CN210090667U - 汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统。本实用新型汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，它包括底板、吸波反射机构，吸波反射机构放置在底板上；吸波反射机构包括若干块吸波材料板、若干个雷达反射装置、上支撑底座，吸波材料板和雷达反射装置均固定在上支撑底座上，每个雷达反射装置的前面至少设置有一个吸波材料板，上支撑底座放置在底板上。在汽车生产线或汽车维修服务站中使用本实用新型外部标定的标定装置和标定系统，可以实现对雷达安装位置的标定，用于校正汽车车载毫米波雷达支架装置的安装位置，从而保证汽车所装的雷达位置正确，从而提高了车辆的安全性能。

Description

汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统

技术领域

本实用新型涉及雷达检测领域，特别涉及一种汽车车载毫米波雷达进行外部标时用的标定装置、标定系统。

背景技术

汽车车载用毫米波雷达是高级驾驶员辅助系统(ADAS)中的主要传感器，它通过感知周围目标的状态信息，帮助驾驶者在最短的时间内察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性。车用毫米波雷达现已普遍应用于前向防撞预警(FCW)、自适应巡航控制(ACC)、盲点检测(BSD)、和变道辅助(LCA)系统中。

目前，越来越多的汽车生产厂商上市出售的汽车配置了毫米波雷达(前装)，也有不少汽车车主后期加装了毫米波雷达(后装)。为了保证汽车电子产品的性能和质量，不仅汽车电子供应商需要对汽车车载用毫米波雷达进行测试，而且汽车生产厂家也需要评估汽车车载用毫米波雷达的技术指标。

不管是前装还是后装毫米波雷达，其对整车布置的角度要求较高，但目前还没有成熟调节机构来消除偏差以及自适应的调节，在一定程度上限制了探测的准确性和精度。而且，目前的人工标定与道路实车测试标定已不能适应现在汽车车载用毫米波雷达对效率和精度的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统。在汽车生产线或汽车维修服务站中使用本实用新型外部标定的标定装置和标定系统，可以实现对雷达安装位置的标定，用于校正汽车车载毫米波雷达支架装置的安装位置，从而保证汽车所装的雷达位置正确，从而提高了车辆的安全性能。同时，本实用新型标定装置和标定系统可以对不同宽度的车型和不同车身高度的车型进行标定，使用范围广，通用性强。

本实用新型汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，它包括底板、吸波反射机构，吸波反射机构放置在底板上；吸波反射机构包括若干块吸波材料板、若干个雷达反射装置、上支撑底座，吸波材料板和雷达反射装置均固定在上支撑底座上，每个雷达反射装置的前面至少设置有一个吸波材料板，上支撑底座放置在底板上。

进一步地，雷达反射装置优选为四个，每个雷达反射装置包括上部的标准反射目标、下部的底座，两者固接，底座固定在上支撑底座上；雷达反射装置上部的标准反射目标是RCS为0dB的标准角反射器，RCS为雷达散射截面积。

进一步地，所述的吸波材料板为雷达波专用吸波材料，其个数不少于雷达反射装置的个数。

进一步地，标定装置还包括左右移动机构，左右移动机构包括左右驱动电机、横向传动齿轮、横向传动齿条、下支撑底座、运动滚轮组，支撑块、齿条支撑块；下支撑底座位于上支撑底座的下面、两者相接触，运动滚轮组设置在下支撑底座的下面，且与底板相接触，左右驱动电机的输出端连接横向传动齿轮，横向传动齿轮与横向传动齿条相啮合，左右驱动电机通过支撑块固定在底板上，横向传动齿条的左端从左边的齿条支撑块中穿过、其右端固定在右边的支撑块中，左边的齿条支撑块固定在底板上，右边的齿条支撑块固定在下支撑底座的底面上。

进一步地，左右移动机构还包括左右移动辅助机构，左右移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于横向移动齿条前后对称设置；每个移动单元均包括横向移动导杆、左右两个小支撑块，横向移动导杆的左端从左边的小支撑块中穿过、其右端固定在右边的小支撑块中，左边的小支撑块固定在底板上，右边的小支撑块固定在下支撑底座的底面上。

进一步地，标定装置还包括上下移动机构，上下移动机构包括上下驱动电机、纵向传动齿轮、纵向传动齿条；上下驱动电机的输出端连接纵向传动齿轮，纵向传动齿轮与纵向传动齿条相啮合，纵向传动齿条一端为自由端，另一端与连接块固接，连接块固定在上支撑底座上，上下驱动电机通过支撑座固定在下支撑底座上。

进一步地，上下移动机构还包括导向板，导向板固定在支撑座上，其与纵向传动齿条之间通过V形槽配合。

进一步地，上下移动机构还包括上下移动辅助机构，上下移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于纵向移动齿条前后对称设置；每个移动单元均包括纵向移动导杆、导向套，纵向移动导杆的下端固定在下支撑底座上，导向套套在纵向移动导杆外、其下端固定在上支撑底座上。

本实用新型汽车车载毫米波雷达外部标定的标定系统，它包括一套汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，还包括一个实施标定毫米波雷达安装位置的雷达标定区域、已安装毫米波雷达传感器的待标定车辆、标定控制柜；其中，雷达标定区域位于汽车总装车间检测线的前部或汽车维修服务站；待标定车辆上的毫米波雷达传感器用于感知车辆的外部环境：其中，所述雷达传感器包括多个发射无线电信号的雷达发射器、多个接收无线电信号的接收器、对信号进行处理的处理器，三者集成为一体；接收器接收的无线电信号是从标定装置上的标定目标组反射的无线电信号；处理器用于处理标定目标组反射的无线电信号，得到的结果是目标的位置和角度；当待标定车辆处于车辆停放区域时，雷达发射器发射雷达信号，雷达接收器接收经标定目标组反射的信号，处理器对接收到的信号进行处理，将处理的结果通过can总线发送给标定控制柜里的标定电脑，由标定电脑确定雷达支架装置的安装位置是否准确；如果雷达安装位置失准，则根据系统提示调整雷达安装偏差以校准雷达支架装置的安装位置。

本实用新型标定装置和标定系统的优点是：(一)吸波材料板是为了防止标定装置或现场除了标定目标组以外的金属物反射雷达波，对标定进行干扰；雷达反射装置则将雷达波反射到车辆上安装的雷达传感器上，通过传感器接收并处理；从而用于校正汽车车载毫米波雷达支架装置的安装位置，实现对雷达的标定；(二)左右移动机构用于实现吸波反射机构的左右移动，从而实现对不同宽度的车型进行标定，拓宽标定装置的使用范围；上下移动机构用于实现吸波反射机构的上下移动，从而实现对不同车身高度的车型进行标定，拓宽标定装置的使用范围；因此，标定装置和标定系统的使用范围广，通用性广强；(三)一旦确定雷达安装位置出现偏差，标定系统可根据确定的偏差给出需要调整的安装角度从而保证雷达传感器安装位置的正确性。

附图说明

图1是本实用新型标定系统的示意图；

图2是本实用新型标定装置的立体图一；

图3是本实用新型标定装置的立体图二；

图4是本实用新型标定装置的主视图；

图5是本实用新型标定装置的俯视图。

具体实施方式

汽车传感系统(例如驾驶员辅助系统或车辆自动化驾驶系统的环境感知系统)的作用是获取车辆外部传感数据，并处理捕获的数据以检测车辆附近以及车辆预测路径中的障碍物。该系统包括一个处理器，该处理器用以接收来自一个或多个传感器的传感数据并提供输出，例如障碍物的存在性、位置和速度等。

其中，汽车驾驶员辅助系统或传感系统，包括至少一个毫米波雷达传感器(例如前向雷达传感器)，系统可以包括多个车载传感器，例如摄像头或其它传感器(例如车辆后部的后向传感器，以及车辆的侧向传感器)，用以感测到车辆的外部区域。传感系统包括电子控制单元(ECU)或处理器，其用以处理由传感器获取的数据并且可以探测障碍物等。从传感器到ECU的数据传输或信号通信可以包括任何合适的数据或通信链路，例如汽车网络总线等。

该系统包括一个或多个发射天线和一个或多个接收天线，用于发射和接收信号，并通过处理接收的信号以探测系统雷达传感器可感知区域内存在的障碍物体。该系统可以使用多个射频传感器，以便为基础设施、车辆、自行车和行人等近距离物体提供360度传感覆盖。射频传感器系统支持停车辅助等功能，目前使用超声波传感器，同时解决了超声波系统的距离、响应时间、短距离检测、视野受限、准确检测感兴趣物体轮廓等技术缺陷。

当雷达传感器在装配过程中安装在车辆上时，雷达传感器可能错位或失准，从而相比安装在车辆上期望位置会产生偏差。偏差可能是旋转偏差，其可能是一个或多个俯仰、横摆和侧翻。这种错位或失准可能导致目标定位错误。例如，理想的雷达传感器安装，目标所在的位置是系统感测到的位置。但是，如果雷达传感器未对准，则会导致传感系统检测到障碍物的位置与其实际位置不符。

本实用新型的标定装置、标定系统是对停放在已知位置上汽车的车载毫米波雷达传感器的安装位置进行外部标定，如在汽车总装车间检测线末端区域，或在汽车维修服务站等。

使用固定目标组(标定装置上的标定反射目标集合)执行传感系统的标定，其目的是通过比较传感器测量的目标位置和真实目标位置来确定安装位置的准确性。标定目标被放置在雷达传感器的附近，通常试图在环境中遮蔽其他目标。这样做的目的是为了避免工厂其他目标的干扰。将目标放置在测试过程所需或选定的位置，然后在标定完成后移除(需要在生产线的末端安装可移动结构)。

一旦确定雷达安装位置出现偏差，标定系统可根据确定的偏差给出需要调整的安装角度。例如，如果标定过程确定传感器安装与左侧未对齐，则标定系统给出向右调整的平移量，以将感应场向右移动适当的量，从而有效地调整感应系统以修正确定的偏差，从而保证雷达传感器安装位置的正确性。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例1

从图2、图3、图4、图5可知，本实用新型汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，它包括底板9、吸波反射机构，吸波反射机构放置在底板9上；吸波反射机构包括若干块吸波材料板4、若干个雷达反射装置5、上支撑底座6，吸波材料板4和雷达反射装置5均固定在上支撑底座6上，每个雷达反射装置5的前面至少设置有一个吸波材料板4，上支撑底座6放置在底板9上。

本实用新型标定装置中：吸波材料板是为了防止标定装置或标定区域现场除了标定目标组以外的金属物反射雷达波，即防止金属物对标定进行干扰；雷达反射装置则将雷达波反射到车辆上安装的雷达传感器上，通过传感器接收并处理。

本实用新型标定装置中：雷达反射装置5优选为四个，每个雷达反射装置5包括上部的标准反射目标、下部的底座，两者固接，底座固定在上支撑底座6上；雷达反射装置5上部的标准反射目标是RCS为0dB的标准角反射器，RCS为雷达散射截面积。

雷达反射装置则将雷达波反射到车辆上安装的雷达传感器上，通过传感器接收并处理。其中，标准角反射器是经过数据设计、计算并实际标定过的，是一个标准件，不可随意替换。目标组的中心轴线与车辆轴线一致，固定在雷达标定区域内，朝向待标定车辆，即朝向雷达发射器方向。

其中，本实用新型标定装置中的吸波材料板4为雷达波专用吸波材料，其个数不少于雷达反射装置5的个数。

吸波材料板的作用是对标定装置及标定区域中金属部分(除标定反射目标形成的标定目标组以外)进行整体有效防护隔离，确保不影响雷达标定。由于标准角反射器的支撑杆是金属件，所以在每个标准角反射器前放置一个吸波材料板。

吸波材料板的位置具体如下：在吸波反射机构的最前面设置有吸波材料板4-1，此块吸波材料板的面积在所有的吸波板中面积最大，其长度最少为：左边与底板上的左边的齿条支撑块的左边相平齐，右边与支撑底座右边相平齐。吸波材料板4-1的长度长，可以对位于其后面的相关金属零部件进行更有效的隔离。

实施例2

本实用新型汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置还包括左右移动机构，左右移动机构包括左右驱动电机1、横向传动齿轮2、横向传动齿条3、下支撑底座7、运动滚轮组8，支撑块11、齿条支撑块12；下支撑底座7位于上支撑底座6的下面、两者相接触，运动滚轮组8设置在下支撑底座7的下面，且与底板9相接触，左右驱动电机1的输出端连接横向传动齿轮2，横向传动齿轮2与横向传动齿条3相啮合，左右驱动电机1通过支撑块11固定在底板9上，横向传动齿条3的左端从左边的齿条支撑块12中穿过、其右端固定在右边的支撑块12中，左边的齿条支撑块12固定在底板9上，右边的齿条支撑块12固定在下支撑底座7的底面上。

左右移动机构用于实现吸波反射机构的左右移动，即左右驱动电机为实现吸波反射机构左右移动的动力装置，横向传动齿轮齿条用于传输左右驱动电机的动力以实现吸波反射机构左右运动，具体地说：左右驱动电机工作时，通过与横向传动齿轮啮合的横向传动齿条，带动吸波反射机构通过运动滚轮组实现在底板上的左右移动，从而实现对不同宽度的车型进行标定，拓宽标定装置的使用范围。

为了进一步保证防护隔离的效果，在下支撑底座7的上表面上还可以设置若干块吸波材料板4。

做为本实用新型的一种优选方式，左右移动机构还包括左右移动辅助机构，左右移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于横向移动齿条3前后对称设置；每个移动单元均包括横向移动导杆13、左右两个小支撑块14，横向移动导杆13的左端从左边的小支撑块14中穿过、其右端固定在右边的小支撑块14中，左边的小支撑块14固定在底板9上，右边的小支撑块14固定在下支撑底座7的底面上。

左右移动辅助机构保证了吸波反射机构沿直线左右运动：即吸波反射机构左右移动时，横向移动导杆沿着小支撑块中的孔左右移动，用于确保吸波反射机构沿直线左右运动。

实施例3

本实用新型汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置还包括上下移动机构，上下移动机构包括上下驱动电机10、纵向传动齿轮15、纵向传动齿条16；上下驱动电机10的输出端连接纵向传动齿轮15，纵向传动齿轮15与纵向传动齿条16相啮合，纵向传动齿条16一端为自由端，另一端与连接块17固接，连接块17固定在上支撑底座6上，上下驱动电机10通过支撑座21固定在下支撑底座7上。

上下移动机构用于实现吸波反射机构的上下移动，其中，上下驱动电机为实现吸波反射机构上下运动的动力装置，上下传动齿轮齿条用于传输上下驱动电机的动力，以实现吸波反射机构的上下运动，具体地说：上下驱动电机工作时，通过与纵向传动齿轮啮合的纵向传动齿条、连接块带动上支撑底座上下移动，从而实现吸波反射机构上下移动，从而实现对不同车身高度的车型进行标定，拓宽标定装置的使用范围。

为了保证吸波反射机构上下运动的平稳性，做为本实用新型的一种优选方式，上下移动机构还包括导向板20，导向板20固定在支撑座21上，其与纵向传动齿条16之间通过V形槽配合。这样，纵向传动齿条16通过V形槽上下移动，从而保证了吸波反射机构的稳定性。

做为本实用新型的一种优选方式，本实用新型中的上下移动机构还包括上下移动辅助机构，上下移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于纵向移动齿条16前后对称设置；每个移动单元均包括纵向移动导杆18、导向套19，纵向移动导杆18的下端固定在下支撑底座7上，导向套19套在纵向移动导杆18外、其下端固定在上支撑底座6上。

上下移动辅助机构保证了吸波反射机构沿直线上下运动：上支撑底座上下移动时，导向套沿着纵向移动导杆上下移动，用于确保吸波反射机构沿直线上下运动。

做为本实用新型的一种优选方式，本实用新型还包括坦克链22，坦克链22设置在底板9上，用于布置标定装置中的电源线。

实施例4

如图1所示：

本实用新型汽车车载毫米波雷达传感器外部标定的标定系统，它包括一套汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置23，还包括一个实施标定毫米波雷达安装位置的雷达标定区域24、位于车辆停放区域25的待标定车辆26、标定控制柜(图中未画出)；

其中，雷达标定区域24位于汽车总装车间检测线的前部或汽车维修服务站；

待标定车辆26已安装了毫米波雷达传感器27，雷达传感器用于感知车辆的外部环境：其中，所述雷达传感器包括多个发射无线电信号的雷达发射器、多个接收无线电信号的接收器、对信号进行处理的处理器，三者集成为一体；接收器接收的无线电信号是从标定装置上的标定目标组反射的无线电信号；处理器用于处理标定目标组反射的无线电信号，得到的结果是目标的位置和角度；

当待标定车辆处于车辆停放区域时，雷达发射器发射雷达信号，雷达接收器接收经标定目标组反射的信号，处理器对接收到的信号进行处理，将处理的结果通过can总线发送给标定控制柜里的标定电脑，通过比较传感器测量的目标位置和真实目标位置，由标定电脑确定雷达支架装置的安装位置是否准确；如果雷达安装位置失准，则根据系统提示调整雷达安装偏差以校准雷达支架装置的安装位置。

本实用新型标定系统中所需区域要求：1)雷达标定区域优选为长宽距离大于10m×8m的空旷区域，地面尽量水平，无沟槽或凸起物，区域内除固定放置标准目标组即标定装置外禁止出现其它物体，整个雷达标定区域及车辆停放区域的地面平面度均要求达到5mm；2)若没有长宽距离大于10m×8m的空旷区域，也可选择稍小的区域(超出整车长和宽的区域)，用吸波材料将区域三面包围住，要求长度大于10m，区域内没有金属物质(若实在无法避免需要用吸波材料遮蔽)，宽高可根据车辆尺寸调整，以免周围环境对雷达波束影响以造成标定结果有误；3)若没有长度大于10m的区域，可选择较小区域，用吸波材料将四面围住，长度大于5m。

使用本实用新型标定系统进行标定时，具体步骤如下：

①确定雷达标定区域，将标定装置放置在雷达标定区域内，将已安装完成车载毫米波雷达的待标定车辆移放到雷达标定区域外即标定装置前方指定的车辆停放区域，准备进行安装标定；

②标定前确定待标定车辆处于水平固定状态，车辆四轮圆心距离地面高度一致，车辆中轴线与雷达标定区域的中轴线重合，误差满足位置要求；

③标定系统通电工作后，选择进入雷达安装标定模式，标定时车辆及雷达标定区域内的标定装置应保持状态固定；

④进入标定程序后雷达进入自动安装标定，标定控制柜中的软件绿灯全部亮起表示安装通过，否则需要根据软件提示进行雷达安装角度的调整，直至安装通过标定。

Claims (9)

1.汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，其特征是：它包括底板(9)、吸波反射机构，吸波反射机构放置在底板(9)上；吸波反射机构包括若干块吸波材料板(4)、若干个雷达反射装置(5)、上支撑底座(6)，吸波材料板(4)和雷达反射装置(5)均固定在上支撑底座(6)上，每个雷达反射装置(5)的前面至少设置有一个吸波材料板(4)，上支撑底座(6)放置在底板(9上。

2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征是：雷达反射装置(5)优选为四个，每个雷达反射装置(5)包括上部的标准反射目标、下部的底座，两者固接，底座固定在上支撑底座(6)上；雷达反射装置(5)上部的标准反射目标是RCS为0dB的标准角反射器，RCS为雷达散射截面积。

3.根据权利要求1所述的标定装置，其特征是：所述的吸波材料板(4)为雷达波专用吸波材料，其个数不少于雷达反射装置(5)的个数。

4.根据权利要求1所述的标定装置，其特征是：标定装置还包括左右移动机构，左右移动机构包括左右驱动电机(1)、横向传动齿轮(2)、横向传动齿条(3)、下支撑底座(7)、运动滚轮组(8)，支撑块(11)、齿条支撑块(12)；下支撑底座(7)位于上支撑底座(6)的下面、两者相接触，运动滚轮组(8)设置在下支撑底座(7)的下面，且与底板(9)相接触，左右驱动电机(1)的输出端连接横向传动齿轮(2)，横向传动齿轮(2)与横向传动齿条(3)相啮合，左右驱动电机(1)通过支撑块(11)固定在底板(9)上，横向传动齿条(3)的左端从左边的齿条支撑块(12)中穿过、其右端固定在右边的支撑块(12)中，左边的齿条支撑块(12)固定在底板(9)上，右边的齿条支撑块(12)固定在下支撑底座(7)的底面上。

5.根据权利要求4所述的标定装置，其特征是：左右移动机构还包括左右移动辅助机构，左右移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于横向移动齿条(3)前后对称设置；每个移动单元均包括横向移动导杆(13)、左右两个小支撑块(14)，横向移动导杆(13)的左端从左边的小支撑块(14)中穿过、其右端固定在右边的小支撑块(14)中，左边的小支撑块(14)固定在底板(9)上，右边的小支撑块(14)固定在下支撑底座(7)的底面上。

6.根据权利要求1或4所述的标定装置，其特征是：标定装置还包括上下移动机构，上下移动机构包括上下驱动电机(10)、纵向传动齿轮(15)、纵向传动齿条(16)；上下驱动电机(10)的输出端连接纵向传动齿轮(15)，纵向传动齿轮(15)与纵向传动齿条(16)相啮合，纵向传动齿条(16)一端为自由端，另一端与连接块(17)固接，连接块(17)固定在上支撑底座(6)上，上下驱动电机(10)通过支撑座(21)固定在下支撑底座(7)上。

7.根据权利要求6所述的标定装置，其特征是：上下移动机构还包括导向板(20)，导向板(20)固定在支撑座(21)上，其与纵向传动齿条(16)之间通过V形槽配合。

8.根据权利要求6所述的标定装置，其特征是：上下移动机构还包括上下移动辅助机构，上下移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于纵向移动齿条(16)前后对称设置；每个移动单元均包括纵向移动导杆(18)、导向套(19)，纵向移动导杆(18)的下端固定在下支撑底座(7)上，导向套(19)套在纵向移动导杆(18)外、其下端固定在上支撑底座(6)上。

9.汽车车载毫米波雷达外部标定的标定系统，其特征是：它包括一套权利1-8任一所述的汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，还包括一个实施标定毫米波雷达安装位置的雷达标定区域、已安装毫米波雷达传感器的待标定车辆、标定控制柜；

其中，雷达标定区域位于汽车总装车间检测线的前部或汽车维修服务站；

待标定车辆上的毫米波雷达传感器用于感知车辆的外部环境：其中，所述雷达传感器包括多个发射无线电信号的雷达发射器、多个接收无线电信号的接收器、对信号进行处理的处理器，三者集成为一体；接收器接收的无线电信号是从标定装置上的标定目标组反射的无线电信号；处理器用于处理标定目标组反射的无线电信号，得到的结果是目标的位置和角度；

当待标定车辆处于车辆停放区域时，雷达发射器发射雷达信号，雷达接收器接收经标定目标组反射的信号，处理器对接收到的信号进行处理，将处理的结果通过can总线发送给标定控制柜里的标定电脑，由标定电脑确定雷达支架装置的安装位置是否准确；如果雷达安装位置失准，则根据系统提示调整雷达安装偏差以校准雷达支架装置的安装位置。

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