CN101788659A - 调整传感器垂直对准的装置和传感器 - Google Patents

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Abstract

调整传感器垂直对准的装置和传感器。本发明提供一种能够调整垂直对准的传感器和使用该传感器的传感器垂直对准调整装置。所述传感器具有包括多个可转换的发送天线和接收天线的结构，以便能够调整垂直对准，或具有包括用于调整辐射角度或接收角度的倾动电机的结构。使用这种传感器的传感器垂直对准调整装置，通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：确定是否发生了所述传感器的垂直未对准；变化地转换所述传感器的所述多个发送天线或接收天线中的一方或控制所述倾动电机；并且调整所述传感器信号的辐射角度或所述传感器信号的反射波的接收角度。

Description

调整传感器垂直对准的装置和传感器
技术领域
本发明总体上涉及调整传感器垂直对准的装置和传感器，更具体来说，涉及一种技术，其中，当安装在车辆内的传感器的垂直对准变得不正确时，检测这种未对准以调整该传感器的垂直对准。
背景技术
随着车辆智能技术的新近发展，可对车辆应用诸如用于跟随前车的自适应巡航控制(ACC)系统和起-停系统、用于检测车辆盲区的盲点检测(BSD)系统、用于安全变换车道的车道变换辅助(LCA)系统、用于防止与前车碰撞的预碰撞系统和防碰撞系统等的智能技术。这些智能技术基本地需要诸如雷达传感器、超声波传感器等的传感器来执行其功能，并且仅当通过这些传感器检测到正确信息时才能够执行正确的功能。
然而，安装在车辆内的这些传感器可能会由于碰撞事故、车辆老化而发生位置或方向上的变化。当发生这些情况时，所述传感器检测到的信息的精确度会下降，因而导致使用这些传感器的各种系统发生功能方面的问题。因此，当安装在车辆内的所述传感器的位置或方向因碰撞事故、车辆老化而变化时，必须相对于其水平和垂直平面对各个传感器的对准进行调整。对于安装在车辆内的雷达传感器来说，其水平对准可通过软件来自动调整，但其垂直对准不能自动调整。因此，每当需要对所述雷达传感器的垂直对准进行调整时，都必须进行维护。
发明内容
因此，做出本发明以解决现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种调整传感器垂直对准的装置和传感器，其中，当安装在车辆内的传感器因轻微碰撞、追尾或迎面碰撞、车辆老化而发生位置或方向上的变化时，可对这种变化进行检测以自动地调整所述传感器的垂直对准。
本发明的另一目的是提供一种调整传感器垂直对准的装置和传感器，其能够感测到是否需要对所述传感器的垂直对准进行调整，如果需要，则自动地对所述传感器的垂直对准进行调整，使得使用所述传感器的任何系统都能够通过这种调整来执行其正确功能，并最终保证所述车辆的驾驶员进行安全驾驶。
根据本发明的一个方面，提供一种用于调整传感器垂直对准的装置，该装置包括：表面反射波测量单元，其基于通过传感器所发射的传感器信号而接收到的反射波，来测量从路面反射的表面反射波的信号强度；垂直未对准确定单元，其在所测得的所述表面反射波的信号强度超过基准信号强度时，确定发生了所述传感器的垂直未对准；以及垂直对准调整单元，其通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：控制倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线。
根据本发明的另一方面，提供一种用于调整传感器垂直对准的装置，该装置包括：反射波测量单元，其测量通过传感器所发射的传感器信号而接收到的反射波的信号强度；垂直未对准确定单元，其在所测得的所述反射波的信号强度低于基准信号强度时，确定发生了所述传感器的垂直未对准；以及垂直对准调整单元，其通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：控制倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线。
根据本发明的又一方面，提供一种用于调整传感器垂直对准的装置，该装置包括：垂直斜率测量单元，其利用加速度传感器、基于路面来测量传感器的垂直斜率；垂直未对准确定单元，其在所测得的所述传感器的垂直斜率与所述路面的垂直斜率之间的差超过预定范围时，确定发生了所述传感器的垂直未对准；以及垂直对准调整单元，其通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：控制倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线，使得所测得的所述传感器的垂直斜率与所述路面的垂直斜率之间的差处于预定范围内。
仍然根据本发明的又一方面，提供一种传感器，该传感器包括：被设置为不同辐射角度的多个发射天线；转换器，其从所述发射天线中选择被设置为与期望辐射角度最接近的辐射角度的发射天线，使得按照所述期望辐射角度来发射传感器信号；以及多个接收天线，其接收通过所述转换器所选择的所述发射天线而发射的所述传感器信号的反射波。
仍然根据本发明的又一方面，提供一种传感器，该传感器包括：发射传感器信号的多个发射天线；被设置为不同接收角度的多个接收天线；以及转换器，其从所述接收天线中选择被设置为与特定辐射角度最接近的接收角度的接收天线，使得所述多个接收天线之一接收以特定辐射角度发射来的传感器信号的反射波。
如上所述，根据本发明的实施方式，当安装在车辆内的传感器因轻微碰撞、追尾或迎面碰撞、车辆老化而发生位置或方向上的变化时，可对这种变化进行检测以自动调整所述传感器的垂直对准。
此外，感测是否需要对传感器的垂直对准进行调整。如果需要，则能够自动地调整所述传感器的垂直对准。由此，使得使用所述传感器的任何系统都能够执行其正确功能，从而最终保证所述车辆的驾驶员进行安全驾驶。
附图说明
本发明的上述和其它目的、特征以及优点将从结合附图的下面详细描述中变得更加显而易见，其中：
图1示出用于本发明中所公开的传感器的发射天线射束区域和接收天线射束区域；
图2示出在对本发明中所公开的传感器的垂直对准进行正确调整或不正确调整时发射的传感器信号；
图3示出根据本发明的实施方式的，具有基于天线转换模式的垂直对准调整功能的传感器；
图4示出根据本发明的另一实施方式的，具有基于倾动电机(tiltingmotor)控制模式的垂直对准调整功能的传感器；
图5示出根据本发明的另一实施方式的，具有倾动电机的传感器；
图6是示出根据本发明的实施方式的，用于调整传感器垂直对准的装置的框图；
图7是用于说明根据本发明的实施方式的，在用于调整传感器垂直对准的装置中测量表面反射波的方法的图；
图8是示出根据本发明的实施方式的，用于调整传感器垂直对准的方法的流程图；
图9是示出根据本发明的另一实施方式的，用于调整传感器垂直对准的装置的框图；
图10是用于说明根据本发明的另一实施方式的，在用于调整传感器垂直对准的装置中测量反射波的方法的图；
图11是示出根据本发明的另一实施方式的，用于调整传感器垂直对准的方法的流程图；以及
图12是示出根据本发明的又一实施方式的，用于调整传感器垂直对准的装置的框图。
具体实施方式
此后，将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。在下面的描述和附图中，使用相同的标号来指示相同或类似的组件，从而省略对相同或类似组件的重复描述。
在对本发明的元件的描述中，可以使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”以及“(b)”。然而，因为这些术语仅用于将所述元件彼此区分，所以元件的本质、序位以及次序不受所述术语的限制。当将元件描述为“耦合”、“接合”或“连接”到另一元件时，应该理解，所述元件不仅可以直接耦合或连接到所述另一元件，在它们之间还可以有其它元件“耦合”、“接合”或“连接”到所述另一元件。
图1示出用于本发明中所公开的传感器100的发射天线射束区域和接收天线射束区域。
本发明所公开的传感器100用于通过至少一个发射天线来发射传感器信号，并且通过接收天线来接收通过所发射的信号而从目标或路面反射的反射波。为了正确执行此功能，必须正确地设置传感器100的垂直对准。
参照图1，本发明所公开的传感器100在对其垂直对准进行调整之后，能够通过发射天线向包括第一发射天线射束区域、第二发射天线射束区域、第三发射天线射束区域等的各个区域发射传感器信号，并且接收通过所述传感器信号反射到接收天线射束区域内的反射波。
如图1所示，本发明所公开的传感器100可控制将要发射到包括所述第一发射天线射束区域、所述第二发射天线射束区域、所述第三发射天线射束区域等的各个区域的传感器信号。具体来说，当安装在车辆内的传感器100因诸如追尾或迎面碰撞的交通事故、车辆老化等而发生位置或方向上的变化时，传感器100会例如朝向路面或背向路面。结果，传感器100的垂直对准变得不正确。在这种情况下，传感器信号可能会通过传感器100的发射天线，发射到图1的第三发射天线射束区域或第一发射天线射束区域。在发生传感器100的垂直未对准的状态下，传感器100控制要发射到图1的第二发射天线射束区域的传感器信号，由此通过校正所述垂直未对准来对其垂直对准进行调整。
在图1中，示出了通过利用从各个发射天线中选出的一个发射天线以对所述传感器信号的辐射角度进行调整，来调整传感器100的垂直对准。然而，根据实施环境，还可通过利用从各个接收天线中选出的一个接收天线以调整所述传感器信号的反射波的接收角度，来调整所述传感器100的垂直对准。
同时，当发生传感器100的垂直未对准时，到目标的可感测最大距离，即目标感测距离会突然减小或增加。例如，参照图2，能够看到，在传感器100朝向路面的情况下，即在发生传感器100的垂直未对准的情况下，图2b中的目标感测距离与正确调整了传感器100的垂直对准的图2a中的情况相比减少了很多。
对传感器100的垂直对准进行调整的上述功能总体上可分为确定是否发生垂直未对准的功能和校正垂直未对准的功能。
确定是否发生垂直未对准的方法可使用：基于对通过所发射的传感器信号而从路面反射的反射波的信号强度的测量的方法(图6至图8)；基于对通过所发射的传感器信号而从目标反射的反射波的信号强度的测量的方法(图9至图11)；或基于对传感器的垂直斜率的测量的方法(图12)。在此，从路面反射的反射波、从目标反射的反射波、以及垂直斜率是传感器100的垂直状态信息。此外，当确定是否发生所述垂直未对准时，能够同时考虑目标感测距离是否变化。
同时，校正所述垂直未对准的方法可使用：基于天线转换的方法(图3)或基于倾动电机的控制的方法(图4)。
当通过天线转换，特别是发射天线转换来校正所述垂直未对准时，传感器100包括：多个发射天线，其被设置为传感器信号的不同辐射角度；和转换器，其能够将所述发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线。
此外，当通过天线转换，特别是接收天线转换来校正所述垂直未对准时，传感器100包括：多个接收天线，其被设置为传感器信号的反射波的不同接收角度；和转换器，其能够将所述接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线。
当通过控制倾动电机来校正所述垂直未对准时，传感器100被配置为使得其自身的角度能够受所述倾动电机的控制，或使得发射天线之一发射所述传感器信号的辐射角度(定向角)能够受所述倾动电机的控制。
图3示出根据本发明的实施方式的，具有基于天线转换模式的垂直对准调整功能的传感器100。
在图3中，传感器100分为两种类型：第一种具有可变化地转换发射天线的结构，而第二种具有可变化地转换接收天线的结构，参照图3a和3b来分别描述上述两种类型。
图3a示出具有如下结构的传感器100，所述结构能够可变化地转换发射天线以对传感器信号的辐射角度、发射天线的射束区域以及接收天线的射束区域进行调整。
参照图3a，根据本发明的实施方式的，具有基于天线转换模式的垂直对准调整功能的传感器100包括：多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310，其被设置为发射传感器信号的不同辐射角度；转换器320，其选择发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310中的、被设置为与期望辐射角度最接近的辐射角度的一个发射天线，使得传感器信号按照所述期望辐射角度设置；以及多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330，其接收通过转换器320所选择的发射天线所发射的传感器信号的反射波。
参照图3a中示出射束区域的右部分，由于多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330分别被设置为与为所述多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310设置的不同辐射角度相对应的接收角度，所以它们能够覆盖所述多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310能够选择性地辐射传感器信号的所有辐射角度。
如图3a中所示，多个接收天线的射束区域是覆盖由转换器320变化地选择的多个发射天线的所有射束区域的单个射束区域。
参照图3a，根据本发明的实施方式的，具有基于天线转换模式的垂直对准调整功能的传感器100还包括用于调整其垂直对准的装置300，该装置300测量通过传感器信号而从目标和/或路面反射并接收的反射波的信号强度；基于所测得的反射波的信号强度和基准信号强度，来确定是否发生传感器100的垂直未对准；当确定发生传感器100的垂直未对准时，计算传感器100的未对准角度以校正传感器100的垂直未对准；并且确定传感器100的期望辐射角度以校正未对准角度。
转换器320可使用由该传感器垂直对准调整装置300确定的期望辐射角度，来选择多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一。
图3b示出具有如下结构的传感器100，该结构能够可变化地转换接收天线，以对传感器信号的反射波的接收角度、发射天线的射束区域以及接收天线的射束区域进行调整。
参照图3b，根据本发明的实施方式的，具有基于天线转换模式的垂直对准调整功能的传感器100包括：发射传感器信号的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310；多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330，其被设置为不同接收角度；以及转换器320，其选择接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330中的、被设置为与发射传感器信号的特定辐射角度最接近的接收角度的接收天线，使得能够接收按照特定辐射角度从发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一发射的传感器信号的反射波。
参照图3b中示出射束区域的右部分，多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310被设置为与分别为多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330不同地设置的全部接收角度相对应的辐射角度。换言之，发射天线的射束区域覆盖各个接收天线的全部射束区域。即使当多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310以任何辐射角度发射传感器信号时，也能够选择被设置为与辐射角度相对应的接收角度的接收天线，来接收传感器信号的反射波。
如图3b所示，多个发射天线的射束区域是覆盖由转换器320可变化地选择的多个接收天线的全部射束区域的单个射束区域。
参照图3b，根据本发明的实施方式的，具有基于天线转换模式的垂直对准调整功能的传感器100还包括用于调整其垂直对准的装置300，该装置300测量通过传感器信号从目标和/或路面反射并接收的反射波的信号强度；基于所测得的反射波的信号强度和基准信号强度来确定是否发生了传感器100的垂直未对准；并且当确定发生了传感器100的垂直未对准时，使转换器320选择多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330中的、被设置为与传感器信号的特定辐射角度最接近的接收角度的接收天线，以校正传感器100的垂直未对准。
图4示出根据本发明的另一实施方式的，具有基于倾动电机控制模式的垂直对准调整功能的传感器100。
参照图4，根据本发明的另一实施方式的，具有基于倾动电机控制模式的垂直对准调整功能的传感器100包括用于调整其垂直对准的装置300和倾动电机400，其中该装置300测量通过传感器信号从目标和/或路面反射并接收的反射波的信号强度；基于所测得的反射波的信号强度和基准信号强度，来确定是否发生了传感器100的垂直未对准；当确定发生了传感器100的垂直未对准时，计算传感器100的未对准角度，以校正传感器100的垂直未对准；并且确定传感器100的期望辐射角度以校正未对准角度，该倾动电机400基于由传感器垂直对准调整装置300确定的期望的辐射角度，来调整传感器100自身或调整传感器100中所包括的发射天线的辐射角度。
根据本发明的另一实施方式的，具有基于倾动电机控制模式的垂直对准调整功能的传感器100可被实现为包括倾动电机400的结构，如图5所示。
以下，当测量通过所发射的传感器信号而从路面反射的信号强度，以确定并校正传感器100的垂直未对准时，将参照图6至图8来详细描述传感器垂直对准调整装置。此外，当测量通过所发射的传感器信号而从目标反射的信号强度，以确定并校正传感器100的垂直未对准时，将参照图9至图11来详细描述传感器垂直对准调整装置。当测量传感器100的垂直斜率以确定并校正传感器100的垂直未对准时，将参照图12来详细描述传感器垂直对准调整装置。
图6是示出根据本发明的实施方式的用于调整传感器垂直对准的装置600的框图。
参照图6，据本发明的实施方式的传感器垂直对准调整装置600包括：表面反射波测量单元610，其基于通过从传感器100发射的传感器信号而接收到的反射波，来测量从路面反射的反射波的信号强度；垂直未对准确定单元630，其在表面反射波测量单元610所测得的表面反射波的信号强度超过基准信号强度时，确定发生传感器100的垂直未对准；以及垂直对准调整单元640，其通过控制倾动电极400、将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换到被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线、或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换到被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线，来校正传感器100的垂直未对准。
表面反射波测量单元610检测通过所发射的传感器信号而接收到的反射波。作为检测的结果，当在特定频率范围中检测到超过预定信号强度的反射波达预定时间(如图7中标号700所示)时，表面反射波测量单元610将在此条件下检测到的反射波确定为表面反射波，并随后测量所确定的表面反射波的信号强度。
上述基准信号强度是用作标准的信息，该标准用于通过与表面反射波的信号强度进行比较来确定垂直未对准。在正确地调整了传感器100的垂直对准的理想情况下，基准信号强度将是零值(0)。此外，在非理想情况下，即在实际环境中，可预先定义基准信号强度以使其具有预定值或预定范围的值。
同时，参照图6，根据本发明的实施方式的传感器垂直对准调整装置600还包括目标感测距离测量单元620，其基于接收到的反射波来测量到目标的可感测最大距离，作为目标感测距离。
在传感器垂直对准调整装置600还包括目标感测距离测量单元620的情况下，垂直未对准确定单元630可在通过表面反射波测量单元610测得的表面反射波的信号强度超过基准信号强度时，并且在通过目标感测距离测量单元620测得的目标感测距离小于基准目标感测距离时，确定发生了传感器100的垂直未对准。
具体而言，垂直未对准确定单元630可在仅考虑表面反射波的信号强度的情况下，或同时考虑表面反射波的信号强度以及目标感测距离两者的情况下，确定是否发生了传感器的垂直未对准。然而，下面描述是基于垂直未对准确定单元630在考虑表面反射波的信号强度和目标感测距离这两者的情况下来确定是否发生了传感器的垂直未对准的假设来进行的。
当确定发生了传感器100的垂直未对准时，上述垂直对准调整单元640通过下列操作来校正传感器100的垂直未对准，即通过基于测得的表面反射波的信号强度、基准信号强度、测得的目标感测距离、以及基准目标感测距离，来计算传感器100的垂直未对准的角度(即，未对准角度)；基于所计算出的未对准角度，控制倾动电机400，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线。作为该校正的结果，表面反射波的信号强度变为低于基准信号强度，并且目标感测距离没有变为小于基准目标感测距离。
图8是示出根据本发明的实施方式的，应用于参照图6描述的传感器垂直对准调整装置600的传感器垂直对准调整方法的流程图。下面参照图8描述根据本发明的实施方式的传感器垂直对准调整方法。
参照图8，基于通过从传感器100发射的传感器信号而接收到的反射波，测量特定频率范围中的表面反射波的信号强度(S800)。确定在特定频率范围中是否检测到超过预定信号强度的表面反射波达预定时间。(S802)。作为确定的结果，如果在特定频率范围中在预定时间内未持续检测到超过预定信号强度的表面反射波，则终止传感器100的垂直对准的调整。反之，如果检测到超过预定信号强度的表面反射波，则确定在特定频率范围中在预定时间内持续检测到的表面反射波的信号强度是否超过基准信号强度(或临界值)，并且确定基于接收到的反射波而测得的目标感测距离(即能够感测到目标的最大距离)是否小于基准目标感测距离(S804)。
再次参照图8，作为确定的结果，如果表面反射波的信号强度超过基准信号强度(或临界值)，并且如果基于接收到的反射波而测得的目标感测距离(即能够感测到目标的最大距离)小于基准目标感测距离，则确定发生了传感器100的垂直未对准(S806)。随后，基于测得的表面反射波的信号强度、基准信号强度、测得的目标感测距离以及基准目标感测距离，来计算传感器100的垂直未对准的角度(即未对准角度)(S808)。
接着，参照图8，基于计算出的未对准角度，对倾动电机400进行控制，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线(S810)。随后，直到校正了传感器100的垂直未对准以终止对垂直对准的调整之后，即直到在步骤S802中、在特定频率范围中检测不到超过预定信号强度的表面反射波，或直到在步骤804中表面反射波的信号强度低于基准信号强度之后，才从步骤800开始重复。
图9是示出根据本发明的另一实施方式的，用于调整传感器垂直对准的装置900的框图。
参照图9，根据本发明的另一实施方式的传感器垂直对准调整装置900包括：反射波测量单元910，其测量通过从传感器100发射的传感器信号而从目标反射并且接收到的反射波的信号强度；垂直未对准确定单元930，其在所测得的反射波的信号强度低于基准信号强度时，确定发生了传感器100的垂直未对准；以及垂直对准调整单元940，其通过下列操作来校正传感器100的垂直未对准：控制倾动电机400，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线。
通过反射波测量单元910测量的反射波的信号强度可以例如是当车辆在行进过程中停在路上时，从目标反射的反射波的信号强度的平均值(或平均功率值)。例如，如图10a所示，当车辆行驶在路上持续预定时间(例如10分钟)时，能够获得从固定目标(例如护栏、路旁树木等)反射的反射波的信号强度的平均值。如图10b所示，当车辆行驶持续预定时间时，能够计算从目标反射的反射波的信号强度的平均值(或平均功率值)，虽然该平均值因乡村道路、高速公路或城市道路的行驶情况而具有偏差。此时，当反射波的信号强度的平均值(或平均功率值)小于预定基准信号强度(临界值)时，认为传感器100是在上下方向上偏离。因此，能够通过天线转换模式(即发射天线转换模式或接收天线转换模式)或倾动电机控制模式，来对反射天线射束区域(即图1的第一或第三发射天线射束区域)，即垂直未对准进行重复校正，直到反射波的信号强度的平均值(或平均功率值)超过基准信号强度。
参照图9，根据本发明的另一实施方式的传感器垂直对准调整装置900还可包括目标感测距离测量单元920，其基于接收到的反射波来测量到目标的可感测最大距离，作为目标感测距离。
在传感器垂直对准调整装置900还包括目标感测距离测量单元920的情况下，当所测得的反射波的信号强度低于基准信号强度，并且当所测得的目标感测距离小于基准目标感测距离时，垂直未对准确定单元930确定在向下方向上发生了传感器100的垂直未对准。因此，上述垂直对准调整单元940通过下列操作来校正传感器100的向下垂直未对准：基于所测得的反射波的信号强度、基准信号强度、所测得的目标感测距离以及基准目标感测距离，来计算传感器100的向下垂直未对准的角度；并且基于所计算出的向下未对准角度，在向上方向上控制倾动电机400，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线，直到反射信号的信号强度高于基准信号强度。作为对垂直未对准的这种校正的结果，反射波的信号强度变得高于基准信号强度。
此外，当所测得的反射波的信号强度低于基准信号强度，并且当所测得的目标感测距离不小于基准目标感测距离时，垂直未对准确定单元930可确定在向上方向上发生了传感器100的垂直未对准。因此，上述垂直对准调整单元940通过下列操作来校正传感器100的向上垂直未对准：基于所测得的反射波的信号强度、基准信号强度、所测得的目标感测距离以及基准目标感测距离，来计算传感器100的向上垂直未对准的角度；并且基于所计算出的向上未对准角度，在向下方向上控制倾动电机400，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线，直到反射信号的信号强度高于基准信号强度。作为对垂直未对准的这种校正的结果，反射波的信号强度变得高于基准信号强度。
图11是示出根据本发明的另一实施方式的，应用于参照图9描述的传感器垂直对准调整装置900的传感器垂直对准调整方法的流程图。下面参照图11描述根据本发明的另一实施方式的传感器垂直对准调整方法。
参照图11，测量通过从传感器100发射的传感器信号而从目标反射的反射波的信号强度(S1100)。确定所测得的反射波的信号强度是否低于预定信号强度(S1102)。作为确定的结果，如果所测得的反射波的信号强度低于预定信号强度，则确定发生了传感器100的垂直未对准，并因此认为需要对传感器100的垂直对准进行调整。此后，基于接收到的反射波，测量到目标的可感测最大距离作为目标感测距离。当所测得的目标感测距离小于基准目标感测距离时，确定在向下方向上发生了传感器100的垂直未对准(S1108)。相反，当所测得的目标感测距离不小于基准目标感测距离时，确定在向上方向上发生了传感器100的垂直未对准(S1106)。此后，利用未对准角度来计算在向下方向或在向上方向上发生了多少传感器100的垂直未对准(S1110)。随后，基于计算出的未对准角度，按照向上方向或向下方向上对倾动电机400进行控制，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线(S1112)。再次进入到步骤S1100，并且检查是否校正了传感器的垂直未对准。如果校正了传感器的垂直未对准，则终止处理。如果尚未校正传感器的垂直未对准，则重复上述处理，直到完成对传感器的垂直未对准的校正。
图12是示出根据本发明的又一实施方式的，用于调整传感器垂直对准的装置1200的框图。
参照图12，根据本发明的又一实施方式的传感器垂直对准调整装置1200包括：垂直斜率测量单元1210，其通过加速度传感器(也称为重力(G)传感器)、基于路面来测量传感器100的垂直斜率；垂直未对准确定单元1230，其在所测得的传感器的垂直斜率与路面的垂直斜率之间的差超过预定范围时，确定发生了传感器100的垂直未对准；以及垂直对准调整单元1240，其通过下列操作来校正传感器的垂直未对准：控制倾动电机400，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线Tx1、Tx2、…、TxM或310之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线Rx1、Rx2、…、RxN或330之一转换成被设置为校正垂直未对准所需的接收角度的接收天线，使得所测得的传感器的垂直斜率与路面的垂直斜率之间的差在预定范围内。
上述路面可以是水平平面(即与重力方向垂直的平面)或是具有预定角度的斜面。因此，路面的垂直斜率可以是重力斜率或相对于重力方向具有预定角度的斜率。
在此，校正传感器100的垂直未对准的垂直对准调整功能是指调整从传感器100发射的传感器信号的辐射角度的功能，或是调整对从传感器100发射的传感器信号的反射波进行接收的接收角度的功能。
此外，传感器100可以是雷达传感器、红外传感器、超声波传感器等之一，并且可包括倾动电机、多个天线以及转换这些天线的转换器。而且，传感器100可具有安装在其内部的传感器垂直对准调整装置。
如上所述，根据本发明，当安装在车辆内的传感器因轻微碰撞、追尾或迎面碰撞、车辆老化而发生位置或方向上的变化时，可对这种变化进行检测以自动地调整传感器的垂直对准。
此外，可感测到是否需要对传感器的垂直对准进行调整。如果需要，则能够自动地调整传感器的垂直对准。由此，使得使用传感器的任何系统都能够执行其正确功能，并且最终保证车辆驾驶员进行安全驾驶。
虽然可以将本发明的实施方式的全部元件合并为一，但本发明不限于此。即，在不偏离本发明的范围内，可选择性地将全部元件彼此组合。另外，也可通过独立硬件来分别实现全部元件，但也能够将各个元件部分地或全部地实现为具有程序模块的计算机程序，所述程序模块可以可选择地合并以执行一个或多个硬件中的部分或全部组合功能。本领域的计算机程序设计人员可容易地推断出构成所述程序的代码和代码段。另外，所述计算机程序可存储在计算机可读介质中，并通过计算机来读取并执行，由此实现本发明的实施方式。所述计算机可读介质的示例包括磁记录介质、光记录介质以及载波介质。
另外，在此使用的用语和术语是为了描述的目的，且不应被认为是限制性的。在此使用“包括”、“包含”、或“具有”及其变型是为了涵盖其后列出的项目、等同物以及附加项。除非在此另作特殊定义，否则包括技术术语和科技术语的所有术语具有本领域的技术人员所理解的确定含义。除非在此明确定义，否则字典中定义的类似术语、通用术语需要被解释为技术语境中使用的含义，而不能解释为理想的或过于形式的含义。
为了例示和描述的目的，已经提供了本发明的优选实施方式的上述描述。但这些并非对本发明的穷尽，或意图将本发明限于所公开的精确形式，并且修改和变型可基于上述教导来进行，或可从本发明的实践中获得。因此，提供本发明的实施方式并非为了限制，而是为了解释本发明的技术精神，并且本发明的范围不受所述实施方式的限制。本发明的范围应由权利要求来解释，并且本发明的等同物应被理解为包括在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种用于调整传感器垂直对准的装置，该装置包括：
表面反射波测量单元，其基于通过传感器所发射的传感器信号而接收到的反射波，来测量从路面反射的表面反射波的信号强度；
垂直未对准确定单元，其在所测得的所述表面反射波的信号强度超过基准信号强度时，确定发生了所述传感器的垂直未对准；以及
垂直对准调整单元，其通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：控制倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述表面反射波测量单元检测通过所发射的传感器信号而接收到的反射波，并且作为检测的结果，当在特定频率范围中检测到超过预定信号强度的反射波达预定时间时，确定所检测到的反射波是所述表面反射波，并且测量所述表面反射波的信号强度。
3.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括目标感测距离测量单元，所述目标感测距离测量单元基于接收到的反射波，来测量到目标的可感测最大距离作为目标感测距离，
其中，当所测得的所述表面反射波的信号强度超过所述基准信号强度时，并且当所测得的目标感测距离小于基准目标感测距离时，所述垂直未对准确定单元确定发生了所述传感器的垂直未对准。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述垂直对准调整单元通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：
当确定发生了所述传感器的垂直未对准时，基于所测得的所述表面反射波的信号强度、所述基准信号强度、所测得的目标感测距离、以及所述基准目标感测距离，来计算所述传感器的垂直未对准的角度；以及
基于所计算出的未对准角度，来控制所述倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线；并且
作为所述校正的结果，所述表面反射波的信号强度变得低于所述基准信号强度，并且所述目标感测距离未变得小于所述基准目标感测距离。
5.一种用于调整传感器垂直对准的装置，该装置包括：
反射波测量单元，其测量通过传感器所发射的传感器信号而接收到的反射波的信号强度；
垂直未对准确定单元，其在所测得的所述反射波的信号强度低于基准信号强度时，确定发生了所述传感器的垂直未对准；以及
垂直对准调整单元，其通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：控制倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线。
6.根据权利要求5所述的装置，该装置还包括目标感测距离测量单元，所述目标感测距离测量单元基于接收到的反射波，来测量到目标的可感测最大距离作为目标感测距离。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，当所测得的所述反射波的信号强度低于所述基准信号强度时，并且当所测得的目标感测距离小于基准目标感测距离时，所述垂直未对准确定单元确定在向下方向上发生了所述传感器的垂直未对准；
所述垂直对准调整单元通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：
基于所测得的所述反射波的信号强度、所述基准信号强度、所测得的目标感测距离，以及所述基准目标感测距离，来计算所述传感器的向下垂直未对准的角度，以及
基于所计算出的向下未对准角度，来控制所述倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线；并且
作为所述校正的结果，所述反射波的信号强度变得高于所述基准信号强度。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，当所测得的所述反射波的信号强度低于所述基准信号强度时，并且当所测得的目标感测距离不小于基准目标感测距离时，所述垂直未对准确定单元确定在向上方向上发生了所述传感器的垂直未对准；
所述垂直对准调整单元通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：
基于所测得的所述反射波的信号强度、所述基准信号强度、所测得的目标感测距离，以及所述基准目标感测距离，来计算所述传感器的向上垂直未对准的角度，以及
基于所计算出的向上未对准角度，来控制所述倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线；并且
作为所述校正的结果，所述反射波的信号强度变得高于所述基准信号强度。
9.一种用于调整传感器垂直对准的装置，该装置包括：
垂直斜率测量单元，其利用加速度传感器、基于路面来测量传感器的垂直斜率；
垂直未对准确定单元，其在所测得的所述传感器的垂直斜率与所述路面的垂直斜率之间的差超过预定范围时，确定发生了所述传感器的垂直未对准；以及
垂直对准调整单元，其通过下列操作来校正所述传感器的垂直未对准：控制倾动电机，将被设置为不同辐射角度的多个发射天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的辐射角度的发射天线，或将被设置为不同接收角度的多个接收天线之一转换成被设置为校正所述垂直未对准所需的接收角度的接收天线，使得所测得的所述传感器的垂直斜率与所述路面的垂直斜率之间的差处于所述预定范围内。
10.一种传感器，该传感器包括：
被设置为不同辐射角度的多个发射天线；
转换器，其从所述多个发射天线中选择被设置为与期望辐射角度最接近的辐射角度的发射天线，使得按照所述期望辐射角度来发射传感器信号；以及
多个接收天线，其接收通过所述转换器所选择的所述发射天线而发射的所述传感器信号的反射波。
11.根据权利要求10所述的传感器，其中，所述多个接收天线被设置为与为所述多个发射天线设置的不同辐射角度相对应的接收角度。
12.根据权利要求10所述的传感器，其中，所述多个接收天线具有覆盖由所述转换器变化地选择的所述多个发射天线的全部射束区域的单个射束区域。
13.根据权利要求10所述的传感器，该传感器还包括用于调整传感器垂直对准的装置，该装置进行下列操作：
测量通过所述传感器信号而从目标和路面中的至少一方反射并接收的反射波的信号强度；
基于所测得的所述反射波的信号强度和基准信号强度来确定是否发生了所述传感器的垂直未对准；以及
当确定发生了所述传感器的垂直未对准时，确定所述传感器的所述期望辐射角度，以校正所述传感器的未对准角度。
14.一种传感器，该传感器包括：
发射传感器信号的多个发射天线；
被设置为不同接收角度的多个接收天线；以及
转换器，其从所述接收天线中选择被设置为与特定辐射角度最接近的接收角度的接收天线，使得所述多个接收天线之一接收以所述特定辐射角度发射的传感器信号的反射波。
15.根据权利要求14所述的传感器，其中，所述多个发射天线被设置为与为所述多个接收天线设置的不同接收角度相对应的辐射角度。
16.根据权利要求14所述的传感器，其中，所述多个发射天线具有覆盖由所述转换器变化地选择的所述多个接收天线的全部射束区域的单个射束区域。
17.根据权利要求14所述的传感器，该传感器还包括用于调整传感器垂直对准的装置，该装置进行下列操作：
测量通过所述传感器信号而从目标和路面中的至少一方反射并接收的反射波的信号强度；
基于所测得的所述反射波的信号强度和基准信号强度来确定是否发生了所述传感器的垂直未对准；以及
当确定发生了所述传感器的垂直未对准时，使所述转换器从所述多个接收天线中选择被设置为与所述特定辐射角度最接近的接收角度的接收天线，以校正所述传感器的未对准角度。
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