自动校正毫米波雷达纵向偏差的智能自行车及校准方法与流程

本发明涉及自行车及其控制方法的领域，具体而言，涉及自动校正毫米波雷达纵向偏差的智能自行车及校准方法。

背景技术：

目前，自行车成为越来越受欢迎的代步工具，上下班、日常骑行成为人们青睐的健康的代步方式。在智能自行车上，通常安装有雷达装置，用于测量自行车的速度，或是用于监测周围环境，对后方车辆进行安全提示等。在雷达装置进出测速或周围环境监测时，都是默认其雷达装置的安装或者在自行车的运动过程中不会出现雷达方向性偏差。

但是，雷达装置一般安装在自行车的车身上，在安装过程中发生偏差，或是由于外部影响如碰撞、振动等可能使雷达装置的主瓣发生纵向偏差，导致雷达装置失准，而骑行者往往很难意识到雷达装置发生偏差，导致雷达装置的检测精度较差。

技术实现要素：

本发明提供了一种自动校正毫米波雷达纵向偏差的智能自行车，旨在改善现有的智能自行车的毫米波雷达出现纵向偏差时导致检测不准确的问题。

本发明提供了一种智能自行车毫米波雷达的校准方法，旨在改善现有的智能自行车雷达装置发生纵向偏差的问题。

本发明是这样实现的：

一种自动校正毫米波雷达纵向偏差的智能自行车，包括自行车本体和安装在自行车本体上的智能控制装置，智能控制装置包括毫米波雷达、加速度传感器以及处理器，加速度传感器与毫米波雷达连接，用于测量毫米波雷达竖直方向上的加速度，处理器分别与毫米波雷达、加速度传感器电连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，自行车本体包括车把、车身以及示意灯，智能控制装置设置于示意灯中。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，示意灯可拆卸连接于车身上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，加速度传感器为三轴加速度传感器。

一种智能自行车毫米波雷达的校准方法，应用上述的智能自行车，包括以下步骤：

s1，获取毫米波雷达在竖直方向上的加速度；

s2，通过比较加速度与重力加速度获得毫米波雷达的纵向偏差角；

s3，根据纵向偏差角对毫米波雷达在不同的测量方向上的增益进行补偿。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，通过比较加速度与重力加速度获得毫米波雷达的纵向偏差角进一步包括：

s21，加速度传感器测得毫米波雷达在竖直方向上的加速度az；

s22，处理器根据加速度az和重力加速度g，得出纵向偏差角θ，其满足：

进一步地，在本发明较佳的实施例中，在s21步骤之后，s22步骤之前，还包括：对加速度az进行均值处理。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s3中根据纵向偏差角对毫米波雷达在不同的测量方向上的增益进行补偿进一步包括：

s31，根据雷达天线的方向性图，预先在不同纵向偏差角方向上进行测量，得到纵向偏差角和补偿增益的关系表，在关系表中，每一个纵向偏差角度均对应有一个增益补偿值；

s32，根据处理器得出的纵向偏差角θ，获取关系表中对应的增益补偿值；

s33，将纵向偏差角θ对应的增益补偿值补偿到对应的检测方向的物体上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：

将纵向偏差角θ与预设阈值比较，超过预设阈值时进行预定动作。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，预定动作包括警告信号的发送或毫米波雷达的停用。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的自动校正毫米波雷达纵向偏差的智能自行车，通过加速度传感器测量毫米波雷达在竖直方向上的加速度，即测量毫米波雷达在纵向方向上的加速度，根据测得的加速度的值与重力加速度的比值，求取得到毫米波雷达的纵向偏差角，进而对毫米波雷达在不同测量方向上的增益进行补偿，从而有效地对毫米波雷达的纵向偏差进行校准，提高检测精度，避免应该被检测到的物体由于毫米波雷达的纵向偏差而被忽略。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1的智能自行车的结构示意图；

图2是本发明实施例1的智能控制装置的方框图；

图3是本发明实施例1的毫米波雷达的校准方法的流程示意图；

图4是本发明实施例1的毫米波雷达的校准方法的原理示意图。

图标：100-智能自行车；110-自行车本体；111-车把；112-车身；113-示意灯；120-智能控制装置；121-毫米波雷达；122-加速度传感器；123-处理器；130-显示装置。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

请参阅图1和图2，本实施例提供一种自动校正毫米波雷达纵向偏差的智能自行车100，包括自行车本体110和安装在自行车本体110上的智能控制装置120。

智能控制装置120包括毫米波雷达121、加速度传感器122以及处理器123，加速度传感器122与毫米波雷达121连接，用于测量毫米波雷达121竖直方向上的加速度，处理器123分别与毫米波雷达121、加速度传感器122电连接。处理器123用于根据加速度传感器122获得的毫米波雷达121在竖直方向的加速度(纵向加速度)，获得毫米波雷达的纵向偏差角，并根据纵向偏差角自动对毫米波雷达121的纵向偏差进行校准。

进一步地，自行车本体110包括车把111、车身112以及示意灯113，智能控制装置120设置于示意灯113中。优选地，示意灯113为自行车上的尾灯装置，设置在自行车的车身112的后部。更为优选地，示意灯113可拆卸地连接于车身112上。例如，示意灯113通过卡扣件、螺栓组件等固定在车身112的后部。

通过将智能控制装置120集成在自行车的示意灯113中，无需对现有的自行车的结构和构造进行任何改进，能够使得智能控制装置120能够适用于各种类型的自行车，安装方便。

在本实施例中，加速度传感器122为三轴加速度传感器。可以理解的是，在本发明的其他实施例中，加速度传感器122也可以是单轴或双轴加速度传感器。进一步地，加速度传感器122测得的加速度值的分辨率高于0.1m/s²。

进一步地，加速度传感器122获取毫米波雷达的纵向加速度的循环周期小于或等于50ms。处理器123能够完成指令与处理数据，例如可以采用单片机或cpu等集成电路以及供实现。

进一步地，自行车本体110上还设有显示装置130，显示装置130为码表或显示器。显示装置130与处理器123信号连接，例如，显示装置130为显示器，显示器和处理器123通过蓝牙等方式无线连接，实现信号的良好传输。显示器显示处理器123的计算结果，例如毫米波雷达的纵向偏差角、毫米波雷达在不同检测方向上的增益补偿结果等。

进一步地，显示装置130还和毫米波雷达121、加速度传感器122信号连接。显示装置130能够显示毫米波雷达121和加速度传感器122的实时数据。优选地，显示装置130设置在车把111部位，易于骑行者观察。

如图3所示，本实施例提供一种毫米波雷达的校准方法，应用上述的智能自行车100，包括以下步骤：

s1，获取毫米波雷达在竖直方向上的加速度；

s2，通过比较加速度与重力加速度获得毫米波雷达的纵向偏差角；

s3，根据纵向偏差角对毫米波雷达在不同的测量方向上的增益进行补偿。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，通过比较加速度与重力加速度获得毫米波雷达的纵向偏差角进一步包括：

s21，加速度传感器测得毫米波雷达在竖直方向上的加速度az；

s22，处理器根据加速度az和重力加速度g，得出纵向偏差角θ，其满足：

如图4所示，在毫米波雷达121未发生纵向偏差时，毫米波雷达121的纵向加速度az等于重力加速度g，此时纵向偏差角θ为0°。当毫米波雷达121发生纵向偏差时，毫米波雷达121的纵向加速度az小于重力加速度g，纵向偏差角θ根据加速度az和重力加速度g比值计算得到，其满足从而根据纵向偏差角θ对雷达主瓣进行增益补偿。

进一步地，在s21步骤之后，s22步骤之前，还包括：对加速度az进行均值处理。优选地，对1s内加速度传感器122获得多个加速度az进行均值处理，得到平均加速度值。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤s3中根据纵向偏差角θ对毫米波雷达121在不同的测量方向上的增益进行补偿进一步包括：

s31，根据雷达天线的方向性图，预先在不同纵向偏差角方向上进行测量，得到纵向偏差角和补偿增益的关系表，在关系表中，每一个纵向偏差角度均对应有一个增益补偿值；

s32，根据处理器得出的纵向偏差角θ，获取关系表中对应的增益补偿值；

s33，将纵向偏差角θ对应的增益补偿值补偿到对应的检测方向的物体上。

本发明实施例根据不同天线的特性，根据天线的方向性图，提前在不同的偏差角方向上进行测量，预先获得角度和补偿增益的关系表。从而在自行车的运动过程中，根据获取的毫米波雷达的纵向偏差角，直接通过查表的方式，根据角度和补偿增益的关系表中对应的增益补偿值对毫米波雷达进行校准，方法简便，易于实现，能够实现毫米波雷达的纵向偏差校准，提高毫米波雷达的检测精度。

进一步地，毫米波雷达的校准方法还包括以下步骤：

将纵向偏差角θ与预设阈值比较，超过预设阈值时进行预定动作。优选的，预设阈值为±10°。当毫米波雷达的纵向偏差角θ小于预设阈值时，在该范围值内，可以通过查表(天线在不同方向上的增益)确定增益补偿值，可以有效完成对其进行补偿计算，实现毫米波雷达的自动校准。超过预设阈值时，毫米波雷达的自动校准精度下降，需要对毫米波雷达121的安装位置进行调整才能保证毫米波雷达的检测精度。

进一步地，预定动作包括警告信号的发送或毫米波雷达121的停用。例如处理器123将警告信号发送给与处理器123信号连接的显示装置130，从而传递给骑行者。也可以是，处理器123控制毫米波雷达121的停用，并将停用信号发送给显示装置130。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。