用于校准雷达传感器的方法和雷达系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于校准雷达传感器的方法和一种相应的雷达系统。
【背景技术】
[0002] 目前，雷达传感器用于多种应用中。例如雷达传感器可以用在移动的或者固定的 用于环境监视的应用中。例如在车辆中使用雷达传感器用于探测在前方行驶的或者从后方 接近的车辆并且必要时对车辆进行制动或者警告驾驶员。
[0003] 反之，可以使用固定的雷达传感器用于监视例如预给定空间。例如可以通过雷达 传感器监视铁路交叉口。借助于雷达传感器在这样的铁路交叉口上应识别例如对象是否在 轨道上或者在轨道附近。如果识别这样的对象，则可以向正在接近的火车的列车长发出警 告或者例如自动地对该火车进行制动。
[0004] 为了能够借助固定的雷达传感器有效地监视这样的预给定空间，要求能够确定由 雷达传感器检测的对象的大小。
[0005] US2011 007 157A1示出例如用于监视预给定空间的雷达系统。
[0006] 已知的雷达传感器具有用于位于相应雷达传感器前方的对象的高度估计。然而， 对于高度估计，要求垂直的传感器轴线与对象位于其上的平面的平行定向。在该平面和垂 直的传感器轴线之间的少数个十分之一度的小偏差可能已经导致在对象大小估计中的大 误差。例如在对象与雷达传感器的20m的距离的情况下小的r的偏差已经导致在高度估 计中0. 5m的不准确性。在图6中直观地示出这一实际情形。
[0007] 在图6中，雷达传感器布置在高度h上。表示待监视的平面的道路水平地延伸。 垂直的传感器轴线以角度a向上旋转。因此，通过雷达传感器估计对象高度（画阴影的区 域）比真实的对象高度（未画阴影的区域）本来的更低。
【发明内容】
[0008] 本发明公开一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求10的特征的 雷达系统。
[0009] 据此设置：
[0010] 一种用于校准雷达传感器的方法，其具有以下步骤：将至少一个参考对象布置在 所述雷达传感器的视域中的预给定位置上；通过所述雷达传感器检测所述至少一个参考对 象的估计位置；基于所述至少一个参考对象的预给定位置和所述至少一个参考对象的由所 述雷达传感器检测的估计位置计算用于所述至少一个参考对象的位置的修正值；将所计算 的修正值应用到所述雷达传感器的视域中的另外的对象的由所述雷达传感器检测的估计 位置上。
[0011] 此外设置：
[0012] -种具有雷达传感器和控制装置的雷达系统，所述控制装置构造用于实施根据本 发明的方法。
[0013] 本发明的优点
[0014]本发明所基于的认识在于，雷达传感器的手动校准非常昂贵并且容易出错。
[0015]现在，本发明所基于的思想在于，考虑这一认识并且设置一种方法，在本方法中雷 达传感器自身自动校准，而不需要技术人员的协助。
[0016] 为此，在预给定位置上放置参考对象，所述参考对象随后由雷达传感器检测。对于 雷达传感器而言，这些预给定位置已知。
[0017] 由此，雷达传感器可以在参考对象的由雷达信号估计的位置和参考对象的对于雷 达传感器而言已知的真实位置之间实施调准。
[0018]根据本发明，所述调准包括，计算用于修正所检测的对象的估计位置的修正值。尤 其可以基于参考对象的已知的预给定位置和由雷达信号估计的位置来计算该修正值。
[0019] 最后，所计算的修正值可以应用到另外的测量或者对象的由雷达信号估计的位置 上。
[0020] 本发明提供确定和简单的可能性：在垂直上调准固定的雷达传感器。
[0021] 由从属权利要求以及由说明书参照附图得出有利的实施方式和扩展方案。
[0022] 在一种实施方式中，所述至少一个参考对象的估计位置的检测具有在多个由所述 雷达传感器检测的对象中所述至少一个参考对象的辨识。由此，当除了所述参考对象以外， 另外的对象也位于雷达传感器前方或者位于所述雷达传感器的视域中时，也可以实施校 准。
[0023]在一种实施方式中，尤其根据所述相应对象的反向散射功率来实施所述辨识。这 能够实现参考对象的非常简单的辨识。
[0024]在一种实施方式中，预给定待由所述雷达传感器监视的面，并且在所述待监视的 面中布置至少两个参考对象。所述布置能够借助少量的参考对象实现雷达传感器的简单校 准。
[0025]在一种实施方式中，在计算修正值时计算在每个参考对象的实际高度和所述 相应参考对象的由所述传感器检测的估计高度之间的差。由所计算的差形成偏差平面 (Abweichungsebene)。通过参考对象的使用能够实现偏差平面的非常简单的计算。
[0026] 在一种实施方式中，所计算的修正值的应用具有关于所述对象中的每一个对象的 估计位置在所述偏差平面内的高度值的计算。此外，所计算的修正值的应用对于每个对象 而言具有所计算的在所述偏差平面内的高度值与所述相应对象的估计位置的高度值的相 加。以此方式可以实施相应对象的高度的非常简单的修正。
[0027]在一种实施方式中，在所述偏差平面内的高度值的计算具有直线方程式的产生， 所述直线方程式具有所述相应对象的水平位置和距离作为固定参考量并且具有所述相应 对象的高度作为可变参考量。此外，将所产生的直线方程式用到所述偏差平面的平面方程 式中，并且根据所述可变参考量解出所得到的方程式。这借助于简单的向量几何能够实现 修正高度值所需的步骤的非常简单的实现。例如，这些计算可以在控制装置中构造为为了 数据处理而通过计算单元优化的程序指令。
[0028]在一种实施方式中，将用于所述可变参考量的值用到所产生的直线方程式中。此 外，使用在所述直线方程式中得到的用于所述相应对象的高度的值作为在所述修正面内的 所述相应对象的高度值。
[0029] 在一种实施方式中，在雷达传感器起动时一次实施步骤S1-S3。这显著地简化起 动，因为不需要手动校准雷达传感器。
[0030] 在一种实施方式中，在雷达传感器运行期间周期性地实施步骤S1-S3。这使得可能 的是，对雷达传感器的在雷达传感器运行期间发生变化的位置或者定向作出反应。
[0031] 在一种实施方式中，所述至少一个参考对象为三棱镜。由此可以实施参考对象的 非常简单和准确的定位。
[0032] 在另一种实施方式中，所述至少一个参考对象为位于雷达传感器的视域中的另外 的对象之一。由此例如可以利用固定安装的对象例如在铁路交叉口处的限界箱用于校准。 这尤其实现在雷达传感器运行中的周期性的重新校准。
[0033] 在一种实施方式中，雷达传感器构造为FMCW雷达传感器。由此，可以借助于雷达 传感器确保与天气条件无关的对象检测。
[0034] 以上的构型和扩展方案只要合理可以任意地相互组合。本发明的另外的可能的构 型、扩展方案和实现也包括本发明的在之前或者以下在实施例方面描述的特征的未详尽提 到的组合。在此，本领域技术人员尤其也添加单个方面作为对本发明的相应的基本形式的 改进或补充。
【附图说明】
[0035] 以下参照在示意性的附图中说明的实施例详细地阐述本发明。在此，附图示出：
[0036] 图1示出根据本发明的方法的实施方式的流程图；
[0037] 图2示出根据本发明的雷达系统的实施方式的方框图；
[0038] 图3示出用于直观地说明根据本发明的方法的实施方式的图；
[0039] 图4示出用于直观地说明根据本发明的方法的实施方式的另外的图；
[0040] 图5示出用于直观地说明根据本发明的方法的实施方式的另外的图；
[0041] 图6示出用于直观地说明未经校准的雷达传感器的图。
[0042] 在所有图中，只要没有另外说明，相同的或者功能相同的元件和装置设有相同的 参考标记。
【具体实施方式】
[0043]图1示出根据本发明的用于校准雷达传感器1的方法的实施方式的流程图。
[0044] 本方法设置，在第一步骤S1中，将至少一个参考对象2-1至2-4布置在雷达传感 器1的视域3中的预给定位置上。
[0045] 随后，通过雷达传感器1检测至少一个参考对象2-1至2-4的估计位置。
[0046] 在第三步骤S3中，基于所述至少一个参考对象2-1至2-4的预给定位置和所述至 少一个参考对象2-1至2-4的由所述雷达传感器1检测的估计位置计算用于所述至少一个 参考对象2-1至2-4的位置的修正值。
[0047] 最后，将所计算的修正值应用到在雷达传感器1的视域3中的另外的对象4-1至 4-8的由所述雷达传感器1检测的估计位置上。
[0048] 此外，本方法在一种实施方式中设置，在多个由所述雷达传感器检测的对象2-1 至2-4、4-1至4-8中辨识所述至少一个参考对象2-1至2-4。这例如可以根据特别的特征 如相应对象2-1至2-4、4-1至4-8的反向散射功率来进行。
[0049] 接着，可以如下计算对象2-1至2-8中的一个的正确高度：
[0050] 首先，对于参考对象2-1至2-4计算在其由预给定位置确定的真实的安装高度和 由传感器估计的高度之间的差：
[0051] cliffy hRef，「h传感器对象，i
[0052] 在此，hRrfil表示通过第i个参考对象2-1至2-4的预给定位置确定的安装高度，h 传感器对象,i表示第i个参考对象2-1至2-4的由传感器估计的高度。
[0053] 由该信息可以形成偏差平面E，该偏