毫米波雷达仿真测试方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及毫米波雷达仿真测试领域，尤其涉及一种毫米波雷达仿真测试方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.在雷达信号处理中，雷达散射截面(radar cross section，简称rcs)是目标在雷达接收方向上反射雷达信号能力的度量，一个目标的rcs等于单位立体角目标在雷达接收天线方向上反射的功率与入射到目标处的功率密度之比。rcs是描述目标本质特征的指标，主要与目标的形状、材质、信号入射角度及辐射信号频率相关，在目标的外在形状、材质、入射频率等保持不变的情况下，目标运动状态的改变会引起电磁波入射角变化，进而引起目标rcs值的改变，反之，可根据目标rcs值的动态变化来推算目标的运动状态特征，因此，实时准确的获取目标的rcs值非常重要。
3.然而，在目前对毫米波雷达进行的仿真测试中，无法获取到目标的rcs值，或者直接采用rcs定值模拟的方法，rcs定值模拟，即根据目标类型的不同直接给目标赋予不同的rcs值，例如各类型目标的rcs分别赋值为：商用车20dbsm、挂车15dbsm、乘用车10dbsm、三轮车8dbsm、老年代步车7dbsm、电瓶车4dbsm、行人-6dbsm，通过这种rcs定值模拟的方式，无法模拟目标运动过程中的rcs变化，因此，采用rcs定值模拟影响对毫米波雷达探测性能的测试，使仿真测试结果偏离实车测试。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种毫米波雷达仿真测试方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决目前在毫米波雷达仿真测试中，无法实时动态获取目标的雷达散射截面，从而导致仿真测试结果偏离实车测试的技术问题。
5.第一方面，本发明提供一种毫米波雷达仿真测试方法，所述毫米波雷达仿真测试方法包括：
6.在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度；
7.基于所述第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面；
8.将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器；
9.毫米波雷达目标模拟器根据所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，对待检测目标物进行模拟，并发送回波信号至待测试毫米波雷达；
10.待测试毫米波雷达接收回波信号，得到待检测目标物的测试数据，所述测试数据包括第二距离、第二角度及第二雷达散射截面；
11.将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面与所述第二距离、第二角度及第二雷达散射截面进行对比，得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果。
12.可选的，所述在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真
数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度包括：
13.在仿真测试环境中，根据实际毫米波雷达在实车上的安装位姿配置虚拟毫米波雷达在虚拟车辆上的安装位姿；
14.通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度。
15.可选的，所述基于所述第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面包括：
16.若基于所述第一距离和第一角度，在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则将查询得到的雷达散射截面作为第一雷达散射截面；
17.若基于所述第一距离和第一角度，未在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则基于所述第一距离和第一角度，通过函数法，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
18.可选的，所述基于所述第一距离和第一角度，通过函数法，得到待检测目标物的第一雷达散射截面包括：
19.基于待检测目标物的数据集，通过对所述数据集进行曲线拟合，确定拟合函数，所述数据集记录待检测目标物的距离、角度及雷达散射截面间的对应关系；
20.基于所述第一距离和第一角度，通过确定的拟合函数，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
21.可选的，所述待检测目标物的仿真数据包括待检测目标物id，在所述将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器之后，包括：
22.若检测到待检测目标物进入待测试毫米波雷达视场角，则基于所述待检测目标物id，锁定待检测目标物，并为待检测目标物匹配毫米波雷达目标模拟器通道；
23.若检测到待检测目标物离开待测试毫米波雷达视场角，则基于所述待检测目标物id，解锁待检测目标物，并释放待检测目标物所占用的毫米波雷达目标模拟器通道，以供下一新的待检测目标物使用。
24.第二方面，本发明还提供一种毫米波雷达仿真测试装置，所述毫米波雷达仿真测试装置包括：
25.第一获取模块，用于在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度；
26.第二获取模块，用于基于所述第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面；
27.传输模块，用于将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器；
28.模拟模块，用于毫米波雷达目标模拟器根据所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，对待检测目标物进行模拟，并发送回波信号至待测试毫米波雷达；
29.测试模块，用于待测试毫米波雷达接收回波信号，得到待检测目标物的测试数据，所述测试数据包括第二距离、第二角度及第二雷达散射截面；
30.对比模块，用于将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面与所述第二距离、第二角度及第二雷达散射截面进行对比，得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果。
31.可选的，所述第一获取模块模块，用于：
32.在仿真测试环境中，根据实际毫米波雷达在实车上的安装位姿配置虚拟毫米波雷达在虚拟车辆上的安装位姿；
33.通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度。
34.可选的，所述第二获取模块，用于：
35.若基于所述第一距离和第一角度，在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则将查询得到的雷达散射截面作为第一雷达散射截面；
36.若基于所述第一距离和第一角度，未在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则基于所述第一距离和第一角度，通过函数法，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
37.第三方面，本发明还提供一种毫米波雷达仿真测试设备，所述毫米波雷达仿真测试设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的毫米波雷达仿真测试程序，其中所述毫米波雷达仿真测试程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的毫米波雷达仿真测试方法的步骤。
38.第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有毫米波雷达仿真测试程序，其中所述毫米波雷达仿真测试程序被处理器执行时，实现如上述所述的毫米波雷达仿真测试方法的步骤。
39.本发明中，在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度；基于所述第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面；将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器；毫米波雷达目标模拟器根据所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，对待检测目标物进行模拟，并发送回波信号至待测试毫米波雷达；待测试毫米波雷达接收回波信号，得到待检测目标物的测试数据，所述测试数据包括第二距离、第二角度及第二雷达散射截面；将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面与所述第二距离、第二角度及第二雷达散射截面进行对比，得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果。本发明通过，首先在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，通常称之为“真值”，然后通过仿真数据中的第一距离和第一角度得到第一雷达散射截面，将第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器，毫米波雷达目标模拟器据此对待检测目标物进行模拟，然后发送回波信号至待测试毫米波雷达，待测试毫米波雷达在接收到回波信号后，可以得到待检测目标物的测试数据，通常称之为“测试值”，将仿真数据和测试数据进行对比，即将第一距离、第一角度及第一雷达散射截面与第二距离、第二角度及第二雷达散射截面进行对比，即可得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果，通过本发明，实现了毫米波雷达对目标物的实时雷达散射截面的动态仿真测试，从而提升了毫米波雷达仿真测试的可靠性。
附图说明
40.图1为本发明毫米波雷达仿真测试设备一实施例的硬件结构示意图；
41.图2为本发明毫米波雷达仿真测试方法一实施例的流程示意图；
42.图3为图2中步骤s10的细化流程示意图；
43.图4为图2中步骤s20的细化流程示意图；
44.图5为本发明毫米波雷达仿真测试装置一实施例的功能模块示意图。
45.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
46.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.第一方面，本发明实施例提供一种毫米波雷达仿真测试设备。
48.参照图1，图1为本发明毫米波雷达仿真测试设备一实施例的硬件结构示意图。本发明实施例中，毫米波雷达仿真测试设备可以包括处理器1001(例如中央处理器central processing unit，cpu)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真wireless-fidelity，wi-fi接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
49.继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及毫米波雷达仿真测试程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的毫米波雷达仿真测试程序，并执行本发明实施例提供的毫米波雷达仿真测试方法。
50.第二方面，本发明实施例提供了一种毫米波雷达仿真测试方法。
51.为了更清楚地展示本技术实施例提供的毫米波雷达仿真测试方法，首先介绍一下本技术实施例提供的毫米波雷达仿真测试方法的应用场景。
52.本技术实施例提供的毫米波雷达仿真测试方法应用在通过毫米波雷达测试台架对毫米波雷达的性能进行仿真测试，通常毫米波雷达测试台架包括毫米波雷达目标模拟器、搭载虚拟仿真软件的图形工作站、上位机、下位机等。
53.一实施例中，参照图2，图2为本发明毫米波雷达仿真测试方法一实施例的流程示意图，如图2所示，所述毫米波雷达仿真测试方法包括：
54.步骤s10，在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度。
55.本实施例中，在仿真测试环境中，通过仿真软件中的虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，通常称之为“真值”，根据不同毫米波雷达的功能以及具体的测试需求，获得的仿真数据可以包括距离、角度、速度及目标物类型等数据。
56.步骤s20，基于所述第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
57.本实施例中，通过第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面，目标运动状态的改变(即距离、角度)会引起电磁波入射角变化，进而引起目标rcs值的改
变，因为第一距离和第一角度是通过虚拟毫米波雷达实时测量得到的，因此这里得到的待检测目标物的第一雷达散射截面代表着待检测目标物在当前姿态下的实时雷达散射截面。
58.步骤s30，将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器。
59.本实施例中，将第一距离、第一角度及第一雷达散射截面通过仿真软件传输至毫米波雷达目标模拟器，通过实时的传输雷达散射截面，解决了现有技术中缺少实时的目标雷达散射截面，无法对目标的雷达散射截面进行实时动态仿真的问题。
60.步骤s40，毫米波雷达目标模拟器根据所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，对待检测目标物进行模拟，并发送回波信号至待测试毫米波雷达。
61.本实施例中，基于毫米波雷达目标模拟器的模拟功能，根据接收到的第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，模拟出待检测目标物的实时姿态，并将相应的回波信号发送至待测试毫米波雷达。
62.步骤s50，待测试毫米波雷达接收回波信号，得到待检测目标物的测试数据，所述测试数据包括第二距离、第二角度及第二雷达散射截面。
63.本实施例中，待测试毫米波雷达在接收到回波信号后，即可得到待检测目标物的测试数据，测试数据包括距离、角度及雷达散射截面，另外，根据不同的待测试毫米波雷达的功能以及具体的测试需求，测试数据还可以包括速度、目标物类型等，从而对待测试毫米波雷达进行更为全面的仿真测试。
64.步骤s60，将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面与所述第二距离、第二角度及第二雷达散射截面进行对比，得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果。
65.本实施例中，第一距离、第一角度是在仿真测试环境中通过虚拟毫米波雷达获得，第一雷达散射截面通过实时测得的第一距离、第一角度得到，在仿真测试中，通常称之为“真值”，第二距离、第二角度及第二雷达散射截面均为待测试毫米波雷达的“测试值”，将两者进行对比，得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果，即待测试毫米波雷达对待检测目标物关于距离、角度、雷达散射截面的识别准确率。
66.本实施例中，第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，代表着待测试毫米波雷达对待检测目标物进行仿真测试的“真值”，第一雷达散射截面根据实时的第一距离和第一角度所得到，代表着待检测目标物实时的雷达散射截面，毫米波雷达目标模拟器根据“真值”对待检测目标物进行实时的模拟，然后通过发送回波信号至待测试毫米波雷达，待测试毫米波雷达在接收到回波信号后，可以得到待检测目标物的“测试值”，通过将“真值”与“测试值”进行对比，即可以得知待测试毫米波雷达对待检测目标物的识别性能，通过本实施例，解决了目前对毫米波雷达进行仿真测试缺乏实时雷达散射截面的问题，实现了毫米波雷达对目标物的雷达散射截面的实时动态仿真测试，提升了毫米波雷达仿真测试的可靠性。
67.进一步地，一实施例中，参照图3，图3为图2中步骤s10的细化流程示意图，如图3所示，步骤s10包括：
68.步骤s101，在仿真测试环境中，根据实际毫米波雷达在实车上的安装位姿配置虚拟毫米波雷达在虚拟车辆上的安装位姿；
69.步骤s102，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度。
70.本实施例中，根据实际毫米波雷达在实车上的安装位姿配置虚拟毫米波雷达在虚拟车辆上的安装位姿，保持仿真场景与真实场景的一致性，第一距离和第一角度为待检测目标物与虚拟毫米波雷达的相对距离和相对角度，由于通常情况下毫米波雷达安装于车辆前保险杠的中间位置，因此，这里的第一距离和第一角度也代表着待检测目标物和虚拟车辆的相对距离和相对角度。
71.进一步地，一实施例中，参照图4，图4为图2中步骤s20的细化流程示意图，如图4所示，步骤s20包括：
72.步骤s201，若基于所述第一距离和第一角度，在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则将查询得到的雷达散射截面作为第一雷达散射截面；
73.步骤s202，若基于所述第一距离和第一角度，未在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则基于所述第一距离和第一角度，通过函数法，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
74.本实施例中，雷达散射截面库为基于公开资料以及通过测试收集得到的资料库，这里也可以理解为数据库，其中的每一条记录着相应的距离、角度及雷达散射截面间的对应关系，若雷达散射截面库中存储有第一距离和第一角度所对应的雷达散射截面，则可以直接通过查询获得第一雷达散射截面，否则需要通过函数法来得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
75.进一步地，一实施例中，步骤s202包括：
76.基于待检测目标物的数据集，通过对所述数据集进行曲线拟合，确定拟合函数，所述数据集记录待检测目标物的距离、角度及雷达散射截面间的对应关系；
77.基于所述第一距离和第一角度，通过确定的拟合函数，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
78.本实施例中，数据集类似于前述的雷达散射截面库，基于公开资料以及通过测试收集来获得，数据集中的每一条记录，记录着相应的距离、角度及雷达散射截面间的对应关系，曲线拟合是指用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点所表示的坐标之间的函数关系。由于前述未查询到当前第一距离和第一角度所对应的雷达散射截面，因此，需要基于已有的数据，对其进行曲线拟合，根据曲线的形状不同，确定出拟合函数，然后通过所确定的拟合函数来得到得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
79.进一步地，一实施例中，所述待检测目标物的仿真数据包括待检测目标物id，在步骤s30之后，包括：
80.若检测到待检测目标物进入待测试毫米波雷达视场角，则基于所述待检测目标物id，锁定待检测目标物，并为待检测目标物匹配毫米波雷达目标模拟器通道；
81.若检测到待检测目标物离开待测试毫米波雷达视场角，则基于所述待检测目标物id，解锁待检测目标物，并释放待检测目标物所占用的毫米波雷达目标模拟器通道，以供下一新的待检测目标物使用。
82.本实施例中，在一种可能的情况下，在仿真测试场景中，在待测试毫米波雷达视场角的探测范围内有五个目标(如a、b、c、d、e)，而我们的毫米波雷达目标模拟器只有四个通道(如1、2、3、4)，而每个通道只能模拟一个目标。此时，我们就需要根据待检测目标物的id，在待检测目标物进入时对其锁定，为其匹配毫米波雷达目标模拟器通道并进行绑定，在离
开时解锁，并释放待检测目标物所占用的毫米波雷达目标模拟器通道，从而避免该目标在毫米波雷达目标模拟器的四个通道间来回切换，同一目标在毫米波雷达目标模拟器间的通道变化影响待测毫米波雷达的仿真测试效率，进一步影响仿真测试结果的精度。
83.第三方面，本发明实施例还提供一种毫米波雷达仿真测试装置。
84.参照图5，图5为本发明毫米波雷达仿真测试装置一实施例的功能模块示意图。
85.本实施例中，所述毫米波雷达仿真测试装置包括：
86.第一获取模块10，用于在仿真测试环境中，通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度；
87.第二获取模块20，用于基于所述第一距离和第一角度，得到待检测目标物的第一雷达散射截面；
88.传输模块30，用于将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面传输至毫米波雷达目标模拟器；
89.模拟模块40，用于毫米波雷达目标模拟器根据所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面，对待检测目标物进行模拟，并发送回波信号至待测试毫米波雷达；
90.测试模块50，用于待测试毫米波雷达接收回波信号，得到待检测目标物的测试数据，所述测试数据包括第二距离、第二角度及第二雷达散射截面；
91.对比模块60，用于将所述第一距离、第一角度及第一雷达散射截面与所述第二距离、第二角度及第二雷达散射截面进行对比，得到待测试毫米波雷达的仿真测试结果。
92.进一步地，一实施例中，第一获取模块10，用于：
93.在仿真测试环境中，根据实际毫米波雷达在实车上的安装位姿配置虚拟毫米波雷达在虚拟车辆上的安装位姿；
94.通过虚拟毫米波雷达，得到待检测目标物的仿真数据，所述仿真数据包括第一距离和第一角度。
95.进一步地，一实施例中，第二获取模块20，包括：
96.查询单元201，用于若基于所述第一距离和第一角度，在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则将查询得到的雷达散射截面作为第一雷达散射截面；
97.函数单元202，用于若基于所述第一距离和第一角度，未在雷达散射截面库中查询到对应的雷达散射截面，则基于所述第一距离和第一角度，通过函数法，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
98.进一步地，一实施例中，函数单元202，用于：
99.基于待检测目标物的数据集，通过对所述数据集进行曲线拟合，确定拟合函数，所述数据集记录待检测目标物的距离、角度及雷达散射截面间的对应关系；
100.基于所述第一距离和第一角度，通过确定的拟合函数，得到待检测目标物的第一雷达散射截面。
101.进一步地，一实施例中，所述毫米波雷达仿真测试装置，还包括通道匹配模块70，用于：
102.若检测到待检测目标物进入待测试毫米波雷达视场角，则基于所述待检测目标物id，锁定待检测目标物，并为待检测目标物匹配毫米波雷达目标模拟器通道；
103.若检测到待检测目标物离开待测试毫米波雷达视场角，则基于所述待检测目标物
id，解锁待检测目标物，并释放待检测目标物所占用的毫米波雷达目标模拟器通道，以供下一新的待检测目标物使用。
104.其中，上述毫米波雷达仿真测试装置中各个模块的功能实现与上述毫米波雷达仿真测试方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
105.第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
106.本发明可读存储介质上存储有毫米波雷达仿真测试程序，其中所述毫米波雷达仿真测试程序被处理器执行时，实现如上述的毫米波雷达仿真测试方法的步骤。
107.其中，毫米波雷达仿真测试程序被执行时所实现的方法可参照本发明毫米波雷达仿真测试方法的各个实施例，此处不再赘述。
108.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
109.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
110.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
111.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。