CN110320518B - 一种车载bsd毫米波雷达安装位置自动标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，包括主雷达和从雷达分别获取车辆行驶过程中的检测目标信息；将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配，以判断与当前检测目标信息所对应的检测目标是否为同一目标，若是则判断该检测目标为有效目标并存储其目标信息；收集一定数量的有效目标，并根据有效目标的目标信息计算主雷达和从雷达的安装位置并标定。本方法利用主雷达和从雷达的关系，同时自动的标定出主雷达和从雷达的安装位置，实时更新雷达的安装位置，本方法不受限于标定场，不需要铺设标定场，也不需要人工参与，即可得到精度较高的安装位置标定，从而使得在汽车行驶的过程中可以自动的完成主雷达和从雷达安装位置的标定。

Description

一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法
技术领域
本发明涉及雷达安装技术领域，特别是涉及一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法。
背景技术
毫米波雷达能直接测量距离和速度信息，应用于自适应巡航系统以及预碰撞系统上有着天然的优势。因此，在汽车上应用毫米波雷达，也是目前自适应巡航最主流的解决方案，有着巨大的市场前景。BSD雷达，是在汽车的后方左右各安装一个雷达，用于盲区检测、变道辅助。雷达安装位置的精确标定是获得正确目标航迹的前提。目前的雷达安装位置多是通过下线标定，需要铺设标定场，并且需要人工的参与。标定场的精度、人工操作的误差等因素都会影响标定结果，给标定结果带来误差和偏差。同时，在汽车使用的过程中，雷达的安装位置可能会发生松动，导致实际的安装位置和下线标定的结果已经不再一致，因此在线标定雷达的安装位置是十分有必要的。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的不足，提供一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，包括如下步骤：
主雷达和从雷达分别获取车辆行驶过程中的检测目标信息；
将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配，以判断与当前检测目标信息所对应的检测目标是否为同一目标，若是，则判断该检测目标为有效目标并存储其目标信息；
收集一定数量的有效目标，并根据有效目标的目标信息计算主雷达和从雷达的安装位置并标定。
进一步的，作为优选技术方案，还包括对所标定的主雷达和从雷达的安装位置的精度进行验证，并更新主雷达和从雷达的位置。
进一步的，作为优选技术方案，主雷达和从雷达分别获取检测目标信息具体包括：
主雷达和从雷达分别获取车辆行驶过程中的检测目标的点迹信息；
对检测目标的点迹信息进行处理使其形成航迹，记录所述航迹并作为检测目标信息。
进一步的，作为优选技术方案，对检测目标的点迹信息进行处理使其形成航迹包括：
分别将主雷达和从雷达接收的检测目标的第一帧点迹作为初始航迹；
以后，将当前帧检测的点迹与已有初始航迹进行匹配；
当匹配成功时，用匹配的点迹更新已有初始航迹，作为航迹当前的最新值；匹配不成功的点迹作为新建初始航迹。
进一步的，作为优选技术方案，检测目标的点迹信息包括检测目标分别与主雷达和从雷达之间的距离、检测目标分别相对于主雷达和从雷达的运动速度和检测目标分别与主雷达和从雷达天线法线角度；
所形成的航迹为检测目标与主雷达或从雷达之间的距离在一定距离范围内，检测目标分别相对于主雷达和从雷达的运动速度在一定速度范围内的检测目标的运动趋势。
进一步的，作为优选技术方案，将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配具体：
将主雷达和从雷达所获取的同一检测目标每帧之间的距离之差以及运动速度之差分别进行均值和方差计算；
判断计算得到的距离差均值、距离差方差、速度差均值以及速度差方差是否均小于预设误差阈值，若是，则判断主雷达和从雷达所获取的检测目标信息所对应的检测目标为同一目标。
进一步的，作为优选技术方案，所述距离差均值的预设误差阈值为1m；
所述距离差方差的预设误差阈值为1m^2；
所述速度差均值的预设误差阈值为0.5m；
所述速度差方差的预设误差阈值为0.5(m/s)^2。
进一步的，作为优选技术方案，计算主雷达和从雷达的安装位置具体包括：
将有效目标在主从雷达坐标系中的坐标值转化为车身坐标系中的坐标值；
通过最优化方法对有效目标在车身坐标系中的坐标值进行计算，得到主雷达和从雷达的安装角度，从而确定主雷达和从雷达的安装位置。
进一步的，作为优选技术方案，对所标定的主雷达和从雷达的安装位置的精度进行验证具体包括：
将得到的主雷达和从雷达的安装角度通过坐标系转换公式转化为车身坐标系下的安装角度，从而确定有效目标在车身坐标系下的坐标值；
根据有效目标的坐标值计算有效目标的航迹和道路形态的匹配度；
根据匹配度确定主雷达和从雷达安装位置的精度；
将主雷达和从雷达安装位置的精度与预设阈值进行比较，当主雷达和从雷达安装位置的精度大于预设阈值时，则判断主雷达和从雷达安装位置准确并使用。
进一步的，作为优选技术方案，计算有效目标的航迹和道路形态的匹配度具体包括：
通过车身can信号中的角速度信息获取道路形态；
计算有效目标的航迹与道路形态的平行度，从而得到有效目标的航迹与道路形态的匹配度。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本方法利用主雷达和从雷达的关系，同时自动的标定出主雷达和从雷达的安装位置，实时更新雷达的安装位置，本方法不受限于标定场，不需要铺设标定场，也不需要人工参与，即可得到精度较高的安装位置标定，从而使得在汽车行驶的过程中可以自动的完成主雷达和从雷达安装位置的标定。
附图说明
图1为本发明方法步骤流程图。
图2为本发明安装位置示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1
一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，如图1所示：包括如下步骤：
S10. 主雷达和从雷达分别获取车辆行驶过程中的检测目标信息。
本步骤具体包括：
主雷达和从雷达分别获取车辆行驶过程中的检测目标的点迹信息；其中，检测目标的点迹信息包括检测目标分别与主雷达和从雷达之间的距离、检测目标分别相对于主雷达和从雷达的运动速度和检测目标分别与主雷达和从雷达天线法线角度。
对检测目标的点迹信息进行处理使其形成航迹，记录所述航迹并作为检测目标信息；其中，所形成的航迹为检测目标与主雷达或从雷达之间的距离在一定距离范围内，检测目标分别相对于主雷达和从雷达的运动速度在一定速度范围内的检测目标的运动趋势
本实施例中的一定距离设置范围为5m-50m，一定速度设置范围为3 m/s -10m/s。
对检测目标的点迹信息进行处理使其形成航迹具体包括：
分别将主雷达和从雷达接收的检测目标的第一帧点迹作为初始航迹；
以后，将当前帧检测的点迹与已有初始航迹进行匹配；
当匹配成功时，用匹配的点迹更新已有初始航迹，作为航迹当前的最新值；匹配不成功的点迹作为新建初始航迹。
S20. 将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配，以判断与当前检测目标信息所对应的检测目标是否为同一目标，若是，则判断该检测目标为有效目标并存储其目标信息。
本步骤中，将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配具体：
将主雷达和从雷达所获取的同一检测目标每帧之间的距离之差以及运动速度之差分别进行均值和方差计算；
判断计算得到的距离差均值、距离差方差、速度差均值以及速度差方差是否均小于预设误差阈值，若是，则判断主雷达和从雷达所获取的检测目标信息所对应的检测目标为同一目标。
其中，距离差均值的预设误差阈值为1m，距离差方差的预设误差阈值为1m^2，速度差均值的预设误差阈值为0.5m，速度差方差的预设误差阈值为0.5(m/s)^2。
S30. 收集一定数量的有效目标，并根据有效目标的目标信息计算主雷达和从雷达的安装位置并标定。
计算主雷达和从雷达的安装位置具体包括：
将有效目标在主从雷达坐标系中的坐标值转化为车身坐标系中的坐标值；
通过最优化方法对有效目标在车身坐标系中的坐标值进行计算，得到主雷达和从雷达的安装角度，从而确定主雷达和从雷达的安装位置，如图2所示。
其中，主雷达和从雷达的安装角度通过以下公式计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
+
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
分别为主雷达和从雷达的安装角度，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示第i个有效目标在主从雷达坐标系中的坐标值，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示第i个有效目标在车身坐标系中的坐标值，n表示有效目标的数量。
S40. 对所标定的主雷达和从雷达的安装位置的精度进行验证，并更新主雷达和从雷达的位置。
对所标定的主雷达和从雷达的安装位置的精度进行验证具体包括。
将得到的主雷达和从雷达的安装角度通过坐标系转换公式转化为车身坐标系下的安装角度，从而确定有效目标在车身坐标系下的坐标值。
根据有效目标的坐标值计算有效目标的航迹和道路形态的匹配度。
本步骤具体为：通过车身can信号中的角速度信息获取道路形态；
计算有效目标的航迹与道路形态的平行度，用斜率表示，当斜率偏差小于0.5度时，判断有效目标的航迹与道路形态匹配，从而得到有效目标的航迹与道路形态的匹配度。
根据匹配度确定主雷达和从雷达安装位置的精度，并决定是否使用本次标定结果。
在本实施例中，当匹配度精度大于0.5度时，确定有效目标的航迹和道路形态匹配精度比较高。
将主雷达和从雷达安装位置的精度与预设阈值进行比较，当主雷达和从雷达安装位置的精度大于预设阈值时，则判断主雷达和从雷达安装位置准确并使用；其中，预设阈值为0.5度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
主雷达和从雷达分别获取车辆行驶过程中的检测目标的点迹信息；
对检测目标的点迹信息进行处理使其形成航迹，记录所述航迹并作为检测目标信息；
将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配，以判断与当前检测目标信息所对应的检测目标是否为同一目标，若是，则判断该检测目标为有效目标并存储其目标信息；
收集一定数量的有效目标，并根据有效目标的目标信息计算主雷达和从雷达的安装位置并标定；
其中，测目标的点迹信息进行处理使其形成航迹包括：
分别将主雷达和从雷达接收的检测目标的第一帧点迹作为初始航迹；
以后，将当前帧检测的点迹与已有初始航迹进行匹配；
当匹配成功时，用匹配的点迹更新已有初始航迹，作为航迹当前的最新值；匹配不成功的点迹作为新建初始航迹；
检测目标的点迹信息包括检测目标分别与主雷达和从雷达之间的距离、检测目标分别相对于主雷达和从雷达的运动速度和检测目标分别与主雷达和从雷达天线法线角度；
所形成的航迹为检测目标与主雷达或从雷达之间的距离在一定距离范围内，检测目标分别相对于主雷达和从雷达的运动速度在一定速度范围内的检测目标的运动趋势。
2.根据权利要求1所述的车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，还包括对所标定的主雷达和从雷达的安装位置的精度进行验证，并更新主雷达和从雷达的位置。
3.根据权利要求1所述的车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，将主雷达和从雷达所获取的检测目标信息进行匹配具体：
将主雷达和从雷达所获取的同一检测目标每帧之间的距离之差以及运动速度之差分别进行均值和方差计算；
判断计算得到的距离差均值、距离差方差、速度差均值以及速度差方差是否均小于预设误差阈值，若是，则判断主雷达和从雷达所获取的检测目标信息所对应的检测目标为同一目标。
4.根据权利要求3所述的车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，
所述距离差均值的预设误差阈值为1m；
所述距离差方差的预设误差阈值为1m^2；
所述速度差均值的预设误差阈值为0.5m/s；
所述速度差方差的预设误差阈值为0.5(m/s)^2。
5.根据权利要求1所述的车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，计算主雷达和从雷达的安装位置具体包括：
将有效目标在主从雷达坐标系中的坐标值转化为车身坐标系中的坐标值；
通过最优化方法对有效目标在车身坐标系中的坐标值进行计算，得到主雷达和从雷达的安装角度，从而确定主雷达和从雷达的安装位置。
6.根据权利要求2所述的车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，对所标定的主雷达和从雷达的安装位置的精度进行验证具体包括：
将得到的主雷达和从雷达的安装角度通过坐标系转换公式转化为车身坐标系下的安装角度，从而确定有效目标在车身坐标系下的坐标值；
根据有效目标的坐标值计算有效目标的航迹和道路形态的匹配度；
根据匹配度确定主雷达和从雷达安装位置的精度；
将主雷达和从雷达安装位置的精度与预设阈值进行比较，当主雷达和从雷达安装位置的精度大于预设阈值时，则判断主雷达和从雷达安装位置准确并使用。
7.根据权利要求6所述的车载BSD毫米波雷达安装位置自动标定方法，其特征在于，计算有效目标的航迹和道路形态的匹配度具体包括：
通过车身can信号中的角速度信息获取道路形态；
计算有效目标的航迹与道路形态的平行度，从而得到有效目标的航迹与道路形态的匹配度。
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