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[参考译文] IWR1443BOOST + X-Y-Z 坐标+ Arduino Uno

admin
Guru**** 2587345 points
Other Parts Discussed in Thread: IWR1443BOOST, IWR1443

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/617189/iwr1443boost-x-y-z-coordinates-arduino-uno

主题中讨论的其他器件：IWR1443BOOST、 IWR1443

尊敬的社区：

    作为波士顿公立学校的一名退休物理和数学教师，我非常有兴趣建造物理教育领域的项目。 我不是工程师或计算机程序员(学习 C++)、但我一直在教授自己如何为 Arduino 平台和处理(图形软件)编写代码。 IWR1443BOOST 评估模块(毫米波传感器)对我非常感兴趣、但无法判断硬件是否适用于我的项目。

作为背景说明，我已经使用 Arduino Uno 和 PixyCam 摄像机(CMUCam5)构建了多个项目来捕获 x-y-z 坐标，但遗憾的是，Pixy 的帧速率为50fps。

项目背景：

我想碰撞两个4.5毫米或两个6毫米 BB 球(塑料、铜或钢甚至两个乒乓球)，并尽可能以1000 fps 获得一秒钟的 X-y-z 坐标， 并将数据插入 Arduino Uno 阵列、以在处理(软件)中分散绘制。 该事件将由经过速度计时器(目前连接到 Macintosh 上的 Arduino Uno)的 BB 颗粒触发。 同样，我不是工程师，但请您提供有关使用 IWR1443BOOST 进行测量可行性的信息或指导。  

问题。

IWR1443BOOST 是否会检测上述颗粒的 x-y-z 坐标和速度？ 碰撞将在一米长的立方体室内发生。

2.是否提供了与 Arduino Uno 平台配合使用的任何信息(代码、原理图)？

我要非常感谢该论坛为引导我朝着正确的方向所付出的时间和为我提供教育的任何资源。

此致、

Alexander Luis

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    TI__Guru**** 2587345 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Alexander、

    感谢您关注 TI 毫米波传感器。 这些传感器基于调频连续波(FMCW)雷达技术、能够(使用 MIMO 技术)原生检测传感器前方物体的距离、速度和到达角。 目标的可检测性取决于各种因素、例如与传感器的距离、即距离、距离分辨率、速度、 以及 目标反射雷达波的能力，该能力以 RCS (雷达截面)进行量化，该截面 衡量目标在雷达接收器方向反射雷达信号的能力。

    在您的第一个问题上、IWR1443BOOST EVM 能够检测面前物体的坐标、您可以使用 IWR1443毫米波开箱即用演示和毫米波演示可视化工具进行实验、以评估检测功能。 我们没有试验过小但安全的物体、可以说它们具有非常低的 RCS (在环境中、平均人的 RCS 为1、汽车为5、卡车为100等)。

    其次、4GHz 带宽可实现的最小(或最佳)距离分辨率为4cm。 在许多应用中、重要的是能够将两个密集分布的物体解析为两个单独的物体、而不是将它们检测为一个。 两个物体之间可被检测为单独物体的最小距离被称为距离分辨率。 这主要取决于雷达传感器可以提供的线性调频脉冲扫描带宽。 扫描带宽越大、距离分辨率越高。 TI 的雷达器件支持4GHz 扫描带宽，可实现低至约4cm 的距离分辨率。 因此、如果物体距离分辨率达到最佳、那么如果它们距离小于4cm、则无法将其分离。

    此外、我不确定您希望检测到的最大速度。 为了了解这些传感器是否符合您的速度要求、您可能会发现以下线程很有用：

    https://e2e.ti.com/support/sensor/mmwave_sensors/f/1023/t/611459

    2.关于问题2、我们没有可用于与 Arduino 平台连接的任何代码/资源。

    我建议您首先在 毫米波传感估算器中输入用例参数(最大距离、速度、速度分辨率等)  、以了解 IWR1443等可以实现的目标。

    此外、以下链接提供了有关 FMCW 雷达和毫米波技术一般基础知识的优秀教育资源(视频)以及有关 TI 毫米波器件的培训视频。  

    https://training.ti.com/mmwave-training-series

    毫米波白皮书： http://www.ti.com/lit/wp/spyy005/spyy005.pdf

    此致

    尼廷

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    TI__Guru**** 2587345 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Nitin：

    非常感谢您的回答、并向我介绍了这款非常有前途的传感器。

    在我有限的工程背景下，我会毫不犹豫地提出问题，因为我知道这个论坛的大多数成员都是工程师和程序员，但是，我的目的是使这个项目能够正常运行，以至于我购买了一台 Asus PC (我在 Macintosh 上工作)。

    您提到，“4GHz 带宽可实现的最小(或最佳)距离分辨率为4cm。”

    问题：1.

    “亚毫米级分辨率出现在哪里？ 由于此传感器可以在微米级进行检测，为什么它无法检测到4.5mm、6mm BB 金属颗粒？

    问题2.

    我能否更改 GHz 扫描以检测 BB？

    我的 BB 的速度介于50英尺/秒和100英尺/秒之间，从而分别获得32.8微秒和65.6微秒的 TC 值。

    问题3.

    上述时间是否足够慢，足以捕捉我的 BB 在速度上的速度？

    我目前正在阅读和研究此传感器的属性、并将使用德州仪器硬件、而不是 Arduino、直到我开始获得一些结果。

    首先，我购买 IWR1443BOOST 和 SimpleLink MSP432P401/R，并将下载毫米波软件开发套件(SDK)、传感估算器和功耗优化型液位传感软件，以启动该软件。

    问题4.

    我还缺少其他什么吗？

    再次感谢您的耐心和支持。

     

    此致、

     

    Alexander Luis

  • 0
    TI__Guru**** 2587345 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    请在下面找到我的回答：

    问题：1.

    “亚毫米级分辨率出现在哪里？ 由于该传感器可以在微米级进行检测、因此为什么它无法检测4.5mm、6mm 的电流
    BB 金属颗粒？

    TI 毫米波雷达器件(以及毫米波技术本身)可以实现亚毫米级的"精度"、而不是"分辨率"。 让我尝试 详细说明：在传统测量中、精度不能比分辨率更好、因为分辨率是您可以测量的最佳刻度。 但是、在雷达术语中、分辨率(距离分辨率)始终在两个(或更多)物体的上下文中被指代、并被定义为两个物体之间的最小距离、从而能够将其检测为单独的物体。 这是一个物理限制(范围 RES = c/2*B、其中 c 是光速、B 是扫描带宽)、取决于雷达传感器可以提供的线性调频脉冲扫描带宽。 扫描带宽越大、距离分辨率越高。

    因此、从根本上说、最大带宽 = 4GHz 时、距离分辨率约为4cm。

    现在、取决于距离分辨率的距离精度可以优于距离分辨率：

    距离精度

    这通常被定义为作为 SNR 函数的单点目标距离估算值变化的经验公式。 从本质上讲、这是衡量我们能够确定目标实际范围的程度的一个尺度。 距离精度是距离分辨率和 SNR 的函数。

    *注意：这是理论上的最大精度，软件中可能需要进行额外的后处理才能达到此值。 理论最大距离精度是距离分辨率和 SNR 的函数。 它被定义为范围精度=范围分辨率/sqrt (2 x SNR)。 但是、可实现的精度还取决于(受限于) FFT 的大小、因为它定义了 FFT 分辨率(也称为距离箱间分辨率)。 直观地说、FFT 粒度需要足够精细以测量所需的距离增量、因此应用可能需要首先使用提供的线性调频脉冲配置获得初始粗略距离测量、然后在目标距离上执行缩放 FFT、 在具有更高阶 FFT 的软件中使用额外处理。

    有关高精度测量的注意事项、请参阅以下主题。 需要注意的一个要点是、为了实现亚毫米级精度、物体需要静止几秒钟。

    https://e2e.ti.com/support/sensor/mmwave_sensors/f/1023/t/597434

    https://e2e.ti.com/support/sensor/mmwave_sensors/f/1023/t/612730

    可能可以检测您的 BB 托盘、但我们尚未试验过小物体。 您可以首先尝试使用毫米波演示可视化工具通过1443 OOB 演示检测固定托盘。

    问题2.

    我能否更改 GHz 扫描以检测 BB？


    我的 BB 的速度介于50英尺/秒和100英尺/秒之间，从而获得32.8微秒和65.6微秒的 TC 值
    两个示例。

    当然、这些器件允许您根据自己的要求对斜坡斜率和带宽进行编程。 100英尺/秒是109公里/小时、完全处于最大速度范围内。 这些器件能够在本地检测超过250km/h 的速度。 请在 毫米波传感估算器中插入场景参数(距离、速度等) 、以了解应用的线性调频脉冲参数。


    问题3.

    上述时间是否足够慢，足以捕捉我的 BB 在速度上的速度？


    已在问题2中讨论。

    我目前正在阅读和研究此传感器的属性、并将使用德州仪器硬件、而不是
    Arduino、直到我开始获得一些结果。

    要开始购买 IWR1443BOOST 和 SimpleLink MSP432P401/R，并将下载毫米波软件开发套件(SDK)，
    开始使用传感估算器和功耗优化型液位传感软件。

    我建议首先尝试使用毫米波开箱即用演示而不是液位传感设计来检测固定托盘、因为它更容易开始并提供距离、速度(和3D 视图)等的连续图形视图


    此致
    尼廷

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    TI__Guru**** 2587345 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    非常感谢 Nitin 的建议和解释。 我刚刚订购了 IWR1443BOOST 和 MSP-EXP432P401R。
    此致、
    Alexander Luis