一种雷达失效自动检测方法与流程

本发明涉及车身电子雷达技术领域，具体的说是一种雷达失效自动检测方法。

背景技术：

随着辅助驾驶、自动驾驶的发展，越来越多的汽车上安装了毫米波雷达，毫米波雷达作为传感器，主要作用是探测车身周围某个区域内的障碍物，毫米波雷达对安装精度要求较高，在使用过的过程中，由于振动导致雷达安装角度发生了大的变化，或者雷达前方覆盖了对电磁波有明显衰减的材料，都会导致雷达性能退化或失效，因此，迫切需要有一个可靠的方法来检测出这些原因导致的失效，使控制系统能及时发现雷达处于失效模式，从而保障车辆的行驶安全。

技术实现要素：

为了避免和解决上述技术问题，本发明提出了一种雷达失效自动检测方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种雷达失效自动检测方法，包括以下步骤：

步骤s101：采用带指向地面波束的收发天线，使收发天线在指向正前方探测区域的同时形成指向地面方向的波束，该波束可以使雷达探测到地面引起的反射回波；

步骤s201：反射回波发送至雷达接收单元，信号处理单元再进行分析，并提取地面反射信号的距离、速度、幅度信息；

步骤s301：信号处理单元提取车身信息，并通过检测算法计算判断当前雷达性能是否发生变化。

进一步的，所述步骤s101中可通过调整天线设计参数或利用收发天线副瓣，使收发天线得到指向地面方向的波束。

进一步的，所述步骤s301中检测算法的过程包括：

1)雷达测量地面相对速度；

2)雷达测量地面回波幅度；

3)地面相对速度与本车车速比较；

4)地面回波幅度与门限值比较；

5)作出雷达是否失效判断。

进一步的，雷达失效判断时，过程3)或4)中的任一组数值的比较超出允许的差值范围，即判定雷达失效。

本发明的有益效果是：本发明借助带有对地探测波束的天线，可以实时稳定的检测出毫米波雷达功能是否失效，以保证雷达功能安全，对雷达失效检测具有稳定可靠、低成本的优点，具有一定的实用性和推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的检测方法流程示意图；

图2为普通毫米波雷达收发波束的示意图；

图3为本发明中雷达收发波束的示意图；

图4为本发明中检测算法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图4所示，一种雷达失效自动检测方法，包括以下步骤：

步骤s101：采用带指向地面波束的收发天线，通过调整天线设计参数或利用收发天线副瓣，使收发天线在指向正前方探测区域的同时形成指向地面1方向的波束，该波束可以使雷达探测到地面1引起的反射回波；

如图2所示，普通的毫米波雷达收发天线安装在车身一定高度h，雷达通过向前方发射电磁波，接收发射回波探测障碍物的距离、速度、角度以及幅度信息。

如图3所示，在本发明中，通过使雷达收发天线产生对地面1的波束，可以稳定的探测到地面1的反射回波，通过设计，使得波束与水平方向夹角为θ，雷达相对地面1高度为h。

雷达在正常工作的时候，由于对地波束的存在，地面1作为一个目标，可以被雷达探测到，地面目标的距离为h/sin(θ)，地面目标的速度为v*cos(θ)，v为车速，车速可以从车身的can总线获取，地面目标的幅度与地面材料有关，通过试验可以得到一个统计平均值。

步骤s201：反射回波发送至雷达接收单元，经雷达接收单元处理成中频信号，信号处理单元再进行分析，并提取地面反射信号的距离、速度、幅度信息；

由于毫米波雷达安装与车身上，正常工作的时候，雷达主波束是与地面1平行的，对地波束与地面夹角为θ，雷达不断监测地面信号的幅度、速度、距离。

步骤s301：信号处理单元提取车身信息，并通过检测算法计算判断当前雷达性能是否发生变化。

一般，雷达失效的典型特征包括：

1、雷达安装俯仰角朝上方偏移，即主波束偏向天空方向，指向地面1的波束与水平方向夹角变小，对应的，地面目标的距离会变大，地面目标速度变大，地面目标平均幅度变小。

2、雷达安装俯仰角朝下偏移，即主波束偏向地面1方向，指向地面1的波束与水平方向夹角变大，对应的，地面目标的距离会变小，地面目标速度变小，地面目标平均幅度变大。

3、雷达表面被遮挡，由于雷达表面被遮挡，收发信号被大幅度衰减，地面目标的幅度会大幅度减小甚至检测不到地面目标。

因此，在了解了雷达失效的特征后，通过对地面反射信号的处理后再与车身信息对比，通过设定检测算法检测两者的数据是否相符。

其中，参见图4所示，本发明所述检测算法的过程包括：

6)雷达测量地面相对速度；

7)雷达测量地面回波幅度；

8)地面相对速度与本车车速比较；

9)地面回波幅度与门限值比较；

10)作出雷达是否失效判断。

在雷达失效判断时，过程3)或4)中的任一组数值的比较超出允许的差值范围，即判定雷达失效。其中，车身信息是从车辆的can总线获取，地面反射信号是从雷达获取，地面反射信号包含两个信息，一个是地面相对车辆的运动速度，一个是地面反射信号的强度，正常时，地面相对车辆的速度等于车速，地面反射信号的强度在一个恒定值上下波动，当地面相对车辆的速度与本车车速相差过大，或地面反射信号幅度变大或变小超过门限，则判断雷达失效。

同时，为了提高地面探测的稳定性，可以调整雷达参数，提高雷达的距离和速度分辨率，在雷达在正常工作的间隙，使用调整的参数对地面1进行探测。

车辆姿态大幅度变化时，可能会导致地面目标特征有较大变化，这会对本方法造成一定干扰，为排除这种干扰，雷达可以从车身进一步获取包括车身横摆速率，方向盘转角、油门、刹车等信号，只有在车身运行姿态相对平稳时做检测，当运行状态大幅度变化，则不做检测，这样可以排除这种干扰。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种雷达失效自动检测方法，包括以下步骤：采用带指向地面波束的收发天线，使收发天线在指向正前方探测区域的同时形成指向地面方向的波束，该波束可以使雷达探测到地面引起的反射回波；反射回波发送至雷达接收单元，信号处理单元再进行分析，并提取地面反射信号的距离、速度、幅度信息；信号处理单元提取车身信息，并通过检测算法计算判断当前雷达性能是否发生变化。本发明借助带有对地探测波束的天线，可以实时稳定的检测出毫米波雷达功能是否失效，以保证雷达功能安全，对雷达失效检测具有稳定可靠、低成本的优点，具有一定的实用性和推广价值。

技术研发人员：王征;李铮;桑泽遥;阚永葭;兰俊翔;罗畅安
受保护的技术使用者：芜湖易来达雷达科技有限公司
技术研发日：2018.10.19
技术公布日：2019.03.15