CN107390207B - 移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移动体，可检测摄像头、雷达等周围检测部的轴(光轴和/或电波轴)的轴偏移。在车辆(10)上设有标记(22)，该标记(22)位于雷达单元(12)的前方，且位于通过雷达单元(12)的视野角度(θ)形成的雷达视野范围(30)的外侧，用于检测雷达单元(12)的电波轴(Ar)的轴偏移。雷达单元(12)和标记(22)之间的相对位置在所述雷达单元(12)的电波轴(Ar)产生轴偏移前后发生变化，因此，通过雷达单元(12)求得轴偏移前后的标记检测位置的差，能够检测雷达单元(12)的电波轴(Ar)的轴偏移(方位方向的轴偏移量(Δθ)和仰角方向的轴偏移量(Δα))。

Description

移动体
技术领域
本发明涉及一种具有周围检测部的移动体，其中，所述周围检测部用于检测存在于移动体周围的其他物体(物体目标)，所述周围检测部例如为摄像头、雷达等，所述移动体例如为车辆、船舶、和飞行器等移动体。
背景技术
例如，在专利文献1中公开有一种在封闭空间配置雷达电波发送部和接收部的雷达传感器系统，所述封闭空间形成于设在车辆上的电波透射性部件(保险杠)和车身之间(专利文献1的[0020]、图3)。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2004-361279号
发明内容
【发明要解决的问题】
如专利文献1所述那样，将雷达单元安装于车辆前侧的车辆，例如有时存在被其他车辆轻度追尾，或在倒车中轻度碰撞障碍物(路崖、壁、电线杆等)的后部轻度碰撞(后部接触)等情况。
在上述情况下，有时存在被安装于车辆前侧的雷达单元的电波轴(也称为电波的中心轴或检测轴)偏移的情况。当雷达单元的电波轴偏移时，会导致通过所述雷达单元检测的视野范围(方向)改变，由此产生位置误差、方向误差等。
现有技术中，尚不存在检测该轴偏移的方法。
在专利文献1中公开有：从设置于车辆前方的雷达单元发送的雷达电波透过所述电波透射性部件被发出，并且从目标物反射的雷达电波通过所述电波透射性部件被雷达单元接收，其中，所述电波透射性部件用于防止灰尘等附着在雷达单元，且能够使该雷达电波透过。
在这种情况下，即使是电波透射性部件，电波也会有规定量的衰减，因此需要对发送电波和接收电波预先进行校准，校准量为规定的衰减量。
然而，当从雷达单元产生的雷达电波的电波轴和所述电波透射性部件之间发生错位时，需要修正所述校准量，但这一点在专利文献1中没有任何记载。
另外，不仅是雷达单元，作为对车辆前方等进行摄像的摄像头单元的轴的光轴，也存在由于轻度碰撞等而发生偏移的情况，在这种情况下也需要对光轴相对于图像信号的修正进行校准，但在现有技术中，尚不存在检测该轴偏移的方法。
考虑到上述课题，本发明的目的在于提供一种移动体，该移动体可检测摄像头、雷达等周围检测部的轴(光轴和/或电波轴)的轴偏移。
【用于解决问题的技术方案】
本发明所涉及的移动体具有：周围检测部，其安装于移动体的规定部位，通过以轴为中心的规定的视野角度来检测所述移动体周围的规定区域存在的其他物体；和标记，其位于所述移动体上的、由所述周围检测部观察时该周围检测部的前方，且设置于由所述视野角度形成的视野范围的外侧，用于检测所述周围检测部的所述轴的轴偏移。
根据本发明，在移动体上设有标记，该标记位于周围检测部的前方，且位于通过所述周围检测部的视野角度形成的视野范围的外侧，用于检测所述周围检测部的轴的轴偏移。
在此，在周围检测部例如为摄像头单元的情况下所述轴为光轴，在为雷达单元的情况下为电波轴(电波的中心轴)。
另外，周围检测部和标记之间的相对位置在所述周围检测部的轴的轴偏移前后会发生变化，因此，利用所述周围检测部求得轴偏移前后的标记检测位置的差，能够检测出所述周围检测部的轴的轴偏移。
在这种情况下优选，所述周围检测部为雷达单元的情况下，所述轴为电波轴，另外，移动体还具有电波透射性部件，所述电波透射性部件位于由所述雷达单元观察时该雷达单元的前方，并被安装于所述移动体的其他的规定部位，所述标记由电波强反射部件形成，设置于该电波透射性部件上的由所述视野角度形成的视野范围的外侧，且位于所述雷达单元的极限检测范围内。
根据本发明，在电波透射性部件上的、由雷达单元的视野角度形成的视野范围的外侧设有由电波强反射部件形成的标记。因此，根据来自所述电波透射性部件和所述电波强反射部件的各电波反射信号(反射信号)的振幅差，能够通过所述雷达单元容易地检测出所述标记的位置，由此，能够高精度地检测出所述雷达单元的电波轴相对于所述标记的轴偏移，其中，所述标记由设置于所述电波透射性部件上的所述电波强反射部件形成。
另外，本发明优选，所述电波透射性部件为树脂制的保险杠或者树脂制的格栅。
另外，本发明优选，由金属材料在所述视野范围的所述外侧形成所述电波强反射部件。
金属材料能够反射雷达电波，因此，来自由电波强反射部件形成的标记的反射信号在雷达单元的视野范围内被检测到的情况下，根据所述反射信号的检测位置，能够检测出所述雷达单元的电波轴和所述标记的标记轴之间的轴偏移。
另外，本发明优选，所述电波强反射部件形成为细状延伸条，从所述雷达单元侧观察，在所述细状延伸条的两侧设置电波吸收部件。
由电波强反射部件反射的反射信号的前缘部和后缘部的信号强度低于由电波透射性部件反射的反射信号的信号强度，因此，在电波强反射部件附近进入视野范围的情况下，通过反射信号的信号强度的振幅，能够容易地检测出来自由所述电波强反射部件形成的标记的反射信号。
在这种情况下优选，所述标记在所述电波透射性部件上设置有多处。
通过来自由多个电波强反射部件形成的标记相对应的多个反射信号，能够更准确地校准雷达单元的电波轴的轴偏移。
在这种情况下优选，在所述电波透射性部件上设置的多个所述标记以包围所述雷达单元的所述电波轴的方式设置而形成标记视野范围，移动体还具有：轴偏移量计算部，由其计算作为所述标记视野范围的中心轴的标记轴和所述电波轴之间的轴偏移量；透射率计算部，其根据所述标记轴和所述电波轴的轴偏移量来计算所述电波透射性部件的透射率；和校准部，其根据计算出的轴偏移量来校准所述电波轴的轴偏移量，并且校准所述透射率。
根据轴偏移量能够校准电波轴在水平方向的方位角的偏移量和在垂直方向的仰角的偏移量，且根据轴偏移量又能够校准电波透射性部件的透射率。
另外，本发明优选，还具有停止部，在无法计算所述轴偏移量的情况下，或者通过所述校准部的校准超出可校准范围的情况下，所述停止部使所述雷达单元对所述其他物体的检测停止，由此能够防止误检测。
【发明效果】
根据本发明，在移动体上的、周围检测部的前方，且位于通过所述周围检测部的视野角度形成的视野范围的外侧，设有用于检测所述周围检测部的轴的轴偏移的标记。
利用所述周围检测部求得轴偏移前后的标记检测位置的差，据此能够检测出所述周围检测部的轴的轴偏移。
附图说明
图1是被安装有作为周围检测部的雷达单元和摄像头的、本实施方式所涉及的移动体的大致立体图。
图2是表示被安装于图1示例的移动体上的雷达单元和标记之间的位置关系等的、局部省略的俯视图。
图3是表示图1和图2中所示的雷达单元的大致结构的框图。
图4是从雷达单元观察到的标记的电波轴、标记轴、和雷达视野范围等的说明图。
图5是用于对包含有对雷达单元的轴偏移量的计算处理的雷达单元的动作进行说明的流程图。
图6是用于对电波轴相对于标记轴的轴偏移量计算处理进行说明的说明图。
图7是用于对电波透射性部件的轴偏移量和透射率修正值的计算进行说明的说明图。
图8是表示来自标记的雷达电波的反射信号的波形图。
具体实施方式
下面，参照附图举例详细说明本发明所涉及的移动体的适当的实施方式。
[移动体的结构]
图2是表示安装在作为本实施方式所涉及的移动体的车辆10(图1)上的雷达单元12、和用于检测该雷达单元12的雷达头14的电波轴(电波的中心轴)Ar的轴偏移的标记22之间的位置关系的、局部省略的俯视图。
图1是除了安装具有所述电波轴Ar的所述雷达单元12和所述标记22外，还安装了具有光轴Ac的摄像头18的车辆10的大致立体图。
图3是表示雷达单元12的大致结构的框图。雷达单元12由具有平板状的发送、接收天线(未图示)等的雷达头14和信号处理部16构成。
在图1～图3中，按照相互垂直的箭头的方向，说明车辆10的前后(X)方向(车长方向)、左右(Y)方向(车宽方向)和上下(Z)方向(车高方向)。
如图1所示，摄像头18在车辆10的前挡风玻璃上部的车厢内以光轴Ac朝向车辆10的前方(X方向)的方式被安装。
雷达单元12通过支座(未图示)等以雷达头14的电波轴Ar朝向车辆10的前方(X方向)的方式安装于辆10的前侧的下横车架20(为主车架的一部分，下面只称作车架)。如图2所示，信号处理部16被配置于雷达单元12的内部。
从雷达单元12观察配置在该雷达单元12的前方的作为树脂制的保险杠的电波透射性部件24，该电波透射性部件24安装于车身11。
如图4所示(同时参照图2)，在电波透射性部件24的雷达单元12侧(电波透射性部件24的背面)设有条状的标记22，该标记22具有电波强反射部件35，并且形成为位于呈由虚线的四边形框示意性表示的雷达视野范围30的外侧，且由虚线的四边形框示意性表示雷达极限检测范围32的内侧的长方形。电波强反射部件35使用铝、铜、金、合金等金属制部件。另外，标记22可由金属涂装或金属带形成。
标记22由沿着四边形的雷达视野范围30的各边平行配置的、右侧标记22R、左侧标记22L、上侧标记22U、和下侧标记22D构成。
更具体地讲，各标记22R、22L、22U、22D构成为：各中央部的电波强反射部件35形成为细状延伸的条，由雷达单元12侧观察，在所述条的两侧设有铁氧体等电波吸收部件34、36，而构成为条(带)状(夹层状)。
所述雷达视野范围30被预先调整(称为零点调整)为：与由标记22R、22L、22U、22D的内接四边形成为的假想框的范围(称为标记视野范围31)所形成的图形以相似图形状对准。另外，也可使雷达视野范围30与标记视野范围31为同一范围。
在零点调整后，垂直于经过标记视野范围31的四边形的中心的轴(在此称为标记轴Am)和电波轴Ar形成为方向和位置一致。在标记轴Am和电波轴Ar一致的状态下不存在轴偏移，轴偏移量为零。
另外，在该实施方式中，将雷达单元12设置于车辆10的前侧的车架20中的下横车架，例如也可设置于车辆10的前侧的车架20中的上横车架(未图示)。在雷达单元12设置于上横车架的情况下，标记22例如也可设置于四边形的树脂制的车标的各边，其中所述车标配置在上横车架前方的树脂制的前格栅。
如图2、图3所示，雷达单元12以雷达头14的电波轴Ar为中心，在方位角的规定范围(视野角度θ)和仰角的规定范围(未图示)内，检测存在于周围的规定区域中的、作为障碍物的其他物体。下面为了简化说明，以方位角的规定范围(视野角度θ)为例进行说明。
另外，如上所述，在图2、图3、图4的绘制中，以极限检测角(极限视野角度)Φ表示作为雷达单元12的最大视野范围的雷达极限检测范围32(图3)。
实际上，雷达视野范围30和雷达极限检测范围32为接近椭圆形而非真正的长方形，但在此为了便于理解而绘制成长方形。
参照图3，如上所述，雷达单元12由雷达头14和信号处理部16构成。信号处理部16由电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)构成。
信号处理部16的未图示的CPU可通过从未图示的存储器读取程序并执行，来实现轴偏移量计算部40、透射率计算部42、停止部43、校准部44、和方位、距离、速度计算部46的各功能。各功能可通过硬件来构成(实现)。另外，各部的具体功能在后面进行说明。
[移动体的动作]
下面参照图5的流程图对作为基本上具有上述结构的移动体的车辆10中，雷达单元12的电波轴Ar的轴偏移量的计算动作等进行说明。另外，流程图所涉及的程序的执行主体为信号处理部16。
图5的流程图在例如车辆10的电源开关被接通的时间点，或者在通过未图示的碰撞传感器检测到碰撞而车辆10停止后，立即被执行。另外，除此以外，也可始终被执行。
如上所述，雷达单元12被安装于车辆10前侧，该车辆10例如在被其他车辆轻度追尾，或在倒车中轻度碰撞障碍物(路崖、壁、电线杆等)的后部轻度碰撞(后部接触)等情况下，存在雷达单元12的电波轴Ar偏移的情况。另外，在轻度车底板下部碰撞、侧撞的情况下，也存在电波轴Ar偏移的情况。
如图4所示，车辆10在出厂时，电波轴Ar和标记轴Am一致，雷达视野范围30和标记视野范围31也以相似图形状一致(相互对置的各边为平行状态而不交叉)。
图6表示与标记轴Am一致的电波轴Ar因轻度碰撞等原因而发生轴偏移，进而呈轴偏移后的电波轴Ar′的状态。因此，导致雷达视野范围30相对于标记视野范围31偏移。
因此，在步骤S1中，轴偏移量计算部40通过方位、距离、速度计算部46驱动雷达单元12，扫描图6所示的发生轴偏移的雷达视野范围30，并以轴偏移的某一电波轴Ar′为原点，测量从该原点至由圆圈(空心圆)表示的标记22U、22D、22L、22R的直线距离、以及从雷达头14至标记22U、22D、22L、22R的直线距离。
接着，在步骤S2中，计算电波轴Ar′相对于标记轴Am的轴偏移量。在这种情况下，由于以轴偏移发生前的标记轴Am为原点至由实心点表示的标记22U、22D、22L、22R的直线距离和从雷达头14至标记22U、22D、22L、22R的直线距离为已知，因此，能够计算标记轴Am和电波轴Ar′之间的轴偏移量。
作为轴偏移量,计算出以图7所示的雷达头14为原点的方位方向的轴偏移量Δθ和仰角方向的轴偏移量Δα(未图示)。
接着，在步骤S3中，计算角度修正值。在这种情况下，轴偏移量计算部40根据计算出的方位方向上的轴偏移量Δθ和仰角方向上的轴偏移量Δα(未图示)，在校准部44设定方位方向的修正用轴偏移量(方位角修正值)，即-Δθ和仰角方向的修正用轴偏移量(仰角修正值)，即-Δα。
在此，如图8所示，表示来自标记22的雷达电波的反射信号Sr的波形的级别(强度)呈如下状态:与电波强反射部件35相对应的反射信号Srp的级别形成最大(峰值)，与两侧的电波吸收部件34、36相对应且在反射信号Sr中构成反射信号Srp的前缘部和后缘部的反射信号Srb的级别最小(谷值)，该反射信号Srb的周围的、与电波透射性部件24相对应的反射信号Srm的级别比反射信号Srb的级别稍高，因此，能够在SN(信号杂音)比较高的状态下测量从标记22的反射信号Sr至以电波轴Ar′为原点在图6中的、用圆圈(空心圆)表示的标记22U、22D、22L、22R的直线距离。
接着，在步骤S4中，透射率计算部42根据方位方向的轴偏移量Δθ和仰角方向的轴偏移量Δα(未图示)计算透射率修正值，并设定于校准部44。
例如，如图7所示，在标记轴Am(轴偏移前的电波轴Ar)上电波透射性部件24的厚度为厚度d0，发生轴偏移后的电波轴Ar′上的电波透射性部件24的厚度为厚度d1(d0＜d1)的情况下，透射效率修正值(增益)以d1/d0计算。实际上，确保雷达极限检测范围32内的透射效率修正特性预先存储于存储器中，因此，能够通过变更读取地址来校准透射效率。
另外，在步骤S2中，在无法计算电波轴Ar′的轴偏移量的情况下，或者超出通过校准部44所能校准的范围的情况下，为了抑制误检测，通过停止部43使雷达单元12(方位、距离、速度计算部46)对其他物体(物体目标)的检测停止。
[实施方式的总结以及变形例]
作为上述的实施方式所涉及的移动体的车辆10具有作为周围检测部的雷达单元12和由电波强反射部件35(参照图4)形成的标记22。雷达单元12被安装于作为车辆10的规定部位的车架20，并通过以电波轴Ar为中心的规定视野角度θ检测存在于车辆10周围的规定区域的其他物体(物体目标)。标记22被设置于车辆10上的、由雷达单元12观察时该雷达单元12的前方的部位，且设置在通过视野角度θ形成的雷达视野范围30的外侧,用于检测雷达单元12的电波轴Ar的轴偏移。
在此，雷达单元12和标记22之间的相对位置在所述雷达单元12的轴的轴偏移前后会发生变化，因此，通过雷达单元12求得轴偏移前后的标记检测位置的差，由此能够检测雷达单元12的电波轴Ar的轴偏移(方位方向的轴偏移量Δθ和仰角方向的轴偏移量Δα)。
车辆10还具有电波透射性部件24，该电波透射性部件24位于从雷达单元12观察时该雷达单元12的前方，并且安装于车辆10的、为其他的规定部位的车身11上。
在这种情况下，如图3和图4所示，标记22的标记视野范围31位于由电波透射性部件24上的视野角度θ形成的雷达视野范围30的外侧，且被设置于雷达单元12的雷达极限检测范围32内。
因此，通过雷达单元12检测由电波强反射部件35(参照图4)形成的标记22的位置(参照图6)，能够检测雷达单元12的电波轴Ar和标记22的标记轴Am之间的轴偏移。
另外，标记22为由4个电波强反射部件35形成的标记22U、22D、22R、22L，因此，根据来自该标记22U、22D、22R、22L的各反射信号能够更准确地校准雷达单元12的电波轴Ar的轴偏移。
也可为仅设置左右2个标记22L、22R的结构，或者仅设置1个标记22L的结构，例如，在轴偏移量较少的情况下，在实际应用上能够在更大的范围内进行校准。
[变形例]
周围检测部为摄像头18的情况下，构成四边形的各标记例如可位于前挡风玻璃上的摄像头18的摄像范围(视野范围)内，并且分别形成于黑白的条(带)状。
另外，各标记也可位于摄像头18的摄像范围(视野范围)中的、前格栅上部的前发动机罩(通常，占据所述摄像范围的约1/3)上，且考虑到该前发动机罩的颜色而以附加对比度的颜色形成为条(带)状。
另外，周围检测部为摄像头18的情况下，即使光轴Ac稍偏移，也能够检测车道标识、先行车辆，因此，以显现于摄像范围(视野范围)的所述前发动机罩自身作为标记来使用，也可在所述约1/3的摄像范围成为1/5以下，或者1/2以上的情况下，使摄像头18停止对其他物体(物体目标)的检测。
另外，该发明不局限于上述的实施方式和变形例，在不脱离该发明的主旨的范围内，当然能够进行任意变更。
例如移动体不局限于车辆10，还能够适用于船舶、飞行器等。
另外，在上述的实施方式和变形例中，表示为了检测车辆10的前方而在车辆10的前侧配置雷达单元12、摄像头18的结构，但为了检测车辆10的、包含有斜方向的侧方、后方、上方、下方，而将雷达单元12、摄像头18配置于各部的情况下，也能够适用于本发明。
另外，本发明不局限于对车外的检测，也能够适用于在车内为了检测对象物而被配置于车内的情况。
【附图标记说明】
10车辆；11车身；12雷达单元；14雷达头；16信号处理部；18摄像头；20下横车架；22标记；24电波透射性部件；30雷达视野范围；31标记视野范围；32雷达极限检测范围。

Claims (5)

1.一种移动体，其特征在于，具有：
周围检测部，其安装于移动体的规定部位，通过以轴为中心的规定的视野角度来检测所述移动体周围的规定区域存在的其他物体；和
标记，其位于所述移动体上的、由所述周围检测部观察时该周围检测部的前方，且设置于由所述视野角度形成的视野范围的外侧，用于检测所述周围检测部的所述轴的轴偏移，
所述周围检测部为雷达单元，所述轴为电波轴，
另外，所述移动体还具有电波透射性部件，所述电波透射性部件位于由所述雷达单元观察时该雷达单元的前方，并被安装于所述移动体的其他的规定部位，
所述标记由电波强反射部件形成，设置于所述电波透射性部件上的由所述视野角度形成的视野范围的外侧，且位于所述雷达单元的极限检测范围内，
所述标记在所述电波透射性部件上设置有多处，
在所述电波透射性部件上设置的多个所述标记以包围所述雷达单元的所述电波轴的方式设置而形成标记视野范围，
所述移动体还具有：
轴偏移量计算部，由其计算作为所述标记视野范围的中心轴的标记轴和所述电波轴之间的轴偏移量；
透射率计算部，其根据所述标记轴和所述电波轴的轴偏移量，来计算所述电波透射性部件的透射率；和
校准部，其根据被计算的轴偏移量，来校准所述电波轴的轴偏移量，并且校准所述透射率。
2.根据权利要求1所述的移动体，其特征在于，
所述电波透射性部件为树脂制的保险杠或者树脂制的格栅。
3.根据权利要求1或2所述的移动体，其特征在于，
由金属材料在所述视野范围的所述外侧形成所述电波强反射部件。
4.根据权利要求3所述的移动体，其特征在于，
所述电波强反射部件形成为细状延伸条，从所述雷达单元侧观察，在所述细状延伸条的两侧设置电波吸收部件。
5.根据权利要求4所述的移动体，其特征在于，
还具有停止部，在无法计算所述轴偏移量的情况下，或者通过所述校准部的校准超出可校准范围的情况下，所述停止部使所述雷达单元对所述其他物体的检测停止。
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