一种雷达安装校准方法及系统与流程

本发明实施例涉及雷达安装校准技术，尤其涉及一种雷达安装校准方法及系统。

背景技术：

雷达是通过向物体发射信号和接收由物体反射的信号感应物体的距离、方位和高度的装置。这种雷达被应用于各种需要物体感应的领域。特别地，在汽车工业中，雷达装置被安装在车辆中，在车辆控制中，由通过与各种使用物体感应结果的车辆控制系统的相互配合来控制。

其中，雷达在安装到车辆过程中，由于采用的安装校准方法不合适，使得雷达发射的信号与实际要求存在偏差，降低雷达的有效目标识别率。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种雷达安装校准方法及系统，可以提高雷达的安装精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种雷达安装校准方法，包括：

将雷达设置在车辆前端；

根据所述雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将所述反射目标置于所述目标位置；

通过所述雷达发射雷达信号，并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种雷达安装校准系统，包括：雷达、螺栓、反射目标以及校准装置；

所述雷达通过所述螺栓设置在车辆前端，所述螺栓，用于调整雷达的角度；

反射目标，用于反射所述雷达发射的雷达信号，所述反射目标设置于目标位置，所述目标位置，是根据所述雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定的；

所述校准装置，用于基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度。

本发明实施例提供的技术方案，通过将雷达设置在车辆前端，通过雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将反射目标置于目标位置，并对雷达实现校准，可以提高雷达的安装精度，提高雷达有效目标识别率。

附图说明

图1a是本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法流程图；

图1b是本发明实施例提供的车辆所处设定区域范围的示意图；

图1c是本发明实施例提供的一种雷达安装示意图；

图1d是本发明实施例提供的一种确定反射目标所处目标直线的原理图；

图1e是本发明实施例提供的一种确定反射目标所处目标直线的原理图；

图2a是本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法流程图；

图2b是本发明实施例提供的一种雷达正视图；

图2c是本发明实施例提供的一种雷达校准界面图；

图2d是本发明实施例提供的一种雷达校准界面图；

图3是本发明实施例提供的一种雷达安装校准系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1a是本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法流程图，所述方法应用于在车辆生产完毕之后进行雷达安装校准的场景中。如图1a所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S110：将雷达设置在车辆前端。

在本发明实施例中，可以将车辆放置在开阔区域，以使车辆所处设定区域范围并没有多余目标障碍物。其中，设定区域范围可以根据需要进行选择，例如可以是30m×7m，如图1b所示。文中所述的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”均为假设人处于驾驶车辆的状态时，人所感知的方向。将雷达设置在车辆前端，例如可以将雷达设置在车牌位置的左端、右端、上端或者下端，或者车辆前端的其他位置。其中，雷达在车辆的设置可以如图1c所示，雷达100设置于车辆的正前端。其中，在将雷达安装完毕后，还可以通过校准工具，例如水平仪，调整雷达的横滚角和俯仰角，使雷达的横滚角和俯仰角的误差均小于0.5°。

S120：根据所述雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将所述反射目标置于所述目标位置。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，在根据所述雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将所述反射目标置于所述目标位置之前，还可以包括：通过至少两个分别离车辆对称部件在地面的投影点距离相等的目标点来确定车辆中轴线，其中，所述目标点位于地面上；或者当雷达设置在车辆正前端时，通过雷达在地面的投影点以及离车辆对称部件在地面上的投影点距离相等的目标点确定车辆的中轴线。其中，可选的，对称部件可以是车辆的两个前轮胎，或者也可以是其他对称部件。例如，如图1d所示，点A和点B到车辆两个前轮胎在地面上投影点的距离相等，连接点A和点B可以得到车辆中轴线。或者，找到雷达在地面的投影点，将雷达在地面的投影点与点A连接可以得到车辆中轴线。

当雷达设置在车辆的正前端，即雷达在车辆的前端的中心位置时，雷达到车辆对称部件之间的距离相等，如图1e所示，对称部件可以是车辆的两个前轮胎，点C为雷达在地面上的投影点，点A和点B到车辆两个前轮胎在地面上投影点的距离相等。连接点C和点A可以得到车辆中轴线，或者连接点C或者点B可以得到车辆中轴线。在本发明实施例中的一个实施方式中，可选的，根据所述雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，包括：确定平行于所述车辆中轴线并偏移所述车辆中轴线所述左右方向偏移量的辅助直线，所述雷达在地面上的投影点和所述反射目标在地面上的投影点均位于所述辅助直线上；

所述反射目标在地面上的投影点与所述雷达在地面上的投影点之间的距离在设定范围之内；所述反射目标距离地面的高度与所述雷达距离地面的高度相同。

具体的，如图1d所示，点A和点B到车辆两个前轮胎在地面上投影点的距离相等。连接点A和点B可以得到车辆中轴线，点C为雷达在地面上的投影，d为雷达与车辆中轴线之间的左右方向偏移量，根据d以及车辆中轴线可以得到平行于车辆中轴线，并偏移车辆中轴线d的辅助直线b，雷达在地面的投影点C和反射目标在地面上的投影点D均位于辅助直线b上；反射目标在地面上的投影点D与雷达在地面上的投影点C之间的距离在设定范围之内；反射目标距离地面的高度与雷达距离地面的高度相同。具体确定反射目标可以是：根据辅助直线b以及雷达距离地面的高度可以得到反射目标所处的目标直线，将离雷达的距离在设定范围距离之内的位置作为反射目标所处的目标位置，目标位置与雷达的中心在一条直线上。其中，设定范围可以是[19.1m-20.1m]。具体的，雷达与反射目标之间的距离可以是20m，其中，距离误差可以是0-10cm。

可选的，当雷达设置在车辆正前方时，雷达与车辆中轴线之间的左右方向偏移量为0，例如如图1e所示，点C为雷达在地面上的投影，雷达在地面上的投影在车辆中轴线上；为了提高定位的准确性，可以选择多个到车辆两个前轮胎在地面上投影点的距离相等的点，并将多个点连接起来确定车辆中轴线，如图1d所示。

S130：通过所述雷达发射雷达信号，并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度。

在本发明实施例中，校准装置可以是上位机。校准装置与雷达进行电连接，具体的，校准装置可以与雷达有线连接。当雷达发射雷达信号，反射目标可以反射雷达信号，雷达将反射目标反射的雷达信号传输给校准装置，校准装置接收雷达传输的反射目标反射的雷达信号，确定反射目标的位置，其中包括反射目标相对于雷达的方向以及角度，根据反射目标相对于雷达的方向以及角度可以确定雷达调整的角度。例如，可以调整雷达的横摆角。

本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法，通过将雷达设置在车辆前端，通过雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将反射目标置于目标位置，并对雷达实现校准，可以提高雷达的安装精度，提高雷达有效目标识别率。

图2a是本发明实施例提供的一种雷达安装校准方法流程图，如图2a所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S210：将雷达设置在车辆前端。

S220：根据所述雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将所述反射目标置于所述目标位置。

S230：通过所述雷达发射雷达信号，并接收通过所述反射目标反射的雷达信号。

在本发明实施例中，雷达通过四个螺栓被固定在车辆前端，通过调整螺栓可以对雷达进行角度调整。如图2b所示，螺栓200的数量可以是四个，位于雷达100的四个顶点，当其中一个螺栓固定时，可以通过其他三个螺栓对雷达的角度进行调整。

S240：通过显示屏显示表征雷达的雷达控件以及表征用于调整雷达横摆角度的螺栓控件。

在本发明实施例中，校准装置可以通过显示屏显示雷达的校准界面，其中，如图2c所示，校准界面中可以包括开始控件30，雷达控件10以及螺栓控件20，其中，开始控件可以是按钮的形式，或者也可以是其他形式，其中，图2c中的箭头可以表示左偏或者右偏。

在本发明实施例中，当用户触发开始控件时，可以控制雷达发射雷达信号。若基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号查到一个目标障碍物，则开始控件进行变色标识，例如，可以是开始控件渲染黄色，进而确定雷达需要调整的角度。

S250：若基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号判断所述车辆所处的设定区域范围内存在多个目标障碍物，通过显示屏显示清除反射目标之外的其他目标障碍物的信息。

在本发明实施例中，校准装置若基于雷达发射雷达信号并接收通过反射目标反射的的雷达信号判断车辆所处的设定区域范围内存在多个目标障碍物，则通过显示屏显示清除反射目标之外的其他目标障碍物的信息，以提醒用户将多余障碍物进行清除。具体可以雷达的校准界面中可以显示提示框40，在提示框内显示清除反射目标之外的其他目标障碍物的信息，或者保证场地干净无杂目标的提示信息，以提醒用户将多余障碍物移动，以保证雷达的安装精度。

S260：若基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号没有检测到所述反射目标，通过显示屏显示重新设置所述反射目标位置的提示信息。

在本发明实施例中，若基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号没有检测到反射目标，则反射目标并不在雷达的扫描范围内，需要将反射目标进行重新放置，因此通过显示屏显示重新设定反射目标位置的提示信息，以对用户进行提醒。例如，如图2c所示，可以在提示框40内显示重新设定反射目标位置的提示信息，以实现校准效率和精度。

S270：通过所述雷达发射雷达信号，并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定所述雷达需要调整的角度。

S280：基于所述雷达需要调整的角度确定用于调整雷达角度的螺栓的调整圈数，并通过显示屏进行显示，以及将需要调整的螺栓对应的螺栓控件进行标识，以基于所述调整圈数对标识的螺栓进行调整。

在本发明实施例中，雷达调整的角度与螺栓的调整圈数具有对应关系，根据雷达需要的调整角度可以确定需要调整的螺栓的调整圈数，并将调整圈数进行显示。例如，如图2d所述，调整圈数以及雷达的偏角数值可以在上位机的显示屏上显示的雷达界面中示出。并将需要调整的螺栓对应的螺栓控件进行标识，以用户进行区分需要调整的螺栓。其中，对螺栓控件进行标识的方式有多种。例如，可以将需要调整的螺栓对应的螺栓控件渲染黄色。当用户对螺栓进行调整过程中，若校准装置判断雷达被用户遮挡，则将雷达的偏角以及调整圈数的数值等信息进行标识，例如，可以是灰色渲染，并且长时间不变化。若校准装置判断雷达没有被用户遮挡，雷达的偏角以及调整圈数的数值等信息可以以5Hz的频率进行刷新，其中，雷达的偏角和调整的雷达角度数值相同。

S290：若基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号判断所述雷达当前的角度误差小于设定误差，将需要调整的螺栓对应的螺栓控件的标识进行更改。

在本发明实施例中，通过校准装置，若基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，判断雷达当前角度误差小于设定误差，则可以确定雷达已经校准合格，将需要调整的螺栓对应的螺栓控件的标识进行更改，以提醒用户以调整完毕，不需要再调整螺栓控件。例如，当调整完毕时，可以将需要调整的螺栓对应的螺栓控件的渲染颜色进行更改，可以更改为绿色。当调整完毕时，开始控件可以渲染成绿色，显示的各个数值也可以渲染成绿色，调整方向的箭头渲染成灰色，左偏或者右偏的角度信息可以渲染成灰色。当校准完毕时，可以触发结束控件，将操作历史记录数据进行保存。

由此，当通过基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，判断所述雷达当前的角度误差小于设定误差，将需要调整的螺栓对应的螺栓控件的标识进行更改，可以对用户进行提醒，以使用户及时了解是否雷达是否调整合理。

具体的，雷达安装校准的流程可以是：

步骤1：将车辆水平停放，以测量车辆横滚及俯仰方向的倾斜度(包括前后停放角度和左右停放角度)，保证车辆(雷达)前方区域开阔。

步骤2：将雷达安装紧固到车辆，螺栓旋拧速度及最大扭矩，雷达前面板遮挡要求可以按照预设的标准进行设置。

步骤3：布置插接雷达的线束，并插接到雷达插接头(雷达暂不供电)，通过线束将雷达与上位机连接。

步骤4：保证雷达0°横滚角度，横滚角度误差在0.5°范围内。

步骤5：保证雷达0°俯仰角度，俯仰角度误差在0.5°范围内。

步骤6：过雷达中心在地面的投影点，在水平地面画出整车中轴延长线的平行线。

1)针对步骤4和步骤5

横滚姿态和俯仰姿态很大程度上会被车辆所在路面的微小倾角所影响(包括前后倾角和左右倾角)。在尽可能的保证路面平整之后，为进一步提高精度，利用车辆本身的对称机械机构可做进一步的标定，如车辆轮胎(空载车辆，胎压相同，朝向竖直向前)等，以保证雷达的横滚角和俯仰角和路面不平所导致的车辆本身倾角一样。

2)针对步骤6

车辆中轴线在起始处少量的误差能导致产生的延长线有较大误差。

如图1e所示，找到两条同样长度的线，或者带有刻度的线(如卷尺)。从车辆对称部件的地面垂直投影点引出(如轮胎端面的中点在地面的垂直投影点等)，两个对称点引出的线中，长度刻度相同处的相交点就可作为中轴线的延长点(通过此点以及雷达与车辆中轴线的偏移量亦可定出角反射器的位置)。如果条件允许，通过同样的原理，找出两个或三个这样的点，通过这些点的延长线可进一步判断定位的准确性以进一步提高精度。

步骤7：90cm角反射器摆放在步骤6中给出的平行线上，距离雷达前面板20m,距离误差小于10cm。

步骤8：雷达正常上电，开始雷达横摆姿态校准过程。

其中雷达横摆姿态校准流程如下：

保证雷达与角反射器之间无遮挡，开启上位机，显示雷达校准界面；根据上位机引导，完成校准过程。

用户单击雷达校准界面中显示的“开始”按钮。

正常：上位机在指定的距离范围D内(亦可指定角度范围如±5°)查找一个一定强度的稳定目标障碍物(该目标障碍物是角反射器)；“开始”按钮变黄，进入下一步骤；(此后应该保证角反射器位置固定)。

异常：

1)如果未找到合适目标障碍物，“开始”按钮弹回绿色，等待再次触发；同时，在提示框中输出“请保证角反射器按要求摆放”。

2)如果在一定范围内检出多于一个目标障碍物，请在提示框中显示“保证场地干净无杂目标”。

进入人机闭环过程：

Step 1，上位机将要调整的螺栓标黄。

Step 2，上位机基于所述雷达发射雷达信号并接收通过所述反射目标反射的雷达信号，确定角反射器的目标方位角，换算成雷达横摆角，同时根据横摆角与螺栓圈数的对应关系，计算出校准螺栓的调整圈数及方向(圈数精确到半圈)。

Step 3，在调整螺栓过程中，如果雷达被遮挡，则雷达偏角及调整圈数的数值显示变灰，不活动；否则，各读数值按5Hz频率刷新。

Step 4，确认雷达当前横摆角误差是否小于设定门限(A)；若落进门限内(并且稳定)，则：

1)将所调整的螺栓控件标绿；

2)“开始”按钮更改为绿色；

3)各数值显示为绿色，方向箭头显示灰色；左右偏角的信息显示灰色。

否则：返回Step 2。

图3是本发明实施例提供的一种雷达安装校准系统，本发明实施例提供的雷达安装校准系统90包括：雷达100、螺栓200、反射目标300以及校准装置400。

雷达100通过螺栓200设置在车辆前端，螺栓200，用于将雷达100固定在车辆上，以及调整雷达100的角度；

反射目标300，用于反射雷达100发射的雷达信号，反射目标300设置于目标位置，目标位置，是根据雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定的；

校准装置400，用于基于雷达100发射雷达信号并接收通过反射目标300反射的雷达信号确定雷达需要调整的角度。可选的，校准装置可以是上位机。

本发明实施例提供的系统，通过将雷达设置在车辆前端，通过雷达与车辆中轴线的左右方向偏移量确定反射目标所处的目标位置，以将反射目标置于目标位置，通过校准装置对雷达实现校准，通过螺栓基于确定的角度对螺栓进行角度调整，可以提高雷达的安装精度，提高雷达有效目标识别率。

其中，雷达的安装方式和反射目标的设置方式可以参考上述的实施例进行。

可选的，校准装置400包括处理器401和显示屏402，处理器401分别与雷达100和显示屏402电连接。处理器401，用于确定反射目标300反射的雷达信号确定雷达需要调整的角度。

可选的，显示屏，用于显示表征雷达的雷达控件以及表征用于调整雷达横摆角度的螺栓控件。

处理器401，还用于若基于雷达100发射雷达信号并接收通过反射目标300反射的雷达信号，判断所述车辆所处的设定区域范围内存在多个目标障碍物；相应的，显示屏402，还用于显示清除反射目标之外的目标障碍物的信息；

可选的，处理器401，还用于若基于雷达100发射雷达信号并接收通过反射目标300反射的雷达信号，没有检测到所述反射目标；相应的，显示屏402，还用于显示重新设置所述反射目标位置的提示信息。

可选的，处理器401，还用于基于所述雷达需要调整的角度确定用于调整雷达角度的螺栓的调整圈数；相应的，显示屏402，还用于显示所述调整圈数以及将需要调整的螺栓对应的螺栓控件进行标识。

处理,401，还用于若基于雷达100发射雷达信号并接收通过反射目标300反射的雷达信号，判断所述雷达当前的角度误差小于设定误差，将需要调整的螺栓对应的螺栓控件的标识进行更改。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。