CN1402016A - 对雷达水平方向轴偏移的检测、确定和校正 - Google Patents

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Abstract

车到车距离控制雷达中水平方向轴偏移的出现被检测出来，轴偏移量被确定，并且使用这样确定的轴偏移量来校正方位角。测量车到车距离控制被释放或重设定的频率，并且，如果该频率高于一个阈值，则判定该轴被偏移了。根据静止目标的轨迹角度来确定轴偏移量。使用这样确定的轴偏移角来校正目标的方位角。

Description

对雷达水平方向轴偏移的检测、确定和校正
技术领域
本发明涉及对车载雷达中的水平方向轴偏移的出现的检测，对该水平方向轴偏移量的确定，以及该水平方向轴偏移的校正。
背景技术
有些类型的车载雷达能够除检测出到目标的距离R及目标的相对速度V之外，还能够通过电子或机械地扫描无线电波发射方向来检测出目标的横向位置X，从而检测出目标的方位角θ；横向位置X是通过解析方程X＝R·sinθ来确定的。通过检测横向位置X，就有可能根据在配备雷达的车辆前面行驶的车辆的距离和相对速度来控制车到车的距离。
在车辆中安装了这种车载雷达之后，如果雷达轴在水平方向上被一个由于某种原因而产生的外力所移位，将会产生目标的方位角θ上的偏移，从而导致被距离控制的目标的错误识别。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够检测车载雷达中水平方向轴偏移的出现的设备，一种能够确定水平方向轴偏移量的设备，以及一种能够校正水平方向轴偏移的设备。
依据本发明的一种能够检测车载雷达中水平方向轴偏移的出现的设备包括：用于测量使用雷达进行的车到车距离控制被释放或复位的频率的装置；以及用于在测量到的控制释放或复位频率高于一个预定阈值时判定雷达轴在水平方向被偏移的装置。
依据本发明的一种能够确定车载雷达中水平方向轴偏移量的设备包括：用于识别雷达所检测到的目标是一个静止目标的装置；以及用于根据被识别为静止目标的目标的轨迹来确定水平方向轴偏移量的装置。
依据本发明的一种能够校正车载雷达中水平方向轴偏移的设备包括：用于识别雷达所检测到的目标是静止目标的装置；用于根据被识别为静止目标的目标轨迹来确定水平方向的轴偏移量的装置；以及用于通过使用所确定的水平方向轴偏移量来校正目标方位角的装置。
附图说明
图1图示了一种车到车距离控制雷达的构成；
图2是用于解释水平方向的轴偏移的图示；
图3是用于解释水平方向的轴偏移的图示；
图4是图示，用于解释水平方向的轴偏移是如何被确定的；
图5是图示，用于解释水平方向的轴偏移是如何被确定的；
图6是图示，用于解释水平方向的轴偏移是如何被确定的；
图7是图示，用于解释水平方向的轴偏移是如何被确定的；
图8是图示，用于解释水平方向的轴偏移是如何被确定的；以及
图9是图示，用于解释水平方向的轴偏移是如何被确定的。
具体实施方式
作为本发明所应用到的一种雷达的示例，图1显示了一种车到车距离控制雷达的构成。
在图1中，ECU10根据来自偏航角速度传感器(yaw rate sensor)12的信号和来自车速传感器14的信号来计算配备雷达的车辆的转弯半径，并且将结果与车辆速度数据一同提供给FM-CW雷达16。FM-CW雷达16向车辆前方发射处于毫米波波段、由三角波来调制频率的无线电波，并计算位于前方的目标的距离与相对速度。接着，如前所述，FM-CW雷达16扫描无线电波的发射方向，根据反射波的能量分布来计算目标的横向位置，并且将结果连同距离与相对速度数据一起提供给ECU10。根据这些数据，ECU10产生并输出一个控制信号，用于保持与前方行驶车辆的一个恒定距离。还向ECU10提供一个制动信号以及一个“车到车距离控制设定信号”。车到车距离控制由“车到车距离控制设定信号”启动，并由制动信号终止。
如图2所示，当FM-CW雷达16被正确地安装好，在与配备雷达的车辆相同的车道前方行驶的目标20被正确地识别出来，并根据目标20的距离和相对速度来正确地进行车到车距离控制。
另一方面，如果雷达16的轴在水平方向上被偏移了，如图3所示，目标20和22的横向位置不能被正确地识别出来，并且，在极端情况下，行驶在相邻车道的目标22被错误地识别为在配备雷达的汽车前方路径上行驶的目标。
在这种情况下，由于到目标20的距离没有被正确地识别出来，到前方行驶车辆的距离就可能变得过近；每次发生这种情况，驾驶员就不得不踩下制动踏板，然后当重新达到适当距离时重设定该控制，这样，通过踩下制动踏板释放车到车距离控制的操作和重设定该控制的操作被频繁地进行。因此，通过测量车到车距离控制被释放或重设定的频率，雷达16中水平方向轴偏移的发生就可以被检测出来。例如，输入到ECU10的制动信号或车到车距离控制设定信号(图1)被一个周期性复位的计数器进行计数，如果计数值超过一个预定值，则判定发生了水平方向的轴偏移。这种处理也可以使用软件来实现。
接下来，将描述如何确定水平方向轴偏移量。如果一个目标的相对速度大体上等于配备雷达的车辆的行驶速度，目标被识别为处于静止状态。如果没有水平方向上的轴偏移，根据被识别为静止状态的目标24(例如电灯杆)的距离R和方位角θ所确定的相对位置轨迹26应当是一条方位角为0的直线，如图4所示。因此，可以从静止目标24的轨迹26的角度来确定水平方向轴偏移角Δθ。
假定雷达的中心轴向左偏移了Δθ，如图5所示；则在时刻T1，静止目标24被检测到，如图6中用24-1’所示的，好象相对于其应当处于的角度θ1向右偏移了Δθ。同样地，在时刻T2和T3，静止目标24被检测到，好象它们分别相对于θ2和θ3向右偏移了Δθ，如图6中用24-2’和24-3’所示的。
这里，如果静止目标24处于足够远的距离之外，并且距离R1、R2和R3足够大而Δθ足够小，则可以如图7所示，对24-1’、24-2’和24-3’进行近似，以使任意取得的位置24-n和24-n’之间的距离Ln可以被表示为
Ln＝Rn·sinΔθ
并且图8中的Ln’可以近似为Ln，如果
αn＝θn-Δθ足够小。
如果静止目标24的检测角度θn-Δθ足够小，则由于图9中的R1’、...、Rn’可以被近似为R1、...、Rn，连接21-1’、...、24-n’的轨迹26’(它可以被近似为一条直线)的斜率t可以被表示为
tant＝(L1-Ln)/(R1-Rn)
    ＝(R1·sinΔθ-Rn·sinΔθ)/(R1-Rn)
    ＝sinΔθ((R1-Rn)/(R1-Rn))
    ＝sinΔθ
进而，如果Δθ足够小，它可以被近似为
sint＝sinΔθ
   t＝Δθ
因此，如果Δθ足够小，并且如果静止目标24处于足够距离之外，而检测角度θn-Δθ足够小，则雷达轴偏移角Δθ可以被近似地检测为静止目标24的轨迹26’的斜率t。
当通过使用这样检测出的轴偏移角Δθ来校正方位角θ时，理想的是，例如，它被校正为θ-Δθ/2，而不是θ-Δθ，使用被校正的方位角θ来反复确定水平方向轴偏移量Δθ。
如果要对方位角θ的计算结果进行校正，则当测量范围为±8°并且校正量为-2°时，例如，测量范围将会从-10°到+6°，也就是说，正侧的测量范围会变得更小。因此，理想的是，校正不是对角度的计算结果进行，而是对表示对发射方向进行机械扫描时的发射方向的编码器输出进行。
上面描述的轴偏移确定过程和轴偏移校正过程可以使用在ECU10中的软件来实现。理想地，所确定的轴偏移量被储存在一个非易失性存储器中。
上面的描述是以一个FM-CW雷达为例而给出的，但可以理解，本发明也能够应用于其他类型的雷达，例如激光雷达中。

Claims (15)

1.一种检测车载雷达中的水平方向轴偏移出现的方法，包括以下步骤：
测量使用所述雷达进行的车到车距离控制被释放或重设定的频率；以及
当所述测量到的控制释放或重设定频率高于一个预定阈值时判定所述雷达的轴在水平方向被偏移了。
2.一种确定车载雷达水平方向轴偏移量的方法，包括以下步骤：
识别由所述雷达检测到的一个目标是一个静止目标；以及
根据被识别为静止目标的所述目标的轨迹来确定水平方向上的轴偏移量。
3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于所述轴偏移量确定步骤包括根据该轨迹的斜率来确定轴偏移量的子步骤。
4.一种校正车载雷达水平方向轴偏移的方法，包括以下步骤：
识别由所述雷达检测到的一个目标是一个静止目标；
根据被识别为静止目标的所述目标的轨迹来确定水平方向上的轴偏移量；并且
使用所述被确定的水平方向轴偏移量来校正所述目标的方位角。
5.如权利要求4中所述的方法，其特征在于所述轴偏移量确定步骤包括根据该轨迹的斜率来确定轴偏移量的子步骤。
6.一种用于检测车载雷达中水平方向轴偏移的出现的设备，包括：
用于测量使用所述雷达进行的车到车距离控制被释放或重设定的频率的装置；以及
用于当所述测量到的控制释放或重设定频率高于一个预定阈值时判定所述雷达的轴在水平方向被偏移了的装置。
7.一种用于确定车载雷达中水平方向轴偏移量的设备，包括：
用于识别由所述雷达检测到的一个目标是一个静止目标的装置；以及
用于根据被识别为静止目标的所述目标的轨迹来确定水平方向上的轴偏移量的装置。
8.如权利要求7中所述的设备，其特征在于所述轴偏移量确定装置包括用于根据该轨迹的斜率来确定轴偏移量的装置。
9.一种用于校正车载雷达中水平方向轴偏移的设备，包括：
用于识别由所述雷达检测到的一个目标是一个静止目标的装置；
用于根据被识别为静止目标的所述目标的轨迹来确定水平方向上的轴偏移量的装置；以及
用于使用所述被确定的水平方向轴偏移量来校正所述目标的方位角的装置。
10.如权利要求9中所述的设备，其特征在于所述轴偏移量确定装置包括用于根据该轨迹的斜率来确定轴偏移量的装置。
11.一种用于检测车载雷达中的水平方向轴偏移出现的计算机程序产品，包括：
测量使用所述雷达进行的车到车距离控制被释放或重设定的频率的计算机代码；以及
当所述测量到的控制释放或重设定频率高于一个预定阈值时判定所述雷达的轴在水平方向被偏移了的计算机代码。
12.一种用于确定车载雷达水平方向轴偏移量的计算机程序产品，包括：
识别由所述雷达检测到的一个目标是一个静止目标的计算机代码；以及
根据被识别为静止目标的所述目标的轨迹来确定水平方向上的轴偏移量的计算机代码。
13.如权利要求12中所述的计算机程序产品，其特征在于所述轴偏移量确定代码包括根据该轨迹的斜率来确定轴偏移量的计算机代码。
14.一种用于校正车载雷达水平方向轴偏移的计算机程序产品，包括：
识别由所述雷达检测到的一个目标是一个静止目标的计算机代码；
根据被识别为静止目标的所述目标的轨迹来确定水平方向上的轴偏移量的计算机代码；以及
使用所述被确定的水平方向轴偏移量来校正所述目标的方位角的计算机代码。
15.如权利要求14中所述的计算机程序产品，其特征在于所述轴偏移量确定代码包括根据该轨迹的斜率来确定轴偏移量的计算机代码。
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