毫米波雷达水平位置确定方法
技术领域
本发明涉及应用于自动驾驶技术领域,尤其涉及一种毫米波雷达水平位置确定方法。
背景技术
自动驾驶,泛指协助或代替人类驾驶汽车的技术。随着这一技术的发展将使得人们的出行更加方便,且减少了人工驾驶的人为因素的影响,能够在某种程度上进一步提高驾驶的安全性。而在自动驾驶各项技术当中,高精度定位是重中之重,因为它直接影响了其他自动驾驶模块的输入。精确的定位是执行感知和决策控制等其他自动驾驶功能的先决条件。
毫米波雷达因其定位的准确性以及监测距离长而被广泛的应用于自动驾驶汽车的定位中,然而,毫米波雷达对车辆周围障碍物的位置反馈均依赖于其自身的坐标系,因而在毫米波雷达使用前,需要对其相对于车辆的位置进行精确的定位,以便于自动驾驶车辆将毫米波雷达反馈的障碍物的位置准确的转换至车辆坐标系下,从而保证自动驾驶的安全。现有的毫米波雷达定位方法主要包括两种:一种是通过在车辆上安装激光雷达,然后通过激光雷达对毫米波雷达的位置进行定位,这一方法虽然定位较为准确,但是激光雷达价格昂贵,使得定位成本过高;另一种是通过激光笔对毫米波雷达的位置进行定位,这种方法虽然价格便宜,但是需要人工操作,因而定位准确度不高。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种毫米波雷达水平位置确定方法,在降低了毫米波雷达位置确定的成本的前提下,实现了对其位置的高精度确定。
为实现上述目的和一些其他的目的,本发明采用如下技术方案:
一种毫米波雷达水平位置确定方法,包括:
获取车辆在行驶过程中所述车辆安装的毫米波雷达在第一预定时长内的输出的多个速度值,其中,所述速度值包括所述毫米波雷达所在坐标系下的横向速度值Vx以及纵向速度值Vy;
利用Vx和Vy得到所述毫米波雷达在车辆坐标系下的速度值V,并确定V与Vx间的夹角值θ;
将所述夹角值θ确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角,即所述毫米波雷达的水平位置。
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,获取车辆在行驶过程中所述车辆安装的毫米波雷达在第一预定时长内输出的多个速度值,包括:
比较V的绝对值与所述车辆的行驶速度V车的差值是否在预设的偏差值范围内;
是,则选取V对应的Vx和Vy用于确定所述夹角值θ;
否,则将V对应的Vx和Vy舍弃。
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,获取车辆在行驶过程中所述车辆安装的毫米波雷达在第一预定时长内输出的多个速度值,还包括:
比较选取的用于确定所述夹角值θ的Vx和Vy的数量是否大于预设的个数值;
是,则将选取的Vx和Vy用于确定所述夹角值θ;
否,则控制车辆继续行驶,直至由获取的速度值中选取的V的个数满足所述预设的个数值。
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,所述速度值V通过公式1计算得到:
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,将所述夹角值θ确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角前,还包括:
对由获取的多个Vx和Vy确定的多个夹角值θ计算平均值,得到夹角值θ′,将所述夹角值θ′确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角。
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,将所述夹角值θ′确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角前,还包括:
由所述毫米波雷达在车辆行驶的第二预定时长内输出的多个速度值确定出多个夹角值,并计算所述夹角值的平均值,得到夹角值θ″;
比较夹角值θ′和夹角值θ″的差值是否在预设的阈值范围内;
是,则将所述夹角值θ′确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角;
否,则将所述夹角值θ′舍弃,并重新由所述毫米波雷达获取速度值,并确定所述夹角值θ。
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,比较夹角值θ′和夹角值θ″的差值是否在预设的阈值范围内,包括:
所述夹角值θ′与多个夹角值θ″分别计算差值,并判断获得的多个差值是否均在所述阈值范围内;其中,多个夹角值θ″通过车辆在多个所述第二预定时长内行驶时,由所述毫米波雷达获取的速度值计算得到。
优选的是,所述的毫米波雷达水平位置确定方法中,在所述第一预定时长或第二预定时长内所述车辆均为匀速行驶。
本发明至少包括以下有益效果:
本发明的毫米波雷达水平位置确定方法中,通过安装在车辆上的毫米波雷达自身在车辆行驶中获取的速度值,对毫米波雷达的水平位置进行确定,方法简单易于实现,且避免了在车辆上加装激光雷达用于毫米波雷达水平位置确定,使得实时成本更低;同时避免了采用激光笔进行毫米波雷达水平位置确定,节省了人工的同时,提高了位置确定的准确度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明提供的毫米波雷达的坐标系与车辆坐标系的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明,以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
如图1所示,一种毫米波雷达水平位置确定方法,包括:
获取车辆在行驶过程中所述车辆1安装的毫米波雷达2在第一预定时长内的输出的多个速度值,其中,所述速度值包括所述毫米波雷达2所在坐标系下的横向速度值Vx以及纵向速度值Vy;
利用Vx和Vy得到所述毫米波雷达2在车辆坐标系下的速度值V,并确定V与Vx间的夹角值θ;
将所述夹角值θ确定为所述毫米波雷达2的中心点相对于所述车辆的水平方向角,即所述毫米波雷达2的水平位置。
在上述方案中,所述毫米波雷达水平位置确定方法实现的依据如下:毫米波雷达一般安装在车辆的车头部两侧,即毫米波雷达的监测方向与车辆车头的水平方向具有一定的倾斜角度;在毫米波雷达的位置确定中,其与车辆中轴线的距离采用物理方法即可进行准确的测量,但是毫米波雷达的偏转角度,即水平角则并不便于测量;在车辆行驶过程中,毫米波雷达随车辆运动,毫米波雷达在运动过程中获取的周边障碍物的速度值也在其本身的坐标系下,这一坐标系因毫米波雷达与车辆之间存在水平方向角,因而必然与车辆坐标系间也存在夹角,如图1所示,X轴和Y轴组成的坐标系代表车辆坐标系;X′轴和Y′轴组成的坐标系代表毫米波雷达坐标系;毫米波雷达在车辆行驶过程中获得的沿其坐标系方向的速度值包括V′x和V′y,利用V′x和V′y计算的速度V与车辆坐标系下车辆的运动方向相同,因而夹角α与毫米波雷达与车辆间的水平方向角β应该相等,因而利用毫米波雷达自身获取的速度值可以计算这一夹角值,即得到准确的毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角,即所述毫米波雷达的水平位置。
通过毫米波雷达本身获取的速度值进行毫米波雷达的定位,较之采用激光雷达进行定位不仅价格低廉,且具有更高的精度,因为毫米波雷达的测量距离远大于激光雷达的测量距离,因而利用毫米波雷达进行自身定位利用了较之激光雷达距离更远的测量结果,因而能够得到更为准确的标定结果。
一个优选方案中,获取车辆1在行驶过程中所述车辆1安装的毫米波雷达2在第一预定时长内输出的多个速度值,包括:
比较V的绝对值与所述车辆的行驶速度V车的差值是否在预设的偏差值范围内;
是,则选取V对应的Vx和Vy用于确定所述夹角值θ;
否,则将V对应的Vx和Vy舍弃。
在上述方案中,车辆在行驶过程中,道路两侧的固定物体,如路缘石、路灯等的位置固定,因而毫米波雷达获取的速度值中关于固定物体的其速度为车辆运行速度方向相反,大小相同的速度值,将毫米波雷达获取的这些固定物体的速度值用于夹角值θ,保证了毫米波雷达标定的精确度。
一个优选方案中,获取车辆在行驶过程中所述车辆安装的毫米波雷达在第一预定时长内输出的多个速度值,还包括:
比较选取的用于确定所述夹角值θ的Vx和Vy的数量是否大于预设的个数值;
是,则将选取的Vx和Vy用于确定所述夹角值θ;
否,则控制车辆继续行驶,直至由获取的速度值中选取的V的个数满足所述预设的个数值。
在上述方案中,通过预设个数值,使得获取的夹角值的数量满足要求,从而进一步保证得到的数据的准确度。
一个优选方案中,所述速度值V通过公式1计算得到:
一个优选方案中,将所述夹角值θ确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角前,还包括:
对由获取的多个Vx和Vy确定的多个夹角值θ计算平均值,得到夹角值θ′,将所述夹角值θ′确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角。
在上述方案中,通过对多个夹角值θ求取平均值,使得标定结果更加精确。
一个优选方案中,将所述夹角值θ′确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角前,还包括:
由所述毫米波雷达在车辆行驶的第二预定时长内输出的多个速度值确定出多个夹角值,并计算所述夹角值的平均值,得到夹角值θ″;
比较夹角值θ′和夹角值θ″的差值是否在预设的阈值范围内;
是,则将所述夹角值θ′确定为所述毫米波雷达的中心点相对于所述车辆的水平方向角;
否,则将所述夹角值θ′舍弃,并重新由所述毫米波雷达获取速度值,并确定所述夹角值θ。
在上述方案中,通过第二预定时长输出的多个速度值确定的夹角值的平均值θ″与θ′进行比较,使得θ′得到有效的检验,从而保证标定结果的准确性和可用性。
一个优选方案中,比较夹角值θ′和夹角值θ″的差值是否在预设的阈值范围内,包括:
所述夹角值θ′与多个夹角值θ″分别计算差值,并判断获得的多个差值是否均在所述阈值范围内;其中,多个夹角值θ″通过车辆在多个所述第二预定时长内行驶时,由所述毫米波雷达获取的速度值计算得到。
在上述方案中,通过将θ′与多个θ″进行分别比较,使得得到的θ′得到进一步的验证。
一个优选方案中,在所述第一预定时长或第二预定时长内所述车辆均为匀速行驶。
在上述方案中,通过限定车辆均匀行驶,使得对于速度值的获取更加准确且稳定,并便于后续通过车速对速度值的筛选。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。