CN112083387B - 一种雷达标定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的雷达标定方法及装置，涉及智能交通技术领域，利用GPS数据进行雷达标定，引入坐标系变换技术，获得雷达目标的相对准确的位置信息；其中，GPS数据具有高准确度的优点，在大地坐标系中采用经纬数据进行三角运算，可以得到准确的目标与雷达的距离、角度数据；利用GPS数据获得的目标与雷达距离、角度数据对雷达坐标系中雷达与目标相对位置进行纠正，提高雷达数据的精确度。

Description

一种雷达标定方法及装置

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种雷达标定方法及标定装置。

背景技术

现有的很多雷达系统没有考虑到雷达标定的问题，仅仅只关心雷达视野中目标的位置，因此当个别目标的位置信息出问题时，存在未发现的情况出现，以错误的目标位置信息进行判别动作，容易出现安全隐患。

现有技术中雷达对目标物的识别采用毫米波雷达测距的方式，其原理如下：雷达天线发射一个调频连续波TX，其频率随时间按一定规律变化，发射波TX遇到物体之后反射，接收器接收到反射波RX，信号自发射到接收，产生一定的时间间隔t，由这个时间间隔，得到频率差值信号。对频率差值信号，进行傅里叶变换(FFT)，得到对应的频谱。频谱的峰值处对应的频率f和物体与雷达之间的距离d具有对应关系，因此能得到距离d，这个距离为径向距离；假设到达接收天线的信号平行，则可以利用几何关系，求得方位角θ与天线间隔之间的关系；即只要求得相邻天线之间接收的频率差值信号相位角改变w，就可以估计方位角θ。但是毫米波雷达测距时受环境影响较大，距离角度数据相对精度较差。例如与天气的关系很大，降雨时更为严重；在防空环境中，不可避免的会出现距离模糊和速度模糊。因此，在雷达使用前需要对雷达的数据进行验证标定，确保雷达视野中的目标位置数据准确。

GPS是中距离圆轨道卫星导航系统，它可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准，该系统包括太空中的24颗GPS卫星、地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机，可以得到地球上的每个物体的经纬度。GPS测距测角的原理如下：以雷达的经纬度为基础，通过计算目标与雷达的经纬度的不同，换算出目标与雷达之间的距离，目标与正北方向之间的夹角，数据准确。

本发明通过GPS数据的准确性，对毫米波雷达的数据进行比对验证，提高雷达系统目标检测的准确性；但是由于GPS和雷达各自独立进行数据采集、输出的数据格式不一致，系统最终是将采集到的关于同一目标的多种信息冗杂在一起，信息融合时需要将雷达数据和GPS数据进行关联，但是目前的雷达系统中各雷达的安装位置不同，坐标进行关联时与传感器相对位置显著相关，若其中一个传感器有了稍微的移动，则需要重新关联坐标；因此提出一种雷达标定方法，通过标定雷达的误差，以解决无法判断雷达目标位置数据是否正确的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种雷达标定方法，利用GPS数据进行雷达标定，引入坐标系变换技术，获得雷达目标的相对准确的位置信息，在与雷达真实测定结果进行比较达到标定雷达好坏的技术效果。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种雷达标定方法，包括如下步骤：

1)数据采集，分别获取雷达及沿雷达东南西北四个方向均匀分布的若干角反射器的GPS数据，其中角反射器作为目标参照；

2)建立大地坐标系，大地坐标系以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向；在大地坐标系中以雷达GPS数据为坐标基点，获取各角反射器与坐标基点之间的经纬度差，计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S；

3)根据步骤2)计算的夹角d_3及距离S，计算在大地坐标系下坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据；

4)建立雷达坐标系，雷达坐标系以雷达位置为坐标原点、雷达视野正方向为纵轴正方向；将步骤3)中在大地坐标系下获得的、坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据转化为雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

5)计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ；

6)判定平均误差值θ与预设雷达误差值的大小，若判定平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格；否则，对雷达坐标系下各角反射器的坐标数据进行微调，并返回至步骤4)，获得微调后雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

7)计算微调后所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2；

8)判定微调后计算得到的平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小，若判定平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

进一步的，所述步骤1)中角反射器在雷达东南西北四个方向布置规则为在雷达视野方向并列多排均匀间隔成矩阵分布，并且雷达及各角反射器位于同一水平高度；角反射器在任一雷达视野方向至少布置3排，相邻两角反射器之间的距离不小于5m。

进一步的，所述步骤2)在雷达坐标系中计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S的过程步骤如下：

3.1)定义坐标基点及任一角反射器在雷达坐标系中的经纬度分别为(Lon_A，Lat_A)、(Lon_B，Lat_B)；

3.2)数据预处理，按照0度经线的基准，东经取经度的正值、西经取经度负值，北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值，则预处理后坐标基点及任一角反射器计为(long_a，lat_a)、(long_b，lat_b)；

3.3)根据三角推导，角反射器与坐标基点之间的距离S计算公式为：

a＝a＝(lat_a-lat_b)×PI÷180

b＝(long_a-long_b)×PI÷180

S＝S_angle*EARTH_RADIUS

3.4)坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3计算公式为：

d＝sin(lat_a)×sin(lat_b)+cos(lat_a)×cos(lat_b)×cos(long_b-long_a)

d_2＝cos(lat_b)×sin(long_b-long_a)/d_1

d_3＝arcsin(d_2)×180/PI

其中，a、b、S_angle表示距离S计算过程的中间变量，d、d_1、d_2表示夹角d_3计算过程的中间变量，PI表示常量，EARTH_RADIUS表示地球半径。

进一步的，所述步骤3)中坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据记为(lat_ei，long_ei)，则

坐标基点到角反射器的横坐标值

lat_ei＝S*cos(d_3)

坐标基点到角反射器的纵坐标值

long_ei＝S*sin(d_3)。

进一步的，所述步骤4)中角反射器在雷达坐标系下的坐标数据记为(lat_li，long_li)，即目标数据；大地坐标系变换至雷达坐标系逆时针旋转的角度记为β，β取值为0°、90°、180°和270°；

则目标数据的横坐标值lat_li、纵坐标值long_li计算公式如下：

α＝arctan(lat_ei/long_ei)

lat_li＝R×cos(α+β)

long_li＝R×sin(α+β)

其中，R表示雷达坐标系中雷达到角反的距离，α表示正切角。

进一步的，所述步骤5)中对雷达坐标系下各角反射器坐标数据的微调规则为：同一方向的角反射器相同参数的微调数值相等，且所有角反射器在雷达坐标系中的坐标数据与雷达识别扫描出来的所有角反射器的位置数据的平均误差值最小。

本发明公开了一种雷达标定装置，包括：处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的以下程序模块：

数据采集模块，用于采集雷达及沿雷达东南西北四个方向均匀分布的若干角反射器的GPS数据；

第一建立模块，用于建立以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向的大地坐标系；

第一获取模块，用于获取以雷达GPS数据为坐标基点时，各角反射器与坐标基点之间的经纬度差；

第一计算模块，用于根据三角推导计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S；

第二计算模块，用于根据第一计算模块计算得到的夹角d_3及距离S数据，计算大地坐标系下坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据；

第二建立模块，用于建立以雷达位置为坐标原点、雷达视野正方向为纵轴正方向的雷达坐标系；

转化模块，用于将在大地坐标系下获得的坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据转化为雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

第三计算模块，用于计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ；

第一判定模块，用于判定平均误差值θ与预设雷达误差值的大小；若判定平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格；

微调模块，用于当第一判定模块判定平均误差值θ大于预设雷达误差值时，微调雷达坐标系下同一方向的角反射器的坐标数据；

第四计算模块，用于计算微调后所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2；

第二判定模块，用于判定平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小；

若判定平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的雷达标定方法。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供的雷达标定方法及装置获得了如下有益效果：

本发明公开的雷达标定方法及装置，涉及智能交通技术领域，采用GPS数据具有高准确性的特点，在大地坐标系中采用经纬数据进行三角运算，获得准确的目标与雷达的距离、角度数据；对雷达坐标系中雷达检测的数据进行比对验证，即利用GPS数据对雷达进行标定，提高雷达系统目标检测的准确性。本发明，基于GPS和雷达各自独立进行数据采集、输出的数据格式不一致，关于同一目标的多种信息冗杂，因此对雷达数据和GPS数据进行关联融合，即对GPS数据进行坐标系变换，转换为雷达正方向坐标系的数据，与雷达数据进行比较，验证雷达数据的正确性，判别雷达的准确度，若雷达准确度较差，可避免使用。应用至雷达系统中，通过高准确度的雷达，获得高准确度的目标数据。

本发明技术方案的显著优点在于利用GPS数据进行雷达标定，引入坐标系变换技术，获得雷达目标的相对准确的位置信息，在应用过程中便捷高效，能获取准确的目标位置信息；当应用于智能交通技术领域时，在不同环境下均能为车辆提供精准导航，避开障碍物，保障车辆行驶安全。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明的雷达标定方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

基于现有技术的智能交通技术领域多是采用雷达进行障碍物的识别，实现障碍物的规避和车辆安全行驶；但是采用雷达进行目标识别的方式受环境影响较大，在恶劣天气状况下，目标识别的精度差。本发明旨在提出一种雷达标定方法及标定装置，通过标定雷达的优劣解决雷达识别目标精度差的技术问题，提高雷达检测数据的准确度，保障安全交通。

下面结合具体实施例，对本发明的雷达标定方法及标定装置作进一步具体介绍。

本发明公开的雷达标定方法，执行过程包括如下步骤：

1)数据采集，分别获取雷达及沿雷达东南西北四个方向均匀分布的若干角反射器的GPS数据，其中角反射器作为目标参照；

2)建立大地坐标系，大地坐标系以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向；在大地坐标系中以雷达GPS数据为坐标基点，获取各角反射器与坐标基点之间的经纬度差，计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S；

3)根据步骤2)计算的夹角d_3及距离S，计算在大地坐标系下坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据；

4)建立雷达坐标系，雷达坐标系以雷达位置为坐标原点、雷达视野正方向为纵轴正方向；将步骤3)中在大地坐标系下获得的、坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据转化为雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

5)计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ；

6)判定平均误差值θ与预设雷达误差值的大小，若判定平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格；否则，对雷达坐标系下各角反射器的坐标数据进行微调，并返回至步骤4)，获得微调后雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

7)计算微调后所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2；

8)判定微调后计算得到的平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小，若判定平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

实施例中，以阵列布置的若干角反射器来表示需要识别的目标，通过对多个目标的测定及校正，完成雷达的标定。

GPS系统可以采集目标信息，目标信息通常为目标物较为精确的经纬度数据，通过将GPS接收机与角反射器安装以接收卫星数据计算出的GPS接收机三维位置，即目标位置；本发明的技术方案不考虑高度坐标，即雷达与各角反射器位于同一水平高度。实施例中，角反射器在雷达东南西北四个视野方向并列多排均匀间隔成矩阵分布，具体为，角反射器在任一雷达视野方向至少布置3排，相邻两角反射器之间的距离不小于5m。例如间隔5m，3排，每排放置10个角反射器，共获得120个角反射器GPS数据及1个雷达GPS数据。多个数据标定有利于增加方法的准确性，避免一个角反射器数据偶然性。为了便于在实际生产中应用，增加成本，可直接使用一个角反射器顺次改变位置，获取不同位置的GPS数据。同理，雷达可先检测东南西北任一方向的角反射器的雷达数据，一个方向测定结束，再更换其他方向。

其中，GPS数据格式为(113:35:19.93841E，037:52:01.20570N)，113:35:19.93841E为经度，037:52:01.20570N为纬度，113为度数，35为分数，19.93841为分数，E、N分别是东经，北纬。

在大地坐标系中，地球假设为标准球体，以0度经线为基准，那么根据地球表面任意两点的经纬度就可以计算出这两点间的地表距离。因此步骤2)在雷达坐标系中计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S的过程步骤如下：

定义坐标基点及任一角反射器在雷达坐标系中的经纬度分别为(Lon_A，Lat_A)、(Lon_B，Lat_B)；

数据预处理，按照0度经线的基准，东经取经度的正值、西经取经度负值，北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值，则预处理后坐标基点及任一角反射器计为(long_a，lat_a)、(long_b，lat_b)；

根据三角推导，角反射器与坐标基点之间的距离S计算公式为：

a＝a＝(lat_a-lat_b)×PI÷180

b＝(long_a-long_b)×PI÷180

S＝S_angle*EARTH_RADIUS；

坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3计算公式为：

d＝sin(lat_a)×sin(lat_b)+cos(lat_a)×cos(lat_b)×cos(long_b-long2_0a)

d_2＝cos(lat_b)×sin(long_b-long_a)/d_1

d_3＝arcsin(d_2)×180/PI25

其中，a、b、S_angle表示距离S计算过程的中间变量，d、d_1、d_2表示夹角d_3计算过程的中间变量，PI表示常量，EARTH_RADIUS表示地球半径。

由大地坐标系中计算得到角反射器与坐标基点之间的距离S、以及坐标基点和角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3，在步骤3)中直接能获得坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据，记为(lat_ei，long_ei)，则坐标基点到角反射器的横坐标值和纵坐标值如下：

lat_ei＝S*cos(d_3)

long_ei＝S*sin(d_3)。

基于大地坐标系是以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向，而雷达坐标系则是以雷达视野正方向为纵轴正方向的，所以雷达检测数据和大地坐标系中的数据出现错位，大地坐标系变换至雷达坐标系时需要逆时针旋转，以保持纵轴正方向一致，大地坐标系变换至雷达坐标系逆时针旋转的角度记为β，β在东南西北各方向的取值依次为0°、90°、180°和270°。

在步骤4)中角反射器在雷达坐标系下的坐标数据记为(lat_li，long_li)，即目标数据，则目标数据的横坐标值lat_li、纵坐标值long_li计算公式如下：

α＝arctan(lat_ei/long_ei)

lat_li＝R×cos(α+β)

long_li＝R×sin(α+β)

其中，R表示雷达坐标系中雷达到角反射器的距离，α表示正切角。

此时，获得的目标在雷达坐标系中的坐标数据即为经过GPS数据纠正后的雷达数据。

计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ，并比较平均误差值θ与预设雷达误差值的大小，当平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格，否则就对大地坐标系下坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据进行微调，微调规则为对同一方向的角反射器相同参数的微调数值相等，并且所有角反射器在雷达坐标系中的坐标数据与雷达识别扫描出来的所有角反射器的位置数据的平均误差值最小；再比较微调后，获得的所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小；若平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

定义雷达在雷达坐标系中直接识别扫描目标获得的位置数据为(latter_li，longer_li)，通常从目标GPS位置数据到雷达数据之间由于转换规则的问题，一定会与实际值出现一些误差，需要对(lat_li，long_li)进行微调；因此在具体实施过程中，会跳过步骤5)直接执行6)中的微调过程。例如大地坐标系中坐标基点到南方方向上所有角反射器的横坐标值lat_ei全部加上0.002，使所有角反射器在雷达坐标系中的坐标数据(lat_li，long_li)与雷达识别扫描出来的所有角反射器的位置数据(latter_li，longer_li)的平均误差值θ2最小。

例如预设雷达误差值为5cm，当计算的所有角反射器在雷达坐标系中的坐标数据(lat_li，long_li)与雷达识别扫描出来的所有角反射器的位置数据(latter_li，longer_li)的平均误差值θ2不大于5cm，则判定当前标定雷达数据较为准确，合格，可以直接使用；当计算的所有角反射器在雷达坐标系中的坐标数据(lat_li，long_li)与雷达识别扫描出来的所有角反射器的位置数据(latter_li，longer_li)的平均误差值θ2大于5cm，则判定当前标定雷达误差较大，不合格，需要更换或其他。

本发明一实施例提供了一种雷达标定装置，该装置采用上述公开的雷达标定方法对雷达进行准确度标定。示例性的，所述雷达标定装置包括处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的以下雷达标定方法。雷达标定方法可以被分割成多个模块存储在存储器中，由处理器执行完成。所述多个模块或单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述基于雷达标定方法在雷达标定装置中的执行过程。例如，所述雷达标定方法可以被分割成数据采集模块、第一建立模块、第一获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第二建立模块、转化模块、第三计算模块、第一判定模块、微调模块、第四计算模块和第二判定模块，各模块的具体功能如下：

数据采集模块，用于采集雷达及沿雷达东南西北四个方向均匀分布的若干角反射器的GPS数据；

第一建立模块，用于建立以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向的大地坐标系；

第一获取模块，用于获取以雷达GPS数据为坐标基点时，各角反射器与坐标基点之间的经纬度差；

第一计算模块，用于根据三角推导计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S；

第二计算模块，用于根据第一计算模块计算得到的夹角d_3及距离S数据，计算大地坐标系下坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据；

第二建立模块，用于建立以雷达位置为坐标原点、雷达视野正方向为纵轴正方向的雷达坐标系；

转化模块，用于将在大地坐标系下获得的坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据转化为雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

第三计算模块，用于计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ；

第一判定模块，用于判定平均误差值θ与预设雷达误差值的大小；若判定平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格；

微调模块，用于当第一判定模块判定平均误差值θ大于预设雷达误差值时，微调雷达坐标系下同一方向的角反射器的坐标数据；

第四计算模块，用于计算微调后所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2；

第二判定模块，用于判定平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小；

若判定平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

所述实施例公开的雷达标定装置，可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。本领域技术人员可以理解，上述的雷达标定装置仅仅是部分装置的示例，并不构成对雷达标定装置的限定。

此外，处理器可以是雷达安装位置，如车辆上的中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号树立起、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是雷达标定装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个雷达标定装置的各个部分。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的雷达标定方法对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的雷达标定方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器优选但不限于高速随机存取存储器，例如，还可以是非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器还可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明公开的雷达标定方法作为计算机程序一软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述方法实施例的步骤和结果。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种雷达标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)数据采集，分别获取雷达及沿雷达东南西北四个方向均匀分布的若干角反射器的GPS数据，其中角反射器作为目标参照；

2)建立大地坐标系，大地坐标系以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向；在大地坐标系中以雷达GPS数据为坐标基点，获取各角反射器与坐标基点之间的经纬度差，计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S；

3)根据步骤2)计算的夹角d_3及距离S，计算在大地坐标系下坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据；

4)建立雷达坐标系，雷达坐标系以雷达位置为坐标原点、雷达视野正方向为纵轴正方向；将步骤3)中在大地坐标系下获得的、坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据转化为雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

5)计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ；

6)判定平均误差值θ与预设雷达误差值的大小，若判定平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格；否则，对雷达坐标系下各角反射器的坐标数据进行微调，并返回至步骤4)，获得微调后雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

7)计算微调后所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2；

8)判定微调后计算得到的平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小，若判定平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

2.根据权利要求1所述的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤1)中角反射器在雷达东南西北四个方向布置规则为在雷达视野方向并列多排均匀间隔成矩阵分布。

3.根据权利要求1所述的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤2)在雷达坐标系中计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S的过程步骤如下：

3.1)定义坐标基点及任一角反射器在雷达坐标系中的经纬度分别为(Lon_A，Lat_A)、(Lon_B，Lat_B)；

3.2)数据预处理，按照0度经线的基准，东经取经度的正值、西经取经度负值，北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值，则预处理后坐标基点及任一角反射器计为(long_a，lat_a)、(long_b，lat_b)；

3.3)根据三角推导，角反射器与坐标基点之间的距离S计算公式为：

a＝a＝(lat_a-lat_b)×PI÷180

b＝(long_a-long_b)×PI÷180

S＝S_angle*EARTH_RADIUS；

3.4)坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3计算公式为：

d＝sin(lat_a)×sin(lat_b)+cos(lat_a)×cos(lat_b)×cos(long_b-long_a)

d_2＝cos(lat_b)×sin(long_b-long_a)/d_1

d_3＝arcsin(d_2)×180/PI

其中，a、b、S_angle表示距离S计算过程的中间变量，d、d_1、d_2表示夹角d_3计算过程的中间变量，PI表示常量，EARTH_RADIUS表示地球半径。

4.根据权利要求3所述的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤3)中坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据记为(lat_ei，long_ei)，则坐标基点到角反射器的横坐标值

lat_ei＝S*cos(d_3)

坐标基点到角反射器的纵坐标值

long_ei＝S*sin(d_3)。

5.根据权利要求4所述的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤4)中角反射器在雷达坐标系下的坐标数据记为(lat_li，long_li)，即目标数据；大地坐标系变换至雷达坐标系逆时针旋转的角度记为β，β取值为0°、90°、180°和270°；

则目标数据的横坐标值lat_li、纵坐标值long_li计算公式为：

α＝arctan(lat_ei/long_ei)

lat_li＝R×cos(α+β)

long_li＝R×sin(α+β)

其中，R表示雷达坐标系中雷达到角反射器的距离，α表示正切角。

6.根据权利要求1所述的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤5)中对雷达坐标系下各角反射器坐标数据的微调规则为：同一方向的角反射器相同参数的微调数值相等，且所有角反射器在雷达坐标系中的坐标数据与雷达识别扫描出来的所有角反射器的位置数据的平均误差值最小。

7.根据权利要求1所述的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤1)中雷达及各角反射器位于同一水平高度。

8.根据权利要求2所述的雷达标定方法，其特征在于，所述角反射器在任一雷达视野方向至少布置3排，相邻两角反射器之间的距离不小于5m。

9.一种雷达标定装置，其特征在于，包括：处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的以下程序模块：

数据采集模块，用于采集雷达及沿雷达东南西北四个方向均匀分布的若干角反射器的GPS数据；

第一建立模块，用于建立以正北方向为纵轴正方向、以正东方向为横轴正方向的大地坐标系；

第一获取模块，用于获取以雷达GPS数据为坐标基点时，各角反射器与坐标基点之间的经纬度差；

第一计算模块，用于根据三角推导计算坐标基点和任一角反射器连接的向量方向与正北方向的夹角d_3、以及该角反射器与坐标基点之间的距离S；

第二计算模块，用于根据第一计算模块计算得到的夹角d_3及距离S数据，计算大地坐标系下坐标基点相较于任一角反射器的坐标数据；

第二建立模块，用于建立以雷达位置为坐标原点、雷达视野正方向为纵轴正方向的雷达坐标系；

转化模块，用于将在大地坐标系下获得的坐标基点相较于位于东南西北四个方向上任一角反射器的坐标数据转化为雷达坐标系下角反射器的坐标数据；

第三计算模块，用于计算所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ；

第一判定模块，用于判定平均误差值θ与预设雷达误差值的大小；若判定平均误差值θ不大于预设雷达误差值，则雷达标定为合格；

微调模块，用于当第一判定模块判定平均误差值θ大于预设雷达误差值时，微调雷达坐标系下同一方向的角反射器的坐标数据；

第四计算模块，用于计算微调后所有角反射器在雷达坐标系下的坐标数据与雷达扫描获得的位置数据的平均误差值θ2；

第二判定模块，用于判定平均误差值θ2与预设雷达误差值的大小；

若判定平均误差值θ2大于预设雷达误差值，则雷达标定为不合格。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的雷达标定方法。

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