CN111965607B - 一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆 - Google Patents

一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提出一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆，该方法包括：设计每个发射天线的发射波形，通过基于非遮挡状态下各接收天线的距离维频谱数据构建遮挡判断通道，判断当前帧每个接收天线是否处于遮挡状态，获得该帧的遮挡状态判断结果，设置每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，根据β帧中每一帧的遮挡判断结果，输出最终的雷达遮挡状态判断结果，从而有效地区分车载雷达非遮挡场景和车载雷达遮挡场景，以及避免“沙漠”场景下功能失效报警的误触发。

Description

一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆
技术领域
本发明涉及雷达检测领域，尤其是涉及一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆。
背景技术
智能驾驶依赖于多种多样的传感器，其中最重要的是环境传感器，所谓环境传感器就是感知周边环境的传感器。智能驾驶技术的环境感知传感器主要包括，激光雷达、毫米波雷达、车载摄像机、GPS/IMU、V2X通信传感、红外探头、超声波雷达等。车载毫米波角雷达是高级驾驶辅助系统(ADAS)重要的传感器之一，其可应用于盲点监测(BSD)，变道辅助(LCA)，停车辅助(PA)，十字交通报警(CTA)等场景。近年来ADAS市场增长迅速，原来这类系统局限于高端市场，而现在正在进入中端市场。随着ADAS市场的不断增长，车载毫米波角雷达必将拥有更加广阔的应用前景和市场。
车载毫米波角雷达实际运行环境较为复杂，面临着霜雪，沙尘，暴雨等恶劣的天气状况，同时在装车后会处在一个长时间工作的状态。这种情形下很容易造成霜雪，泥土等污物在雷达表面的沉积，当沉积达到一定的数量后，将会引起质变，导致雷达功能的失效。雷达功能失效，若不能反馈给车载中控系统以及驾驶者，依然信任雷达的检测结果，将会存在很大的安全隐患，且如果不能及时检测出遮挡问题，将会影响探测精度，会很大程度影响整个系统的安全性，给驾驶带来安全隐患。
发明内容
为了能够有效的区分车载雷达非遮挡场景和车载雷达遮挡场景，本发明提出了一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆，采用非遮挡状态下1DFF后的range-MAP数据，为车载雷达失效的检测依据，能有效的区分车载雷达非遮挡场景和车载雷达遮挡场景，以及避免“沙漠”场景下功能失效报警的误触发。
具体为：
一种车载雷达功能失效检测方法，包括以下步骤：
S1：设计每个发射天线的发射波形；
S2：基于非遮挡状态下各接收天线的距离维频谱数据构建遮挡判断通道；
S3：根据所述遮挡判断通道判断当前帧每个接收天线是否处于遮挡状态，获得该帧的遮挡状态判断结果；
S4：每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，根据β帧中每一帧的遮挡判断结果，输出最终的雷达遮挡状态判断结果。
其中，所述S1还包括：在每个发射天线每一帧的末端加入一个周期的降功率的chirp波形，功率记为Pmin；
所述S2还包括：选取非遮挡状态下chirp功率为Pmin的ADC数据a帧，所述ADC数据进行距离去直流处理，然后进行1DFFT，生成距离维频谱曲线集合，分别计算各接收天线的距离维频谱曲线集合的上包络和下包络，同时对上下包络按n0％扩展上下边界，构建最终的各接收天线是否被遮挡的判断通道为：Ti，i＝1，2，...，M为接收天线数量，n0％＜10％。
其中，所述a帧为：a≥100，a为整数。
进一步的，所述S3还包括：提取待检测数据每一帧中的各接收天线的chirp功率为Pmin的ADC数据，所述ADC数据进行距离取直流处理，然后进行1DFFT生成距离维频谱曲线集合，将集合中的每一距离维频谱曲线与所述通道Ti进行对比，当有大于或等于n1％*N个采样点属于通道Ti则认为当前该接收天线处于非遮挡状态；若有大于或等于n2％*M个天线处于非遮挡状态则认为该帧处于非遮挡状态，否则该帧处于遮挡状态，其中，N为每个chirp的采样点数，其中，n1％>75％，n2％>75％。
所述S4还包括：设置每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，重复执行步骤S3，生成每一帧的遮挡状态，当有大于或等于n3％*β帧的状态为非遮挡状态时，则最终的雷达状态输出结果为非遮挡状态，否则最终的雷达状态输出结果为遮挡状态，其中，β≥5，β为整数，n3％>60％。
作为优选地，本发明还提供了一种车载雷达功能失效检测装置，包括处理器，存储器，及计算机处理程序模块，其中，所述计算机处理程序模块存储于所述存储器中，所述存储器中存储了至少一条指令，至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上面所述的车载雷达功能失效检测方法。
作为优选地，本发明还提供了一种车辆，包括雷达信号收发器，及与所述雷达信号收发器连接的上述车载雷达功能失效检测装置。
其中，所述汽车还包括中控显示屏，用于显示所述车载雷达功能失效检测装置的检测结果，作为优选的当所述雷达功能失效检测装置的检测结果为遮挡状态时，还通过所述中控显示屏进行警报，包括声音提示。
综上所述，本发明提供一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆，能够自动诊断雷达是否被遮挡，以反馈于车辆和提醒驾驶员，提升自动驾驶的安全性和可靠性。且采用非遮挡状态下1DFF后的range-MAP数据，为车载雷达失效的检测依据，能有效的区分车载雷达非遮挡场景和车载雷达遮挡场景，以及避免“沙漠”场景下功能失效报警的误触发。
附图说明
图1为一实施例中的车载雷达功能失效检测方法流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明的一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆作进一步详细描述。
如图1为实施例中的车载雷达功能失效检测方法流程图，具体为：一种车载雷达功能失效检测方法，包括以下步骤：
S1：设计每个发射天线的发射波形；
S2：基于非遮挡状态下各接收天线的距离维频谱数据构建遮挡判断通道；
S3：根据所述遮挡判断通道判断当前帧每个接收天线是否处于遮挡状态，获得该帧的遮挡状态判断结果；
S4：每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，根据β帧中每一帧的遮挡判断结果，输出最终的雷达遮挡状态判断结果。
作为优选的，所述S1还包括：在每个发射天线每一帧的末端加入一个周期的降功率的chirp波形，功率记为Pmin。
作为优选的，所述S2还包括：选取非遮挡状态下chirp功率为Pmin的ADC数据a帧，所述ADC数据进行距离去直流处理，然后进行1DFFT，生成距离维频谱曲线集合，分别计算各接收天线的距离维频谱曲线集合的上包络和下包络，同时对上下包络按n0％扩展上下边界，构建最终的各接收天线是否被遮挡的判断通道为：Ti，i＝1，2，...，M为接收天线数量，n0％<10％。作为优选的，所述距离去直流处理为将每个chirp的ADC采样信号减去其均值得到。
其中，所述a帧为：a≥100，a为整数，作为优选的，所述a帧可以根据车型或雷达系统型号需求进行设置。
进一步的，所述S3还包括：提取待检测数据每一帧中的各接收天线的chirp功率为Pmin的ADC数据，所述ADC数据进行距离取直流处理，然后进行1DFFT生成距离维频谱曲线集合，将集合中的每一距离维频谱曲线与所述通道Ti进行对比，当有大于或等于n1％*N个采样点属于通道Ti则认为当前该接收天线处于非遮挡状态；若有大于或等于n2％*M个天线处于非遮挡状态则认为该帧处于非遮挡状态，否则该帧处于遮挡状态，
其中，N为每个chirp的采样点数，其中，n1％>75％，n2％>75％，作为优选的，选取n1％＝80％，n2％＝80％。
所述S4还包括：设置每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，重复执行步骤S3，生成每一帧的遮挡状态，当有大于或等于n3％*β帧的状态为非遮挡状态时，则最终的雷达状态输出结果为非遮挡状态，否则最终的雷达状态输出结果为遮挡状态，其中，β≥5，β为整数，n3％>60％。
当所述输出结果为遮挡状态时，优选的通过汽车的中控显示屏显示并警示驾驶员雷达失效，驾驶员根据所述提示信息进行检查及污物处理，待完成除污后雷达检测回复正常，并停止异常警报。
作为优选的，根据上述车载雷达功能失效检测方法，本发明还提供了一种车载雷达功能失效检测装置，用于实现上述方法，进一步的，所述装置包括处理器，存储器，及计算机处理程序模块，所述计算机处理程序模块存储于所述存储器中，所述存储器中存储了至少一条指令，至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述方法。
作为优选的，本发明还提供了一种车辆，包括雷达信号收发器，及与所述雷达信号收发器连接的上述车载雷达功能失效检测装置。
其中，所述汽车还包括中控显示屏，用于显示所述车载雷达功能失效检测装置的检测结果，作为优选的当所述雷达功能失效检测装置的检测结果为遮挡状态时，还通过所述中控显示屏进行警报，包括声音提示，图片显示，均不限于此。
综上所述，本发明所提供的一种车载雷达功能失效检测方法、装置及车辆，用于多种场景下雷达检测，采用基于非遮挡状态下各接收天线的距离维频谱数据构建遮挡判断通道，进行判断当前帧每个接收天线是否处于遮挡状态，获得该帧的遮挡状态判断结果，进而根据每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，根据β帧中每一帧的遮挡判断结果，输出最终的雷达遮挡状态判断结果，从而实现了精确检测，通过雷达自身的采集数据实现自行监测，保证了检测结果的真实性、及时性及可靠性，进一步区分车载雷达非遮挡场景和车载雷达遮挡场景，避免失效警报的漏报或错报。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种车载雷达功能失效检测方法，其特征在于，
包括以下步骤：
S1：设计每个发射天线的发射波形；
S2：基于非遮挡状态下各接收天线的距离维频谱数据构建遮挡判断通道；
S3：根据所述遮挡判断通道判断当前帧每个接收天线是否处于遮挡状态，获得该帧的遮挡状态判断结果；
S4：每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，根据β帧中每一帧的遮挡判断结果，输出最终的雷达遮挡状态判断结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述S1还包括：在每个发射天线每一帧的末端加入一个预设周期的降功率的chirp波形，功率记为Pmin；其中，加入的任一chirp波形是相同的，且加入的任一chirp波形的功率为Pmin。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述S2还包括：选取非遮挡状态下chirp功率为Pmin的ADC数据a帧，所述ADC数据进行距离去直流处理，然后进行1DFFT，生成距离维频谱曲线集合，分别计算各接收天线的距离维频谱曲线集合的上包络和下包络，同时对上下包络按n0％扩展上下边界，构建最终的各接收天线是否被遮挡的判断通道为：Ti，i＝1，2，...，M为接收天线数量，n0％<10％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述a帧为：a≥100，a为整数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述S3还包括：提取待检测数据每一帧中的各接收天线的chirp功率为Pmin的ADC数据，所述ADC数据进行距离取直流处理，然后进行1DFFT生成距离维频谱曲线集合，将集合中的每一距离维频谱曲线与所述通道Ti进行对比，当有大于或等于n1％*N个采样点属于通道Ti则认为当前该接收天线处于非遮挡状态；若有大于或等于n2％*M个天线处于非遮挡状态则认为该帧处于非遮挡状态，否则该帧处于遮挡状态，其中，N为每个chirp的采样点数，其中，n1％>75％，n2％>75％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述S4还包括：设置每β帧为一个最终的雷达状态输出窗口，重复执行步骤S3，生成每一帧的遮挡状态，当有大于或等于n3％*β帧的状态为非遮挡状态时，则最终的雷达状态输出结果为非遮挡状态，否则最终的雷达状态输出结果为遮挡状态，其中，β≥5，β为整数，n3％>60％。
7.一种车载雷达功能失效检测装置，其特征在于，
包括处理器，存储器，及计算机处理程序模块，所述计算机处理程序模块存储于所述存储器中，所述存储器中存储了至少一条指令，至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-6所述的任一项所述的方法。
8.一种车辆，其特征在于，
包括雷达信号收发器，及与所述雷达信号收发器连接的如权利要求7所述的车载雷达功能失效检测装置。
9.根据权利要求8所述的车辆，还包括中控显示屏，用于显示所述车载雷达功能失效检测装置的检测结果。
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