CN111722187B - 雷达安装参数计算方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种雷达安装参数计算方法以及装置，其中，该装置包括：获取单元，其用于获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；第一确定单元，其用于根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；第二确定单元，其用于根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。本实施例的方法不需要借助人员测量就可以自适应估计雷达安装的高度和俯仰角，由此，可以为分析与优化雷达安装方式提供基础参考信息，以便根据雷达当前估计的安装高度和俯仰角自动优化雷达最佳安装方式，进而控制天线波束的覆盖与扫描范围，减少干扰反射点，提高跌倒检测的准确度。

Description

雷达安装参数计算方法以及装置

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种雷达安装参数计算方法以及装置。

背景技术

跌倒在人们日常生活中经常发生，因个人身体状况不同，跌倒可能会对身体造成不同程度的伤害。根据世界卫生组织的报道，每年发生的致命跌伤为64.6万次，是仅次于道路交通伤害的第二大非故意伤害死亡的原因。及时检测跌倒事故，对受伤人员进行救助，能防止伤害加重、缓和致命风险。因此，准确可靠的跌倒检测技术对创建安全宜居的生活环境具有重要意义。

在现有技术中，提出了一种基于微波雷达的跌倒检测方法，微波雷达可以向检测目标发射微波信号，经过检测目标反射后，微波雷达可以接收反射信号，并可以根据该反射信号得到检测目标的高度信息或速度信息等，根据该高度信息或速度信息进行跌倒检测。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

发明人发现，由于硬件设备中微波雷达固定天线阵列设计，雷达天线波束只能覆盖有限的区域。图2是雷达安装后覆盖区域示意图，如图2所示，如果雷达的安装高度太低，则有效感知区域将减少；另一方面，如果雷达安装俯仰角太大，则来自地面的反射噪声点会增加，且有效感知区域也将减少，如果雷达安装俯仰角太小，在轨迹追踪时当多人站成一条直线或一人被另一人遮挡时，则无法检测到多人同时存在。因此，雷达安装时的高度以及俯仰角对于跌倒检测结果的准确度有很大影响，目前还没有有效的方法能够准确的计算雷达安装时的高度以及俯仰角。

本发明实施例提出了一种雷达安装参数计算方法以及装置，解决现有技术中存在的问题。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种雷达安装参数计算装置，其中，该装置包括：

获取单元，其用于获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

第一确定单元，其用于根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；

第二确定单元，其用于根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。

根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种雷达安装参数计算方法，其中，该方法包括：

获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；

根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。

本发明实施例的有益效果在于，基于连续多帧微波雷达获得的反射点的位置信息确定雷达安装的俯仰角，并根据该俯仰角计算雷达安装的高度，该方法不需要借助人员测量就可以自适应估计雷达安装的高度和俯仰角，由此，可以为分析与优化雷达安装方式提供基础参考信息，以便根据雷达当前估计的安装高度和俯仰角自动优化雷达最佳安装方式，进而控制天线波束的覆盖与扫描范围，减少干扰反射点，提高跌倒检测的准确度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是本实施例1中雷达安装参数计算方法流程图；

图2是本实施例1中微波雷达收发信号示意图；

图3是本实施例1中一帧雷达反射点在X-Y平面内分布示意图；

图4A是本实施例1中雷达安装参数说明示意图；

图4B是本实施1中雷达坐标系示意图；

图5是本实施例1中雷达反射点拟合示意图；

图6是本实施例1中步骤103实施方法示意图；

图7是本实施例2中雷达安装参数计算装置示意图；

图8是本实施例2中第一确定单元结构示意图；

图9是本实施例2中第二确定单元结构示意图；

图10是本实施例3中雷达安装参数计算***示意图；

图11是本实施例3中电子设备示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明实施例以基于微波雷达进行跌倒检测为例进行说明，但可以理解，本发明实施例并不限于此，基于微波雷达的其他检测场景也在本发明的包含范围内。

在本发明实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或至少两个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或至少两个其他特征、元素、元件或组件。

在本发明实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

下面参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

实施例1

本实施例1提供一种雷达安装参数计算方法，图1是该方法流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

步骤102，根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；

步骤103，根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。

在本实施例中，可以基于预先安装好的微波雷达向空间中周期性地发射微波信号，例如调频连续波(Frequency-modulated Continuous Wave，FMCW)，该微波信号经过环境中的障碍物和检测目标(例如人)的反射后得到反射信号，被该微波雷达再次接收。

如图2所示，该微波雷达发射微波信号A，并接收经过反射后的反射信号B，在使用多天线技术时，该微波信号A可以是由不同发射天线发射的不同微波信号；该微波信号A和反射信号B相比，在频率和相位上发生了变化，因此，可以基于该微波信号A和反射信号B获取属于检测目标的雷达反射点信息。以下将该微波雷达一个周期得到的一次测量结果作为一帧雷达反射点的信息。

在本实施例中，该微波雷达可以包括发射天线，接收天线，电路以及存储器等。该发射天线和接收天线的数量为一个以上，该发射天线用于发射微波信号，该接收天线用于接收反射信号，存储器可以存储有该微波雷达工作的各种处理所利用的信息，该电路可以构成为包括执行控制程序的处理器，例如基于发射的微波信号和反射信号获取反射点的位置信息；该反射点的位置信息为反射点在雷达坐标系的三维坐标信息(x，y，z)；具体的，可以根据多个接收天线接收信号的相位差估计到达角，进而确定该反射点在雷达坐标系的三维坐标信息(x，y，z)。

该微波雷达的结构可以参考现有技术，其获取上述反射点的位置信息的计算方法也可以参考现有技术，此处不再赘述。需要说明的是，本实施例并不限于在微波雷达内利用该电路获取反射点的位置信息，可选的，还可以将微波信号和反射信号的信息发射至其他装置中获取反射点的位置信息。

图3是获取的一帧雷达反射点在雷达坐标系下X-Y平面分布示意图，由于检测目标(人)相对于雷达是一个具有一定面积的反射面，属于检测目标(人)的雷达反射点往往聚集在一处或多处。

如图3所示，该圆圈内的反射点属于检测目标的雷达反射点，其他点为环境中的其他障碍物的反射点(以下称为干扰反射点)，可以利用现有的追踪算法或现有聚类算法(例如基于密度的聚类算法，Density-Based Spatial Clustering of Applications withNoise，DBSCAN算法)对一帧或连续多帧内的所有反射点进行聚类。针对聚类后的结果进行追踪目标轨迹(例如追踪在第一预定数量个连续帧内各个雷达反射点的位置信息的变化)，利用轨迹追踪信息区分属于检测目标的雷达反射点和干扰反射点，并利用该第一预定数量个连续帧内属于检测目标的雷达反射点的位置信息确定雷达安装参数。

在本实施例中，在步骤102中，可以根据第一预定数量个连续帧的属于检测目标的雷达反射点的位置信息确定雷达的安装俯仰角，在步骤103中，基于确定的俯仰角可以确定雷达的安装高度，以下结合附图4A和4B说明该雷达安装参数。

如图4A所示，地面坐标系为(X1-Y1-Z1)，检测目标在该地面坐标系下处于直立状态，安装雷达的墙面在地面坐标系下的高度方向为Z1(以下称为第二纵轴方向)。如图4A所示，由于雷达在安装时具有俯仰角，因此，可以以雷达天线辐射方向为基准建立雷达坐标系，雷达的安装位置就是雷达坐标系的原点位置，该雷达坐标系的第一纵轴方向Z为该雷达天线辐射方向图的水平面(H-plane)的法向，该雷达坐标系第一横轴方向Y为在该雷达天线辐射方向图的垂直面(E-plane)内与该第一纵轴Z垂直的方向，该雷达坐标系的第二横轴方向X与地面坐标系的X1轴方向相同。

如图4B中的雷达坐标系所示，H-plane为X-Y平面，E-plane平面垂直于X-Y平面，即为Y-Z平面，雷达坐标系的Z轴定义为：H-plane的法向；X轴定义为E-plane的法向；Y轴定义为垂直于X轴和Z轴的方向轴，且满足右手坐标系准则；该第一纵轴方向Z与第二纵轴方向Z1的夹角为该安装俯仰角α，该雷达坐标系的原点在地面坐标系中Z1轴上的位置Z0为该雷达的安装高度。

以下说明如何确定该α和Z0。

在步骤102中，在雷达坐标系内的Z-Y平面内，对该第一预定数量个连续帧内属于检测目标的雷达反射点进行拟合，得到拟合后的参数；根据拟合后的参数确定雷达的安装俯仰角。

在一个实施方式中，在雷达坐标系内的Z-Y平面内，可以对第一预定数量个连续帧内属于检测目标的雷达反射点进行线性拟合，得到拟合后的直线，计算该直线的斜率(在Z-Y坐标系的斜率)，根据该斜率计算雷达的安装俯仰角。

在另一个实施方式中，在雷达坐标系内的Z-Y平面内，可以对第一预定数量个连续帧内属于检测目标的雷达反射点进行椭圆拟合，得到拟合后的椭圆，计算该椭圆的长轴所在直线的斜率(在Z-Y坐标系的的斜率)，根据该斜率计算雷达的安装俯仰角。

上述线性拟合或椭圆拟合的方法可以参考现有技术，此处不再赘述。

图5是对雷达反射点进行拟合示意图，如图5所示，直线C为拟合的直线或拟合的椭圆长轴所在的直线，在Z-Y坐标系，该直线C的表达式为z＝k×y+b，k为直线C的斜率，该安装的俯仰角α＝arccot|k|。

在本实施例中，为了提高拟合的精确度，减少计算量，可选的，在拟合前，该方法还可以包括：(未图示)根据该雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与该雷达的距离，并计算各个雷达反射点与该雷达的距离的平均值，判断该平均值是否大于第一阈值；和/或根据该雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断该高度差是否大于第二阈值；在判断结果为是时，对该雷达反射点进行拟合。

例如，在步骤101中，获取到的位置信息为(x，y，z)，计算雷达反射点与雷达的距离计算各个雷达反射点与该雷达的距离r的平均值/>判断/>是否大于第一阈值，在/>小于等于第一阈值时，表示雷达反射点可能是阴影区或盲区的反射点，在/>大于第一阈值时，表示雷达反射点是检测目标的反射点，可以对各个雷达反射点进行拟合。

例如，在步骤101中，获取到的位置信息为(x，y，z)，计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差z_c＝z_max-z_min，判断z_c是否大于第二阈值，在z_c小于等于第二阈值时，表示雷达反射点可能是阴影区或盲区的反射点，在z_c大于第二阈值时，表示雷达反射点是检测目标的反射点，可以对各个雷达反射点进行拟合。

上述距离平均值和高度差的判断可以仅执行一种，或者也可以将两种结合。上述第一阈值可以根据雷达安装位置与检测区域的距离确定，该第二阈值可以根据人的身高确定，例如第二阈值设置为1m，本实施例并不以此作为限制。

在计算得到该雷达安装俯仰角后，可以根据该俯仰角确定雷达安装高度。

图6是该步骤103实施方法示意图，如图6所示，该步骤103包括：

步骤601，根据该雷达的安装俯仰角计算雷达坐标系和地面坐标系的坐标转换系数；

步骤602，根据该坐标转换系数以及各个雷达反射点的位置信息，计算各个雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上Z1的位置；

步骤603，根据各个雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上Z1的位置确定该雷达的安装高度；

在步骤601中，该坐标转换系数可以通过坐标转换矩阵表示。如图4A和4B所示，该俯仰角确定后，在Z-Y(Z1-Y1)平面内，该雷达坐标系和地面坐标系的坐标转换矩阵为：

在步骤602中，在雷达坐标系(Z-Y)下，获取各个雷达反射点的位置信息为(y，z)，根据该坐标转换矩阵，可以计算各个雷达反射点在地面坐标系(Z1-Y1)下的位置信息(y1，z1)，具体如下：

在得到各个雷达反射点在地面坐标系(Z1-Y1)下的位置信息(y1，z1)后，可以得到各个雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上Z1的位置z1。

在步骤603中，可以根据各个雷达反射点的z1的值确定该雷达的安装高度，将该雷达反射点在该地面坐标系下该第二纵轴方向Z1上小于等于0的位置值z1中绝对值最大的位置值的绝对值确定为该雷达的安装高度，其中，由于雷达安装的位置比较高，在雷达坐标系下，雷达反射点(包括检测目标的反射点和地面反射点)的z值为负数，进而转换得到的z1也为负数，这其中，上述各个雷达反射点的z1中绝对值最大的z1可以看作是地面反射点的z1，该地面反射点的z1的绝对值可以看作雷达的安装高度。

在本实施例中，为了提高安装高度计算的准确度，减少计算量，可选的，该方法还可以包括：(未图示)根据该雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与该雷达的距离，并计算各个雷达反射点与该雷达的距离的平均值，判断该平均值是否大于第一阈值；和/或根据该雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断该高度差是否大于第二阈值；在判断结果为是时，计算该雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

例如，在步骤101中，获取到的位置信息为(x，y，z)，计算雷达反射点与雷达的距离计算各个雷达反射点与该雷达的距离r的平均值/>判断/>是否大于第一阈值，在/>小于等于第一阈值时，表示雷达反射点可能是阴影区或盲区的反射点，在/>大于第一阈值时，表示雷达反射点是检测目标的反射点，可以计算该雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

例如，在步骤101中，获取到的位置信息为(x，y，z)，计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差z_c＝z_max-z_min，判断z_c是否大于第二阈值，在z_c小于等于第二阈值时，表示雷达反射点可能是阴影区或盲区的反射点，在z_c大于第二阈值时，表示雷达反射点是检测目标的反射点，可以计算该雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

上述距离平均值和高度差的判断可以仅执行一种，或将两种结合。上述第一阈值可以根据雷达安装位置与检测区域的距离确定，该第二阈值可以根据人的身高确定，例如第二阈值设置为1m，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，在获取到雷达安装俯仰角以及高度的估计值后，可以判断雷达在这种安装方式下的干扰反射点的情况，若来自墙面、地面、障碍物等干扰反射点较多，调整该雷达的安装俯仰角和/或安装高度。可选的，该方法还可以包括：

统计雷达反射点中属于该检测目标的雷达反射点以及其他干扰物的干扰反射点，在第二预定数量个连续帧内都检测到干扰反射点，且该干扰反射点的数量，或该干扰反射点与该雷达反射点的比例超过第三阈值时，调整该雷达的安装俯仰角和/或安装高度。

在该实施方式中，在该第二预定数量个帧内，干扰反射点连续存在，且干扰反射点数量超过第三阈值，表示当前的雷达安装方式不合适，需要调整雷达的安装俯仰角和/或安装高度；或者，在该第二预定数量个帧内，干扰反射点连续存在，且干扰反射点数量与属于检测目标的雷达反射点的比例超过第三阈值，表示当前的雷达安装方式不合适，需要调整雷达的安装俯仰角和/或安装高度。

其中，可以利用云台等方式自动调整，例如，每次调整时，将雷达向一个预定方向增加或减少预定角度，和/或向上增加预定高度，和/或向下降低预定高度，将调整后的干扰反射点与前一个安装位置的干扰反射点进行比较，如果干扰反射点数量减少，则按照与前一次调整方向相同的方向继续调整，如果干扰反射点数量增多，则按照与前一次调整方向相反的方向继续调整，最后使得雷达安装位置调整后，干扰反射点数量减少，以便提高跌倒检测的准确度等，此处仅为示例说明，本实施例并不以此作为限制。

通过上述实施例，基于连续多帧微波雷达获得的反射点的位置信息确定雷达安装的俯仰角，并根据该俯仰角计算雷达安装的高度，该方法不需要借助人员测量就可以自适应估计雷达安装的高度和俯仰角，由此，可以为分析与优化雷达安装方式提供基础参考信息，以便根据雷达当前估计的安装高度和俯仰角自动优化雷达最佳安装方式，进而控制天线波束的覆盖与扫描范围，减少干扰反射点，提高跌倒检测的准确度。

实施例2

本实施例2还提供一种雷达安装参数计算装置。由于该装置解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此其具体的实施可以参考实施例1的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。

图7是该雷达安装参数计算装置700的构成示意图，如图7所示，该装置700包括：

获取单元701，其用于获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

第一确定单元702，其用于根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；

第二确定单元703，其用于根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。

在本实施例中，获取单元701，第一确定单元702，第二确定单元703的具体实施方式可以参考步骤101-103，重复之处不再赘述。

图8是该第一确定单元702构成示意图，如图8所示，该第一确定单元702包括：

拟合模块801，其用于在该雷达天线辐射方向图的垂直面(E-plane)所在的雷达坐标系内，对该雷达反射点进行拟合，得到拟合后的参数；

第一确定模块802，其用于根据拟合后的参数确定该雷达的安装俯仰角；

其中，该雷达坐标系的第一纵轴方向为该雷达天线辐射方向图的水平面(H-plane)的法向，该雷达坐标系第一横轴方向为在该垂直面内与该第一纵轴垂直的方向，该第一纵轴方向与该检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为该安装俯仰角，关于该雷达坐标系的说明请详见实施例1，此处不再赘述。

例如，拟合模块801对该雷达反射点进行线性拟合，得到拟合后的直线的斜率，或者对该雷达反射点进行椭圆拟合，得到拟合后的椭圆的长轴所在直线的斜率；其中，该斜率是该直线在该雷达坐标系内的斜率；该第一确定模块802根据该斜率确定该雷达的安装俯仰角。

在本实施例中，该第一确定单元702还可以包括(可选)：

第一判断模块803，其用于根据该雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与该雷达的距离，并计算各个雷达反射点与该雷达的距离的平均值，判断该平均值是否大于第一阈值；和/或根据该雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断该高度差是否大于第二阈值；

在该第一判断模块803的判断结果为是时，该拟合模块801对该雷达反射点进行拟合。

图9是该第二确定单元803构成示意图，如图9所示，该第二确定单元703包括：

第一计算模块901，其用于根据该雷达的安装俯仰角计算雷达坐标系和地面坐标系的坐标转换系数；

第二计算模块902，其用于根据该坐标转换系数以及各个雷达反射点的位置信息，计算该各个雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上的位置；

第二确定模块903，其用于根据该各个雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上的位置确定该雷达的安装高度；

在本实施例中，第一计算模块901，第二计算模块902，第二确定模块903的实施方式可以参考实施例1中步骤601-603，此处不再重复。

例如，第二确定模块903将该各个雷达反射点在该地面坐标系下该第二纵轴方向上小于等于0的位置值中绝对值最大的位置值的绝对值确定为该雷达的安装高度。

在本实施例中，该第二确定单元703还可以包括(可选)：

第二判断模块904，其用于根据该雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与该雷达的距离，并计算各个雷达反射点与该雷达的距离的平均值，判断该平均值是否大于第一阈值；和/或根据该雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断该高度差是否大于第二阈值；

在该第二判断模块904判断结果为是时，该第二确定模块903计算该雷达反射点在该地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

其中，第一判断模块803和第二判断模块904的实施方式可以参考实施例1，此处不再赘述。

在本实施例中，该装置还包括：(可选)

调整单元704，其用于统计雷达反射点中属于该检测目标的雷达反射点以及其他干扰物的干扰反射点；在第二预定数量个连续帧内都检测到干扰反射点，且该干扰反射点的数量或该干扰反射点与该雷达反射点的比例超过第三阈值时，调整该雷达的安装俯仰角和/或安装高度，其具体实施方式可以参考实施例1，此处不再赘述。

通过上述实施例，基于连续多帧微波雷达获得的反射点的位置信息确定雷达安装的俯仰角，并根据该俯仰角计算雷达安装的高度，该装置不需要借助人员测量就可以自适应估计雷达安装的高度和俯仰角，由此，可以为分析与优化雷达安装方式提供基础参考信息，以便根据雷达当前估计的安装高度和俯仰角自动优化雷达最佳安装方式，进而控制天线波束的覆盖与扫描范围，减少干扰反射点，提高跌倒检测的准确度。

实施例3

本实施例还提供一种雷达安装参数计算***，图10是该***示意图，如图10所示，该***1000包括：微波雷达1001，其安装于墙面上，用于周期性向空间发射微波信号，并接收空间反射的反射信号，获取雷达反射点；以及实施例2中的雷达安装参数计算装置700。

在本实施例中，可选的，该***还可以包括：调整装置1002，其用于调整雷达安装俯仰角和/或安装高度。

在本实施例中，该微波雷达1001的实施方式在实施例1中已说明，该调整装置1002可以通过云台实现。

本实施例还提供一种雷达安装参数计算***(未图示)，包括电子设备和微波雷达。该电子设备例如可以是计算机、服务器、工作站、膝上型计算机、智能手机，等等；但本发明实施例不限于此。该微波雷达的结构可以参考实施例1，用于周期性向空间发射微波信号，并接收空间反射的反射信号，获取雷达反射点(也可以由电子设备获取)，该电子设备获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。在本实施例中，可选的，该***还可以包括：调整装置其用于调整雷达安装俯仰角和/或安装高度。

图11是本发明实施例的电子设备的一个示意图。如图11所示，电子设备1100可以包括：处理器(例如中央处理器CPU)1110和存储器1120；存储器1120耦合到中央处理器1110。其中该存储器1120可存储各种数据；此外还存储信息处理的程序，并且在处理器1110的控制下执行该程序。

在一个实施方式中，雷达安装参数计算装置700的功能可以被集成到处理器1110中。其中，处理器1110可以被配置为实现如实施例1所述的雷达安装参数计算方法。

在另一个实施方式中，雷达安装参数计算装置700可以与处理器1110分开配置，例如可以将雷达安装参数计算装置700配置为与处理器1110连接的芯片，通过处理器1110的控制来实现雷达安装参数计算装置700的功能。

例如，处理器1110可以被配置为进行如下的控制：获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；根据该雷达反射点的位置信息确定该雷达的安装俯仰角；根据该雷达的安装俯仰角计算该雷达的安装高度。

该处理器1110的具体实施方式可以参考实施例1，此处不再赘述。

此外，如图11所示，电子设备1100还可以包括：收发单元1130等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，电子设备1100也并不是必须要包括图11中所示的所有部件；此外，电子设备1100还可以包括图11中没有示出的部件，可以参考现有技术。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在雷达安装参数计算装置中执行该程序时，该程序使得计算机在该雷达安装参数计算装置中执行如上面实施例1中的雷达安装参数计算方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中该计算机可读程序使得计算机在雷达安装参数计算装置中执行上面实施例1中的雷达安装参数计算方法。

结合本发明实施例描述的雷达安装参数计算方法可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图7-11所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图1，6所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在雷达安装参数计算装置的存储器中，也可以存储在可***雷达安装参数计算装置的存储卡中。

针对图7-11描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图7-11描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

关于包括以上多个实施例的实施方式，还公开下述的附记。

附记1、一种雷达安装参数计算装置，其中，所述装置包括：

获取单元，其用于获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

第一确定单元，其用于根据所述雷达反射点的位置信息确定所述雷达的安装俯仰角；以及

第二确定单元，其用于根据所述雷达的安装俯仰角计算所述雷达的安装高度。

附记2、根据附记1所述的装置，其中，所述第一确定单元包括：

拟合模块，其用于在所述雷达天线辐射方向图的垂直面所在的雷达坐标系内，对所述雷达反射点进行拟合，得到拟合后的参数；

第一确定模块，其用于根据拟合后的参数确定所述雷达的安装俯仰角；

其中，所述雷达坐标系的第一纵轴方向为所述雷达天线辐射方向图的水平面的法向，所述雷达坐标系第一横轴方向为在所述垂直面内与所述第一纵轴垂直的方向，所述第一纵轴方向与所述检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为所述安装俯仰角。

附记3、根据附记2所述的装置，其中，所述拟合模块对所述雷达反射点进行线性拟合以得到拟合后的直线的斜率，或者对所述雷达反射点进行椭圆拟合以得到拟合后的椭圆的长轴所在直线的斜率；其中，所述斜率是所述直线在所述雷达坐标系内的斜率；

所述第一确定模块根据所述斜率确定所述雷达的安装俯仰角。

附记4、根据附记2所述的装置，其中，所述第一确定单元还包括：

第一判断模块，其用于根据所述雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与所述雷达的距离，并计算各个雷达反射点与所述雷达的距离的平均值，判断所述平均值是否大于第一阈值，和/或，根据所述雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断所述高度差是否大于第二阈值；

在所述第一判断模块的判断结果为是时，所述拟合模块对所述雷达反射点进行拟合。

附记5、根据附记1所述的装置，其中，所述第二确定单元包括：

第一计算模块，其用于根据所述雷达的安装俯仰角计算雷达坐标系和地面坐标系的坐标转换系数；

第二计算模块，其用于根据所述坐标转换系数以及各个雷达反射点的位置信息，计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置；

第二确定模块，其用于根据所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置确定所述雷达的安装高度；

其中，所述雷达坐标系的第一纵轴方向为雷达天线辐射方向图的水平面的法向，所述雷达坐标系第一横轴方向为在雷达天线辐射方向图的垂直面内与所述第一纵轴垂直的方向，所述第一纵轴方向与所述检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为所述安装俯仰角。

附记6、根据附记5所述的装置，其中，所述第二确定单元还包括：

第二判断模块，其用于根据所述雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与所述雷达的距离，并计算各个雷达反射点与所述雷达的距离的平均值，判断所述平均值是否大于第一阈值，和/或，根据所述雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断所述高度差是否大于第二阈值；

在所述第二判断模块判断结果为是时，所述第二确定模块计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

附记7、根据附记5所述的装置，其中，所述第二确定模块将所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下所述第二纵轴方向上小于等于0的位置值中绝对值最大的位置值的绝对值确定为所述雷达的安装高度。

附记8、根据附记1所述的装置，其中，所述装置还包括：

调整单元，其用于统计雷达反射点中属于所述检测目标的雷达反射点以及其他干扰物的干扰反射点；在第二预定数量个连续帧内都检测到干扰反射点，且所述干扰反射点的数量、或所述干扰反射点与所述雷达反射点的比例超过第三阈值时，调整所述雷达的安装俯仰角和/或安装高度。

附记9、一种雷达安装参数计算方法，其中，所述方法包括：

获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

根据所述雷达反射点的位置信息确定所述雷达的安装俯仰角；

根据所述雷达的安装俯仰角计算所述雷达的安装高度。

附记10、根据附记9所述的方法，其中，根据所述雷达反射点的位置信息确定所述雷达的安装俯仰角包括：

在所述雷达天线辐射方向图的垂直面(E-plane)所在的雷达坐标系内，对所述雷达反射点进行拟合，得到拟合后的参数；

根据拟合后的参数确定所述雷达的安装俯仰角；

其中，所述雷达坐标系的第一纵轴方向为所述雷达天线辐射方向图的水平面(H-plane)的法向，所述雷达坐标系第一横轴方向为在所述垂直面内与所述第一纵轴垂直的方向，所述第一纵轴方向与所述检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为所述安装俯仰角。

附记11、根据附记10所述的方法，其中，对所述雷达反射点进行拟合包括：

对所述雷达反射点进行线性拟合以得到拟合后的直线的斜率，或者对所述雷达反射点进行椭圆拟合以得到拟合后的椭圆的长轴所在直线的斜率；其中，所述斜率是所述直线在所述雷达坐标系内的斜率；

并且，根据所述斜率确定所述雷达的安装俯仰角。

附记12、根据附记10所述的方法，其中，在拟合前，所述方法还包括：

根据所述雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与所述雷达的距离，并计算各个雷达反射点与所述雷达的距离的平均值，判断所述平均值是否大于第一阈值；和/或根据所述雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断所述高度差是否大于第二阈值；

并且在判断结果为是时，对所述雷达反射点进行拟合。

附记13、根据附记9所述的方法，其中，根据所述雷达的安装俯仰角计算所述雷达的安装高度包括：

根据所述雷达的安装俯仰角计算雷达坐标系和地面坐标系的坐标转换系数；

根据所述坐标转换系数以及各个雷达反射点的位置信息，计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置；

根据所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置确定所述雷达的安装高度；

其中，所述雷达坐标系的第一纵轴方向为雷达天线辐射方向图的水平面(H-plane)的法向，所述雷达坐标系第一横轴方向为在所述雷达天线辐射方向图的垂直面内与所述第一纵轴垂直的方向，所述第一纵轴方向与所述检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为所述安装俯仰角。

附记14、根据附记13所述的方法，其中，在计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置前，所述方法还包括：

根据所述雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与所述雷达的距离，并计算各个雷达反射点与所述雷达的距离的平均值，和/或根据所述雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差；判断所述平均值是否大于第一阈值，和/或判断所述高度差是否大于第二阈值；

并且在判断结果为是时，计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

附记15、根据附记13所述的方法，其中，将所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下所述第二纵轴方向上小于等于0的位置值中绝对值最大的位置值的绝对值确定为所述雷达的安装高度。

附记16、根据附记9所述的方法，其中，所述方法还包括：

统计雷达反射点中属于所述检测目标的雷达反射点以及其他干扰物的干扰反射点，在第二预定数量个连续帧内都检测到干扰反射点，且所述干扰反射点的数量，或所述干扰反射点与所述雷达反射点的比例超过第三阈值时，调整所述雷达的安装俯仰角和/或安装高度。

Claims (8)

1.一种雷达安装参数计算装置，其中，所述装置包括：

获取单元，其用于获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

第一确定单元，其用于根据所述雷达反射点的位置信息确定所述雷达的安装俯仰角；以及

第二确定单元，其用于根据所述雷达的安装俯仰角计算所述雷达的安装高度；

其中，所述第一确定单元包括：

拟合模块，其用于在所述雷达的雷达天线辐射方向图的垂直面所在的雷达坐标系内，对所述雷达反射点进行拟合，得到拟合后的参数；

第一确定模块，其用于根据拟合后的参数确定所述雷达的安装俯仰角；

其中，所述雷达坐标系的第一纵轴方向为所述雷达天线辐射方向图的水平面的法向，所述雷达坐标系第一横轴方向为在所述垂直面内与所述第一纵轴垂直的方向，所述第一纵轴方向与所述检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为所述安装俯仰角。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述拟合模块对所述雷达反射点进行线性拟合以得到拟合后的直线的斜率，或者对所述雷达反射点进行椭圆拟合以得到拟合后的椭圆的长轴所在直线的斜率；其中，所述斜率是所述直线在所述雷达坐标系内的斜率；

所述第一确定模块根据所述斜率确定所述雷达的安装俯仰角。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一确定单元还包括：

第一判断模块，其用于根据所述雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与所述雷达的距离，并计算各个雷达反射点与所述雷达的距离的平均值，判断所述平均值是否大于第一阈值，和/或，根据所述雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断所述高度差是否大于第二阈值；

在所述第一判断模块的判断结果为是时，所述拟合模块对所述雷达反射点进行拟合。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二确定单元包括：

第一计算模块，其用于根据所述雷达的安装俯仰角计算雷达坐标系和地面坐标系的坐标转换系数；

第二计算模块，其用于根据所述坐标转换系数以及各个雷达反射点的位置信息，计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置；

第二确定模块，其用于根据所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置确定所述雷达的安装高度。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二确定单元还包括：

第二判断模块，其用于根据所述雷达反射点的位置信息计算各个雷达反射点与所述雷达的距离，并计算各个雷达反射点与所述雷达的距离的平均值，判断所述平均值是否大于第一阈值，和/或，根据所述雷达反射点的位置信息计算高度最大的雷达反射点与高度最小的雷达反射点的高度差，判断所述高度差是否大于第二阈值；

在所述第二判断模块判断结果为是时，所述第二确定模块计算所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下第二纵轴方向上的位置。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二确定模块将所述各个雷达反射点在所述地面坐标系下所述第二纵轴方向上小于等于0的位置值中绝对值最大的位置值的绝对值确定为所述雷达的安装高度。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括：

调整单元，其用于统计雷达反射点中属于所述检测目标的雷达反射点以及其他干扰物的干扰反射点；在第二预定数量个连续帧内都检测到干扰反射点，且所述干扰反射点的数量、或所述干扰反射点与所述雷达反射点的比例超过第三阈值时，调整所述雷达的安装俯仰角和/或安装高度。

8.一种雷达安装参数计算方法，其中，所述方法包括：

获取第一预定数量个连续帧内的属于检测目标的雷达反射点的位置信息；

根据所述雷达反射点的位置信息确定所述雷达的安装俯仰角；

根据所述雷达的安装俯仰角计算所述雷达的安装高度；

其中，根据所述雷达反射点的位置信息确定所述雷达的安装俯仰角包括：

在所述雷达的雷达天线辐射方向图的垂直面所在的雷达坐标系内，对所述雷达反射点进行拟合，得到拟合后的参数；

根据拟合后的参数确定所述雷达的安装俯仰角；

其中，所述雷达坐标系的第一纵轴方向为所述雷达天线辐射方向图的水平面的法向，所述雷达坐标系第一横轴方向为在所述垂直面内与所述第一纵轴垂直的方向，所述第一纵轴方向与所述检测目标所在的地面坐标系的第二纵轴方向的夹角为所述安装俯仰角。