一种雷达安装校准方法及系统与流程

本发明实施例涉及雷达安装技术，尤其涉及一种雷达安装校准方法及系统。

背景技术：

雷达是通过向物体发射信号和接收由物体反射的信号感应物体的距离、方位和高度的装置。这种雷达被应用于各种需要物体感应的领域。特别地，在汽车工业中，雷达装置被安装在车辆中，在车辆控制中，由通过与各种使用物体感应结果的车辆控制系统的相互配合来控制。

其中，雷达在安装到车辆过程中，由于采用的安装校准方法不合适，使得雷达发射的信号与实际要求存在偏差，降低雷达的有效目标识别率。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种雷达安装校准方法及系统，可以提高雷达的安装精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种雷达安装校准方法，包括：

将雷达设置在车辆的顶角处；

根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，0°<α<90°；

确定反射目标在所述目标直线上的目标位置，以将所述反射目标设置于所述目标位置；

通过雷达发送雷达信号，并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度以调整所述雷达，以使所述雷达的前面板与车辆中轴线满足所述预设角度α。

可选地，所述根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，包括：

以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于车辆中轴线的方向确定第一线段；

根据所述第一线段的长度和所述预设角度α确定第二线段的长度；

以所述第一线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第一线段的方向确定所述第二线段；

连接所述雷达的前面板的中心点和所述第二线段的终点来确定所述目标直线；或者，

以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述车辆中轴线的方向确定第三线段；

根据所述第三线段的长度和所述预设角度α确定第四线段的长度；

以所述第三线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第三线段的方向确定所述第四线段；

连接所述雷达的前面板的中心点和所述第四线段的终点来确定所述目标直线。

可选地，所述根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，包括：

以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于车辆中轴线的方向确定长度不同的第五线段和第六线段；

根据所述第五线段的长度和所述预设角度α确定第七线段的长度，根据所述第六线段的长度和所述预设角度α确定第八线段的长度；

以所述第五线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第五线段的方向确定所述第七线段，以所述第六线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第六线段的方向确定所述第八线段；

连接所述第七线段的终点和所述第八线段的终点来确定所述目标直线；或者，

以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述车辆中轴线的方向确定长度不同的第九线段和第十线段；

根据所述第九线段的长度和所述预设角度α确定第十一线段的长度，根据所述第十线段的长度和所述预设角度α确定第十二线段的长度；

以所述第九线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第九线段的方向确定所述第十一线段，以所述第十线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第十线段的方向确定所述第十二线段；

连接所述第十一线段的终点和所述第十二线段的终点来确定所述目标直线。

可选地，所述确定反射目标在所述目标直线上的目标位置，包括：

在所述目标直线上，将离所述雷达的前面板的中心点距离在设定范围之内的位置作为所述反射目标所处的目标位置。

可选地，所述预设角度α为45°。

可选地，所述设定范围为[19.1m-20.1m]。

可选地，所述方法还包括：利用校准工具调整所述雷达的横滚角和俯仰角，使所述横滚角和所述俯仰角的误差均小于0.5°。

可选地，所述车辆在设定区域内没有反射目标之外的其他目标障碍物。

可选地，所述设定区域为30m×7m，所述设定区域的长边垂于所述雷达的前面板。

第二方面，本发明实施例还提供了一种雷达安装校准系统，包括：雷达、反射目标以及验证装置；

所述雷达设置在车辆的顶角处；

反射目标，用于反射所述雷达发射的雷达信号；所述反射目标设置于目标直线上的目标位置，所述目标直线根据至少一组互相垂直的两条线段进行确定；其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点；所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定,0°<α<90°；

所述验证装置，用于通过雷达发送雷达信号，接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度以调整所述雷达，以使所述雷达的前面板与车辆中轴线满足所述预设角度α。

本发明实施例提供的技术方案，当将雷达设置在车辆的后顶角处，且雷达的前面板和车辆中轴线之间的夹角为α度时，根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线；其中，两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点；两条线段的长度比例基于α确定；通过目标直线确定反射目标所处的目标位置以设置反射目标，并实现雷达的验证校准，可以提高雷达的安装精度，提高雷达有效目标识别率。

附图说明

图1a是本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法流程图；

图1b是本发明实施例提供的车辆所处设定区域的示意图；

图1c是本发明实施例提供的一种确定反射目标所处目标直线的原理图；

图1d是本发明实施例提供的一种确定反射目标所处目标直线的原理图；

图1e是本发明实施例提供的一种确定反射目标所处目标直线的原理图；

图1f是本发明实施例提供的一种确定反射目标所处目标直线的原理图；

图2是本发明实施例提供的一种雷达安装校准系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1a是本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法流程图，所述方法应用于对安装于车辆顶角处的雷达进行校准的场景中。车辆的顶角可以是前顶角或后顶角。车辆的前顶角包括车辆的左前顶角和右前顶角，车辆的后顶角包括车辆的左后顶角和右后顶角。可以将雷达设置在车辆的左前顶角、右前顶角、左后顶角或右后顶角中任何一个或多个。其中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”均为假设人处于驾驶车辆的状态时，人所感知的方向。

如图1a所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S110：将雷达设置在车辆的顶角处。

在本发明实施例中，可以将车辆放置在开阔区域，以使车辆所处设定区域并没有多余目标障碍物。其中，设定区域可以根据需要进行选择，例如可以是30m×7m，如图1b所示，可以将雷达设置在车辆的后顶角处，设定区域的长边垂直于雷达的前面板，设定区域的一条短边与雷达的前面板重合，该条短边的中心与雷达的前面板的中心重合。雷达的前面板为雷达发射天线信号时天线信号主要通过的面板。其中，可以通过至少两个分别离车辆对称部件在地面的投影点距离相等的目标点来确定车辆中轴线。车辆对称部件可以是车辆的两个前轮胎，或者可以是车辆的两个后轮胎。

S120：根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线；其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点；所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，0°<α<90°。

可选的，预设角度α为45°，当安装在车辆的左后顶角和右后顶角的雷达的前面板与车辆中轴线为45°时，可以使雷达有合理的探测范围，有利于对有效障碍物的探测。当雷达安装完毕后，还可以利用校准工具调整所述雷达的横滚角和俯仰角，使所述横滚角和所述俯仰角的误差均小于0.5°。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，可以包括：以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于车辆中轴线的方向确定第一线段；根据所述第一线段的长度和所述预设角度α确定第二线段的长度；以所述第一线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第一线段的方向确定所述第二线段；连接所述雷达的前面板的中心点和所述第二线段的终点来确定所述目标直线。

其中，雷达的前面板的中心点可以为雷达前面板的几何中心。当雷达的前面板与车辆中轴线之间的夹角需要设置为α时，如图1c所示，以雷达的前面板的中心点o，沿平行于车辆中轴线的方向确定第一线段oc，以第一线段oc的终点(点c)为起点，沿平行于地面且垂直于第一线段的方向确定第二线段cq，其中，第二线段cq的长度可以是oc长度与α余切值的乘积。连接点o和点q，线段oq所在的直线为反射目标所处的目标直线。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，可以包括：以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述车辆中轴线的方向确定第三线段；根据所述第三线段的长度和所述预设角度α确定第四线段的长度；以所述第三线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第三线段的方向确定所述第四线段；连接所述雷达的前面板的中心点和所述第四线段的终点来确定所述目标直线。

在本发明实施例中，当雷达的前面板与车辆中轴线之间的夹角需要设置为α时，如图1d所示，以雷达的前面板的中心点o，以o为起点，沿平行于地面且垂直于车辆中轴线的方向确定第三线段op，其中，第三线段op的长度并不作限制，可根据实际需要进行选择。具体的，L为经过点o，且平行于车辆中轴线的直线，可以是车辆中轴线经过平移而得到的。以点o为起点，作垂直于L的第三线段op。

以点p为起点，沿平行于车辆中轴线方向(或者沿平行于地面，且垂直于第三线段op的方向)确定第四线段pq，第四线段的终点为点q。其中，第四线段的长度为第三线段op长度与α余切值的乘积，连接点o和点q，线段oq所在的直线为反射目标所处的目标直线。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，包括：以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于车辆中轴线的方向确定长度不同的第五线段和第六线段；根据所述第五线段的长度和所述预设角度α确定第七线段的长度，根据所述第六线段的长度和所述预设角度α确定第八线段的长度；以所述第五线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第五线段的方向确定所述第七线段，以所述第六线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第六线段的方向确定所述第八线段；连接所述第七线段的终点和所述第八线段的终点来确定所述目标直线。

具体的，当雷达的前面板与车辆中轴线之间的夹角需要设置为α时，如图1e所示，雷达前面板的中心点为点o，以点o为起点，沿平行线于车辆中轴线的方向确定长度不相同的第五线段oc和第六线段om。其中，L为经过点o，且平行于车辆中轴线的直线，可以以o为起点，在L上，确定经过点o，且平行于车辆中轴线方向的第五线段oc和第六线段om，其中，第五线段oc的长度和第六线段om的长度不相同。

以第五线段的终点(点c)为起点，沿平行于地面且垂直于第五线段oc的方向作第七线段cq，其中，第七线段cq的长度为第五线段oc的长度与α余切值的乘积。以第六线段的终点(点m)为起点，沿平行于地面且垂直于第六线段om的方向作第八线段mn，其中，第八线段mn的长度为第六线段om的长度与α余切值的乘积。连接第七线段的终点(点q)和第八线段的终点(点n)，将连接得到的线段所处的直线作为反射目标所在的目标直线，即qn线段所在的直线为反射目标所在的目标直线。

需要说明的是，可以以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于车辆中轴线的方向确定长度不同的多条线段，通过上述的方法得到分别与地面平行且与所述多条线段垂直的第一目标线段，连接各个第一目标线段的终点来得到反射目标所在的目标直线。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线，其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点，所述两条线段的长度比例基于所述雷达的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定，包括：以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述车辆中轴线的方向确定长度不同的第九线段和第十线段；根据所述第九线段的长度和所述预设角度α确定第十一线段的长度，根据所述第十线段的长度和所述预设角度α确定第十二线段的长度；以所述第九线段的终点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述第九线段的方向确定所述第十一线段，以所述第十线段的终点为起点，沿平行于地面且垂直于所述第十线段的方向确定所述第十二线段；连接所述第十一线段的终点和所述第十二线段的终点来确定所述目标直线。

具体的，当雷达的前面板与车辆中轴线之间的夹角需要设置为α时，如图1f所示，雷达前面板的中心点为点o，以点o为起点，沿平行于地面且垂直于车辆中轴线方向得到第九线段op和第十线段oe。其中，第九线段op和第十线段oe的长度并不相同。

以第九线段的终点(点p)为起点，沿平行于车辆中轴线方向(或者平行于地面且沿垂直于第九线段op的方向)作第十一线段pq，其中，第十一线段pq的长度为第九线段op长度与α余切值的乘积。以第十线段的终点(点e)为起点，沿平行于车辆中轴线方向(或者平行于地面且沿垂直于第十线段oe的方向)作第十二线段en，其中，第十二线段en的长度为第十线段oe长度与α余切值的乘积。连接第十一线段的终点(点q)和第十二线段的终点(点n)，将连接得到的线段所处的直线作为反射目标所在的目标直线，即qn线段所在的直线为反射目标所在的目标直线。

需要说明的是，在确定目标直线时，可以以所述雷达的前面板的中心点为起点，沿平行于地面并且垂直于所述车辆中轴线的方向确定长度不同多条线段，参考上述方法得到，分别与地面平行并且与所述多条线段垂直的第二目标线段，通过连接各个第二目标线段的终点来确定反射目标所在的目标直线。

S130：确定反射目标在所述目标直线上的目标位置，以将所述反射目标设置于所述目标位置。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述确定反射目标在所述目标直线上的目标位置，包括：在所述目标直线上，将离所述雷达的前面板的中心点距离在设定距离范围之内的位置作为所述反射目标所处的目标位置。可选的，反射目标可以是角反射器，例如，可以是高角反射器。可选的，设定范围可以是[19.1m-20.1m]。具体的，雷达的前面板中心点与反射目标之间的距离可以是20m，其中，距离误差可以是0-10cm。其中，设定范围也可以根据需要进行设定。

S140：通过雷达发送雷达信号，并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度以调整所述雷达，以使所述雷达的前面板与车辆中轴线满足所述预设角度α。

在本发明实施例中，当雷达发射雷达信号，反射目标可以反射雷达信号，雷达将反射目标反射的雷达信号传输给验证装置，验证装置接收雷达传输的反射目标反射的雷达信号，并基于反射目标反射的雷达信号以及雷达发射的雷达信号确定反射目标的位置，其中包括反射目标相对于雷达的方向以及角度，根据反射目标相对于雷达的方向以及角度可以确定雷达需要调整的角度，以调整所述雷达，以使雷达的前面板与车辆中轴线满足预设角度α。其中，确定雷达的调整角度的方式可以基于现有技术中的方法，该角度可以是雷达的横摆角。

本发明实施例提供的技术方案，当将雷达设置在车辆的顶角处，且雷达的前面板和车辆中轴线之间的夹角为预设角度α度时，根据至少一组互相垂直的两条线段确定目标直线；其中，两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点；两条线段的长度比例基于预设角度α确定；通过目标直线确定反射目标所处的目标位置以设置反射目标，并实现雷达的验证校准，可以提高雷达的安装精度，提高雷达有效目标识别率。

具体的，雷达安装校准的流程可以是：

步骤1：将车辆水平停放以测量车辆横滚及俯仰方向的倾斜度(包括前后停放角度和左右停放角度)，保证车辆(雷达)斜后方区域开阔，开阔区域可以按照预设标准进行选择。例如，开阔区域为30m×7m，其长边垂于雷达的前面板。

步骤2：在车辆布置插接雷达线束，并插接到雷达的插接头(雷达暂不供电)，通过线束与验证装置，例如上位机连接。

步骤3：保证雷达0°横滚角度，横滚角度误差在0.5°范围内。

步骤4：保证雷达0°俯仰角度，俯仰角度误差在0.5°范围内。

步骤5：过雷达的前面板的中心在地面的投影点，在水平地面画出雷达前面板的垂直线，并确保该垂直线与车辆中轴线的夹角为45°；

针对步骤5

垂直线在起始处少量的误差能导致产生的延长线有较大误差，后装的场景需要提高标定精度。

如图1d所示，确定两条同样长度的线，或者带有刻度的线(如卷尺)。一条从车辆的斜后方竖直向后引出，另一条从上一条的终点垂直向外引出，第二条线的终点处就应该是夹角45°。第一条线的起点和第二条线的终点的连线上，就可以确定后续高角反射器需要放置的目标位置。

步骤6：高角反射器设置在步骤5给出的连线上，距离雷达前面板20m，距离误差小于10cm。

步骤7：雷达上电，开始进行校准，验证装置示出雷达需要调整的角度，人工调整雷达的横摆角度，使雷达前面板的垂直线与车辆中轴线的夹角为45°。

图2是本发明实施例提供的一种雷达安装校准系统结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的系统100包括：雷达210、反射目标220以及验证装置230；

雷达210设置在车辆的顶角处；

反射目标220，用于反射雷达210发射的雷达信号；反射目标220设置于目标直线上的目标位置，所述目标直线根据至少一组互相垂直的两条线段进行确定；其中，所述两条线段中的一条线段的起点为所述雷达前面板的中心点；所述两条线段的长度比例基于所述雷达210的前面板与车辆中轴线之间的预设角度α确定,0°<α<90°；

验证装置230，用于通过雷达发送雷达信号，接收通过反射目标220反射的雷达信号，确定雷达调整的角度以调整所述雷达210，以使所述雷达210的前面板与车辆中轴线满足所述预设角度α。

可选的，所述反射目标设置于所述目标直线上，且离所述雷达的前面板的中心点距离在设定范围之内。

可选的，所述α为45°。

可选的，所述车辆在设定区域内没有其他目标障碍物。

可选的，所述设定区域为30m×7m，所述设定区域的长边垂于所述雷达的前面板。

可选的，所述系统还包括校准工具，用于调整所述雷达的横滚角和俯仰角，使所述横滚角和所述俯仰角的误差均小于0.5°。

本发明实施例提供的雷达安装系统，在实现雷达安装校准的过程中，可以提高雷达的安装精度，可以有效识别目标，可以根据需要选择雷达的扫描范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。