CN111896921A - 雷达校准系统对准机构以及对准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雷达技术领域，特别是涉及一种雷达校准系统对准机构以及对准方法。一种雷达校准系统对准机构，包括转台组件、校准组件以及工装件，所述转台组件相对所述校准组件设置，所述工装件安装于所述转台组件上，用于夹持待检测雷达；所述校准组件包括基板、第一激光发射件、第二激光发射件以及模拟器，所述基板具有朝向所述转台组件的第一面，所述第一面上具有基准线，所述模拟器具有与所述第一面平行的接收平面；所述第二射线面与所述第一射线面相交设置，且所述第一射线面与所述第二射线面相交的交线与所述穿过所述接收平面的中心。本发明还提供一种雷达目标模拟器对准方法。本发明的优点在于：操作简单，对准精度高。

Description

雷达校准系统对准机构以及对准方法

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别是涉及一种雷达校准系统对准机构以及对准方法。

背景技术

雷达安装在汽车上，可以测量从雷达到被测物体之间的距离、角度和相对速度等。雷达是自动驾驶技术及高级驾驶辅助系统实现的一种关键传感器。雷达校准关系到雷达的性能，也关系到整个高级驾驶辅助系统的可靠性。由于电子器件本身和机械装配的误差，导致生产出来的雷达产品性能一致性较差，必须通过校准使得雷达性能一致性满足要求。

现有雷达校准系统对雷达目标模拟器和雷达天线的对准只能实现雷达目标模拟器和雷达天线的几何中心对准，并未实现雷达天线面和雷达目标模拟器接收天线面的对准，对准精度较差。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改对准精度高的雷达校准系统对准机构以及对准方法。

一种雷达校准系统对准机构，包括转台组件、校准组件以及工装件，所述转台组件相对所述校准组件设置，所述工装件安装于所述转台组件上；

所述校准组件包括基板、第一激光发射件、第二激光发射件以及雷达目标模拟器，所述基板具有朝向所述转台组件的第一面，所述第一面上具有基准线，所述雷达目标模拟器包括喇叭天线，所述喇叭天线具有与所述第一面平行的接收平面；

所述第一激光发射件、所述第二激光发射件以及所述喇叭天线分别安装于所述基板,所述第一激光发射件能够发射出与所述第一面垂直的第一射线面，所述第二激光发射件能够发射出与所述第一面垂直的第二射线面，所述第二射线面与所述第一射线面相交设置，且所述第一射线面与所述第二射线面相交的交线与所述穿过所述接收平面的中心；

所述工装件朝向所述第一面的侧面上设有反射面，所述反射面上具有与雷达中心重合的校准点，所述校准点在所述转台组件的调节作用下，能够位于所述交线上，且所述交线经所述反射面反射出的反射线能够与所述基准线对准重合。

在其中一个实施例中，沿Z轴方向，所述第一激光发射件相对位于所述第二激光发射件的上方，且所述第一激光发射件与所述第二激光发射件之间的连线相对Z轴倾斜设置。

在其中一个实施例中，所述第一面为平面。

在其中一个实施例中，所述基准线包括第一基准线及第二基准线，所述第一基准线与所述第二基准线垂直设置，且第一基准线与所述第二基准线的垂点位于所述喇叭天线的中心轴线上；

所述反射线包括第一反射线以及第二反射线，所述第一反射线以及所述第二反射线在所述转台组件调节作用下分别能够与所述第一反射线、所述第二基准线对准重合。

在其中一个实施例中，所述转台组件包括回转单元以及俯仰单元，所述工装件安装于所述俯仰单元上并在所述俯仰单元的作用向能够相对Z轴摆动；

所述俯仰单元安装于所述回转单元上，并在所述回转单元的作用下能够Z轴转动。

在其中一个实施例中，所述回转单元包括转台以及回转件，所述转台安装于所述回转件上并在所述回转件的作用下能够绕Z轴转动，所述俯仰单元安装于所述转台上。

在其中一个实施例中，所述转台组件还包括调节单元，所述回转单元安装于所述调节单元上，并在所述调节单元带动下，能够相对所述基板运动。

在其中一个实施例中，所述调节单元至少包括第一调节板、第二调节板以及第三调节板，所述转台的一端固定于所述第一调节板上，另一端与所述回转件连接；

所述第一调节板安装于所述第二调节板上，并能够在所述第二调节板上沿Y轴方向移动；所述第二调节板安装于所述第三调节板上，并能够在所述第三调节板上沿X轴方向移动。

在其中一个实施例中，所述调节单元还包括调节杆，所述调节杆设于所述第三调节板的底部，用于调节所述回转单元在Z轴方向上的位置。

本发明还提供如下技术方案：

一种对准方法，该方法采用上述的雷达校准系统对准机构实现，该方法步骤包括：

开启第一激光发射件和第二激光发射件，且使第一激光发射件所发出的第一射线面与第二激光发射件所发出的第二射线面相交的交线与所述模拟器的中心轴线重合；

调节工装件的位置，使所述交线与工装件的交点与工装件的校准点重合。

与现有技术相比，本申请通过将所述交线设置穿过所述接收平面的中心、以及发射件将交线反射至所述第一面上，以使所述交线代替虚拟的雷达目标模拟器的轴线，并比对交线与基准线的对准情况，从而能够直观地检测反射面与所述接收平面之间的位置关系，从而直观的检测雷达天线和雷达目标模拟器是否对准；同时，通过发射件将交线反射至基板的第一面上，并比对反射线与基准线，从而转换成反射面与接收平面之间的比对，以替代现有点与点之间的比对，有效地提高了对准精度；其次，由于本发明具有较高的对准精度，在使用同一个工装件实现设备校准的情况下，可以实现多台校准设备达到同样的对准精度或者校准要求，以使多台雷达校准系统的对准精度一致。

附图说明

图1为本发明提供的雷达校准系统对准机构的结构示意图。

图2为本发明提供的校准组件的结构示意图。

图3为本发明提供的转台组件的一视角结构示意图。

图4为本发明提供的转台组件的另一视角结构示意图。

图5为本发明提供的转台组件省略调节单元的结构示意图。

100、雷达校准系统对准机构；10、校准组件；11、基板；11a、第一面；111、基准线；111a、第一基准线；111b、第二基准线；12、第一激光发射件；12a、第一射线面；13、第二激光发射件；13a、第二射线面；14、雷达目标模拟器；141、喇叭天线；141a、接收平面；15、交线；20、转台组件；21、回转单元；211、转台；212、回转件；22、俯仰单元；221、俯仰架；222、俯仰轴；223、驱动件；224、连接块；23、调节单元；231、第一调节板；231a、第一腰型孔；231b、第一滑部；232、第二调节板；232a、第一滑槽；232b、第二腰型孔；232c、第二滑部；233、第三调节板；233a、第二滑槽；234、调节杆；30、工装件；31、反射面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供一种雷达校准系统对准机构100，该雷达校准系统对准机构100应用于雷达检测/校准，并通过该雷达校准系统对准机构100，使得各个待测雷达的位置保持一致，以提高雷达检测/校准过程中产品性能的一致性。

具体地，雷达校准系统对准机构100包括校准组件10、转台组件20以及工装件30，转台组件20相对校准组件10设置，工装件30安装于转台组件20上，用于夹持待检测雷达；转台组件20用于带动工装件30运动，以调节/控制工装件30与校准组件10之间的相对位置，从而保持工装件30上的每个待检测雷达与校准组件10之间位置保持一致。

请一并参阅图2，校准组件10包括基板11、第一激光发射件12、第二激光发射件13以及雷达目标模拟器14，基板11具有朝向转台组件20的第一面11a，第一面11a上具有基准线111，雷达目标模拟器14包括喇叭天线141，所述喇叭天线141具有与第一面11a平行的接收平面141a；第一激光发射件12、第二激光发射件13以及喇叭天线141分别安装于基板11的第一面11a上,第一激光发射件12能够发射出与第一面11a垂直的第一射线面12a，第二激光发射件13能够发射出与第一面11a垂直的第二射线面13a，第二射线面13a与第一射线面12a相交设置，且第一射线面12a与第二射线面13a相交的交线15穿过接收平面141a的中心；工装件30朝向第一面11a的侧面设有反射面31，反射面31上具有与雷达中心重合的校准点(图未示)，校准点在转台组件20的调节作用下，能够位于交线15上，且交线15经反射面31反射出的反射线(图未示)能够与基准线111对准重合。

可以理解的是，将交线15设置穿过接收平面141a的中心，以及发射件将交线15反射至第一面11a上，即交线15与雷达目标模拟器14的中心轴线重合，从而通过交线15替代虚拟的雷达目标模拟器14的中心轴线，并比对交线15与基准线111的对准情况，从而直观地检测反射面31与接收平面141a之间的位置关系，并判断检测雷达天线和雷达目标模拟器14是否对准；同时，通过反射面31将交线15反射至基板11的第一面11a上，并比对反射线与基准线111，从而转换成反射面31与接收平面141a之间的比对，以替代现有点与点之间的比对，有效地提高了雷达天线面(反射面)和雷达目标模拟器14之间的对准精度。此外，由于本发明具有较高的对准精度，在使用同一个工装件30实现设备校准的情况下，可以实现多台校准设备(例如，雷达)达到同样的对准精度或者校准要求，以使多台雷达校准系统的对准精度一致。

优选地，基板11固定在架体或者工作台上，第一面11a为平面。

结合图3，沿Z轴方向，即沿着第一面11a的长度方向，第一激光发射件12相对位于第二激光发射件13的上方，且第一激光发射件12与第二激光发射件13之间的连线相对Z轴倾斜设置。

作为优选地，第一激光发射件12与第二激光发射件13之间的连线与Z轴的夹角为45度。沿Z轴方向，第一激光发射件12与雷达目标模拟器14位于同一直线上；沿水平方向，即沿着第一面11a的宽度方向，第二激光发射件13与雷达目标模拟器14位于同一直线上。

进一步地，如图1所示，基准线111包括第一基准线111a及第二基准线111b，第一基准线111a与第二基准线111b垂直设置，且第一基准线111a与第二基准线111b的垂点位于雷达目标模拟器14的中心轴线上。可以理解的是，第一基准线111a与第二基准线111b相交，从而构成基准面，基准面位于第一面11a内，即基准面与接收平面141a平行设置。

反射线(图未示)包括第一反射线以及第二反射线，第一反射线以及第二反射线在转台组件20调节作用下分别能够与第一基准线111a、第二基准线111b对准重合，即转换成反射面31与接收平面141a之间的比对，以替点与点之间的比对，大大地提高了雷达天线面(反射面)和雷达目标模拟器14之前对准精度，并且能够有效保证多台待检测雷达位置的一致性。

进一步地，第一激光发射件12为竖直线激光器，即能够发出沿竖直方向的激光面域，第二激光发射件13为水平线激光器，即能够发出沿水平方向的激光面域，两个激光面域相交，以形成上述交线15。当然，在其他实施例中，第一激光发射件12、第二激光发射件13还可以为其他类型的激光器，只要满足能发出垂直于第一面11a的激光面域，并且两个激光面域的交线与雷达目标模拟器14的轴线重合即可。

如图3至图5所示，转台组件20包括回转单元21以及俯仰单元22，工装件30安装于俯仰单元22上并在俯仰单元22的作用向能够相对Z轴摆动，即做点头运动；俯仰单元22安装于回转单元21上，并在回转单元21的作用下能够绕Z轴转动，即带动俯仰单元22作周向运动。

可以理解的是，通过转台组件20可以实现工装件30不同位置的调节，即实现雷达位置的调节，从而实现雷达天线面和雷达目标模拟器14的多个维度上的对准，并保证多台设备检测的一致性。同时由于雷达测角包含方位角和俯仰角的测试，同该转台组件20可以同时满足雷达两个方向的角度旋转。

进一步地，如图3所示，回转单元21包括转台211以及回转件212，转台211安装于回转件212上并在回转件212的作用下能够绕Z轴转动，俯仰单元22安装于转台211上，从而跟随转台211转动，即实现工装件30的转动调节。

优选地，转台211大致呈“U”形,俯仰单元22转动地安装在转台211“U”形开口处。回转件212可以采用回转电机，也可以采用回转支撑件。在本实施例中回转件212可以采用回转电机。

如图3和图4所示，俯仰单元22包括俯仰架221、俯仰轴222以及驱动件223，俯仰轴222的两端转动地与转台211连接，俯仰架221固定在俯仰轴222上，从而通过俯仰轴222转动地安装于转台211上。驱动件223固定在转台211上，并与俯仰轴222连接，以控制俯仰架221相对转台211作俯仰运动。工装件30安装在俯仰架221上，并跟随俯仰架221运动。

进一步地，驱动件223为气缸或者电机等能够提供动力的部件。俯仰单元22还摆阔连接块224，连接块224的一端与俯仰轴222的一端固定连接，另一端与驱动件223的输出轴活动连接。驱动件223的输出轴运动，从而驱动连接块224运动，从而通过连接块224带动俯仰轴222转动，从而实现俯仰架221的俯仰运动。

进一步地，转台组件20还包括调节单元23，回转单元21安装于调节单元23上，并在调节单元23带动下，能够相对基板11运动，即通过调节单元23能带动工装件30相对基板11元，在此基础上，结合工装件30的转动以及俯仰运动，从而进步提高工装件30的多维度的调节。

如图3所示，调节单元23至少包括第一调节板231、第二调节板232以及第三调节板233，回转件212的一端固定于第一调节板231上，另一端与转台211连接；第一调节板231安装于第二调节板232上，并能够在第二调节板232上沿Y轴方向移动；即通过第二调节板232能够带动回转件212沿着Y轴方向移动，从而带动工装件30整体沿着Y轴方向移动。第二调节板232安装于第三调节板233上，并能够在第三调节板233上沿X轴方向移动，即通过第三调节板233能够带动回转件212沿着X轴方向移动，从而带动工装件30整体沿着X轴方向移动。可以理解的是，通过调节单元23至少能够带动工装件30实现两个自由的调节，并结合工装件30的转动以及俯仰运动，从而至少能够实现工装件30四个自由度的调节，即实现工装件30的多维运动。

进一步地，第一调节板231上开设有多个第一腰型孔231a,第一腰型孔231a沿着Y轴方向延伸，第二调节板232上设有导向销(图未示)，导向销伸入第一腰型孔231a内，第一调节板231在导向销的导向下沿着第一腰型孔231a的宽度方向运动，从而实现第一调节板231的Y轴方向移动。

优选地，第二调节板232设有第一滑槽232a,第一调节板231上设有第一滑部231b,第一滑部231b伸入第一滑槽232a内，并沿着第一滑槽232a移动，从而实现双重导向的同时，限制第一调节板231相对第二调节板232X运动。

第二调节板232上开设有多个第二腰型孔232b,第二腰型孔232b沿着X轴方向延伸，第三调节板233上设有导向销(图未示)，导向销伸入第二腰型孔232b内，第二调节板232在导向销的导向下沿着第二腰型孔232b的宽度方向运动，从而实现第二调节板232的X轴方向移动。

优选地，第三调节板233设有第二滑槽233a,第二调节板232上设有第二滑部232c,第二滑部232c伸入第二滑槽233a内，并沿着第二滑槽233a移动，从而实现双重导向,并限制第二调节板232相对第三调节板233Y运动。

进一步地，调节单元23还包括调节杆(图未示)，调节杆设于第三调节板233的底部，用于调节回转单元21在Z轴方向上的位置，即实现工装件30在Z方向(竖直方向)的调节；可以理解的是，工装件30在Z轴方向的运动，结合前面阐述的工装件30的调节，即实现工装件30在5个方向的自由度调节，进而进一步地增加工装件30位置调整的灵活性。

作为优选地，调节杆可以为螺杆，螺杆穿设于第三调节板233，并与第三调节板233螺纹连接；从而，通过拧动调节杆，顶动第二调节板232整体沿Z轴方向运动。可以理解的是，调节杆还可以为其他能够实现调节的部件，在此不再赘述。

工装件30为仿形件，其仿照待检测雷达的形状生产，以使工装件30能够更好的夹持待检测雷达。

进一步地，工装件30能够相对俯仰架221绕Z轴转动，以微小调节工装件30相对所述雷达目标模拟器14的喇叭天线141的位置。在这里，结合工装件30在5个方向的自由度调节，此时可以实现工装件30在6个方向的自由度调节，进而进一步地增加工装件30位置调整的灵活性，雷达目标模拟器14与工装件30之间的对准更加精确。

本发明还提供一种对准方法，该方法采用上述的雷达雷达校准系统对准机构100实现，该方法步骤包括：

S1，开启第一激光发射件12和第二激光发射件13，且使第一激光发射件12所发出的第一射线面12a与第二激光发射件13所发出的第二射线面13a相交的交线15与雷达目标模拟器14的中心轴线重合；

S2，调节工装件30的位置，使交线15与工装件30的交点与工装件30的校准点重合。

上述对准方法校准精度高，且操作步骤简单。

在步骤S2中，工装件30的位置调节是由上述转台组件20进行调节，转台组件20的具体结构以及调节原理可以参考前述部分。

可以理解的是，本申请中提供的是雷达校准系统对准方法，通过该方法可以使得待检测雷达与雷达目标模拟器14之间的对准精度，从而提高雷达的校准精度；同时，能够使得多个待检测雷达与雷达目标模拟器14之间对准位置一致，以使得每个产品的校准环境一致，产品一致性好。在这里，待检测雷达的具体的检测或者校准方法，其为现有技术，在此不作赘述。

以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种雷达校准系统对准机构，包括转台组件、校准组件以及工装件，所述转台组件相对所述校准组件设置，所述工装件安装于所述转台组件上；

其特征在于，所述校准组件包括基板、第一激光发射件、第二激光发射件以及雷达目标模拟器，所述基板具有朝向所述转台组件的第一面，所述第一面上具有基准线，所述雷达目标模拟器包括喇叭天线，所述喇叭天线具有与所述第一面平行的接收平面；

所述第一激光发射件、所述第二激光发射件以及所述喇叭天线分别安装于所述基板,所述第一激光发射件能够发射出与所述第一面垂直的第一射线面，所述第二激光发射件能够发射出与所述第一面垂直的第二射线面，所述第二射线面与所述第一射线面相交设置，且所述第一射线面与所述第二射线面相交的交线穿过所述接收平面的中心；

所述工装件朝向所述第一面的侧面上设有反射面，所述反射面上具有与雷达天线中心重合的校准点，所述校准点在所述转台组件的调节作用下，能够位于所述交线上，且所述交线经所述反射面反射出的反射线能够与所述基准线对准重合。

2.根据权利要求1所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，沿Z轴方向，所述第一激光发射件相对位于所述第二激光发射件的上方，且所述第一激光发射件与所述第二激光发射件之间的连线相对Z轴倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述第一面为平面。

4.根据权利要求1所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述基准线包括第一基准线及第二基准线，所述第一基准线与所述第二基准线垂直设置，且第一基准线与所述第二基准线的垂点位于所述喇叭天线的中心轴线上；

所述反射线包括第一反射线以及第二反射线，所述第一反射线以及所述第二反射线在所述转台组件调节作用下分别能够与所述第一反射线、所述第二基准线对准重合。

5.根据权利要求1所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述转台组件包括回转单元以及俯仰单元，所述工装件安装于所述俯仰单元上并在所述俯仰单元的作用向能够相对Z轴摆动；

所述俯仰单元安装于所述回转单元上，并在所述回转单元的作用下能够Z轴转动。

6.根据权利要求5所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述回转单元包括转台以及回转件，所述转台安装于所述回转件上并在所述回转件的作用下能够绕Z轴转动，所述俯仰单元安装于所述转台上。

7.根据权利要求6所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述转台组件还包括调节单元，所述回转单元安装于所述调节单元上，并在所述调节单元带动下，能够相对所述基板运动。

8.根据权利要求7所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述调节单元至少包括第一调节板、第二调节板以及第三调节板，所述转台的一端固定于所述第一调节板上，另一端与所述回转件连接；

所述第一调节板安装于所述第二调节板上，并能够在所述第二调节板上沿Y轴方向移动；所述第二调节板安装于所述第三调节板上，并能够在所述第三调节板上沿X轴方向移动。

9.根据权利要求8所述的雷达校准系统对准机构，其特征在于，所述调节单元还包括调节杆，所述调节杆设于所述第三调节板的底部，用于调节所述回转单元在Z轴方向上的位置。

10.一种对准方法，该方法采用如权利要求1所述的雷达校准系统对准机构实现，其特征在于，该方法步骤包括：

开启第一激光发射件和第二激光发射件，且使第一激光发射件所发出的第一射线面与第二激光发射件所发出的第二射线面相交的交线与喇叭天线的中心轴线重合；

调节工装件的位置，使所述交线与工装件的交点与工装件的校准点重合。

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