CN113805161A - 超声波传感器标定方法、系统、控制设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波领域，公开了超声波传感器标定方法、系统、控制设备及存储介质，用于通过控制设备获得超声波传感器处于每个标定姿态下，超声波传感器对应的探测概率，进而控制设备确定全部探测概率中大于探测概率下限阈值的探测数据，以获得超声波传感器对应的探测范围，从而不同标定姿态下的探测概率，高效得完成针对超声波传感器得标定。

Description

超声波传感器标定方法、系统、控制设备及存储介质
技术领域
本发明涉及超声波技术领域，尤其涉及超声波传感器标定方法、系统、控制设备及存储介质。
背景技术
超声波传感器目前被广泛地应用于与空间探测相关的领域和产品中，例如，不同级别的自动驾驶技术，具体的，其可以被应用于倒车雷达、自动泊车等应用场景中。其通过超声波传感器的探头将信号转换为超声波进行发射，当该超声波接触到空间中的物体时返回，此时，探头再将该超声波转换为电信号，进而通过计算往返时间(例如时差法Time offlight)来计算探头与物体之间的距离。
目前，在应用超声波传感器到具体的产品之前，需要对该超声波传感器的探测范围，也可称之为视野范围(Field of View，简称：FOV)进行标定，其需要针对该超声波传感器设置探测目标，并通过人为方式对不同空间关系下该超声波传感器的探测情况进行逐一测试与标定，大大降低了标定的效率。
发明内容
本发明提供了一种超声波传感器标定方法、系统、控制设备及存储介质，用于提高超声波传感器的标定效率。
第一个方面提供一种超声波传感器标定方法，所述方法包括：控制设备获得超声波传感器处于每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率；其中，所述探测概率表征在对应标定姿态下所述超声波传感进行N次探测能够探测到探测目标的概率；所述标定姿态为所述控制设备通过控制承载机构的水平变化角度与径向距离获得的，所述径向距离为所述超声波传感器与所述探测目标之间的距离；所述控制设备确定全部所述探测概率中小于探测概率下限阈值的探测概率，以获得所述超声波传感器对应的探测范围。
在一种可行的实施方式中，所述控制设备获得所述超声波传感器在每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率的步骤，包括：针对每个所述径向距离，所述控制设备控制所述承载机构以水平变化角度进行转动，以使所述超声波传感器处于所述径向距离对应的标定姿态；针对每个所述标定姿态，所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述标定姿态对应的探测概率。
在一种可行的实施方式中，所述针对每个所述径向距离，所述控制设备通过控制所述承载机构以水平变化角度进行转动，获得所述径向距离对应的标定姿态的步骤，包括：所述控制设备通过所述承载机构控制所述水平变化角度，以使所述超声波传感器处于所述径向距离对应的第m标定姿态；所述针对每个所述标定姿态，所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述标定姿态对应的探测概率的步骤，包括：所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述第m个标定姿态对应的第m个探测概率；所述控制设备确定全部所述探测概率中小于探测概率下限阈值的探测概率，以获得所述超声波传感器对应的探测范围的步骤，包括：所述控制设备判断所述第m个探测概率是否大于所述探测概率下限阈值；若大于所述探测概率下限阈值，则返回执行所述控制设备控制所述承载机构转动所述水平转动角度，以获取所述第m+1个标定姿态对应的第m+1个探测概率；若小于或等于所述探测概率下限阈值，则所述控制设备判断所述承载机构是否处于初始位置；若不处于所述初始位置，则所述控制设备控制所述承载机构转动至初始位置，且所述控制设备根据单位距离更新所述径向距离，返回执行所述控制设备控制所述承载机构转动所述水平变化角度的步骤；若处于所述初始位置，则所述控制设备确定全部所述探测概率中小于探测概率下限阈值的探测概率，以获得所述超声波传感器对应的探测范围。
在一种可行的实施方式中，在所述控制设备通过所述承载机构控制所述水平变化角度的步骤之前，还包括：所述控制设备控制所述承载机构转动至所述初始位置，所述初始位置表征所述超声波传感器的探头正对所述探测目标；所述控制设备计算所述水平变化角度。
在一种可行的实施方式中，在所述控制设备通过所述承载机构控制所述水平变化角度的步骤之前，还包括：所述控制设备获得用户确定的配置参数，所述配置参数包含所述N、所述单位距离、所述探测概率下限阈值及所述径向距离的最小值。
在一种可行的实施方式中，所述控制设备根据单位距离更新所述径向距离的步骤，包括：所述控制设备控制所述承载机构沿径向距离的方向移动所述单位距离，以更新所述径向距离；或，所述控制设备控制所述承载机构沿径向距离的方向移动所述单位距离，以更新所述径向距离。
在一种可行的实施方式中，所述控制设备获得所述超声波传感器在每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率的步骤，包括：针对每个所述水平变化角度，所述控制设备控制所述承载机构调整所述径向距离，使所述超声波传感器处于所述水平变化角度对应的标定姿态；针对每个所述标定姿态，所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述标定姿态对应的探测概率。
在一种可行的实施方式中，所述超声波传感器被可旋转的设置于所述承载机构的一侧面，在所述控制设备获得所述超声波传感器处于每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率的步骤之前，还包括：所述控制设备控制所述超声波传感器旋转至一标定角度。
第二个方面提供一种超声波传感器标定系统，包括：超声波传感器、用于承载所述超声波传感器的承载机构、控制设备及探测目标；所述控制设备用于执行上述第一个方面及其可能的实现方式中任意一项所述的超声波传感器标定方法。
在一种可行的实施方式中，所述承载机构，包括：底座、电动转台支架、电动转台及超声波传感器支架；其中，所述超声波传感器支架用于承载所述超声波传感器，所述超声波传感器支架设置于所述电动转台上；所述电动转台与所述控制设备电连接，且可水平转动；所述电动转台设置于所述电动转台支架上；所述电动转台支架设置于所述底座上。
在一种可行的实施方式中，所述超声波传感器支架的一侧具有转动机构，所述超声波传感器设置于所述转动机构上。
在一种可行的实施方式中，所述底座设置于一轨道上，所述轨道沿径向距离的方向设置。
在一种可行的实施方式中，所述探测目标设置于一轨道上，所述轨道沿径向距离的方向设置。
第三个方面提供一种控制设备，所述控制设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述控制设备执行上述第一个方面及其可能的实现方式中任意一项所述的超声波传感器标定方法。
第四个方面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指令，当所述指令被处理器执行时实现上述第一个方面及其可能的实现方式中任意一项所述的超声波传感器标定方法。
本发明实施例提供的超声波传感器标定方法、系统、控制设备及存储介质，通过控制设备获得超声波传感器处于每个标定姿态下，超声波传感器对应的探测概率，进而控制设备确定全部探测概率中大于探测概率下限阈值的探测概率，以获得超声波传感器对应的探测范围，从而不同标定姿态下的探测概率，高效得完成针对超声波传感器得标定。
附图说明
图1为一种车辆超声波传感器的布局投影示意图；
图2为一种超声波传感器的功能示意图；
图3A为本发明实施例提供的一种超声波传感器标定系统的侧视示意图；
图3B为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定系统的侧视示意图；
图4为本发明实施例提供的一种超声波传感器标定方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种探测范围的俯视示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图；
图10本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图；
图11本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图；
图14本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图；
图15为本发明实施例提供的一种控制设备的示意图。
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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
对于目前被应用于车辆的超声波传感器，其可以存在多种不同的布局方式，以实现倒车雷达、泊车辅助、自动泊车等功能。图1为一种车辆超声波传感器的布局投影示意图，参见图1，该车辆的车体四周布局了多个超声波传感器，基于不同的探测功能，在一种可能的实施例中，其可以被分为多个超声波传感器10A及多个超声波传感器10B。
其中，超声波传感器10A被设置于车头及车尾，其通常用于在进行泊车时，探测在行驶路径上是否存在障碍物。因此基于探测功能的需求，其探测范围被设置的近而宽，通常其探测距离可被设置在3米左右。一些实现方案中，超声波传感器10A这类传感器也可以被称为超声波泊车辅助(Ultrasonic Park Assist，UPA)雷达。
继续参见图1，超声波传感器10B被设置于车辆的两侧，其通常用于在车辆行进中，对空车位进行识别。基于探测功能的需求，其探测范围被设置的远而窄，通常其探测距离可被设置在5米左右。一些实现方案中，超声波传感器10A这类传感器也可以被称为自动泊车辅助(Auto Parking Assist，APA)雷达。
进而，通过将超声波传感器10A与超声波传感器10B进行合理的布局，能够实现泊车辅助、自动泊车、遥控泊车等诸多功能。
通过图1的示例可知，基于不同探测功能的需求，超声波传感器的探测范围可以被灵活地配置。进而为了保证不同的探测功能，本领域需要针对超声波传感器进行更加灵活地探测范围标定。
进一步的，图2为一种超声波传感器的功能示意图，参见图2，超声波传感器20，可以包括：超声波收发器200、控制电路201及电源202；
其中，超声波收发器200用于发射及接收超声波；
其可以通过压电晶体的谐振来实现超声波的生成，具体的，超声波收发器200可包含两个压电晶片与一个共振板。当控制电路201控制两极外加脉冲信号时，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时则完成超声波的接收功能。
控制电路201用于控制超声波收发器200发射，或者判断该超声波收发器200是否接收到超声波。
电源202用于为超声波收发器200与控制电路201供电。
具体的，该电源202可以为直流电源，例如电压为DC12V±10％或24V±10％直流电源。需要说明的是，该电源202可以被集成于超声波传感器内部，也可以为外部电源，通过接口与超声波传感器连接。
需要说明的是，超声波收发器还可以包含其他必要的器件，例如，本申请下文需要该超声波传感器与控制设备进行信令交互，以实现标定的功能，为此，该超声波收发器需要包含必要的通信接口，以实现上述的信令交互。
结合上述图1与图2示例的说明可见，针对超声波传感器具体的探测需求，其探测范围可以被灵活地配置，而在一个超声波传感器被装配到车辆前，需要更加灵活及高效的标定方式对每个超声波传感器进行标定。
下面给出一种可能的实现方式，对用以执行标定方法的超声波传感器标定系统进行示例性说明。具体的，图3A为本发明实施例提供的一种超声波传感器标定系统的侧视示意图，参见图3A，该系统包括：探测目标30、超声波传感器31、用于承载超声波传感器的承载机构32及控制设备33；
其中，该超声波传感器31可以采用上述图2所示的实现方式，该超声波传感器31的探头部分朝向对准该探测目标30。具体的，该超声波传感器31的探头可以为图2实施例所示的超声波收发器200，也可以指超声波传感器20。可选地，该探测目标30与超声波传感器31之间的距离为径向距离。
该探测目标30，基于不同的标定需求，其尺寸规格可以不同，例如，其可以为75mm圆柱、人形目标、车目标等。
该控制设备33，分别与超声波传感器31及承载机构32通信连接，以便基于标定需求对超声波传感器31及承载机构32进行控制。
本申请提供的超声波传感器标定系统，可被用于执行下述图4至图12对应示例的流程，以实现对应的技术效果。
进一步的，由于在超声波传感器的标定中，需要对超声波传感器与探测目标空间关系进行调整以形成超声波传感器31不同的标定姿态，为了实现该调整的自动化控制，下面给出一种可能的实现方式，具体的，图3B为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定系统的侧视示意图，参见图3B，承载机构32，包括：底座320、电动转台支架321、电动转台322及超声波传感器支架323；
其中，超声波传感器支架323用于承载超声波传感器31，超声波传感器支架323设置于电动转台322上；电动转台322与控制设备33电连接，且可水平转动；
当该电动转台322转动时，原有超声波传感器31与探测目标30的朝向发生偏移，从而产生水平变化角度。以便在每次水平变化角度，针对超声波传感器31对应的标定姿态进行标定。
继续参见图3B，电动转台322设置于电动转台支架321上；电动转台支架321设置于底座320上。
本发明实施例通过上述结构，通过电动转台转动，使得超声波传感器与探测目标形成新的空间关系，从而获得超声波传感器新的标定姿态，一边针对该标定姿态进行相应的标定，从而提高标定的效率。
在一种可行的实施方式中，对于确定超声波传感器的标定姿态，除了调整水平变化角度之外，还可以在超声波传感器31与探测目标30的径向距离上进行调整，为了能够更加高效的实现针对径向距离的调整，在一种可能的实现方式中，该系统还可以包括轨道34；
在一种可行的实施方式中，上述底座320设置于轨道34上，且该轨道34沿径向距离的方向设置。
在一种可行的实施方式中，探测目标30设置于轨道34上，轨道34沿径向距离的方向设置。
显然，上述底座320与探测目标30可以同时被设置在同一条轨道34上，也可以分别设置于不同的轨道34。
为了实现超声波传感器31与探测目标30在径向距离的距离变化，上述底座320与探测目标30可以被设置于能够在轨道34上移动的位移机构上。且为了准确的对距离变化进行控制，无论是设置于底座320之下的位移机构，还是探测目标30之下的位移机构，均可以与控制设备33电连接。
在一种可行的实施方式中，上述示例中，由于通过电动转台322转动产生的水平变化角度，能够实现超声波传感器31在水平面上的标定姿态变化，为了能够在其他平面上进行不同标定姿态下的标定操作，一种可能的实现方式是，以特定角度将超声波传感器31设置于载其的超声波传感器支架323的接触面上。例如，假设将超声波传感器31横向设置于超声波传感器支架323的侧面，通过标定即可获得该超声波传感器31在水平面上的探测范围。相应的，将超声波传感器31纵向设置于超声波传感器支架323的侧面，则可获得垂直面上的探测范围。同理，如果将超声波传感器31以相对于水平面成45°、30°等，则可以获得相应平面的探测范围。
进一步的，为了能够更加高效的调整超声波传感器31在不同平面上的标定姿态，在一种可能的实现方式中，超声波传感器支架的一侧具有转动机构，该超声波传感器设置于转动机构上，通过该转动机构的转动，以使该超声波传感器达到横置、纵置或者以特定角度设置于该超声波传感器支架的侧面，从而获得对应平面下的标定姿态。
显然，为了实现对该转动机构的控制，在一种可能的实现方式中，该转动机构与控制设备33电连接。
在一种可行的实施方式中，下面以上图3A及图3B所示的超声波传感器标定系统为例，对在进行标定前，需要标定环境的要求进行示例性说明：
在标定前，可以通过控制承载机构和/或探测目标的径向距离，以使两者处于初始距离，可选地，该初始距离可以为两者的最小径向距离Rmin或最大径向距离Rmax。
具体的，可以通过预置于上图3A及图3B所示控制设备33中的初始化策略，进而通过控制承载机构32和/或探测目标30在轨道34上移动，以实现上述初始距离的设置。
进一步的，通过预置于上图3A及图3B所示控制设备33中的初始化策略，控制电动转台322转动，以使超声波传感器31处于初始位置。具体的，在一种可能的实现方式中，该初始位置可以被标定为超声波传感器31的探头正对探测目标30的位置。
对于上述系统的安置环境，需要注意的是，在一定的范围内除上述探测目标之外，不应设置其他会影响标定结果的物体，同时对于放置空间的地面，也应保证尽可能的平整。
可选地，该“一定的范围”可以为：在超声波传感器31的超声波发射方向前10米，旋转角度180°的空间范围内。
下面结合上文图3A及图3B所示超声波传感器标定系统的示例，本申请给出一种超声波传感器标定方法的可能的实施例。具体的，图4为本发明实施例提供的一种超声波传感器标定方法的流程示意图，其执行主体可以为上述图3A及图3B中所示的控制设备33，参见图4，该方法包括：
步骤400、控制设备获得超声波传感器处于每个标定姿态下，超声波传感器对应的探测概率；
其中，探测概率表征在对应标定姿态下超声波传感进行N次探测能够探测到探测目标的概率；标定姿态为控制设备通过控制承载机构的水平变化角度与径向距离获得的，径向距离为超声波传感器与探测目标之间的距离；
步骤402、控制设备确定全部探测概率中大于探测概率下限阈值的探测概率，以获得超声波传感器对应的探测范围。
本发明实施例提供的超声波传感器标定方法，通过控制设备获得超声波传感器处于每个标定姿态下，超声波传感器对应的探测概率，进而控制设备确定全部探测概率中大于探测概率下限阈值的探测概率，以获得超声波传感器对应的探测范围，从而不同标定姿态下的探测概率，高效得完成针对超声波传感器得标定。
对于标定姿态获得，参见图3B对应示例的说明，其实现方式是多种多样的，下面以针对每一个预置待标定的径向距离，通过变化水平变化角度以获得标定姿态为例，对上述步骤400进行说明，具体的，在图4的基础上，图5为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图，参见图5，步骤400，包括：
步骤400-1、针对每个径向距离，控制设备控制承载机构以水平变化角度进行转动，以使超声波传感器处于径向距离对应的标定姿态；
步骤400-2、针对每个标定姿态，控制设备控制超声波传感器进行N次探测，以获得标定姿态对应的探测概率。
参见上图3A及图3B，为了能够控制承载机构进行转动，以及调整径向距离，下面给出一种可能的实现方式，在图5的基础上，图6为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图，参见图6，步骤400-1，包括：
步骤400-1a、控制设备通过承载机构控制水平变化角度，以使超声波传感器处于径向距离对应的第m标定姿态；
需要说明的是，在每个径向距离上，参见上文图3A及图3B示例，可知，超声波传感器31的探头部分与探测目标30对准时，可以被理解为该径向距离下，标定的初始位置，此时，可以定义该初始角度为Theta＝0，此时水平变化角度也为0°，可以理解其为该径向距离对应的第1标定姿态，进行执行后续步骤400-2a；进而，当完成第1标定姿态的标定后，控制设备通过承载机构转动水平变化角度，将标定姿态调整至该径向距离对应的第2标定姿态。例如，通过预置标定策略中的配置参数，设置该水平变化角度为2°，则在每完成一个标定姿态的标定后，通过控制承载机构转动2°，进入下一个标定姿态。
可选地，参见图3B，该控制设备具体可以通过控制电动转台322，实现水平变化角度的变化。当然，本领域技术人员可以想见利用其它的转动机构来实现相应的功能，此处不予限定。
继续参见图6，步骤400-2，包括：
步骤400-2a、控制设备控制超声波传感器进行N次探测，以获得第m个标定姿态对应的第m个探测概率；
具体的，当该超声波传感器处于某一标定姿态时，控制设备可以控制超声波传感器N次超声波的探测，进而采集N次探测对应的飞行时间信息(Time of Flight，简称ToF)及每次探测的信号平均强度。从而计算该标定姿态对应的探测概率。在一种可能的实现方式中，探测概率满足如下公式：
Fm＝n/N
其中，Fm为第m个探测概率，n为第m个标定姿态下探测到探测目标的次数，N为总探测次数；
在一种可能的实现方式中，信号平均强度满足如下公式：
Mmean＝sum(M)/n
其中，Mmean为第m个标定姿态下的信号平均强度，M为每一次探测的信号强度，sum(M)为信号强度之和。
在一种可行的实施方式中，该控制设备在计算得到探测概率和信号平均强度后，对标定结果进行记录以便后续进行探测范围统计，其记录的内容可以为：唯一标识该第m个标定姿态的信息、探测概率及信号平均强度。其中，唯一标识该第m个标定姿态的信息可以为与第m个标定姿态对应的径向距离、与第m个标定姿态对应的已转动的水平变化角度之和。
继续参见图6，为了能够遍历所有需标定的标定姿态，下面给出一种是否进行标定姿态调整的判断条件可能的实现方式，具体的，步骤402，包括：
步骤402-1、控制设备判断第m个探测概率是否大于探测概率下限阈值；
其中，若大于探测概率下限阈值，则返回执行步骤400-1a，控制设备控制承载机构转动水平转动角度，以获取第m+1个标定姿态对应的第m+1个探测概率；
步骤402-2、若小于或等于探测概率下限阈值，则控制设备判断承载机构是否处于初始位置；
步骤402-3、若不处于初始位置，则控制设备控制承载机构转动至初始位置，且控制设备根据单位距离更新径向距离，返回步骤400-1a；
具体的，对于如何根据单位距离更新径向距离，其可以存在多种可能的实现方式，例如，方式一，控制设备控制承载机构沿径向距离的方向移动单位距离，以更新径向距离；或，方式二，控制设备控制承载机构沿径向距离的方向移动单位距离，以更新径向距离。可选地，其控制移动单位距离的方式可以通过利用图3B示例中的轨道34实现。
步骤402-4、若处于初始位置，则控制设备确定全部探测概率中大于探测概率下限阈值的探测概率，以获得超声波传感器对应的探测范围。
为了更好的说明上述图6示例，下面通过一个具体示例进行说明，具体的，图7为本发明实施例提供的一种探测范围的俯视示意图，参见图7，该示意图中，底部位置点为超声波传感器的位置，当该超声波传感器的探头方向正对探测目标时，其处于前文所述初始位置。超声波传感器与探测目标的径向距离，图7中Rmin表征超声波传感器与探测目标的最小径向距离，Rmax表征超声波传感器与探测目标的最大径向距离。
下面以Rmin开始向Rmax进行扫描，以遍历全部标定姿态为例，对图6示例进行说明。
首先，在控制设备通过所述承载机构控制水平变化角度之前，控制设备控制承载机构转动至初始位置，进而控制设备计算水平变化角度。可选地，该水平变化角度也可以是预先设置的。
当超声波传感器处于初始位置，且此时超声波传感器与探测目标的径向距离为Rmin时，可以理解此时的标定姿态为Rmin对应的第1标定姿态，此时，可通过执行步骤400-2a，获得该第1标定姿态下对应的第1个探测概率；
进一步的，通过步骤402-1判断该第1个探测概率是否大于探测概率下限阈值；
当其大于探测概率下限阈值时，则记录上文所述唯一标识该第m个标定姿态的信息、探测概率及信号平均强度。
则返回执行400-1a，该控制设备通过承载机构转动水平变化角度，例如2°，即参见图7沿向右的虚线方向转动超声波传感器，从而获得Rmin对应的第2标定姿态；
通过步骤402-1判断该第2个探测概率是否大于探测概率下限阈值；
此时，如果该第2个探测概率若小于或等于探测概率下限阈值，则控制设备判断承载机构是否处于初始位置；显然，此时承载机构并不处于初始位置，因此执行402-3，即参见图7沿向左的虚线方向转动超声波传感器，使得承载机构回到初始位置，此时，可以根据单位距离更新径向距离为Rmin+Re，从而获得Rmin+Re对应第1标定姿态，后续执行与Rmin对应的类似。参见图6示例所示的步骤，遍历图7所示的所有需标定的位置点。
参见图7所示的探测范围，其中位置点的颜色可以用于体现对应标定过程中的该位置点对应标定姿态的信号平均强度。例如，图7中颜色越浅，表征信号平均强度越强；反之则表征信号平均强度越弱，从而是的探测范围能够更加直观的体现标定结果。
需要说明的是，图7所示的探测范围仅为完整探测范围的一部分。要获取完整的探测范围。一种可能的实现方式为：在获得上述图7的探测范围后，通过将数据进行镜像，获得另一半探测范围，进而通过组合获得完整的探测范围。具体的，图8为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图，参见图8，其展示了完整的超声波传感器的探测范围(Ultrasonic Sensor Field of View，USS FOV)的示例。
或者，在通过预置的水平变化角度范围，来实现完整探测范围的获取。
例如，将初始位置对应的初始角度定义为Theta＝0°，则将向右进行水平变化角度最大范围设置为90°，通过上述示例中变化水平变化角度，则可获得0°至90°角度范围内的探测范围，如图7所示。相应的，将向左进行水平变化角度最大范围设置为-90°，通过上述示例中变化水平变化角度，则可获得0°至-90°角度范围内的探测范围，通过合并两个探测范围即可获得完整的探测范围。
又例如，将初始位置对应的初始角度定义为Theta＝90°，则向右进行水平变化角度最大范围设置为180°，将向左进行水平变化角度最大范围设置为0°，进而通过类似上述示例中变化水平变化角度，可获得90°至180°的探测范围与0°至90°的探测范围，通过合并两个探测范围即可获得完整的探测范围。
进一步的，对于图7所示的探测范围，其是针对超声波传感器的探测范围处于水平面为示例进行说明的，参见上文示例可知，当超声波传感器31被以与水平面成一定角度设置于超声波传感器支架323的侧面时，即可获得对应平面下的标定姿态。为此，在一种可能的实现方式中，该超声波传感器支架的一侧具有转动机构，该超声波传感器设置于转动机构上，通过该转动机构的转动，以使该超声波传感器达到横置、纵置或者以特定角度设置于该超声波传感器支架的侧面，从而获得对应平面下的标定姿态。进而控制设备可以控制超声波传感器旋转至一标定角度，以获得对应平面下的标定姿态。具体的，该控制设备可以控制上述转动机构旋转，以使超声波传感器的探测范围处于对应的平面上。
具体的，图9为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图，参见图9，其展示了超声波传感器的探测范围处于上述旋转后的平面时，对应完整的探测范围与在原水平面下完整的探测范围比较的示例。参见图9，其中左侧的探测范围为超声波传感器的探测范围处于水平面时，获得的；右侧的探测范围为超声波传感器经旋转90°后超声波传感器的探测范围处于垂直面时，获得的。
可选地，对于上述图5、图6对应的示例，其公开的实现方式的核心为：针对每一个预置待标定的径向距离，通过变化水平变化角度以获得标定姿态。下面给出另一种可能的实现方式：针对每个水平变化角度，通过变化径向距离径获得不同的标定姿态。具体的，在图4的基础上，图10本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图，参见图10，步骤400，包括：
步骤400-3、针对每个水平变化角度，控制设备控制承载机构调整径向距离，使超声波传感器处于水平变化角度对应的标定姿态；
步骤400-4、针对每个标定姿态，控制设备控制超声波传感器进行N次探测，以获得标定姿态对应的探测概率。
在图10的基础上，图11本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图，参见图11，步骤400-1，包括：
步骤400-1b、控制设备通过承载机构控制径向距离，使超声波传感器处于水平变化角度对应的标定姿态；
需要说明的是，在每个水平变化角度上，参见上文图3A及图3B示例，可知，超声波传感器31与探测目标30的径向距离为初始径向距离时，可以被理解为该水平变化角度下，标定的初始位置，对于本实施例，与前文示例不同，该初始位置超声波传感器31与探测目标30的角度是否为初始角度。如前文所示Rmin，此时水平变化角度也为0°即处于初始角度，可以理解其为该水平变化角度对应的第1标定姿态，进行执行后续步骤400-2b；进而，当完成第1标定姿态的标定后，控制设备通过承载机构更新径向距离为R＝Rmin+Re，将标定姿态调整至该水平变化角度对应的第2标定姿态。例如，通过预置标定策略中的配置参数，设置该Re为10cm，则在每完成一个标定姿态的标定后，通过控制承载机构增加一个Re，进入下一个标定姿态。
可选地，参见图3B，该控制设备具体可以通过控制轨道34，实现径向距离的变化。当然，本领域技术人员可以想见利用其它的传动机构来实现相应的功能，此处不予限定。
步骤400-2b、控制设备控制超声波传感器进行N次探测，以获得第r个标定姿态对应的第r个探测概率；
继续参见图11，步骤402，包括：
步骤402-5、控制设备判断第r个探测概率是否大于探测概率下限阈值；
其中，若大于探测概率下限阈值，则返回执行步骤400-1b，控制设备控制承载机构更新径向距离，以获取第r+1个标定姿态对应的第r+1个探测概率；
步骤402-6、若小于或等于探测概率下限阈值，则控制设备判断承载机构是否处于初始位置；
步骤402-7、若处于初始位置，则控制设备更新径向距离为初始径向距离，且控制设备控制承载机构转动，返回步骤400-1b；
步骤402-8、若不处于初始位置，则控制设备确定全部探测概率中大于探测概率下限阈值的探测概率，以获得超声波传感器对应的探测范围。
为了更好的说明上述图11示例，下面通过一个具体示例进行说明，具体的，图12为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图，参见图12，该示意图中，底部位置点为超声波传感器的位置，当该超声波传感器的探头方向正对探测目标，且径向距离为Rmin时，其处于本实施例前文所述初始位置。
下面假设处于初始位置时，初始角度定义为Theta＝0°，将向右进行水平变化角度最大范围设置为90°，则从初始角度0°向右转动进行扫描，以遍历全部标定姿态为例，对图11示例进行说明。
首先，在控制设备通过承载机构控制径向距离之前，控制设备控制承载机构转动至初始位置，进而控制设备计算水平变化角度。可选地，该水平变化角度也可以是预先设置的。
当超声波传感器处于初始位置，且此时超声波传感器与探测目标的径向距离为Rmin时，可以理解此时的标定姿态为Rmin对应的第1标定姿态，此时，可通过执行步骤400-2b，获得该第1标定姿态下对应的第1个探测概率；
进一步的，通过步骤402-5判断该第1个探测概率是否大于探测概率下限阈值；
当其大于探测概率下限阈值时，则记录上文所述唯一标识该第1个标定姿态的信息、探测概率及信号平均强度。
则返回执行400-1b，该控制设备通过承载机构增加单位距离，即新的径向距离为R＝Rmin+Re，即参见图11沿向上的虚线方向增加径向距离，从而获得Rmin+Re对应的第2标定姿态；
通过步骤402-5判断该第2个探测概率是否大于探测概率下限阈值；
此时，如果该第2个探测概率若小于或等于探测概率下限阈值，则控制设备判断承载机构是否处于初始位置；显然，此时承载机构处于初始位置，因此步骤402-7，即参见图12沿向下的虚线方向将径向距离调整至Rmin，同时向右旋转一个水平变化角度，例如2°，使得超声波传感器转向下一个角度，即相对于初始角度向右2°，此时，参见初始角度，再从第一个径向距离Rmin，遍历该角度下，每个径向距离下不同的标定姿态进行标定，从而沿图12虚线方向遍历图12所示的所有需标定的位置点。
显然上文图5至图7，以及图10至图12，分别给出了获得不同标定姿态的两种不同实现方式，显然对于本方案来说，标定姿态的获取方式可以是多种多样的，其可以基于图3A及图3B示例提供的硬件功能实现，也可以基于其他的硬件功能，以不同的方式、流程顺序实现，此处不予限定。
可选地，对于本发明上述实施例提供的控制设备，其可以通过I/O设备，获得用户对上述示例中所述的初始化策略及标定策略进行的设置。
例如，对于初始化策略，用户可以设置相关的配置参数，例如，超声波传感器的初始位置、初始角度、超声波传感器与探测目标的最小径向距离Rmin/最大径向距离Rmax、相对于水平面的特定角度以及水平变化角度最大范围等；
而为了基于不同的标定需求，进行差异化的标定，在一种可能的实现方式中，标定策略相关的配置参数可以包含与标定粒度相关，例如水平变化角度、单位距离等，用户通过设置不同的水平变化角度和单位距离，可以对标定的粒度进行差异化的控制。具体的，图13为本发明实施例提供的另一种探测范围的俯视示意图，参见图13，其相对于上文图9所示的探测范围，通过设置更小的水平变化角度和单位距离，获得了更加精细的标定结果。
其中，左侧为探测范围处于水平面时的探测范围；右侧为探测范围处于垂直面时的探测范围。
进一步的，为了能够更加准确、合理对进行标定，可以对需标定的位置点的分布进行更精细的设置，具体的，可以通过设置水平变化角度(Dtheta)与单位距离(Re)的关系，以实现需标定的位置点分布的均衡。在上文图5、图6及图7所示示例的基础上，本发明实施例提供一种均匀设置需标定的位置点，进而完成超声波传感器标定的可能的实现方式，具体的，图14为本发明实施例提供的另一种超声波传感器标定方法的流程示意图，参见图14，该方法包括：
步骤500、径向距离为Rmin，初始角度为Theta＝0°；
步骤501、计算水平变化角度；
其中，该水平变化角度满足如下公式：
Dtheta＝arcsin(Re/R)
由该公式可知，该水平变化角度会随着当前标定对应的径向距离R而变化，以保证与超声波传感器较为近的需标定的位置点与较远的位置点，分布均匀。
步骤502、通过承载机构控制水平变化角度，以使超声波传感器处于径向距离对应的第m标定姿态；
其中，结合图7的示例进行说明，当m＝1时，该步骤502中，无需进行水平变化角度的转动(即Dtheta＝0°)，此时Theta＝0°，即可执行步骤503；当m＝2时，此时，通过计算该Dtheta＝2°，此时Theta＝0°+2°。
步骤503、采集第m标定姿态下，N次探测对应的ToF以及信号强度，计算探测概率，信号平均强度，同时记录R,Theta,Fm,Mmean。
步骤504、判断Fm是否大于Fmin(探测概率下限阈值)；
若大于Fmin，执行步骤502；若小于或等于Fmin，执行步骤505；
步骤505、判断Theta是否为0；
若否，则执行步骤506；若是，则执行步骤507；
步骤506、通过承载机构控制Theta归零，更新径向距离为R＝R+Re；
具体的，执行步骤506后，返回执行步骤501，从而实现对Dtheta的更新；
步骤507、获得超声波传感器对应的探测范围。
具体的，通过绘制出FOV示意图，已构成可视化的超声波传感器对应的探测范围。
需要说明的是，对于图10、图11及图12的所述示例，其也可以通过控制每次径向距离Rmin变化量的大小，保证与超声波传感器较近的需标定的位置点，以及较远的位置点分布更加均匀。例如，可以当Rmin变大时，每次Re的取值变小，以使较近的需标定的位置点不会过于密集，同时较远的位置点不会过于稀疏。
为了执行上述实施例对应的方法流程，下面提供一种控制设备可能的实现方式，具体的，图15为本发明实施例提供的一种控制设备的示意图，参见图15，该电子设备33包括：存储器330和至少一个处理器331；
存储器330中存储有指令，存储器330和至少一个处理器331通过线路互连；
至少一个处理器331调用存储器330中的指令，以使得控制设备执行上述实施例提供的超声波传感器标定方法对应的各个步骤，以实现对应的技术效果。
电子设备33还可以包括用于进行本地或广域通讯的通讯接口；其可以用于与图3A或图3B所述示例中与实现本方案技术效果相关的其他设备、结构或机构进行通讯或电控制。
电子设备33可以是通用计算机或特殊用途的计算机，两者都可以用于实现本申请的超声波传感器标定方法。本申请尽管仅示出了一个计算机，但是为了方便起见，可以在多个类似平台上以分布式方式实现本申请描述的功能，以均衡处理负载。
可选地，上述存储器330，可以但不限于：磁盘、ROM、或RAM，或其任意组合。示例性地，计算机平台还可以包括存储在ROM、RAM、或其他类型的非暂时性存储介质、或其任意组合中的程序指令。根据这些程序指令可以实现本申请的方法。电子设备33还包括计算机与其他输入输出设备(例如键盘、显示屏)之间的输入/输出(Input/Output，I/O)接口。
为了便于说明，在电子设备33中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本申请中的电子设备33还可以包括多个处理器，因此本申请中描述的一个处理器执行的步骤也可以由多个处理器联合执行或单独执行。例如，若电子设备33的处理器执行步骤A和步骤B，则应该理解，步骤A和步骤B也可以由两个不同的处理器共同执行或者在一个处理器中单独执行。例如，第一处理器执行步骤A，第二处理器执行步骤B，或者第一处理器和第二处理器共同执行步骤A和B。
本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器331执行时实现本申请施例揭示的超声波传感器标定方法。

Claims (15)

1.一种超声波传感器标定方法，其特征在于，所述方法包括：
控制设备获得超声波传感器处于每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率；
其中，所述探测概率表征在对应标定姿态下所述超声波传感进行N次探测能够探测到探测目标的概率；所述标定姿态为所述控制设备通过控制承载机构的水平变化角度与径向距离获得的，所述径向距离为所述超声波传感器与所述探测目标之间的距离；
所述控制设备确定全部所述探测概率中小于探测概率下限阈值的探测概率，以获得所述超声波传感器对应的探测范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制设备获得所述超声波传感器在每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率的步骤，包括：
针对每个所述径向距离，所述控制设备控制所述承载机构以水平变化角度进行转动，以使所述超声波传感器处于所述径向距离对应的标定姿态；
针对每个所述标定姿态，所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述标定姿态对应的探测概率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每个所述径向距离，所述针对每个所述径向距离，所述控制设备控制所述承载机构以水平变化角度进行转动，以使所述超声波传感器处于所述径向距离对应的标定姿态的步骤，包括：
所述控制设备通过所述承载机构控制所述水平变化角度，以使所述超声波传感器处于所述径向距离对应的第m标定姿态；
所述针对每个所述标定姿态，所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述标定姿态对应的探测概率的步骤，包括：
所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述第m个标定姿态对应的第m个探测概率；
所述控制设备确定全部所述探测概率中小于探测概率下限阈值的探测概率，以获得所述超声波传感器对应的探测范围的步骤，包括：
所述控制设备判断所述第m个探测概率是否大于所述探测概率下限阈值；
若大于所述探测概率下限阈值，则返回执行所述控制设备控制所述承载机构转动所述水平转动角度，以获取所述第m+1个标定姿态对应的第m+1个探测概率；
若小于或等于所述探测概率下限阈值，则所述控制设备判断所述承载机构是否处于初始位置；
若不处于所述初始位置，则所述控制设备控制所述承载机构转动至初始位置，且所述控制设备根据单位距离更新所述径向距离，返回执行所述控制设备控制所述承载机构转动所述水平变化角度的步骤；
若处于所述初始位置，则所述控制设备确定全部所述探测概率中小于探测概率下限阈值的探测概率，以获得所述超声波传感器对应的探测范围。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述控制设备通过所述承载机构控制所述水平变化角度的步骤之前，还包括：
所述控制设备控制所述承载机构转动至所述初始位置，所述初始位置表征所述超声波传感器的探头正对所述探测目标；
所述控制设备计算所述水平变化角度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述控制设备通过所述承载机构控制所述水平变化角度的步骤之前，还包括：
所述控制设备获得用户确定的配置参数，所述配置参数包含所述N、所述单位距离、所述探测概率下限阈值及所述径向距离的最小值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制设备根据单位距离更新所述径向距离的步骤，包括：
所述控制设备控制所述承载机构沿径向距离的方向移动所述单位距离，以更新所述径向距离；或，
所述控制设备控制所述承载机构沿径向距离的方向移动所述单位距离，以更新所述径向距离。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制设备获得超声波传感器在每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率的步骤，包括：
针对每个所述水平变化角度，所述控制设备控制所述承载机构调整所述径向距离，使所述超声波传感器处于所述水平变化角度对应的标定姿态；
针对每个所述标定姿态，所述控制设备控制所述超声波传感器进行N次探测，以获得所述标定姿态对应的探测概率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波传感器被可旋转的设置于所述承载机构的一侧面，在所述控制设备获得所述超声波传感器处于每个标定姿态下，所述超声波传感器对应的探测概率的步骤之前，还包括：
所述控制设备控制所述超声波传感器旋转至一标定角度。
9.一种超声波传感器标定系统，其特征在于，包括：超声波传感器、用于承载所述超声波传感器的承载机构、控制设备及探测目标；
所述控制设备用于执行权利要求1-8任意一项所述的超声波传感器标定方法。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述承载机构，包括：底座、电动转台支架、电动转台及超声波传感器支架；
其中，所述超声波传感器支架用于承载所述超声波传感器，所述超声波传感器支架设置于所述电动转台上；所述电动转台与所述控制设备电连接，且可水平转动；所述电动转台设置于所述电动转台支架上；所述电动转台支架设置于所述底座上。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述超声波传感器支架的一侧具有转动机构，所述超声波传感器设置于所述转动机构上。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述底座设置于一轨道上，所述轨道沿径向距离的方向设置。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述探测目标设置于一轨道上，所述轨道沿径向距离的方向设置。
14.一种控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述控制设备执行如权利要求1-8中任意一项所述的超声波传感器标定方法。
15.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有指令，当所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述的超声波传感器标定方法。
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