是偏少,如果能集成更多的行业应用Demo就更好了。
  5. 在测试的过程中发现,系统还存在不稳定的现象,偶尔会出现不显示任何参数的情况,需要重新插拔接口并启动软件才能恢复。


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一粒金砂(中级)

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沙发
发表于 2019-11-1 11:23 | 只看该作者

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五彩晶圆(初级)

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板凳
发表于 2019-11-2 08:20 来自手机 | 只看该作者
测试挺细致,有参考价值


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