CN112799025B - 获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备,所述方法包括:步骤S1,在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据;步骤S2,分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对毫米波雷达测角数据进行补偿,获取补偿后与不同预设偏差值对应的照射目标于各角度下的测角误差;步骤S3,比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,确定为毫米波雷达与标定平台偏差值。本发明可获取标定平台零度方向与毫米波雷达法线方向的偏差并进行自动补偿,提高标定的效率。
Description
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域,特别是涉及车载毫米波雷达技术领域,具体为一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备。
背景技术
毫米波雷达传感器主要应用于汽车的自动驾驶解决方案中。车载毫米波雷达由于其体积小、精度高,穿透力强等特点广泛的得到使用。车载毫米波雷达大部分安装在汽车保险杠内侧,这种情况下,无法通过几何光学确定毫米波雷达法线方向,进而导致角度标定平台零度方向与雷达毫米波雷达法线偏移。在标定过程中零度偏移会带入角度真值,可能导致视界(FoV)范围偏出天线相位线性区,进而导致测角不准确,严重影响毫米波雷达的性能。目前主要采取以下措施进行校准:一是通过毫米波雷达传感器内装后测得目标零度方向进行对准;二是测试毫米波雷达内装后幅度方向图中心位置进行对准。但保险杠会对毫米波雷达的功率和测角产生影响,导致幅度方向图不对称,并且测角存在偏差。因此若采用上述方式判断毫米波雷达法线方向存在偏差。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备,用于解决现有技术中无法获取毫米波雷达法线与角度标定平台的偏移的技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明的实施例提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,包括:步骤S1,在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据;步骤S2,分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差;步骤S3,比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值;步骤S4,将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
于本申请的一实施例中,于步骤S1中,预设毫米波雷达视界范围大于车载毫米波雷达的视界范围。
于本申请的一实施例中,于步骤S1中,所述预设配置状态为:所述标定平台的旋转中心置于所述待标定的车载内装毫米波雷达正下方,所述标定平台的旋转杆臂末端固定所述照射目标,且所述照射目标的高度与所述车载毫米波雷达的高度相同。
于本申请的一实施例中,于步骤S2中,所述分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差的实现方式包括:步骤S21,分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系;步骤S22,假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在预设偏差值;步骤S23,将所述预设偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度;步骤S24,基于所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度对应确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据;步骤S25,评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差;步骤S26,调整步骤S22中所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间的预设偏差值,并重复执行步骤S23至步骤S25,获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
于本申请的一实施例中,于步骤S3中,当毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界时对应获取的测角误差为最小的测角误差。
于本申请的一实施例中,所述获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法还包括:步骤S5,将获取的毫米波雷达测角数据发送至所述车载毫米波雷达中,以供所述车载毫米波雷达进行对应的角度测量。
本发明的实施例还提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统,包括:数据获取模块,用于在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据;测角误差获取模块,用于分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差;偏差值确定模块,用于比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值;补偿模块,用于将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
于本申请的一实施例中,所述测角误差获取模块包括:坐标系构建单元,用于分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系;偏差值配置单元,用于假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,确定并调整所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在的预设偏差值;角度补偿单元,用于将不同的所述预设偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,分别获取所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度;测角数据确定单元,用于在不同的所述预设偏差值下分别基于所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度对应确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据;测角误差评估单元,用于评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差,并获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
于本申请的一实施例中,于所述偏差值确定模块中,当毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界时对应获取的测角误差为最小的测角误差。
本发明的实施例还提供一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有程序指令;所述处理器运行程序指令实现如上所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法。
如上所述,本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备,具有以下有益效果:
1、本发明可以在不借助高精度定位装置、不增加额外的数据采集操作的基础上,获取标定平台零度方向与毫米波雷达法线方向的偏差并进行自动补偿,提高了标定的效率。
2、本发明中可以保证毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界(FoV),保证毫米波雷达传感器在内装后仍然能达到最优的测角性能。
附图说明
图1显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法的整体流程示意图。
图2显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中获取照射目标于各角度下的测角误差的流程示意图。
图3显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中毫米波雷达法线方向与标定平台零度方向发生偏移时的位置关系示意图。
图4显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中标定平台零度偏移无修正的测角结果示意图。
图5显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中标定平台零度偏移修正后的测角结果示意图。
图6显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法的一种优选流程示意图。
图7显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统的原理结构示意图。
图8显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统中测角误差获取模块的原理结构示意图。
图9显示为本申请一实施例中的电子设备的结构示意图。
元件标号说明
100 获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统
110 数据获取模块
120 测角误差获取模块
121 坐标系构建单元
122 偏差值配置单元
123 角度补偿单元
124 测角数据确定单元
125 测角误差评估单元
130 偏差值确定模块
140 补偿模块
10 电子设备
101 处理器
102 存储器
S1~S5 步骤
S21~S26 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例的目的在于提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备,用于解决现有技术中无法获取毫米波雷达法线与角度标定平台的偏移的技术问题。
本实施例提供的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备在对毫米波雷达进行角度标定时,可以不借助几何光学推断毫米波雷达法线方向与标定平台零点的偏差,保证天线相位线形区最大程度覆盖视界(FoV),进而提高标定的准确性,保证测角效果。
以下将详细阐述本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备的原理及实施方式,使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法、系统及电子设备。
实施例1
图1显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法的整体流程示意图。
如图1所示,本实施例提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,包括:
步骤S1,在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据;
步骤S2,分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差;
步骤S3,比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值;
步骤S4,将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
以下对本实施例获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法的步骤S1至步骤S4进行详细说明。
步骤S1,在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据。
于本实施例中,所述照射目标为但不限于反射器,优选地,所述照射目标为角锥反射器。本实施例中以所述照射目标为角锥反射器为例进行说明。
于本实施例中,于步骤S1中,预设毫米波雷达视界范围大于车载毫米波雷达的视界范围。即本实施例中,操作标定平台带动角锥反射器在稍大于车载毫米波雷达的视界(FoV)的范围内摆动,并获取车载毫米波雷达采集到的角锥反射器的数据。所述数据包括用于测角的各通道相位信息。
所述预设毫米波雷达视界范围大于车载毫米波雷达的视界范围的大于幅度为±5°~10°,例如,操作标定平台带动角锥反射器在稍大于车载毫米波雷达的视界(FoV)±5°的范围内摆动。
于本实施例中,于步骤S1中,所述预设配置状态为:所述标定平台的旋转中心置于所述待标定的车载内装毫米波雷达正下方,所述标定平台的旋转杆臂末端固定所述照射目标,且所述照射目标的高度与所述车载毫米波雷达的高度相同。
即本实施例在进行内装毫米波雷达角度标定前需进行准备操作:将标定平台的旋转中心置于待标定的车载内装毫米波雷达正下方,旋转杆臂末端固定角锥反射器,并将角锥反射器调整到与待标定毫米波雷达相同的高度。现有技术需要在标定前先行将毫米波雷达置于微波暗箱中标定零度位置。内装后摆动标定平台的旋转杆臂带动角锥反射器至毫米波雷达测得其角度为零度,以此认定该方向为毫米波雷达法线方向。但内装后零度方向受保险杠的影响已经发生偏移,采用这种方式无法得到准确的法线方向。本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法可省去这部分操作,并在后续步骤S2和步骤S3中对此进行自动修正。
步骤S2,分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
图2显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中获取照射目标于各角度下的测角误差的流程示意图。具体地,于本实施例中,如图2所示,于步骤S2中,所述分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差的实现方式包括以下步骤S21至步骤S26。
步骤S21,分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系。
图3显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中毫米波雷达法线方向与标定平台零度方向发生偏移时的位置关系示意图。如图3所示,以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系的构建方式如下:以毫米波雷达天线中心OR为原点建立平行于地面的平面直角坐标系,XR轴为毫米波雷达法线方向,YR位于毫米波雷达天线面内,符合右手系规则。角锥反射器在该坐标系下的位置k在xy平面的投影点到坐标原点OR连线与XR轴的夹角为以上构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系的方式并不唯一,不限于直角坐标系或极坐标系。
如图3所示,以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系的构建方式如下:以标定平台旋转中心OP为原点建立平行于地面的平面直角坐标系,XP轴和YP轴符合右手系规则。以上构建以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系的方式并不唯一,不限于直角坐标系或极坐标系。
步骤S22,假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在预设偏差值。
假设所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合,但是二者X轴方向存在预设偏差值,如图3中所示的,存在夹角则角锥反射器在该坐标系下的位置k在xy平面的投影点到坐标原点OP连线与XP轴的夹角为/>则有/>
步骤S23,将所述预设偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度。
即假定毫米波雷达法线方向和角度标定平台零度方向的偏差(预设偏差值)为某一固定值,将该预设偏差值补偿到标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度:/>
步骤S24,基于所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度对应确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据。
即将将预设偏差值补偿到标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度:并与步骤S1中获取的角锥反射器在各个角度下的通道相位信息一一对应。
步骤S25,评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差。
于本实施例中,在确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据之后,利用获取的角锥反射器在各个角度下的通道相位信息通过信号处理技术中测角的方法评估每个角度下的测角误差。
于本实施例中,评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差所采用的方法包含但不限于毫米波雷达领域成熟的FFT(Fast Fourier Transform)、DBF(DigitalBeamForming)、DML(Deterministic Maximum Likelihood)等。或直接采用线性度的数学计算方法评估补偿后视界(FoV)内相位变化曲线的线性度,例如采用线性度公式δ=ΔYmax/Y*100%,在毫米波雷达应用场景中,(ΔYmax)为通道相位曲线与通过各类拟合方法得到的拟合直线间的最大偏差,(Y)为整个视界(FoV)内相位的变化值。
步骤S26,调整步骤S22中所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间的预设偏差值,并重复执行步骤S23至步骤S25,获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
在一定范围内尝试不同的预设偏差值重复上述步骤S23至步骤S25。获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
步骤S3,比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值。
于本实施例中,于步骤S3中,当毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界时对应获取的测角误差为最小的测角误差。
即于本实施例中,当天线相位线形区最大程度覆盖视界(FoV)时,整个FoV内测角可以达到最小的误差(或相位线性度δ达到最高),此时所对应的预设偏差值角,便认为是法线方向与标定平台零点的偏差值。以FFT测角评估方法为例,图4显示为本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中标定平台零度偏移无修正的测角结果示意图。如图4所示,没有对预设偏差值/>角进行修正时,标定的结果在实际测角时存在的测量误差。图5显示为本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中标定平台零度偏移修正后的测角结果示意图。如图5所示,将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值,获取求得预设偏差值/>角并补偿后,标定的结果在实际测角时存在的测量误差,可见测角范围与精度都达到了设计指标的要求。
步骤S4,将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
将步骤S3中获取的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到步骤S2中获取的标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度,并与步骤S1中获取的毫米波雷达测角数据一一对应。所以本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法无需再偏转标定平台再次录制各个角度下的目标信息。
于本实施例中,如图6所示,所述获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法还包括:步骤S5,将获取的毫米波雷达测角数据发送至所述车载毫米波雷达中,以供所述车载毫米波雷达进行对应的角度测量。
通过以上步骤S1至步骤S3得到了毫米波雷达视界(FoV)范围内每个角度真值下的角锥反射器目标的测角信息,并将此信息记录在毫米波雷达传感器中,用于在数字信号处理时进行准确的角度测量。
为使本领域技术人员进一步理解本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法的实施过程,以下对本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法的实施过程进一步说明。
将所述标定平台的旋转中心置于所述待标定的车载内装毫米波雷达正下方,所述标定平台的旋转杆臂末端固定所述照射目标,且所述照射目标的高度与所述车载毫米波雷达的高度相同。
操作标定平台带动角锥反射器在稍大于车载毫米波雷达的视界(FoV)的范围内摆动,并获取车载毫米波雷达采集到的角锥反射器的毫米波雷达测角数据。所述毫米波雷达测角数据包括用于测角的各通道相位信息。
分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系。假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在预设偏差值,即夹角将该预设偏差值,即夹角/>补偿到标定平台的角度真值中后,利用获取的车载毫米波雷达采集到的角锥反射器的数据各个角度下的通道相位信息,计算补偿后各个角度的测角误差。尝试不同的预设偏差值,即夹角/>重复上述步骤。当天线相位线形区最大程度覆盖视界(FoV)时,整个FoV内测角可以达到最小的误差,此时所对应的预设偏差值/>角,即为毫米波雷达法线方向与标定平台零点的偏差值。将该偏差值补偿到获取的标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度,并与获取的毫米波雷达测角数据一一对应。
由此可见,本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法在标定过程,只需简单在毫米波雷达法线方向附近设置标定平台零点进行标定,便可以自动计算准确的法线方向,达到最优的测角效果,而无需采用繁复的物理方法去对准毫米波雷达的法线方向和标定平台的零点。本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法简化了标定流程,提高标定的效率和准确度。
实施例2
图7显示为本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统100的原理结构示意图。如图7所示,本实施例提供一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统100,所述获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统100包括:数据获取模块110,测角误差获取模块120,偏差值确定模块130以及补偿模块140。
于本实施例中,所述数据获取模块110用于在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据。
于本实施例中,所述照射目标为但不限于反射器,优选地,所述照射目标为角锥反射器。
所述预设毫米波雷达视界范围大于车载毫米波雷达的视界范围的大于幅度为±5°~10°,例如,操作标定平台带动角锥反射器在稍大于车载毫米波雷达的视界(FoV)±5°的范围内摆动。
于本实施例中,所述预设配置状态为:所述标定平台的旋转中心置于所述待标定的车载内装毫米波雷达正下方,所述标定平台的旋转杆臂末端固定所述照射目标,且所述照射目标的高度与所述车载毫米波雷达的高度相同。
于本实施例中,所述测角误差获取模块120用于分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
图8显示为本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统100中测角误差获取模块120的原理结构示意图。如图8所示,所述测角误差获取模块120包括:坐标系构建单元121,偏差值配置单元122,角度补偿单元123,测角数据确定单元124以及测角误差评估单元125。
于本实施例中,所述坐标系构建单元121用于分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系。
图3显示为本发明的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法中毫米波雷达法线方向与标定平台零度方向发生偏移时的位置关系示意图。如图3所示,以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系的构建方式如下:以毫米波雷达天线中心OR为原点建立平行于地面的平面直角坐标系,XR轴为毫米波雷达法线方向,YR位于毫米波雷达天线面内,符合右手系规则。角锥反射器在该坐标系下的位置k在xy平面的投影点到坐标原点OR连线与XR轴的夹角为以上构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系的方式并不唯一,不限于直角坐标系或极坐标系。
如图3所示,以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系的构建方式如下:以标定平台旋转中心OP为原点建立平行于地面的平面直角坐标系,XP轴和YP轴符合右手系规则。以上构建以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系的方式并不唯一,不限于直角坐标系或极坐标系。
于本实施例中,所述偏差值配置单元122用于假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,确定并调整所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在的预设偏差值。
假设所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合,但是二者X轴方向存在预设偏差值。如图3中所示的,存在夹角则角锥反射器在该坐标系下的位置k在xy平面的投影点到坐标原点OP连线与XP轴的夹角为/>则有/>
于本实施例中,所述角度补偿单元123用于将不同的所述预设偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,分别获取所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度。
即假定毫米波雷达法线方向和角度标定平台零度方向的偏差(预设偏差值)为某一固定值,将该预设偏差值补偿到标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度:/>
于本实施例中,所述测角数据确定单元124用于在不同的所述预设偏差值下分别基于所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度对应确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据。
即将将预设偏差值补偿到标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度:并与步骤S1中获取的角锥反射器在各个角度下的通道相位信息一一对应。
于本实施例中,所述测角误差评估单元125用于评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差,并获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
于本实施例中,在确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据之后,利用获取的角锥反射器在各个角度下的通道相位信息通过信号处理技术中测角的方法评估每个角度下的测角误差。
于本实施例中,所述偏差值确定模块130用于比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值。
其中,于本实施例中,当毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界时对应获取的测角误差为最小的测角误差。
于本实施例中,所述补偿模块140用于将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
将获取的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到获取的标定平台的角度真值中得到角锥反射器在每个角度上相对于毫米波雷达坐标系的角度,并与获取的毫米波雷达测角数据一一对应,所示补偿模块140还可以将获取的毫米波雷达测角数据发送至所述车载毫米波雷达中,以供所述车载毫米波雷达进行对应的角度测量。所以本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统100无需再偏转标定平台再次录制各个角度下的目标信息。
本实施例的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统100具体实现的技术特征与前述实施例1中的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法基本相同,实施例间可以通用的技术内容不作重复赘述。
需要说明的是,应理解以上设备的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块通过硬件的形式实现。例如,某一模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在电子终端的某一个芯片中实现,此外,也可以以程序代码的形式存储于上述终端的存储器中,由上述终端的某一个处理元件调用并执行以上追踪计算模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如,以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或,一个或多个微处理器(digital singnal processor,简称DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,简称SOC)的形式实现。
实施例3
如图9所示,本实施例还提供一种电子设备10,所述电子设备10包括处理器101、存储器102。
存储器102通过系统总线与处理器101连接并完成相互间的通信,存储器102用于存储计算机程序,处理器101耦接于存储器1002,处理器101用于运行计算机程序,以使所述电子设备10执行实施例1所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法。实施例1已经对所述获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法进行了详细说明,在此不再赘述。
在示例性实施例中,所述电子设备10可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器、摄像头或其他电子元件实现,用于执行上述获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法。
存储器102可能包含随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器101可以是通用处理器,包括中央处理器(Central ProcessingUnit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)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。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述,本发明可以在不借助高精度定位装置、不增加额外的数据采集操作的基础上,获取标定平台零度方向与毫米波雷达法线方向的偏差并进行自动补偿,提高了标定的效率;本发明中可以保证毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界(FoV),保证毫米波雷达传感器在内装后仍然能达到最优的测角性能。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,其特征在于:包括:
步骤S1,在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据;所述预设配置状态为:所述标定平台的旋转中心置于待标定的车载内装毫米波雷达正下方,所述标定平台的旋转杆臂末端固定所述照射目标,且所述照射目标的高度与所述车载毫米波雷达的高度相同;
步骤S2,分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差;
步骤S3,比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值;
步骤S4,将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
2.根据权利要求1所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,其特征在于:于步骤S1中,预设毫米波雷达视界范围大于车载毫米波雷达的视界范围。
3.根据权利要求1所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,其特征在于:于步骤S2中,所述分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差的实现方式包括:
步骤S21,分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系;
步骤S22,假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在预设偏差值;
步骤S23,将所述预设偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度;
步骤S24,基于所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度对应确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据;
步骤S25,评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差;
步骤S26,调整步骤S22中所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间的预设偏差值,并重复执行步骤S23至步骤S25,获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
4.根据权利要求1所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,其特征在于:于步骤S3中,当毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界时对应获取的测角误差为最小的测角误差。
5.根据权利要求1所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法,其特征在于:所述获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法还包括:
步骤S5,将获取的毫米波雷达测角数据发送至所述车载毫米波雷达中,以供所述车载毫米波雷达进行对应的角度测量。
6.一种获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统,其特征在于:包括:
数据获取模块,用于在标定平台、车载毫米波雷达以及照射目标处于预设配置状态下时,控制照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动,并获取所述照射目标在预设毫米波雷达视界范围内摆动时的毫米波雷达测角数据;所述预设配置状态为:所述标定平台的旋转中心置于待标定的车载内装毫米波雷达正下方,所述标定平台的旋转杆臂末端固定所述照射目标,且所述照射目标的高度与所述车载毫米波雷达的高度相同;
测角误差获取模块,用于分别通过多个不同毫米波雷达与标定平台的预设偏差值对所述毫米波雷达测角数据进行补偿,并获取补偿后与不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差;
偏差值确定模块,用于比较各预设偏差值对应的测角误差获取最小的测角误差,并将最小的测角误差对应的预设偏差值确定为毫米波雷达与标定平台偏差值;
补偿模块,用于将确定的毫米波雷达与标定平台偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,获取与补偿后所述标定平台坐标系的角度对应的毫米波雷达测角数据。
7.根据权利要求6所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统,其特征在于:所述测角误差获取模块包括:
坐标系构建单元,用于分别构建以毫米波雷达天线中心为基准形成的毫米波雷达基准坐标系和以标定平台的旋转中心为基准形成的标定平台坐标系;
偏差值配置单元,用于假设在所述毫米波雷达基准坐标系的原点与所述标定平台坐标系的原点重合时,确定并调整所述毫米波雷达基准坐标系与所述标定平台坐标系之间存在的预设偏差值;
角度补偿单元,用于将不同的所述预设偏差值补偿到所述标定平台坐标系的角度中,分别获取所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度;
测角数据确定单元,用于在不同的所述预设偏差值下分别基于所述照射目标在各个角度上相对于所述毫米波雷达基准坐标系的角度对应确定所述照射目标在各个角度上所述毫米波雷达测角数据;
测角误差评估单元,用于评估所述毫米波雷达测角数据于各个角度下的测角误差,并获取不同预设偏差值对应的所述照射目标于各角度下的测角误差。
8.根据权利要求7所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的系统,其特征在于:于所述偏差值确定模块中,当毫米波雷达天线相位线形区最大程度覆盖视界时对应获取的测角误差为最小的测角误差。
9.一种电子设备,其特征在于:包括处理器和存储器,所述存储器存储有程序指令;所述处理器运行程序指令实现如权利要求1至权利要求5任一权利要求所述的获取毫米波雷达与标定平台偏差的方法。
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