毫米波雷达数据回放与复盘实战课程 - 第2节
一、原始ADC数据格式——从天线到数字的“第一手资料”
做雷达数据回放，第一步就是搞懂原始ADC数据长什么样。说白了，ADC数据就是雷达芯片把天线收到的模拟信号“翻译”成数字后的结果。我刚开始接触毫米波雷达时，拿到一包数据直接懵了——全是16进制数，完全不知道哪个是哪个。
TI的IWR系列芯片，比如IWR6843、IWR1642，输出的原始ADC数据通常是复数形式。为什么呢？因为雷达需要同时知道信号的幅度和相位。幅度决定目标有多“亮”，相位决定目标在哪个方向。
1.1 复数IQ数据的含义
IQ数据，I是In-phase（同相分量），Q是Quadrature（正交分量）。你可以把I想象成信号的“实部”，Q是“虚部”。
一个采样点就是一个复数：sample = I + j*Q
我在项目中遇到过一个问题：某次采集的数据回放时，目标距离总是不对。排查了半天，发现是I和Q的顺序搞反了。嗯，这里要注意——不同芯片的IQ顺序可能不同，TI的芯片通常是I在前、Q在后。
1.2 数据包结构：Header + Payload
雷达数据不是一股脑儿往外扔的。它像快递一样，有“包裹单”（Header）和“货物”（Payload）。
典型的TI毫米波雷达数据包结构如下：
| 字段 | 大小（字节） | 说明 |
|---|---|---|
| Magic Word | 8 | 固定值，用于帧同步，比如0x0102 0304 0506 0708 |
| Version | 4 | 协议版本号 |
| Total Packet Length | 4 | 整个数据包长度（含Header） |
| Platform | 4 | 芯片型号标识 |
| Frame Number | 4 | 当前帧序号 |
| Subframe Number | 4 | 子帧序号（多帧模式用） |
| Chirp Margin | 4 | Chirp起始余量 |
| Num Samples | 4 | 每个Chirp的采样点数 |
| Num Chirps | 4 | 每帧的Chirp数 |
| Num Rx Antennas | 4 | 接收天线数量 |
| Num Tx Antennas | 4 | 发射天线数量 |
| Payload | 可变 | 原始ADC数据（IQ数据） |
Header之后紧跟着的就是Payload，里面按顺序排列着所有天线的IQ数据。我习惯先解析Header，确认帧号和数据长度，再读取Payload。这样做的好处是——万一数据丢包了，你能立刻发现。
二、常见雷达芯片的数据输出协议
2.1 TI IWR系列芯片
TI的IWR系列，比如IWR6843、IWR1642，最常用的数据输出接口是LVDS（低压差分信号）。LVDS的好处是速度快、抗干扰强。实际项目中，LVDS数据通过DMM（Debug Message Manager）模块打包成上面说的Header+Payload结构。
TI还提供了DCA1000数据采集卡，专门用来抓取原始ADC数据。DCA1000通过以太网把数据传到PC，数据格式就是标准的LVDS协议包。
2.2 其他常见芯片
除了TI，还有Infineon、NXP等厂商的毫米波雷达芯片。它们的输出协议大同小异，但细节上有些差异：
- Infineon：常用SPI或LVDS输出，数据包结构类似，但Magic Word不同
- NXP：部分芯片支持MIPI CSI-2接口，数据格式更接近摄像头
- Acconeer：采用UDP直接输出，数据包更轻量
你想想看，不同芯片的协议差异，说白了就是Header里的字段定义不同。只要掌握了TI的协议，其他芯片的协议你花半天就能看懂。
三、数据格式解析实战——手把手教你拆包
光说不练假把式。我们拿一段真实的TI雷达数据来拆解一下。
假设收到一包数据，开头8个字节是：01 02 03 04 05 06 07 08——这就是Magic Word，用来找帧头。
接下来4个字节是Version，比如01 00 00 00表示版本1.0。
再往后4个字节是Total Packet Length，比如00 10 00 00（小端模式，实际长度0x1000=4096字节）。
嗯，这里要注意：TI的数据包是小端模式（Little Endian），低字节在前。我刚开始做解析时，直接按大端读，结果帧号全乱了。
解析Payload时，假设有4个接收天线，每个Chirp采样256点，每帧有128个Chirp。那么一帧的Payload大小就是：
4（天线数） × 256（采样点/Chirp） × 128（Chirp/帧） × 4（字节/复数采样点） = 524,288 字节数据在Payload中的排列顺序是：
- 先按Chirp排列：Chirp 0, Chirp 1, ..., Chirp 127
- 每个Chirp内按天线排列：Rx0, Rx1, Rx2, Rx3
- 每个天线内按采样点排列：Sample 0, Sample 1, ..., Sample 255
我习惯用Python的struct模块来解析，代码大概长这样：
import struct
def parse_ti_packet(data):
# 解析Header
magic = struct.unpack('<Q', data[0:8])[0]
version = struct.unpack('<I', data[8:12])[0]
total_len = struct.unpack('<I', data[12:16])[0]
frame_num = struct.unpack('<I', data[16:20])[0]
# 解析配置信息
num_samples = struct.unpack('<I', data[32:36])[0]
num_chirps = struct.unpack('<I', data[36:40])[0]
num_rx = struct.unpack('<I', data[40:44])[0]
# 解析Payload（IQ数据）
payload = data[48:] # Header固定48字节
iq_data = []
for i in range(0, len(payload), 4):
i = struct.unpack('<h', payload[i:i+2])[0]
q = struct.unpack('<h', payload[i+2:i+4])[0]
iq_data.append(complex(i, q))
return frame_num, iq_data, num_samples, num_chirps, num_rx四、知识体系总览
下面这张图，是我自己总结的本章知识结构。你看一眼，心里就有谱了。
这张图把本章的核心内容串起来了。从原始ADC数据格式，到数据包结构，再到不同芯片的协议差异。你跟着这个脉络走，就不会迷路。
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