用于求取车辆的雷达传感器的失准的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于求取车辆的雷达传感器的失准的方法，具有以下步骤：在多个相互间隔开的第二测量点中的每个单个的测量点上测量雷达传感器与多个相互间隔开的第一雷达反射体中的每个单个的雷达反射体之间的间距；在每个测量点上测量雷达传感器的轴线与雷达反射体之间的第一角，沿轴线进行雷达发射；基于测量的间距创建虚拟地图，其具有相应于测量点的位置的测量位置和相应于雷达反射体的位置的雷达反射体位置；在测量位置上计算雷达反射体位置与在虚拟地图上定义的参考轴线之间的第二角，参考轴线基本上相应于车辆的车辆纵轴线；计算第一角中的角与第二角中的与第一角中的角分别相应的角之间的差；通过计算的差的加权平均来求取失准的失准角。
【专利说明】用于求取车辆的雷达传感器的失准的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于求取车辆的雷达传感器的失准的方法和设备。
【背景技术】
[0002]在现代车辆系统中有时采用雷达系统，这些雷达系统可以同时测量对象一例如在前面行驶的车辆一的间距、速度和方向。这样的具有相应的雷达传感器的雷达系统可以在间距调节速度控制器(英语:“adaptive cruise control (自适应巡航控制系统)”，ACC)中使用。雷达传感器朝车辆的车辆纵轴线的正确的定向在此具有重要的意义。
[0003]在轻微事故或其他外部影响的情况下可能发生雷达传感器的失准，该失准可以引起ACC的降低的工作效率。通常在特定的测量路段(Messstrecke)上这样的失准以一失准角来实施，其中，应该不仅相对于车辆而且相对于彼此准确地安置所提供的雷达反射体。
[0004]由DE102007001367A1已知一种测量路段，该测量路段具有直线定向的车道和在车道的一端上的路标或在限制车道的路肩上设置的路标。在相应的方法中求取路标的位置并且基于测量路段的已知的设置将所述路标的位置与在存储器中所存储的额定数据进行比较。
【发明内容】
[0005]本发明实现一种根据权利要求1所述的用于求取车辆的雷达传感器的失准的方法以及一种根据权利要求10所述的相应的设备。
[0006]按照本发明的方法具有以下步骤:
[0007]在多个相互间隔开的第二测量点中的每个单个的测量点上测量所述雷达传感器与多个相互间隔开的第一雷达反射体中的每个单个的雷达反射体之间的间距；
[0008]在每个测量点上测量所述雷达传感器的一个轴线与所述雷达反射体之间的第一角，沿所述轴线进行雷达发射；
[0009]基于所测量的间距创建虚拟地图，所述虚拟地图具有相应于所述测量点的位置的测量位置以及相应于所述雷达反射体的位置的雷达反射体位置；
[0010]在所述测量位置上计算所述雷达反射体位置与在所述虚拟地图上所定义的参考轴线之间的第二角，所述参考轴线基本上相应于车辆的车辆纵轴线；
[0011]计算所述第一角中的角与第二角中的与所述第一角中的角分别相应的角之间的差;
[0012]通过所计算的差的加权平均来求取所述失准的失准角。
[0013]按照本发明的设备具有:雷达传感器和计算装置，所述雷达传感器构造用于在多个相互间隔开的第二测量点中的每个单个的测量点上测量所述雷达传感器与多个相互间隔开的第一雷达反射体之间的间距；以及在每个测量点上测量所述雷达传感器的轴线与所述雷达反射体之间的第一角，沿所述轴线进行雷达发射；所述计算装置构造用于基于所测量的间距创建虚拟地图，所述虚拟地图具有相应于所述测量点的位置的测量位置以及相应于所述雷达反射体的位置的雷达反射体位置；从所述虚拟地图中在所述测量位置计算所述雷达反射体位置与在所述虚拟地图上定义的参考轴线之间的第二角，所述参考轴线基本上相应于车辆的车辆纵轴线；计算所述第一角中的角与第二角中的与所述第一角中的角分别相应的角之间的差；以及通过所计算的差的加权平均来求取所述失准的失准角。
[0014]有利的实施方式和扩展方案由相应的从属权利要求以及参照附图的描述得出。
[0015]对于按照本发明的方法不需要以下特定的测量路段:在所述测量路段中车辆与雷达反射体相互间的位置必须是准确已知的。因此，该方法可相对较简单地实现并且因此可以非常多方面地利用。此外，可以节省用于获得和校准特定测量路段的耗费和成本。
[0016]按照一个优选的扩展方案，所述多个相互间隔开的第一雷达反射体是至少三个。按照另一个优选的扩展方案，所述多个第二测量点是至少四个。在例如三个雷达反射体和四个测量点的情况下产生了在未知的参量和测量值之间的对于计算有利的比例。这样的方法已经可以在相对较小的耗费的情况下提供令人满意的结果。
[0017]按照另一优选的扩展方案，所述第二角的计算具有以下步骤:通过在所述虚拟地图上的测量位置来近似所述雷达传感器的轨迹；在每个测量位置上计算所述雷达传感器的轨迹的切线作为参考轴线；在每个测量位置计算所述雷达传感器的轨迹的切线与所述雷达反射体位置之间的第二角。通过这种方式可以求取参考轴线，该参考轴线可以趋近车辆的车辆纵轴线，而对此不需要附加的传感器或外部测量数据。因此，该方法对车辆提出仅仅低的要求并且因此能够特别多方面利用。
[0018]按照另一优选的扩展方案，该方法具有以下步骤:在该步骤中依据所求取的失准角机械补偿所述失准。按照另一优选的扩展方案，该方法具有以下步骤:在该步骤中在雷达传感器的控制设备中依据所求取的失准角补偿所述失准。这当车辆驾驶员现在不想或不能够实施失准角的机械补偿时能够是有利的。
[0019]按照另一优选的扩展方案，在每个测量点上进行多个第三雷达传感器中的每个单个的第三雷达传感器与所述雷达反射体中的每个单个的雷达反射体之间的间距的测量。因此，对于该方法可以需要较少的雷达反射体并且失准的求取可以是更准确的。按照另一优选的扩展方案，所述失准角的求取借助于相同加权平均来实现。如果例如能够相同地判断所有测量的可靠性，那么通过这种方式可以简化该方法。但是也可以对各个测量不同地加权。例如，在大幅的侧向运动期间或者在驶过具有大幅的坡度的路段期间实施的测量可以以较小的权重包括进平均值计算中。替代地，如果例如多个雷达传感器安装在车辆上，所述多个雷达传感器例如根据与雷达反射体的距离具有不同的精度，那么可以相应于所述精度对求平均值进行加权。具有与第二雷达传感器的精度双倍那么大的精度的第一雷达传感器在此可以在求平均值时例如双倍程度地进行加权。
[0020]按照另一优选的扩展方案，连续地根据随机出现的固定的目标实施所述方法，同时所述车辆处于行驶状态中。例如指示柱可以作为这样的固定的目标起作用。在该扩展方案中可以永久地监视雷达传感器的功能。可以通过计算上的补偿或机械补偿来补偿所求取的失准角。如果失准角超过一个预先确定的边界值，那么可以阻止车辆系统基于雷达传感器的输出做出决定。
[0021]只要有意义，上述构型和扩展方案就可以就任意地相互组合。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前面或在下面关于实施例所描述的特征的未明确提及的组合。尤其是在此，本领域技术人员也将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。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]以下根据在附图的示意图中说明的实施例进一步阐述本发明。其中:
[0023]图1:用于阐述按照本发明的第一实施方式的方法的流程图；
[0024]图2:用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的流程图；
[0025]图3:用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的车辆的示意性俯视图；
[0026]图4:用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的雷达传感器和雷达反射体的不意性俯视图；
[0027]图5:用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的虚拟地图的示意图；
[0028]图6:用于阐述按照本发明的第三实施方式的方法的流程图；以及
[0029]图7:用于阐述按照本发明的第四实施方式的方法的流程图。
[0030]在所有图中，只要没有另外说明，相同的或功能相同的元件和设备设有相同的参考标记。尽管方法步骤设有参考标记，所述参考标记具有数字，但并没有由此确定顺序，特别是多个方法步骤也可以同时进行。
【具体实施方式】
[0031]图1示出用于阐述按照本发明的第一实施方式的方法的流程图。在此参照图3、图4和图5的参考标记。
[0032]在方法步骤SOl中，在多个相互间隔开的第二测量点22、24、26、28中的每个单个的测量点22、24、26、28上测量雷达传感器2与多个相互间隔开的第一雷达反射体12、14、16中的每个单个的雷达反射体12、14、16之间的间距11、13、15。也即，在第一测量点22上测量雷达传感器2与每个单个的雷达反射体12、14、16之间的间距11、13、15。在第二测量点24上同样测量雷达传感器2与每个单个的雷达反射体12、14、16之间的间距11、13、15，所述第二测量点与第一测量点22间隔开。在第三测量点26和第四测量点28上类似地进行。因此，在按照本发明的第一实施方式的步骤SOl中总体上分别在四个测量点22、24、26、28上测量三个间距11、13、15，也即总共十二个间距11、13、15。
[0033]在方法步骤S02中，在每个测量点22、24、26、28上测量雷达传感器2的轴线33与雷达反射体12、14、16之间的第一角42、44、46，沿所述轴线进行雷达发射。也即，在第一测量点22上测量雷达传感器2的轴线33与雷达反射体12、14、16之间的第一角42、44、46中的三个角。在第二测量点24上，测量雷达传感器的轴线33与雷达反射体12、14、16之间的第一角42、44、46的中三个另外的角，所述第二测量点与第一测量点22间隔开。在第三测量点26和第四测量点28上类似地进行。因此，在四个测量点22、24、26、28中的每个上测量各三个第一角42、44、46，也即总共十二个角。
[0034]在方法步骤S03中，基于所测量的间距11、13、15创建虚拟地图30。虚拟地图30包含与测量点22、24、26、28的位置分别相应的测量位置122、124、126、128。虚拟地图30还包含与雷达反射体12、14、16的位置分别相应的雷达反射体位置112、114、116。在创建虚拟地图30时可以引入另外的预给定和/或假设，如在下文中参照图5进一步阐述的那样。
[0035]在方法步骤S04中，在测量位置22、24、26、28上计算第二角142、144、146，所述第二角在虚拟地图30上位于雷达反射体位置112、114、116与在虚拟地图30上所定义的参考轴线32之间。这些参考轴线32分别横穿测量位置122、124、126、128中的一个并且基本上相应于车辆I的车辆纵轴线35，如同该参考轴线在测量点22、24、26、28——其相应于相应的测量位置122、124、126、128——上定向的那样。
[0036]在方法步骤S05中，计算第一角42、44、46中的角与第二角142、144、146中的与所述第一角中的角分别相应的角之间的差。
[0037]在方法步骤S06中，通过在方法步骤S05中所计算的差的加权平均来求取失准的失准角99。
[0038]图2是用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的流程图。
[0039]相比于依照图1描述的第一实施方式，图2示出了步骤S04的更详细的划分。按照第二实施方式，第二角142、144、146的计算S04具有以下另外的步骤:在步骤S14中，通过虚拟地图30上的测量位置122、124、126、128来近似雷达传感器的轨迹31。也即轨迹31在虚拟地图30上通过测量位置122、124、126、128模拟以下车道:在该车道上车辆I的雷达传感器2，更准确地说，雷达传感器2的雷达射束的发射点102，已经运动通过实际的测量点22、24、26、28。该轨迹可以例如构造为多项式或构造为样条(Spline)函数，以便确保轨迹31的尽可能与实际行驶相似的平滑的曲线。
[0040]在步骤S15中，在每个测量位置122、124、126、128上计算虚拟地图30上雷达传感器2的轨迹31的切线32作为参考轴线32。轨迹31的切线32以大的精度趋近以下方向:车辆1、也即雷达传感器2在相应于测量位置122、124、126、128的测量点22、24、26、28上沿所述方向运动。换言之，轨迹31的切线32趋近车辆I的车辆纵轴线35在测量点22、24、26、28上所定向的那样。
[0041]在步骤S16中，在每个测量位置122、124、126、128上计算雷达传感器2的轨迹31的切线32与雷达反射体位置112、114、116之间的第二角142、144、146。换言之，在每个测量位置122、124、126、128上计算切线32和第二角142、144、146中的三个，其中，第二角142、144、146的第一边分别为切线32，并且顶点分别为测量位置122、124、126、128。因此，总而言之，在按照第二实施方式的方法步骤S16中测量四个切线32和十二个第二角142、144、146。十二个所测量的第二角142、144、146中的每个正好相应于所测量的十二个第一角42、44>46中的一个。
[0042]图3示出了用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的车辆I的示意性俯视图。
[0043]图3示出了具有雷达传感器2的车辆1，该雷达传感器设置在车辆I的前端3。车辆I处于行驶状态中，其中，车辆I的前端3已经驶过第一、第二和第三测量点22、24、26。在图3中示出的时刻车辆I的前端3位于第四测量点28上。在额定状态中轴线33——沿着该轴线进行雷达发射——正好设置在车辆I的车辆纵轴线35上。轴线33与车辆纵轴线35的偏差通过失准角99描述。
[0044]按照第二实施方式，雷达反射体12、14、16在粗略地预先确定的相互间隔开的位置上装配在一个平面上。测量点22、24、26、28事先未知。测量点通过车辆驾驶员的驾驶方式并且通过以下时刻产生:在所述时刻实施测量。例如可以预先确定，以有规律的间距实施测量。然后，可以在实施测量的时间间隔期间由车辆I的由车辆驾驶员所选择的速度和定向来产生测量点22、24、26、28。由此不需要车辆I例如尽可能准确地行驶(abfahren)预先定义的车道。
[0045]车辆I基本上驶向雷达反射体12、14、16，其中，实施间距测量和角测量。也如在之前的测量点22、24、26上那样，在测量点28上测量雷达传感器2与每个雷达反射体12、14、16之间的第一角42、44、46和间距11、13、15。为清楚起见，在图3中在第一角42、44、46中仅仅描绘了角42。角42的顶点是测量点28，雷达传感器2位于该测量点上。更准确地说，雷达传感器2的发射点102位于测量点28上。角42的第一边是轴线33，角42的第二边是测量点28与第一雷达反射体之间的路段。按照本发明也计算第二角142中的一个，该角相应于第一角42中的一个。
[0046]此外，在图3中描绘了参考轴线32，其在虚拟地图30上定义在相应于测量点28的测量位置128上。在图3中大幅放大地示出车辆纵轴线35与参考轴线32之间的区别。按照第二实施方式，计算参考轴线32作为雷达传感器2的轨迹31——更准确地说，雷达传感器2的发射点102的轨迹31——的切线32。在轨迹31的相应地准确的近似S15的情况下，车辆纵轴线35和参考轴线32几乎重合。此外，在图3中还描绘了第二角142、144、146中的一个角142，该角位于参考轴线32与在测量位置128和雷达反射体位置112之间的路段之间。雷达反射体位置112在虚拟地图30上相应于雷达反射体12的实际位置，如在下文中参照图5进一步阐述。
[0047]图4示出了用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的雷达传感器2和雷达反射体12、14、16的示意性俯视图。
[0048]图4示意性地示出:雷达传感器2相对于其额定位置已经移位，也即发生了失准，并且雷达传感器2的轴线33——沿着该方向进行雷达发射——与车辆I的车辆纵轴线35的不同之处在于失准角99。轴线33横穿发射点102，所述发射点设置在雷达传感器3的基本上沿行驶方向定向的前侧上。轴线33位于额定位置上，这涉及水平定向，换言之，在笔直向前行驶中正好沿车辆I的向前方向设置。发射点102可以是以下点:由所述点发射雷达射束。但是，发射点102例如也可以是进行发射的窗玻璃的中心点或者是用于发射雷达射束的对称装置的中心点。按照第二实施方式，分别测量具有作为顶点的位于测量点28上的发射点102的第一角42、44、46。
[0049]角42由轴线33与在发射点102或测量点28与雷达反射体12之间的路段包围。角44被包围在参考轴线33与在发射点102或测量点28和雷达反射体14之间的路段之间。角46被包围在参考轴线33与在发射点102或测量点28和雷达反射体16之间的路段之间。角测量在此带有符号地进行，其中，轴线33总是表示第一边。因此，在图4中带有正号地测量角42、44并且带有负号地测量角46。
[0050]间距11、13、15的测量也相对于发射点102或测量点28进行，在测量时刻的发射点102位于该测量点上。间距11是测量点28与雷达反射体12之间的间距，间距13是测量点28与雷达反射体14之间的间距，间距15是测量点28与雷达反射体16之间的间距。
[0051]图5示出了用于阐述按照本发明的第二实施方式的方法的虚拟地图30的示意图。
[0052]测量位置122相应于测量点22的实际位置。测量位置124相应于测量点24的实际位置。测量位置126相应于测量点26的实际位置。测量位置128相应于测量点28的实际位置。雷达反射体位置112相应于雷达反射体12的实际位置，雷达反射体位置114相应于雷达反射体14的实际位置，而雷达反射体位置116相应于雷达反射体16的实际位置。
[0053]按照第二实施方式，在四个测量点上分别测量三个间距11、13、15，即总共十二个间距。为了创建具有三个雷达反射体位置112、114、116和四个测量位置122、124、126、128、即具有各两个坐标的七个点的虚拟地图30，需要十四个等式。因为仅仅十二个等式可以由十二个所测量的间距11、13、15形成，所以按照第二实施方式确定两个另外的等式。
[0054]无一般性限制地，给第一测量位置122分配X坐标O和Y坐标O。由此确定地图的原点100。此外，例如可以将雷达反射体位置112的Y坐标设置为0，并且可以确定:雷达反射体位置112的X坐标应该大于零。由此也确定虚拟地图30的取向。那么还有14-3 =11个坐标有待确定，为此此外十二个间距测量可用。如果使用三个以上的雷达反射体12、14、16和/或四个以上的测量点22、24、26、28，那么测量的数量进一步提高并且总是超过所寻求的坐标的数量。为了尽可能准确地计算所寻求的坐标，该解可以通过最小二乘法来确定。在此使所谓的误差均方和最小化，该误差均方和通过以下产生:
【权利要求】
1.一种用于求取车辆(I)的雷达传感器(2)的失准的方法，所述方法具有以下步骤: 在多个相互间隔开的第二测量点(22、24、26、28)中的每个单个的测量点(22、24、26、28)上测量(SOl)所述雷达传感器(2)与多个相互间隔开的第一雷达反射体(12、14、16)中的每个单个的雷达反射体(12、14、16)之间的间距(11、13、15)； 在每个测量点(22、24、26、28)上测量(S02)所述雷达传感器(2)的轴线(33)与所述雷达反射体(12、14、16)之间的第一角(42、44、46)，沿所述轴线进行雷达发射； 基于所测量的间距(11、13、15)创建(S03)虚拟地图(30)，所述虚拟地图具有相应于所述测量点(22、24、26、28)的位置的测量位置(122、124、126、128)以及相应于所述雷达反射体(12、14、16)的位置的雷达反射体位置(112、114、116)； 在所述测量位置(122、124、126、128)上计算(S04)所述雷达反射体位置(112、114、116)与在所述虚拟地图(30)上定义的参考轴线(32)之间的第二角(142、144、146)，所述参考轴线基本上相应于所述车辆(I)的车辆纵轴线(35)； 计算(S05)所述第一角(42、44、46)中的角与所述第二角(142、144、146)中的与所述第一角中的角分别相应的角之间的差；以及 通过所计算的差的加权平均来求取(S06)所述失准的失准角(99)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个相互间隔开的第一雷达反射体(12、14、16)是至少三个。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多个第二测量点(22、24、26、28)是至少四个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二角(142、144、146)的计算(S04)具有以下步骤: 通过在所述虚拟地图(30)上的测量位置(122、124、126、128)来近似(S14)所述雷达传感器⑵的轨迹(31)； 在每个测量位置(122、124、126、128)上计算(S15)所述雷达传感器(2)的轨迹(31)的切线(32)作为参考轴线(32)； 在每个测量位置(122、124、126、128)上计算(S16)所述雷达传感器(2)的轨迹(31)的切线(32)与所述雷达反射体位置(112、114、116)之间的第二角(142、144、146)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法具有以下附加步骤: 依据所求取的失准角(99)机械补偿(S07)所述失准。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法具有以下附加步骤: 在所述雷达传感器(2)的控制设备中依据所求取的失准角(99)在计算上补偿(S08)所述失准。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，在每个测量点(22、24、26、28)上进行多个第三雷达传感器(2)中的每个单个第三雷达传感器与所述雷达反射体(12、14、16)中的每个单个的雷达反射体之间的间距(11、13、15)的测量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述失准角(99)的求取(S06)借助于相同加权平均来实现。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，连续地根据随机出现的固定的目标实施所述方法，同时所述车辆(I)处于行驶状态中，其中，通过计算上的补偿或机械补偿(S07、S08)来补偿所求取的失准角(99)。
10.一种用于求取车辆(I)的雷达传感器(2)的失准的设备，所述设备具有: 雷达传感器(2)，所述雷达传感器构造用于 在多个相互间隔开的第二测量点(22、24、26、28)中的每个单个的测量点(22、24、26、28)上测量(SOl)所述雷达传感器(2)与多个相互间隔开的第一雷达反射体(12、14、16)之间的间距(11、13、15);以及 在每个单个的测量点(22、24、26、28)上测量(S02)所述雷达传感器(2)的轴线(33)与所述雷达反射体(12、14、16)之间的第一角(42、44、46)，沿所述轴线进行雷达发射； 计算装置，所述计算装置构造用于 基于所测量的间距(11、13、15)创建(S03)虚拟地图(30)，所述虚拟地图具有相应于所述测量点(22、24、26、28)的位置的测量位置(122、124、126、128)以及相应于所述雷达反射体(12、14、16)的位置的雷达反射体位置(112、114、116)； 从所述虚拟地图(30)中在所述测量位置(122、124、126、128)上计算(S04)所述雷达反射体位置(112、114、116)与在所述虚拟地图(30)上定义的参考轴线(32)之间的第二角(142、144、146)，所述参考轴线基本上相应于所述车辆(2)的车辆纵轴线(35)； 计算(S05)所述第一角(42、44、46)中的角与所述第二角(142、144、146)中的与所述第一角中的角分别相应的角之间的差；以及 通过所计算的差的加权平均来求取(S06)所述失准的失准角(99)。
【文档编号】G01S7/40GK104181512SQ201410217879
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】S·施泰因勒希纳 申请人:罗伯特·博世有限公司