CN113805149A

CN113805149A - 一种车辆雷达自适应角度标定方法

Info

Publication number: CN113805149A
Application number: CN202111056450.9A
Authority: CN
Inventors: 沈佳炜; 王志强; 钱哲帆; 朱鸣强
Original assignee: Sichuan Haozhirong Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Haozhirong Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2021-12-17

Abstract

一种车辆雷达自适应角度标定方法,包括：车辆安装雷达、采集目标点、目标点筛选、拟合直线、雷达偏角α校正，通过角度、速度、信号强度筛选出真正的目标点、去除杂质点，通过最小二乘法拟合得到直线y＝kx+b，根据斜率k求出雷达偏角α，再通过α'＝α+(1.5‑b)*1.8对α进行校正。本发明涉及的标定方法，可在道路上进行自适应标定，无需专门搭建标定房进行标定，不需要机械臂以及各种软硬件的搭建以及调试，操作简单，成本低，标定误差小；对操作人员的专业素质要求不高，具有普用性。

Description

一种车辆雷达自适应角度标定方法

技术领域

本发明涉及雷达角度标定技术领域，具体为一种车辆雷达自适应角度标定方法。

背景技术

雷达在量产时无法进行角度的精确标定，导致雷达探测到的目标点都存在较大的角度偏差。目前市面上的雷达在标定房进行标定，通过在标定房固定位置设置角反再通过雷达检测角反位置和角度进行标定。这种方法存在较大误差并且操作不便，每辆车都需要准确的停放在区域内。并且需要搭建标定房通过机械手臂对角反和吸波材料的控制，用来保证雷达探测到的目标点较为纯粹没有其他噪声点。标定房搭建成本较高且配套软硬件设施较为复杂都需要进行调校测试。同时标定房只能看5米处的目标点，对于远区目标点来说不是特别精准。

综上，标定方标定的缺陷如下：

(1)标定房定位要求高、精确度低；

(2)需要搭建标定用的标定房、机械手臂等，标定成本高；

(3)标定房可采集的目标点范围小。

本发明提出一种车辆雷达自适应角度标定方法，解决上述技术问题。

发明内容

一种车辆雷达自适应角度标定方法，步骤如下：

车辆安装雷达；

采集目标点：车辆运行状态下通过雷达采集静止的目标点，并通过雷达接收到的信息计算出相应雷达到目标点的横向距离x、纵向距离y；

拟合直线：利用相应雷达在行驶过程中测得的多组横向距离x、纵向距离y拟合成一条直线y＝kx+b，计算出k、b值，这时可求得雷达偏角α；

雷达偏角α校正：α'＝α+(1.5-b)*1.8。

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法,所述采集目标点是行驶路线两侧的栅栏。

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法，所述栅栏为金属材质且栅栏旁边杂物较少，尤其是金属材质杂物较少。

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法,车辆的角位置、前方位置、后位置或面侧位置中有一处或多处安装有雷达。

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法,所述拟合直线步骤中使用的是最小二乘法得到拟合直线。

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法,所述采集目标点步骤中还包括目标聚集点筛选，通过对聚集点的分析筛选出真正的目标点，避免因周边环境的影响将非目标点纳入计算范围。

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法,所述聚集点筛选方法如下：

(1)速度筛选：对雷达采集到的目标点的速度进行比对，设定车辆的运行速度为Vm/s，则将目标点的运行速度为-V-ΔV₁～-V+ΔV₂之外的目标点删除，其中ΔV₁、ΔV₂均大于等于0；(目标点与车辆的运行速度应该相反，但是考虑到检测误差、计算误差,所以检测得到的目标点速度在-Vm/s左右的都可暂时保留)避免其他车辆对自适应标定产生干扰；

(2)角度筛选：雷达安装的角度为θ1°，则雷达探测到的两侧前方的目标点角度位于(-θ1°，0)之间，将雷达前方一个或多个距离的目标点作为参考点，并计算出该一个或多个参考点对应的角度范围作为角度判别子区间，将实际探测到的参考点的角度处于角度判别子区间之外的的点删除；

(3)信号强度值筛选：雷达探测金属反射面的RCS信号值在L距离之内一般都大于C，对花坛或树等其他非金属物体的RCS值在L距离内的强度都小于C，可以根据雷达可探测距离计算出RCS信号值强度，根据RCS信号强度值删除非金属(栅栏是金属材质)例如植物、水泥材质的花坛等杂物信号，其中L、C均大于0，根据L值可以计算出RCS值；

优选的，所述车辆雷达自适应角度标定方法,所述采集目标点步骤中车辆的行驶速度为25～40公里/小时。速度太快时，在一定标定周期内，目标点的长度及行驶距离均会拉长，不利于达到采集点数的最低要求。

雷达标定原理：

雷达安装完成后，通过车辆行驶状态采集栅栏点作为目标点。通过拟合直线算法将栅栏点拟合成一条直线，不同安装位置的雷达在校正好后需要的拟合直线是不同的。通过实际采集到的拟合直线和理论上校准好的拟合直线去做对比从而得到角度偏差，用角度偏差值去矫正雷达测算到的目标点角度即可完成雷达的角度标定。见图2所示，如果雷达安装角度偏了一个角度β，则会观察到障碍物也偏了一个角度γ，很明显β＝γ，所以我们只要求出雷达探测到的障碍物的斜率k，就可以求出γ，由于采集的目标点数很多，使用的是最小二乘法拟合直线y＝kx+b(y为雷达距离栅栏的纵向距离，x为雷达距离栅栏的横向距离)，可以计算出k，从而求出雷达偏角γ。

优势如下：

可在道路上进行自适应标定，无需专门搭建标定房进行标定，不需要机械臂以及各种软硬件的搭建以及调试，操作简单，成本低；

通过自适应标定可以采集到多个不同角度的目标点，减少误差；

自适应标定方法简单便捷，能够在适合标定的道路上迅速进行标定，对操作人员的专业素质要求不高，具有普用性；

可以对70米远处的目标进行标定，能够让远区的角度标定更准确。

附图说明：

下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：

图1是本发明涉及的车辆多个雷达的安装示意图；

图2是雷达安装角度与雷达探测到的目标点的斜率关系示意图；

图3是雷达安装角度与前方目标点探测角度关系图；

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

具体实施案例1：

一种车辆雷达自适应角度标定方法，步骤如下：

车辆安装雷达，其中车辆的四角位置(左前角雷达、右前角雷达、左后角雷达、右后角雷达)、前方位置、后方位置(前向雷达、后向雷达)或侧方位置安装有雷达；

采集目标点：车辆在运行状态下通过两侧或单侧金属栅栏通过雷达采集静止的目标点，并通过雷达接收到的信息计算出相应雷达到目标点的横向距离x、纵向距离y；

拟合直线：利用雷达在行驶过程中测得的多组横向距离x、纵向距离y，通过最小二乘法拟合成一条直线y＝kx+b，计算出k、b值，这时可求得理论状态下的雷达偏角α；

雷达偏角α校正：α'＝α+(1.5-b)*1.8。

进一步的，标定路段尽量选择金属栅栏旁边杂物较少，尤其是金属材质少的路段和时段。

具体实施案例2：

一种车辆雷达自适应角度标定方法，步骤如下：

车辆安装雷达，其中车辆的角位置安装有雷达；

聚集点筛选：通过对目标点的速度对比、角度筛选、信号强度值中的一个或多个进行聚集点筛选，去除非目标点信息；

雷达偏角α校正：α'＝α+(1.5-b)*1.8。

实验过程中发现雷达距离栅栏距离x越大，标定角度越小，计算出的截距b(理论计算值)越大，可以通过b值估计雷达距离栅栏距离x，从而修正标定角度，减小由于不同车辆和不同司机进行标定时产生的误差，通过上述雷达偏角的矫正，计算得到的角度α'与实际偏差角度在1°以内。

可选择的，速度筛选：对雷达采集到的目标点的速度进行比对，设定车辆的运行速度为30m/s，则将目标点的运行速度为-8-ΔV₁～-8+ΔV₂之外的目标点删除，其中ΔV₁、ΔV₂均等于0或者均等,0.1m/s，0.2m/s，0.5m/s，1m/s,2m/s,3m/s,3.5m/s中的任一数字；(目标点与车辆的运行速度应该相反，但是考虑到检测误差、计算误差,所以检测得到的目标点速度在-8m/s左右的都可暂时保留)避免其他车辆对自适应标定产生干扰；

可选择的，角度筛选：角雷达安装的角度为35°，则雷达探测车辆正前方或者正后方目标点的角度则为-35°，实际情况下栅栏在车辆左侧或者右侧，栅栏点角度位于(-35°，0)之间。其次我们采集远区的栅栏点距离为10m，如果车辆距离栅栏的横向距离在0.5～4m(这符合车辆到栅栏之间横向距离的实际情况)之间则雷达探测到的10m处的栅栏点角度为-12°～-32.2°，则可以划分区间栅栏点的角度应为-12°～-35°范围内，位于该角度判别子区间之外的点是应该删除的非目标点；(当然也可以选择多个参考点，例如15m处、25m处)

可选择的，信号强度值筛选：雷达探测金属反射面的RCS信号值在10m～70m距离之内一般都大于12，对花坛或树等其他非金属物体的RCS值在10m～70m距离内的强度都小于12，将探测范围内的RCS强度小于12或13的点删除；

可选择的,所述采集目标点步骤中车辆的行驶速度为25公里/小时或30公里/小时或35公里/小时。速度太快时，在一定标定周期内，目标点的长度及行驶距离均会拉长，不利于达到采集点数的最低要求。

在雷达探测过程中，车辆聚集点的分布情况如下：几个点的信号强度较大，周围有一圈信号强度较小的点，整体聚集点呈点簇状分布。栅栏点的聚集点较有特色，在10m～70m的范围内纵向距离每隔一段距离会出现一个信号值强度较大的点，中间掺杂信号值略小的点，同时整体呈长矩形分布。在采集栅栏点时，我们优先筛选出矩形状态的聚集点，筛选出真正的栅栏点，避免静止车辆对自适应标定产生干扰。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种车辆雷达自适应角度标定方法，其特征在于包括以下步骤：

车辆安装雷达；

拟合直线：利用雷达在行驶过程中测得的多组横向距离x、纵向距离y拟合成一条直线y＝kx+b，计算出k、b值，求得雷达偏角α；

雷达偏角α校正：α'＝α+(1.5-b)*1.8。

2.如权利要求1所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述采集目标点是行驶路线两侧的栅栏。

3.如权利要求3所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述栅栏为金属材质且栅栏旁边杂物较少。

4.如权利要求1所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：车辆的角位置、前方位置、后方位置或侧方位置的一处或多处安装有雷达。

5.如权利要求1所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述拟合直线步骤中使用的是最小二乘法得到拟合直线。

6.如权利要求1所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述采集目标点步骤中还包括目标聚集点筛选步骤，通过对聚集点的分析筛选出真正的目标点，所述目标聚集点筛选方法包括速度筛选、角度筛选、信号强度值筛选中的一种或两种或三种。

7.如权利要求6所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述速度筛选方法中，对雷达采集到的目标点速度进行比对，设定车辆的运行速度为Vm/s，则将目标点的运行速度为-V-ΔV₁～-V+ΔV₂之外的目标点删除，其中ΔV₁、ΔV₂均大于等于0。

8.如权利要求6所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述角度筛选方法中，雷达安装的角度为θ1°，则雷达探测到的两侧前方的目标点角度位于(-θ1°，0)之间，将雷达前方一个或多个距离的目标点作为参考点，并计算出该一个或多个参考点对应的角度范围作为角度判别子区间，将实际探测到的参考点的角度处于角度判别子区间之外的的点删除。

9.如权利要求6所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述信号强度值筛选方法中，雷达探测金属反射面的RCS信号值在L距离之内一般都大于C，对花坛或树等其他非金属物体的RCS值在L距离内的强度都小于C，可以根据雷达可探测距离计算出RCS信号值强度，根据RCS信号强度值删除小于C的目标点。

10.如权利要求1所述车辆雷达自适应角度标定方法,其特征在于：所述采集目标点步骤中车辆的行驶速度为25～40公里/小时。