CN111356901A - 检测未对准 - Google Patents

Abstract

一种用于检测车辆(3)的雷达单元(2)的未对准的设备，所述设备包括：转速传感器(1)，其布置成测量所述雷达单元(2)围绕至少一个轴的转速并且具有用于指示所述转速的信号的输出；以及处理器(5)，其布置成联接到所述转速传感器的所述输出；其中所述处理器(5)布置成至少部分地基于由所述转速传感器(1)测量的所述转速来确定所述未对准。

Description

检测未对准

本发明涉及用于检测车辆的雷达单元的未对准的设备和方法。

已知在车辆中提供雷达单元，具体作为诸如自适应巡航控制等的系统的一部分。此类系统必须在车辆中精确地对准(如例如在公开为WO2016/071696的PCT专利申请中所讨论的)。

然而，此类系统可能在例如轻微的碰撞事件后变得未对准，尤其是当驾驶员不在场时发生“碰撞”时，诸如当停放的车辆被另一车辆撞上(在停车场或路边停车的情况下)时可能发生。在这种情况下，使用当前基于软件的过程来识别雷达单元未对准可能意味着在雷达能够自我再校准或者警告驾驶员系统出现故障之前，车辆行驶相当长的距离。

这样，希望能够在从静止开走的几秒钟内确定何时雷达重新对准/重新校准或驾驶员警告是必要的。

我们知道美国专利号9 366 751，其公开雷达单元，所述雷达单元具有测量纵向、侧向和竖直线性加速度的整体式3轴加速度计。将来自安装在雷达单元中的三轴加速度计的加速度测量与由通常安装在(或靠近)车辆重心的单独的三轴加速度计测量的结果进行比较。在理想的对准条件下并通过理想的加速度计校准，由两个加速度计测量的加速度应匹配。在雷达单元未对准的情况下，加速度信号中的一者或多者在两个加速度计之间将不匹配。

当未对准程度不太大时，适当量的对准补偿随后可以应用于已处理的雷达信号。对于检测到的未对准大于阈值的情况，禁用雷达单元，并向驾驶员发送警告消息。

然而，该系统依赖于运转中的车辆进行工作。其中一个原因是方位(偏航)角未对准不能由静态3轴加速度计检测(因为在静态情况下作用在加速度计上的唯一加速度是由于重力，并且作用在侧向对准的加速度计轴上的分量不因纯粹的方位角旋转而改变)。因此，如果3轴加速度计用作检测装置，则这种类型的未对准要求车辆行驶。

根据本发明的第一方面，提供了用于检测车辆的雷达单元的未对准的设备，所述设备包括：

·转速传感器，所述转速传感器布置成测量所述雷达单元围绕至少一个轴的转速并且具有用于指示所述转速的信号的输出；

·处理器，所述处理器布置成联接到所述转速传感器的所述输出；

其中所述处理器布置成至少部分地基于由所述转速传感器测量的所述转速来确定所述未对准。

这样，通过确定围绕轴的转速，设备可以确定针对该轴的未对准。如上面关于静止车辆所讨论的，这在难以确定针对该轴的未对准的情况下是有用的。轴可以是大体竖直的。

设备可以包括加速度计，所述加速度计布置成确定所述雷达单元沿至少两个轴的加速度，并且具有用于指示所述加速度的信号的输出，其中处理器布置成使用加速度来确定未对准。通常，所述两个轴将彼此垂直并且垂直于所述转速传感器的所述至少一个轴。在一个优选实施例中，转速传感器将布置成测量围绕一个轴的转速，并且加速度计将布置成确定沿垂直于该轴的至少两个垂直轴并且可选地还沿该轴的加速度。

这种系统将能够确定雷达单元是否针对三个轴未对准，具体考虑到用于针对两个轴的加速度的预定校准或联接到车辆并且能够确定车辆围绕两个或三个轴的加速度的另一加速度计。

通常，所述处理器将布置成基于所述转速传感器的所述输出通过对所述转速进行积分来确定所述未对准。这样，所述设备可以布置成在一段时间内定期地或连续地测量所述转速。通常，所述一段时间将是希望知道是否已经存在未对准的时间段。例如，所述一段时间可以至少包括所述车辆的点火开关关闭的时段或车辆静止的时段。

可替代地，所述转速传感器可以布置成仅在所述转速超过阈值时才测量所述转速。这可以与上面的积分结合；这样，设备可以布置成仅在转速超过阈值的时段内才对转速进行测量。

所述转速传感器可以包括陀螺仪。

根据本发明的第二方面，提供了车辆，具有雷达单元和附接到其的本发明的第一方面的设备，其中转速传感器附接到雷达单元或集成在雷达单元中。

车辆可以设置有另一加速度计，所述另一加速度计联接到所述车辆并且能够确定所述车辆围绕两个或三个轴的加速度，其中所述另一加速度计的输出联接到所述处理器，并且所述处理器布置成基于所述车辆的所述加速度来确定所述未对准。

根据本发明的第三方面，提供了检测车辆的雷达单元的未对准的方法，所述方法包括：测量所述雷达单元围绕至少一个轴的转速并具有用于指示所述转速的信号的输出；以及至少部分地基于所测量的转速来确定所述未对准。

这样，通过对围绕轴的转速进行积分，设备可以确定针对该轴的未对准。如上面关于静止车辆所讨论的，这在难以确定针对该轴的未对准的情况下是有用的。

所述方法还可以包括：通常使用加速度计来确定所述雷达单元沿至少两个轴的加速度；以及使用所述加速度来确定所述未对准。通常，所述两个轴将彼此垂直并且垂直于测量围绕其的所述转速的所述至少一个轴。在一个优选实施例中，测量围绕一个轴的转速，并且加速度计确定沿垂直于该轴的至少两个垂直轴并且可选地还沿该轴的加速度。

这种系统将能够确定雷达单元是否针对三个轴未对准，具体考虑到用于针对两个轴的加速度的预定校准或联接到车辆并且能够确定车辆围绕两个或三个轴的加速度的另一加速度计。轴可以是大体竖直的。

通常，所述方法将包括通过对转速进行积分来确定未对准。这样，所述方法可以包括在一段时间内定期地或连续地测量转速。通常，所述一段时间将是希望知道是否已经存在未对准的时间段。例如，所述一段时间可以至少包括所述车辆的点火开关关闭的时段或车辆静止的时间段。

可以对转速的测量结果进行处理以确定在进行测量时的未对准。可替代地，可以批量缓存和处理测量结果。批量可以在时段结束时进行处理。

现在，下面参考附图对本发明的实施例进行描述，其中：

图1是根据本发明的实施例的具有未对准检测设备的雷达单元的正视图；

图2是图1的雷达单元的平面图；并且

图3和图4是未对准已应用到其上的图1的雷达单元的对应视图。

附图示出本发明的实施例，其使用包括陀螺仪的转速传感器1来确定雷达单元2是否未对准。

通常，在制造车辆3时雷达单元2将相对于车辆3仔细地对准，其位置被校准。希望通常在启动车辆的几秒钟内，在将其开走之前，知道该仔细的定位是否已受到干扰(例如，由于撞击)。

这样，雷达单元包括转速传感器1，所述转速传感器1布置成测量雷达单元2围绕大体竖直的轴的转速。转速传感器1的输出是该测量的结果，并且联接到处理器5。

雷达单元还包括也联接到处理器5的三轴加速度计4。这测量雷达单元沿三个轴(通常是两个垂直水平轴和一个竖直轴)的加速度。设备还设置有车辆加速度计6，所述车辆加速度计6安装在车辆3上、与雷达单元2间隔开，并且测量车辆围绕三个轴(同样通常是两个垂直水平轴和一个竖直轴)的加速度。车辆加速度计6的输出也联接到处理器5。

因此，通过在车辆静止情况下比较两个加速度计4、6在不同时间的输出，可以确定是否已经存在针对任何水平轴的未对准。具体地，俯仰和侧倾信息通常是可用的。然而，当车辆静止时，不可能用加速度计检测纯粹针对竖直轴的任何未对准，因为当车辆静止时，作用在车辆上的唯一力是重力，并且围绕竖直轴的旋转将不会改变重力拉动加速度计的方向。

这样，转速传感器1辅助检测针对竖直轴的未对准。转速传感器布置成连续地测量雷达单元围绕大体竖直的轴的转速。处理器5对该值进行积分以确定是否已经存在任何未对准。

通常，当车辆3静止时，转速传感器1的输出将近似为零，尽管由于漂移等可能存在一些小的偏移。然而，当发生引起雷达单元2的偏航角未对准(即，围绕竖直轴的旋转)的事件(诸如来自另一车辆的轻微碰撞)时，转速传感器1将检测该旋转。通过在发生旋转未对准的时段内对偏航率信号进行积分，可以计算出实际的偏航角未对准。连同从由加速度计4、6经历的重力加速度的分量的测量结果得出的俯仰角和侧倾角未对准，这提供允许校正雷达信号(或者在倾斜度太大的情况下，在适当的驾驶员警告下使得系统自动进入降级或非运行操作模式)所需的全部倾斜角信息。

例如可以首先存储转速信号，并且随后在事件发生后立即或在下次车辆点火开关打开时在软件中执行存储信号的积分。

为了使系统如上所述进行操作，在发生未对准事件的情况下，转速传感器1必须始终准备好测量转速。这意味着装置必须始终打开，或者能够足够快速地从睡眠模式唤醒，以精确地登记在未对准事件期间发生的转速的任何变化，以使得可以得出未对准角度的精确测量结果。

许多微机电系统(MEMS)型加速度计和转速传感器具有低功率运行模式，仅消耗少量电流，并且预计即使在停车时，仍以这种模式继续运行的转速传感器将能够检测并登记发生的任何未对准事件，而不会在点火关闭期间消耗不可接受的电量。

假设偏航率变化如上所述在内部登记并存储，则可以在未对准事件之后立即或者可替代地在下一次点火开启时在车辆开走之前得出实际的侧倾角、俯仰角和偏航角。

由转速传感器1检测未对准事件本身是已发生雷达单元的未对准的指示。如果转速传感器1能够足够快速地唤醒以仅在实际的未对准事件(或者在点火关闭期间多于一个发生的情况下的事件)期间测量并存储转速数据，则仅存储的数据将是专门与未对准事件有关的事件。

另一方面，如果转速传感器1正在连续测量并存储数据，则实际的未对准事件将通过转速信号超过某个预定阈值水平来指示。在这种情况下，点火关闭时段期间发生的转速信号的任何漂移可以通过基于所测量的转速信号的变化率将信号重新调零来连续校正(可以假定由于轻微碰撞而发生的未对准例如将导致转速的快速变化率，其很容易与一般的缓慢漂移区分开)。

所提出的方案的主要优点在于，它实现在车辆开走之前仍然静止时检测雷达传感器的任何角度未对准。因此，在开走之前，适当的校正可以施加于雷达传感器信号处理(或者，在角度未对准太大的情况下，则利用适当的驾驶员警告将雷达设置为降级或非运行操作模式)。

Claims (18)

1.一种用于检测车辆的雷达单元的未对准的设备，所述设备包括：

·转速传感器，所述转速传感器布置成测量所述雷达单元围绕至少一个轴的转速并且具有用于指示所述转速的信号的输出；

·处理器，所述处理器布置成联接到所述转速传感器的所述输出；

其中所述处理器布置成至少部分地基于由所述转速传感器测量的所述转速来确定所述未对准。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个轴由一个大体竖直的轴组成。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，包括加速度计，所述加速度计布置成确定所述雷达单元沿至少两个轴的加速度，并且具有联接到所述处理器的、用于指示所述加速度的信号的输出，其中所述处理器布置成使用所述加速度来确定所述未对准。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述两个轴彼此垂直并且垂直于所述转速传感器的所述至少一个轴。

5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述处理器布置成基于所述转速传感器的所述输出通过对所述转速进行积分来确定所述未对准。

6.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述设备布置成在一段时间内定期地或连续地测量所述转速。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述一段时间至少包括所述车辆的点火开关关闭的时段。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述转速传感器布置成仅在所述转速超过阈值时才测量所述转速。

9.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述转速传感器包括陀螺仪。

10.一种车辆，具有雷达单元和附接到所述雷达单元的根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述转速传感器附接到所述雷达单元或集成在所述雷达单元中。

11.根据权利要求10所述的车辆，设置有另一加速度计，所述另一加速度计联接到所述车辆并且能够确定所述车辆围绕两个或三个轴的加速度，其中所述另一加速度计的输出联接到所述处理器，并且所述处理器布置成基于所述车辆的所述加速度来确定所述未对准。

12.一种检测车辆的雷达单元的未对准的方法，所述方法包括：测量所述雷达单元围绕至少一个轴的转速并具有用于指示所述转速的信号的输出；以及至少部分地基于所测量的转速来确定所述未对准。

13.根据权利要求12所述的方法，包括：通常使用加速度计来确定所述雷达单元沿至少两个轴的加速度；以及使用所述加速度来确定所述未对准。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述两个轴彼此垂直并且垂直于测量围绕其的所述转速的所述至少一个轴。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述至少一个轴由一个大体竖直的轴组成。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对所述转速进行积分来确定所述未对准。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，包括在一段时间内定期地或连续地测量所述转速。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述一段时间至少包括所述车辆的点火开关关闭的时段。

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