一种毫米波雷达测试前位置配准装置及方法与流程

1.本技术涉及毫米波雷达检测技术领域，特别涉及一种毫米波雷达测试前位置配准装置及方法。


背景技术：

2.目前汽车行驶安全逐渐受到关注，车载毫米波雷达越来越多的运用到智能驾驶车辆上，车载毫米波雷达的功能性能检测需求也逐步加大。
3.相关技术中，对毫米波雷达进行检测时，通常为操作人员借助对齐装置，如激光笔，手动调节毫米波雷达的安装位姿，主观判断毫米波雷达的对齐方式，
4.但是，通过操作人员的主观判断对待测毫米波雷达进行安装，难以保证毫米波雷达安装位置的精确性，进而影响后续对毫米波雷达的测试的精确性和客观性。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种毫米波雷达测试前位置配准装置及方法，以解决相关技术中毫米波雷达在测试安装位置精确性低，影响毫米波雷达测试结果精确性和客观性的问题。
6.第一方面，提供了一种毫米波雷达测试前位置配准装置，其包括：
7.调节机构，其用于支撑待测雷达并调节所述待测雷达的位姿；
8.目标模拟器，其用于根据虚拟目标的虚拟回波信息向所述待测雷达发射效验回波；
9.控制器，其用于根据所述虚拟回波信息和所述效验回波的回波信息之间差异，控制所述调节组件调节所述待测雷达的位姿，以使所述待测雷达测得的所述效验回波的回波信息与所述虚拟回波信息一致。
10.一些实施例中，该毫米波雷达测试前位置配准装置还包括测试箱，所述待测雷达设于所述测试箱内。
11.一些实施例中，所述目标模拟器包括收发天线，根据所述虚拟回波信息生成所述效验回波，所述效验回波通过所述收发天线发送至所述待测雷达。
12.一些实施例中，所述目标模拟器以所述测试箱的轴线为旋转轴转动设置于所述测试箱的内壁，目标模拟器改变位置以便于模拟不同位置的待测目标。
13.一些实施例中，所述调节机构包括支撑板和调节组件，所述支撑板用于支撑所述待测雷达，所述调节组件通过调节所述支撑板的位置以调节所述待测雷达的位姿。
14.一些实施例中，所述调节机构还包括安装板，所述安装板设于所述支撑板的上侧面，所述安装板上开设有安装槽，以连接所述待测雷达。
15.一些实施例中，所述调节组件包括：
16.第一调节组件，其用于调节所述待测雷达的横向位置；
17.第二调节组件，其用于调节所述待测雷达的纵向位置；
18.第三调节组件，其用于调节所述待测雷达的竖向位置；
19.第四调节组件，其用于调节所述待测雷达的倾角。
20.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：待测雷达在测试前，需先将其安装至准确的位置。先在仿真软件中设置模拟雷达和处于特定位姿状态下的虚拟目标，以此模拟雷达接受虚拟回波信息；目标模拟器根据虚拟回波信息生成效验回波并发射至待测雷达，以此目标模拟器对处于特定位姿状态的虚拟目标进行模拟，当待测雷达接受到的效验回波的回波信息与虚拟回波信息不一致时，则调节机构对待测雷达的位姿进行调节，直至待测雷达接受到的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致，则完成了对待测雷达的配准。此种调节待测雷达位姿的方式，代替了人力主观调节，提高了待测雷达安装位置的精确性，提高了后续待测雷达测试结果的精确性和客观性。
21.第二方面，提供了一种毫米波雷达测试前位置配准方法，基于上述所述的毫米波雷达测试前位置配准装置，包括以下步骤：
22.在仿真软件中设置的模拟雷达和虚拟目标，以得知模拟雷达所接收的标准的虚拟回波信息；
23.目标模拟器根据虚拟回波信息而生成效验回波，以模拟处于虚拟目标位姿状态下的待测目标；
24.目标模拟器发射效验回波至待测雷达，待测雷达接收效验回波的回波信息；
25.控制器通过比对待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息，以控制调节机构调节待测雷达的位姿，以使待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。
26.一些实施例中，所述比对待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息，包括距离和角度的比对检测。
27.一些实施例中，该毫米波雷达测试前位置配准方法还包括反馈调节，调节后的待测雷达接收的效验回波的回波信息反馈至控制器，进一步与虚拟回波信息比对，再次通过调节机构调节待测雷达的位姿，直至待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。
28.本技术还提供一种毫米波雷达测试前位置配准方法，其有益效果与上述毫米波雷达测试前位置配准装置的有益效果一致，在此不再赘述。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
30.图1为本技术实施例提供的测试箱及其内部结构示意图；
31.图2为本技术实施例提供的测试箱内部的结构示意图；
32.图3为本技术实施例提供的调节组件的结构示意图；
33.图4为申请实施例提供的调节组件另一视角的结构示意图；
34.图5为图4中a处的放大示意图；
35.图6为图4中b处的放大示意图。
36.图中：1、测试箱；2、目标模拟器；201、收发天线；3、支撑板；4、安装板；401、安装槽；5、第一调节组件；501、固定板；5011、第一滑槽；502、第一丝杆结构；5021、第一丝杆；5022、第一电机；503、横移板；5031、第二滑槽；6、第二调节组件；601、第二丝杆结构；6011、第二丝杆、6012、第二电机；602、纵移块；7、第三调节组件；701、第一凸轮结构；7011、第一凸轮；7012、第三电机；7013、第一推杆；7014、第一架体；702、竖移板；8、第三调节组件；801、连接杆；802、第二凸轮结构；8021、第二凸轮；8022、第四电机；8023、第二推杆；8024、第二架体。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.本技术实施例提供了一种毫米波雷达测试前位置配准装置及方法，其能解决相关技术中毫米波雷达在测试安装位置精确性低，影响毫米波雷达测试结果精确性和客观性的问题。
39.一种毫米波雷达测试前位置配准装置，其包括：
40.调节机构，其用于支撑待测雷达并调节所述待测雷达的位姿；
41.目标模拟器2，其用于根据虚拟目标的虚拟回波信息向待测雷达发射效验回波；
42.控制器，其用于根据虚拟回波信息和效验回波的回波信息之间差异，控制调节组件调节待测雷达的位姿，以使待测雷达测得的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。
43.其中，该毫米波雷达测试前位置配准装置用于调整待测雷达的测试位置。其包括调节机构、目标模拟器2、控制器。通过设定模拟雷达和虚拟目标以此得出模拟雷达所接收的虚拟回波信息。目标模拟器2用于模拟虚拟目标的位姿，通过目标模拟器2模拟虚拟回波的回波特性，并生成效验回波，且待测雷达接收效验回波并测得的效验回波的回波信息。可以理解的是，当虚拟回波信息与效验回波的回波信息一致时，待测雷达的安装位置正确；当虚拟回波信息与效验回波的回波信息不一致时，待测雷达的安装位置具有偏差，需要对待测雷达的安装位置进行调节。
44.若待测雷达的安装位置具有偏差，当目标模拟器2将效验回波发射至待测雷达时，待测雷达所测得的效验回波的回波信息与虚拟回波信息具有差异。此时即可通过效验回波的回波信息和虚拟回波信息的差异而在控制器生成调节信号，以控制调节结构对待测雷达的安装位置进行调整。通过效验回波的回波信息和虚拟回波信息之间差异的指示，而使得待测雷达与待测目标之间的相对位姿与模拟雷达和虚拟目标之间的相对位姿调节至一致，即调节待测雷达的位姿至与模拟雷达的位姿一致，当待测雷达的位姿调节完成后，效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。
45.控制器包括配置有场景仿真软件的电脑主机，其包括模拟雷达和虚拟目标。即在场景仿真软件中设置模拟雷达和虚拟目标，并将模拟雷达与虚拟目标对齐，这里的对齐，为将虚拟目标设置于模拟雷达的正前方。通过设置虚拟目标的物理属性和安装位姿以使虚拟目标与模拟雷达对齐，以此设定一个特定相对位姿状态下的模拟雷达和虚拟目标。在该特
定相对位姿状态下，虚拟目标相对于模拟雷达的距离、角度、速度和rcs值均可由仿真软件直接导出。虚拟目标相对于模拟雷达的距离、角度、速度和rcs值转化为效验回波。效验回波由目标模拟器2发射至待测雷达。
46.待测雷达工作时，发射波至待测目标，再接收来自待测目标的回波，以此得知待测目标的状态信息。
47.参照图1和图2，目标模拟器2集成于控制器，效验回波通过目标模拟器2发射至待测雷达，以此，目标模拟器模拟处于虚拟目标位姿状态下的待测目标。待测雷达发出波后，目标模拟器2接受波信号，并将效验回波发送至待测雷达，此时若待测雷达安装位置准确，即待测雷达的位姿与模拟雷达的位姿一致，则效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。若待测雷达安装位置有偏差，即待测目标的位姿与模拟雷达的位姿具有差异，则效验回波的回波信息与虚拟回波信息具有差异。即可通过效验回波的回波信息和虚拟回波信息的差异判断待测雷达的安装精准度。
48.目标模拟器2可设有多个，本实施例中，目标模拟器2设有两个。多个模拟器对待测雷达同时进行配准，提高了待测雷达配准的精确性。待测雷达配准前，控制器对目标模拟器2的位置进行对齐，使得目标模拟器2对处于虚拟目标位姿状态下的待测目标进行模拟。
49.控制器用于处理效验回波的回波信息和虚拟回波信息。控制器包括位姿计算单元和自动调节控制单元，位姿计算单元根据效验回波的回波信息和虚拟回波信息的差异而计算待测雷达与模拟雷达的位姿差异。自动调节控制单元生成调节信号发送至调节模块。
50.待测雷达安装在调节机构上，调节模块收到调节指令而带动待测雷达做相应的位姿调节，而便于调节待测雷达的位姿至与模拟雷达的位姿一致，以此将待测雷达安装至测试位置，完成待测雷达的配准工作。
51.这样设置，待测雷达在测试前，需先将其安装至准确的位置。先在模拟模块内通过设定模拟雷达和虚拟目标的位姿，以此得到该位姿状态下模拟雷达所测得的虚拟回波信息。目标模拟器2根据虚拟回波信息，生成效验回波，以此模拟处于虚拟目标位姿状态下的待测目标，并将效验回波发送至待测雷达，因此待测雷达测得效验回波的回波信息，由于待测雷达的位姿与模拟雷达的位姿具有差异，效验回波的回波信息与虚拟回波信息具有差异。再通过控制器分析处理效验回波的回波信息和虚拟回波信息的差异，生成调节信号，调节信号使调节机构对待测雷达的位姿进行调整，通过效验回波的回波信息和虚拟回波信息的差异指示，而便于将待测雷达的位姿调整至与模拟雷达的位姿一致。当效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致时，此时待测雷达的安装位置即为正确位置，此种调节待测雷达位姿的方式，代替了人力主观调节，提高了待测雷达安装位置的精确性，提高了后续待测雷达测试结果的精确性和客观性。
52.可选地，该毫米波雷达测试前位置配准装置还包括测试箱1，待测雷达设于测试箱1内。
53.参照图1和图2，其中，测试箱1呈圆筒状，待测雷达测试箱1内，目标模拟器2也设于测试箱1内，测试箱1减小了外界对和待测雷达和目标模拟器2之间的干扰，便于待测雷达的位置配准过程。
54.可选地，目标模拟器2包括收发天线201，根据虚拟回波信息生成效验回波，效验回波通过收发天线201发送至待测雷达。
55.可选地，目标模拟器2以测试箱1的轴线为旋转轴转动设置于测试箱1的内壁，目标模拟器2改变位置以便于模拟不同位置的待测目标。
56.参照图1和图2，其中，目标模拟器2包括圆环，圆环的轴线与测试箱1的轴线一致。且圆环转动设置于测试箱1的内壁，圆环的转动轴线与圆环的轴线一致。当目标模拟器2设有多个时，多个圆环在竖直方向排列设置。目标模拟器2包括收发天线201，收发天线201集成于圆环上。待测雷达发出的波经由目标模拟器2的收发天线201接收，并由目标模拟器2的收发天线201发出效验回波。圆环转动时，目标模拟器2上的收发天线201发生位置变化，而便于目标模拟器2模拟多种不同位置上的待测目标。
57.可选地，调节机构包括支撑板3和调节组件，支撑板3用于支撑待测雷达，调节组件通过调节支撑板3的位置以调节待测雷达的位姿。
58.可选地，调节机构还包括安装板4，安装板4设于支撑板3的上侧面，安装板4上开设有安装槽401，以连接待测雷达。
59.可选地，调节组件包括：
60.第一调节组件，其用于调节待测雷达的横向位置；
61.第二调节组件，其用于调节待测雷达的纵向位置；
62.第三调节组件，其用于调节待测雷达的竖向位置；
63.第四调节组件，其用于调节待测雷达的倾角。
64.参照图3和图4，其中，调节机构包括支撑板3和调节组件，支撑板3和调节组件均设于测试箱1内。支撑板3用于支撑待测雷达，调节组件通过调节支撑板3的位置以调节待测雷达的位姿。调节组件包括第一调节组件5、第二调节组件6、第三调节组件7和第四调节组件8。
65.参照图3，第一调节组件5包括固定板501、第一丝杆5021结构和横移板503，固定板501固定在测试箱1的内底壁，固定板501的一侧面开设有第一滑槽5011，第一滑槽5011的长度方向为横向设置。第一丝杆结构502包括第一电机5022和第一丝杆5021，第一丝杆5021转动安装于第一滑槽5011内，横移板503的一端伸至第一滑槽5011内，且第一丝杆5021穿设于横移板503，且横移板503与第一丝杆5021螺纹连接。第一电机5022与第一丝杆5021传动连接，以驱动第一丝杆5021转动，进而带动横移板503在横向上移动，横向即为图中x轴方向。
66.参照图3，第二调节组件6包括第二丝杆结构601和纵移块602。横移板503的上侧面开设有长度方向为纵向的第二滑槽5031，第二丝杆结构601设于横移板503上以带动纵移块602在横移板503上纵向移动，纵向即为图中y轴方向。第二丝杆结构601包括第二丝杆6011和第二电机6012，第二丝杆6011转动设置于第二滑槽5031内，纵移块602一端伸至第二滑槽5031内，第二丝杆6011穿设于纵移块602，且纵移块602与第二丝杆6011螺纹连接。第二电机6012与第二丝杆6011传动连接，以带动第二丝杆6011转动，进而带动纵移块602在纵向上的移动。
67.参照图4和图5，第三调节组件7包括第一凸轮结构701和竖移板702，第一凸轮结构701设于纵移块602的上侧面，竖移板702间隔设于纵移块602的上侧。第一凸轮结构701带动竖移板702在竖向上移动，竖向即为图中z轴方向。第一凸轮7011结构包括第一凸轮7011、第三电机7012、第一推杆7013和第一架体7014，第一架体7014固定在纵移块602的上侧面，第一凸轮7011转动设置于第一架体7014，且第一凸轮7011的转动轴线水平设置。第一推杆
7013竖直穿设于第一架体7014，且第一推杆7013一端面抵接于第一凸轮7011的周向侧面，第一推杆7013的另一端与竖移板702的下侧面固定。第三电机7012与第一凸轮7011传动连接，第三电机7012带动第一凸轮7011转动而带动推杆在竖直方向上滑动，以此调节竖移板702的竖直位置。
68.参照图4和图6，第四调节组件8包括连接杆801和多个第二凸轮结构802。竖移板702和支撑板3之间通过连接杆连接。连接杆801的一端面与竖移板702的上侧面固定，连接杆801的另一端与支撑板3的下侧面球铰接，本实施例中，优选地，连接杆801的轴线与竖移板702和支撑板3的中轴线的重合。多个第二凸轮结构701均设于支撑板3和竖移板702之间。本实施例中，第二凸轮结构802的数量设有四个，四个第二凸轮结构802分别设于支撑板3的四角处。第二凸轮结构802包括第二凸轮8021、第四电机8022、第二推杆8023和第二架体8024。第二架体8024固定在竖移板702的上侧面，第二凸轮8021转动设置于第二架体8024，且第二凸轮8021的转动轴线方向水平设置。第二推杆8023穿设于第二架体8024，第二推杆8023一端面抵接于第二凸轮8021的周向侧面，第二推杆8023的另一端滚动设置在支撑板3的下侧面。第四电机8022与第二凸轮8021传动连接，第四电机8022带动第二凸轮8021转动，以带动第二推杆8023竖直方向移动。通过调节四个不同第二推杆8023的竖直高度，以此便于调节支撑板3的倾角。
69.参照图3和图4，安装板4固定在支撑板3的上侧面，且安装板4垂直于支撑板3设置。安装板4上开设有两条平行的安装槽401，需要安装待测雷达时，通过从安装槽401穿设螺栓即可便于将待测雷达固定在安装板4上。
70.第一电机5022、第二电机6012、第三电机7012和第四电机8022均可接收控制器所发出的调节信号，并做出指定动作。
71.这样设置，对待测雷达的位姿调整时，第一调节组件5中的第一丝杆结构502实现对待测雷达的横向位置的调节，第二调节组件6中的第二丝杆结构601实现对待测雷达的纵向位置的调节，第三调节组件7中的第一凸轮机构701实现对待测雷达的竖向位置的调节，第四调节组件8中的多个第二凸轮结构802实现对待测雷达的倾角调节。便于待测雷达6个自由度的调节，因此通过调节机构而方便将待测雷达调节至正确的安装位姿，而便于后续待测雷达的测试工作。
72.本技术的另一实施例提供一种毫米波雷达测试前位置配准方法，基于上述的毫米波雷达测试前位置配准装置，包括以下步骤：
73.在仿真软件中设置的模拟雷达和虚拟目标，以得知模拟雷达所接收的标准的虚拟回波信息；
74.目标模拟器2根据虚拟回波信息而生成效验回波，以模拟处于虚拟目标位姿状态下的待测目标；
75.目标模拟器2发射效验回波至待测雷达，待测雷达接收效验回波的回波信息；
76.控制器通过比对待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息，以控制调节机构调节待测雷达的位姿，以使待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。
77.其中，该毫米波雷达测试前位置配准方法包括以下步骤：
78.在场景仿真软件中设置模拟雷达和虚拟目标，并设置虚拟目标的物理属性和安装
位姿，即可根据虚拟目标的数据信息转化成模拟雷达所应接收到的标准的虚拟回波信息。
79.虚拟回波信息传输至目标模拟器2内，目标模拟器2对第一回波信息的回波特性进行模拟并生成效验回波，此时目标模拟器2对处于虚拟目标的位姿状态进行模拟，即目标模拟器2模拟处于虚拟目标位姿状态下的待测目标。
80.目标模拟器2利用收发天线201将效验回波发送至待测雷达，待测雷达测得效验回波的回波信息。
81.控制器对效验回波的回波信息和虚拟回波信息进行比对检测，计算待测雷达和模拟雷达之间的位姿差异，并生成调节待测雷达位姿的调节信号。
82.调节信号传递至调节机构，并对待测雷达的位姿进行调整。以此使得效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致，即将待测雷达的位姿调节至与模拟雷达的位姿一致，完成对待测雷达配准。
83.可选地，比对待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息，包括距离和角度的比对检测。
84.其中，效验回波的回波信息和虚拟回波信息的比对包括距离和角度的比对检测，也可选择性加入速度和rcs值的比对检测。
85.可选地，该毫米波雷达测试前位置配准方法还包括反馈调节，调节后的待测雷达接收的效验回波的回波信息反馈至控制器，进一步与虚拟回波信息比对，再次通过调节机构调节待测雷达的位姿，直至待测雷达接收的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致。
86.其中，该毫米波雷达测试前位置配准方法还包括反馈调节：
87.经过调节机构调节后的待测雷达将测得的效验回波的回波信息反馈至控制器，进一步与虚拟回波信息比对，而再次生成调节信号，并控制调节机构对待测雷达的位姿进一步调整。直至待测雷达所测得的效验回波的回波信息与虚拟回波信息一致，即显示完成对待测雷达安装位置的配准工作。
88.在本技术的描述中，需要理解的是，附图中“x”的正向代表右方，相应地，“x”的反向代表左方；“y”的正向代表前方，相应地，“y”的反向代表后方；“z”的正向代表上方，相应地，“z”的反向代表下方，术语“x”、“y”、“z”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
89.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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技术中的具体含义。
90.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作
之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
91.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。