车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置及方法与流程

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置及方法。

背景技术：

在如今的汽车行业中，车辆的驾驶安全性越来越受重视，也成为了各大汽车厂商的主要卖点。驾驶车辆的过程中车辆后方是驾驶员的盲区，因此在高速换道、后方车辆超车、低速倒车时都会引发交通事故造成伤亡，车载毫米波雷达盲区监测系统能够探测目标的距离、相对速度及方位，且具有工作频率高，波长短，天线尺寸小，适应性强，可在黑暗中正常工作等优点。目前，国内车载毫米波雷达盲区监测系统还是一个新兴事物，许多技术细节都处于探索阶段，车载毫米波雷达盲区监测系统安装到车辆后如何消除安装带来的系统误差，即车载毫米波雷达盲区监测系统标定问题是一个有待解决的技术问题。对于不同车厂、不同车型，雷达安装位置有很大不同，即使同一车型在安装位置基本相同的情况下，在安装支架钣金结构和安装操作上也存在一些偏差，从而造成了车载毫米波雷达盲区监测系统对道路目标的探测误差，影响了车载毫米波雷达盲区监测系统的产品性能，存在一定的安全隐患。毫米波雷达盲区监测系统在进行车辆安装时需要分别在车尾左右两侧进行安装，这里把安装在主驾驶室侧后方的雷达称为主雷达，安装在副驾驶室侧后方的雷达称为从雷达。

如何设计车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置，在指定工作模式下，通过该标定装置分别完成车载毫米波雷达盲区监测系统主雷达和从雷达的安装标定工作，消除在不同车型上由于雷达安装带来的系统误差，满足雷达安装后的使用要求，已成为一项亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决车载毫米波雷达盲区监测系统在不同车型上的雷达标定问题，提供了车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括雷达标定控制模块、雷达标定处理模块与can总线设备；

所述雷达标定控制模块用于设置雷达的工作模式与标定参数，所述雷达标定控制模块包括雷达工作模式设置模块、雷达标定方式设置模块与雷达标定控制开关，所述雷达工作模式设置模块用于设置雷达的工作模式，所述雷达标定方式设置模块用于设置雷达的标定方式，所述雷达标定控制开关用于启动或停止雷达的标定工作，所述雷达工作模式设置模块、雷达标定方式设置模块均与雷达标定控制开关电连接；

所述雷达标定处理模块用于完成对雷达标定参数及数据的处理工作，，所述雷达标定处理模块包括雷达标定数据接收模块、雷达标定数据预处理模块、雷达标定参数计算模块、雷达标定结果输出模块、雷达标定结果存储模块，所述雷达标定数据接收模块用于接收标定数据，所述雷达标定数据预处理模块用于剔除异常数据，所述雷达标定参数计算模块用于对数据进行坐标变换得到综合目标数据，所述雷达标定结果输出模块用于输出标定结果，所述雷达标定结果存储模块用于存储雷达标定结果与标定参数；

所述can总线设备用于完成标定装置与雷达之间的通信连接工作；

所述雷达标定控制模块、雷达标定处理模块均与can总线设备电连接。

优选的，所述雷达包括雷达自检模块、雷达目标检测模块、雷达杂波处理模块、雷达报警处理模块、雷达通信模块与雷达标定模块，所述雷达自检模块用于雷达的自检工作，所述雷达目标检测模块用于对目标点进行检测工作，所述雷达杂波处理模块用于对杂波进行处理，所述雷达报警处理模块用于向驾驶者报警，所述雷达通信模块用于连接雷达与其他设备，所述雷达标定模块用于完成整个标定工作，所述雷达自检模块、雷达目标检测模块、雷达杂波处理模块、雷达报警处理模块、雷达标定模块均与雷达通信模块电连接。

优选的，所述雷达的工作模式为正常工作模式与标定工作模式，在正常工作模式中雷达通过雷达自检模块、雷达目标检测模块、雷达杂波处理模块、雷达报警处理模块与雷达通信模块进行正常工作，在标定工作模式中雷达通过雷达目标检测模块与雷达标定模块进行标定工作。

优选的，所述can总线设备包括can总线连接线与can通信模块，主雷达通过can总线连接线与标定装置进行物理连接，从雷达与主雷达连接通信，主、从雷达均包含一个雷达标定处理模块。

车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定方法，包括以下步骤：

s101：安装标定装置并与车身网络连接

将雷达标定装置中按要求进行安装，主、从雷达通过can总线连接到车身网络；

s102：实时接收车辆信息

启动车辆并使车辆处于运动中，启动主、从雷达实时接收目标数据与车速等车身信息；

s103：雷达启动标定过程

启用雷达标定控制模块，通过雷达标定控制模块设置当前雷达工作模式为标定工作模式，设置标定参数及标定方式，主、从雷达启动标定过程；

s104：雷达对目标进行实时探测

主、从雷达对目标进行实时探测，将接收到的目标数据发送至雷达标定处理模块；

s105：对目标数据进行处理，完成标定工作

雷达标定处理模块接收目标数据，剔除异常数据，调用雷达标定参数计算模块进行雷达标定参数计算，最终得到满足要求的雷达标定参数，并同步保存，完成雷达标定工作。

优选的，所述雷达标定控制模块处理过程包括以下步骤：

s201：启动雷达标定控制模块，配置can通信设备各项参数，接收车速等车身信息，设置雷达标定参数，并设置雷达为标定工作模式；

s202：雷达收到命令后启动雷达标定处理模块进行雷达标定参数计算；

s203：雷达标定控制模块等待雷达标定结果输出模块的标定结果，并调用雷达标定结果存储模块对雷达标定参数和雷达标定结果进行存储，从而完成雷达标定控制处理流程。

优选的，所述雷达标定处理模块处理过程包括以下步骤：

s301：接收雷达标定控制模块发送的雷达标定指令,根据标定指令接收目标数据；

s302：调用雷达标定数据预处理模块对目标数据进行处理与异常数据剔除，调用雷达标定参数计算模块对预处理后的目标数据进行坐标变换处理，由极坐标数据变换成直角坐标数据，产生直角坐标系下对应的目标数据；

s303：通过雷达标定参数计算模块按照规则进行数据累计处理，产生一组稳定的目标综合数据序列；

s304：接收雷达标定控制模块发送的雷达标定结束命令，调用雷达标定参数计算模块计算雷达标定参数，并判断雷达标定计算优度是否满足精度要求，若不满足精度要求，则累计生成新的综合数据序列，若满足精度要求，则调用雷达标定结果存储模块存储雷达标定结果。

优选的，所述标定方式是指按照设置的标定时长及设定的某一固定区间的距离段，利用雷达标定处理模块对雷达进行标定工作，所述标定参数包括雷达标定角度与雷达标定计算优度，所述标定结果包括雷达标定角度、雷达标定计算优度与标定是否成功标志，所述雷达标定角度包括主雷达标定角度与从雷达标定角度，所述雷达标定计算优度包括主雷达标定计算优度与从雷达标定计算优度,计算优度用以显示参与计算的目标角度稳定程度及雷达自动标定计算结果是否满足要求。

本发明相比现有技术具有以下优点：该车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置及方法，能够根据不同车厂、不同车型对车载毫米波雷达盲区监测系统的安装要求，通过标定装置调整相关标定参数，有效解决了整车厂生产线量产车型雷达安装后的雷达标定问题，满足了用户对雷达的使用需求，为车载毫米波雷达盲区监测系统产品在汽车电子领域的广泛使用提供了较为统一的标定工具；并且具有操作简单、可维护性高、设备性能稳定等优点，不仅能够满足车载毫米波雷达盲区监测系统对不同车型的安装精度要求；而且解决了整车厂大批量产线生产过程中的雷达装配问题，为用户提供了较好的零部件装配设备，满足车厂用户对雷达安装标定的实际需求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意框图；

图2是本发明的标定工作流程示意图；

图3是本发明的雷达标定控制模块处理过程流程示意图；

图4是本发明的雷达标定处理模块处理过程的流程示意图；

图5是本发明的主、从雷达与can总线的连接示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种技术方案：车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置，包括雷达标定控制模块、雷达标定处理模块与can总线设备；

雷达标定控制模块用于设置雷达的工作模式与标定参数，雷达标定控制模块包括雷达工作模式设置模块、雷达标定方式设置模块与雷达标定控制开关，雷达工作模式设置模块用于设置雷达的工作模式，雷达标定方式设置模块用于设置雷达的标定方式，雷达标定控制开关用于启动或停止雷达的标定工作，雷达工作模式设置模块、雷达标定方式设置模块均与雷达标定控制开关电连接；

雷达标定处理模块用于完成对雷达标定参数及数据的处理工作，雷达标定处理模块包括雷达标定数据接收模块、雷达标定数据预处理模块、雷达标定参数计算模块、雷达标定结果输出模块、雷达标定结果存储模块，雷达标定数据接收模块用于接收标定数据，雷达标定数据预处理模块用于剔除异常数据，雷达标定参数计算模块用于对数据进行坐标变换得到综合目标数据，雷达标定结果输出模块用于输出标定结果，雷达标定结果存储模块用于存储雷达标定结果与标定参数；

can总线设备用于完成标定装置与雷达之间的通信连接工作；

雷达标定控制模块、雷达标定处理模块均与can总线设备电连接。

雷达包括雷达自检模块、雷达目标检测模块、雷达杂波处理模块、雷达报警处理模块、雷达通信模块与雷达标定模块，雷达自检模块用于雷达的自检工作，雷达目标检测模块用于对目标点进行检测工作，雷达杂波处理模块用于对杂波进行处理，雷达报警处理模块用于向驾驶者报警，雷达通信模块用于连接雷达与其他设备，雷达标定模块用于完成整个标定工作，雷达自检模块、雷达目标检测模块、雷达杂波处理模块、雷达报警处理模块、雷达标定模块均与雷达通信模块电连接。

雷达的工作模式为正常工作模式与标定工作模式，在正常工作模式中雷达通过雷达自检模块、雷达目标检测模块、雷达杂波处理模块、雷达报警处理模块与雷达通信模块进行正常工作，在标定工作模式中雷达通过雷达目标检测模块与雷达标定模块进行标定工作。

如图2所示，本实施例还提供了车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定方法，包括以下步骤：

s101：安装标定装置并与车身网络连接

将雷达标定装置中按要求进行安装，主、从雷达通过can总线连接到车身网络；

s102：实时接收车辆信息

启动车辆并使车辆处于运动中，启动主、从雷达实时接收目标数据与车速等车身信息；

s103：雷达启动标定过程

启用雷达标定控制模块，通过雷达标定控制模块设置当前雷达工作模式为标定工作模式，设置标定参数及标定方式，主、从雷达启动标定过程；

s104：雷达对目标进行实时探测

主、从雷达对目标进行实时探测，将接收到的目标数据发送至雷达标定处理模块；

s105：对目标数据进行处理，完成标定工作

雷达标定处理模块接收目标数据，剔除异常数据，调用雷达标定参数计算模块进行雷达标定参数计算，最终得到满足要求的雷达标定参数，并同步保存，完成雷达标定工作。

如图3所示，雷达标定控制模块处理过程包括以下步骤：

s201：启动雷达标定控制模块，配置can通信设备各项参数，接收车速等车身信息，设置雷达标定参数，并设置雷达为标定工作模式；

s202：雷达收到命令后启动雷达标定处理模块进行雷达标定参数计算；

s203：雷达标定控制模块等待雷达标定结果输出模块的标定结果，标定成功后，并调用雷达标定结果存储模块对雷达标定参数和雷达标定结果进行存储，从而完成雷达标定控制处理流程。

如图4所示，雷达标定处理模块处理过程包括以下步骤：

s301：接收雷达标定控制模块发送的雷达标定指令,根据标定指令接收目标数据；

s302：调用雷达标定数据预处理模块按照预设准则对目标数据进行处理，剔除异常数据，调用雷达标定参数计算模块对预处理后的目标数据进行坐标变换处理，投影到雷达所在直角坐标系下，产生对应的直角坐标数据，并根据自动标定处理过程计算出每个目标点对应的直角坐标安装角度，分区间对产生的直角坐标数据进行区间积累，从而形成了一组直角坐标系下的综合目标数据；

s303：通过雷达标定参数计算模块按照规则进行数据累计处理，产生一组稳定的目标综合数据序列。标定参数计算模块中预设雷达设计安装角度作为目标选取参考值及目标选取距离要求，根据目标选取距离要求选择分布在雷达设计安装角度一定范围内的目标形成稳定的目标序列；

s304：接收雷达标定控制模块发送的雷达标定结束命令，调用雷达标定参数计算模块计算雷达标定参数，并判断雷达标定计算优度是否满足精度要求，若不满足精度要求，则累计生成新的综合数据序列，若满足精度要求，则调用雷达标定结果存储模块存储雷达标定结果。

如图5所示，can总线设备包括can总线连接线与can通信模块，主雷达通过can总线连接线与标定装置进行物理连接，从雷达与主雷达连接通信，从雷达不直接接入标定装置，主、从雷达均包含一个雷达标定处理模块。

本发明充分利用了运动目标方向与车身平行且运动位置处于侧后方盲区这一几何特征，利用目标多普勒速度与车速的几何关系，雷达测得的目标方位角，通过几何变换可以得到雷达标定角度；根据目标运动特性、目标运动位置等特征因素，利用相应预处理算法剔除了大量杂波、虚假目标等异常数据，减小了这些异常数据给雷达标定带来的不利影响；采用某一固定区间数据累计处理方法，生成了一组逐渐趋于稳定且数量有限的综合目标数据，有效地解决了车载毫米波雷达盲区监测系统在高数据率下大量目标探测数据的存储问题；提出了迭代式数据拟合标定方法，按照相应规则逐一剔除综合目标数据序列中质量最差综合目标数据，对新生成的综合目标数据序列循环进行计算，最终得到满足精度要求的雷达标定参数，有效地解决了雷达标定过程受外部环境影响而产生的雷达标定误差。

综上所述，本实施例的车载毫米波盲区监测雷达安装角度自动标定装置及方法，能够根据不同车厂、不同车型对车载毫米波雷达盲区监测系统的安装要求，通过标定装置调整相关标定参数，有效解决了整车厂生产线量产车型雷达安装后的雷达标定问题，满足了用户对雷达的使用需求，为车载毫米波雷达盲区监测系统产品在汽车电子领域的广泛使用提供了较为统一的标定工具；并且具有操作简单、可维护性高、设备性能稳定等优点，不仅能够满足车载毫米波雷达盲区监测系统对不同车型的安装精度要求；而且解决了整车厂大批量产线生产过程中的雷达装配问题，为用户提供了较好的零部件装配设备，满足车厂用户对雷达安装标定的实际需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。