ADC/UART data capturing using IWR1843 with DCA1000

capture both raw ADC IQ data and processed UART point cloud data simultaneously in pure python code (with a little C code)

Introduction

该模块分为两部分，mmwave和fpga_udp。

1. mmwave修改自OpenRadar，用于配置文件读取、串口数据发送与接收、原始数据解析等。
2. fpga_udp修改自pybind11 example，用于通过C语言编写的socket代码从网口接收高速的原始数据。

Installation

• clone this repository
• pip install ./fpga_udp

Example

captureAll.py

同时采集原始ADC采样的IQ数据及片内DSP预处理好的点云等串口数据的示例代码。

1.采集原始数据的一般流程

1. (optional)创建从串口接收片内DSP处理好的数据的进程
2. 通过串口启动雷达（理论上通过网口也能控制，暂未实现）
3. 通过网口udp发送配置fpga指令
4. 通过网口udp发送配置record数据包指令
5. (optional)启动串口接收进程（只进行缓存清零）
6. 通过网口udp发送开始采集指令
7. 实时数据流处理或离线采集保存
8. 通过网口udp发送停止采集指令
9. 通过串口关闭雷达 或 通过网口发送重置雷达命令
10. (optional)停止接收串口数据
11. (optional)解析从串口接收的点云等片内DSP处理好的数据

2."*.cfg"毫米波雷达配置文件要求

• Default profile in Visualizer disables the LVDS streaming.
• To enable it, please export the chosen profile and set the appropriate enable bits.
• adcbufCfg需如下设置，lvdsStreamCfg的第三个参数需设置为1，具体参见mmwave_sdk_user_guide.pdf
  • adcbufCfg -1 0 1 1 1
  • lvdsStreamCfg -1 0 1 0

3."cf.json"数据采集卡配置文件要求

• In default conditions, Ethernet throughput varies up to 325 Mbps speed in a 25-µs Ethernet packet delay.
• The user can change the Ethernet packet delay from 5 µs to 500 µs to achieve different throughputs.
  • "packetDelay_us": 5 (us) ~ 706 (Mbps)
  • "packetDelay_us": 10 (us) ~ 545 (Mbps)
  • "packetDelay_us": 25 (us) ~ 325 (Mbps)
  • "packetDelay_us": 50 (us) ~ 193 (Mbps)

testDecode.ipynb

解析原始ADC采样数据及串口数据的示例代码，需要用Jupyter(推荐VS Code安装Jupyter插件)打开。

1.解析LVDS接收的ADC原始IQ数据

利用numpy对LVDS接收的ADC原始IQ数据进行解析

• 载入相关库
• 设置对应参数
• 载入保存的bin数据并解析
• 绘制时域IQ波形
• 计算Range-FFT
• 计算Doppler-FFT
• 计算Azimuth-FFT

利用mmwave.dsp提供的函数对LVDS接收的ADC原始IQ数据进行解析

2.解析UART接收的片内DSP处理过的点云、doppler等数据

• 载入相关库
• 载入保存的串口解析数据
• 显示cfg文件设置的数据
• 显示片内处理时间(可用来判断是否需要调整帧率)
• 显示各天线温度
• 显示数据包信息
• 显示点云数据
• 计算距离标签及多普勒速度标签
• 显示range profile及noise floor profile
• 显示多普勒图Doppler Bins
• 显示方位角图Azimuth (Angle) Bins

testParam.ipynb

毫米波雷达配置参数合理性校验，需要用Jupyter(推荐VS Code安装Jupyter插件)打开。

• 主要校验毫米波雷达需要的cfg文件及DCA采集板需要的cf.json文件的参数配置是否正确。
• 参数的约束条件来自于IWR1843自身的器件特性，具体请参考IWR1843数据手册、mmwave SDK用户手册、chirp编程手册。
• 若参数满足约束条件将以青色输出调试信息，若不满足则以紫色或黄色输出。
• 需要注意的是，本程序约束条件并非完全准确，故特殊情况下即使参数全都满足约束条件，也有概率无法正常运行。

testDecodeADCdata.mlx

解析原始ADC采样数据的MATLAB示例代码

• 设置对应参数
• 载入保存的bin原始ADC数据
• 根据参数解析重构数据格式
• 绘制时域IQ波形
• 计算Range-FFT(一维FFT+静态杂波滤除)
• 计算Doppler-FFT
• 1D-CA-CFAR Detector on Range-FFT
• 计算Azimuth-FFT

Software Architecture

TBD.py

TBD

Environmental Requirements

1. TBD

Instructions for Use

1. 先按照要求搭建运行环境，未提及的模块在运行时若报错请自己查询添加
2. TBD