CN113625234A - 一种车辆雷达的安装角度校正方法及一种车辆雷达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆雷达的安装角度校正方法,包括通过雷达传感器识别道路边界;获取所述雷达传感器与所述道路边界所形成的第一夹角、方向盘转角第二夹角;判断所述第一夹角是否处于第一预设范围内,同时所述第二夹角是否处于第二预设范围内,若是,则认为所述第一夹角、第二夹角满足前置条件,并执行下一步骤;计算所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得安装偏差角度;获取多个安装偏差角度,将多个所述安装偏差角度进行滤波处理,得到输出值;根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。本发明中的方法能够结合雷达对道路边界的探测能力来校正雷达安装误差角度,并且能够最大化的利用设计所能达到的FOV范围。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域,尤其涉及一种车辆雷达的安装角度校正方法及一种车辆雷达。
背景技术
在智能驾驶***中,角雷达被广泛的用于对车辆周围的环境进行感知,所以其探测精度以及探测范围的大小直接影响了智能驾驶***的性能。当安装雷达出现差错时,传感器精度会降低,并且会导致高级驾驶员辅助***(ADAS)的质量下降。因此,为了符合设计上的精度要求,角雷达在装车之前都会在实验室或者生产线上进行校准。但这种校准无法有效消除安装时的误差,也无法校正雷达传感器老化或其他外部因素对雷达安装位置造成的影响。
为了消除安装误差对角雷达探测目标精度的影响,一般所采取的方法是首先将设计的最大视野范围(Field of vision-FOV)保留一部分裕量,通过算法对探测范围内的某个目标点参照物的径向速度进行跟踪分析,并结合当前自车的行驶速度以及传感器相对与自车坐标轴的安装角度来计算出校准偏差角度,并通过软件层面对FOV覆盖范围的微调来实现校正安装误差的目的。但是上述的方法对目标参照物的稳定性具有很高的要求,一般作为参照物的,在自车前方或后方行驶的车辆需要稳定、持续的存在与探测范围内一段时间使得传感器足以积累足够多的校正数据并通过滤波算法得到最终适用的均值。另一方面,最大FOV是角雷达的重要指标之一,牺牲一部分的FOV角度作为裕量是对传感器性能的极大浪费。而在FOV的边缘部分,对原始点的探测性能往往不佳,考虑到对原始点探测稳定性的要求,这样又进一步缩小了实际可以使用的FOV的范围大小。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种车辆雷达的安装角度校正方法及一种车辆雷达,能够结合雷达对道路边界的探测能力来校正雷达安装误差角度,并且能够最大化的利用设计所能达到的FOV范围。
具体的,本发明中的车辆雷达的安装角度校正方法包括,
S1:通过雷达传感器识别道路边界;
S2:获取所述雷达传感器的天线阵列所在平面垂直方向的法线与所述道路边界所形成的第一夹角、方向盘转角第二夹角;
判断所述第一夹角是否处于第一预设范围内,同时所述第二夹角是否处于第二预设范围内,若是,则认为所述第一夹角、第二夹角满足前置条件,并执行S3;
S3:计算所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得安装偏差角度;
S4:获取多个安装偏差角度,将多个所述安装偏差角度进行滤波处理,得到输出值;
S5:根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
更优的,所述S2进一步包括,进一步检测所述第一夹角在所述第一预设范围、所述第二夹角在所述第二预设范围的保持时间,当所述保持时间均满足第一预设时间时,执行S3。
更优的,所述S4包括:
S4-1、再次获取所述第一夹角、第二夹角,当本次获取的所述第一夹角、第二夹角满足所述前置条件时,继续后续步骤;
S4-2、计算本次获取的所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得本次安装偏差角度;
S4-3、将所述本次安装偏差角度与S3中所得的安装偏差角度进行滤波处理得到本次输出值;
S4-4、多次执行S4-1、S4-2,将每次最新获得的本次安装偏差角度与所述本次输出值进行滤波处理,并将本次输出值更新为滤波处理后的结果;
S4-5、当参与滤波处理的安装偏差角度的数量大于预设值n0时,将所述本次输出值记为输出值,执行S5,若否,则返回S4-1。
更优的,所述S4包括:
S4-1、再次获取所述第一夹角、第二夹角,当本次获取的所述第一夹角、第二夹角满足所述前置条件时,计算本次获取的所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得本次的安装偏差角度;
S4-2、多次执行S4-1,获得多个安装偏差角度;
S4-3、将所述多个安装偏差角度进行滤波处理得到输出值,当获得的多个安装偏差角度的数量大于预设值n0时,执行S5,若否,则返回S4-1。
更优的,所述S4-2进一步包括,每隔第二预设时间多次执行S4-1。
更优的,所述S5包括,将所述输出值通过CAN网络传送给舵机装置的电机控制器,所述电机控制器根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
更优的,所述第一预设范围为预设安装角度±3°,所述第二预设范围为0°±10°。
本发明的另一方面,提供一种车辆雷达,包括雷达传感器和舵机装置,所述雷达传感器与所述舵机装置通讯相连,所述舵机装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以上任一所述的车辆雷达的安装角度校正方法。
与现有技术相比较,本发明的优势在于:
1.结合雷达对道路边界的探测能力来校正雷达安装误差角度,并不需要另外的参考物,选取道路边界作为参考物,既稳定又便捷;
2.能够实现雷达自动校正安装误差角度,并不需要借助其他装置;
3.能够对获取的数据样本进行精确合理的滤波处理,使处理结果精确可靠,并且可以实现多次检测,反复校正,确保雷达安装角度的稳定性和精确度。
附图说明
图1为符合本发明的实施例中获取第一夹角、第二夹角的示意图;
图2为符合本发明实施例中的车辆雷达安装角度校正流程图;
图3为符合本发明实施例中车辆雷达的示意图。
附图标记:
10-道路边界,11-天线阵列,α-第一夹角,β-第二夹角,α0-预设安装角度,Δθ-安装偏差角度;
20-车辆,21-雷达传感器,22-舵机装置,23-连接装置。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的一个实施例提供了一种车辆雷达的安装角度校正方法,能够结合雷达对道路边界的探测能力来校正雷达安装误差角度,并且能够最大化的利用设计所能达到的FOV范围。本发明中所述的车辆雷达可以为毫米波角雷达。
实施例一:
参考图2,为本实施例的具体操作流程图,具体的,包括下述步骤:
S1、通过雷达传感器21识别道路边界10;
其中,具体的,所述雷达传感器21在开机工作的状态下,可以通过采集道路边具有相似性、重复的静止特征原始点,例如,高速公路的路边防护栏,路边等距离布置的路灯、花坛、行道树、隔离桩等,并根据所述特征原始点的相对运动轨迹识别出道路边界10,并将所述道路边界10作为后续校正的参考物。
S2、获取所述雷达传感器21的天线阵列11所在平面垂直方向的法线与所述道路边界所形成的第一夹角α、方向盘转角第二夹角β;判断所述第一夹角α是否处于第一预设范围内,同时所述第二夹角β是否处于第二预设范围内,若是,则认为所述第一夹角α、第二夹角β满足前置条件,并执行后续步骤。
图1为本实施例中获取第一夹角α、第二夹角β的示意图。在车辆行驶过程中,开启雷达传感器,识别道路边界后,即可立即测量获取第一夹角α、第二夹角β,所述第二夹角β通过方向盘角度传感器获得,所述第一夹角α的具体获取方式可以为发射激光至道路边界10,随后测量激光与道路边界10形成的夹角,也可以包括其他获取角度的方式,本发明在此不作具体限制。
考虑到实际情况下,车辆行驶方向不可能与道路边界一直保持平行以及方向盘自由度的问题,即,车辆不可能保持绝对的向前直行(此时方向盘转角为0°),所述第二夹角β会在一定范围内变动。因此,只要所述第一夹角α处于第一预设范围内,且所述第二夹角β处于第二预设范围内时,即认为车辆沿着直行方向前行,车辆的前行方向与道路边界10平行。此时,可以将道路边界10作为参考物,即可认定前置条件成立。后续所有计算步骤均建立在所述前置条件被满足的基础上。
本发明中所述第一预设范围为预设安装角度α0±3°,所述第二预设范围为0°±10°。可以理解的是,所述第一预设范围、第二预设范围也可以依据实际情况进行进一步的调整和限定,本发明在此不作具体限定。
其中所述预设安装角度α0为垂直于车辆笔直前进方向的平面与雷达的天线阵列所在平面形成的夹角。
进一步的,在另一实施例中,为了保证获取的第一夹角α与第二夹角β的稳定性,进一步检测所述第一夹角α在所述第一预设范围、所述第二夹角β在所述第二预设范围的保持时间,当所述保持时间均满足第一预设时间时,执行后续步骤。
S3、计算所述第一夹角α与所述雷达的预设安装角度α0的差值,获得安装偏差角度Δθ。
S4、获取多个安装偏差角度Δθ,将多个所述安装偏差角度Δθ进行滤波处理,得到输出值;
可以理解的是,由于本发明中将多次检测获取第一夹角α、第二夹角β,因此,为了避免混淆,在实际计算过程中,可以用字母加下标的方式标注所述第一夹角α、第二夹角β,下标数字表示获取的第一夹角α、第二夹角β的次数。例如本步骤中,为第一次获取第一夹角α、第二夹角β,则可以表示为α1、β1。
S5、根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
实施例二:
符合本发明的另一实施例的具体流程如下:
S1、通过雷达传感器21识别道路边界10;
S2、获取所述雷达传感器21的天线阵列11所在平面垂直方向的法线与所述道路边界所形成的第一夹角α、方向盘转角第二夹角β;判断所述第一夹角α是否处于第一预设范围内,同时所述第二夹角β是否处于第二预设范围内,若是,则认为所述第一夹角α、第二夹角β满足前置条件,
进一步检测所述第一夹角α在所述第一预设范围、所述第二夹角β在所述第二预设范围的保持时间,当所述保持时间均满足第一预设时间时,执行后续步骤,若否,则继续获取所述第一夹角α、第二夹角β;
S3、计算所述第一夹角α与所述雷达的预设安装角度α0的差值,获得安装偏差角度Δθ;
S4-1、再次获取所述第一夹角α、第二夹角β,当本次获取的所述第一夹角α、第二夹角β满足所述前置条件时,继续后续步骤;
S4-2、计算本次获取的所述第一夹角α与所述雷达的预设安装角度α0的差值,获得本次安装偏差角度Δθ;
S4-3、将所述本次安装偏差角度Δθ与S3中所得的安装偏差角度Δθ进行滤波处理得到本次输出值;
S4-4、多次执行S4-1、S4-2,将每次最新获得的本次安装偏差角度Δθ与所述本次输出值进行滤波处理,并将本次输出值更新为滤波处理后的结果;
S4-5、当参与过滤波处理的安装偏差角度Δθ的数量大于预设值n0时,将所述本次输出值记为输出值,执行S5,若否,则返回S4-1。
S5、根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
相似的,由于本发明中将多次获取安装偏差角度Δθ,因此,为了避免混淆,在实际计算过程中,可以用字母加下标的方式标注所述安装偏差角度Δθ,下标数字表示获取的安装偏差角度Δθ的次数。例如第一次获取安装偏差角度Δθ,则可以表示为Δθ1。
其中所述滤波处理,可以包括卡尔曼滤波、均值滤波、中值滤波等滤波计算方法,本发明在此对滤波处理的具体计算过程不作限制,其目的在于去除数据中的毛刺和跳变,保持数据的稳定性。
本发明中所述预设值n0可以为500次,也可以依据实际情况进行调整。同时,为了减少数据量,可以在每完成一次计算周期,输出一个输出值后,将获得的多个安装偏差角度Δθ的数量清零,开始新一轮的累加计算。
其中,所述参与过滤波处理的安装偏差角度数Δθ的数量通过计数器获取。
实施例三:
符合本发明的另一实施例包括下述步骤:
S1、通过雷达传感器21识别道路边界10;
S2、获取所述雷达传感器21的天线阵列11所在平面垂直方向的法线与所述道路边界所形成的第一夹角α、方向盘转角第二夹角β;判断所述第一夹角α是否处于第一预设范围内,同时所述第二夹角β是否处于第二预设范围内,若是,则认为所述第一夹角α、第二夹角β满足前置条件,并执行后续步骤;
S3、计算所述第一夹角α与所述雷达的预设安装角度α0的差值,获得安装偏差角度Δθ;
S4-1、再次获取所述第一夹角α、第二夹角β,当本次获取的所述第一夹角α、第二夹角β满足所述前置条件时,计算本次获取的所述第一夹角α与所述雷达的预设安装角度α0的差值,获得本次的安装偏差角度Δθ;
S4-2、多次执行S4-1,获得多个安装偏差角度Δθ;
进一步的,在另一实施例中,所述S4-2进一步包括,每隔第二预设时间多次执行S4-1。
S4-3、将所述多个安装偏差角度Δθ进行滤波处理得到输出值,当获得的多个安装偏差角度Δθ的数量大于预设值n0时,执行S5,若否,则返回S4-1。若是,则执行S5,若否,则返回S4-1。
S5、雷达将所述输出值通过CAN网络传送给舵机装置的电机控制器,所述电机控制器根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
本发明中所述第一预设时间、第二预设时间均可以依据实际情况与实际需求进行调整和限定,只需保证所获取的数据能够保持稳定即可。
实施例四:
本实施例提供一种车辆雷达,包括雷达传感器21和舵机装置22,参考图3,所述雷达传感器21与所述舵机装置22通过连接装置23相连,并所述雷达传感器21与所述舵机装置22通讯相连。所述舵机装置22包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的用于车辆上雷达的安装角度校正方法。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,包括如下步骤,
S1:通过雷达传感器识别道路边界;
S2:获取所述雷达传感器的天线阵列所在平面垂直方向的法线与所述道路边界所形成的第一夹角、方向盘转角第二夹角;
判断所述第一夹角是否处于第一预设范围内,同时所述第二夹角是否处于第二预设范围内,若是,则认为所述第一夹角、第二夹角满足前置条件,并执行S3;
S3:计算所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得安装偏差角度;
S4:获取多个安装偏差角度,将多个所述安装偏差角度进行滤波处理,得到输出值;
S5:根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
2.如权利要求1所述的车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,
所述S2进一步包括,
进一步检测所述第一夹角在所述第一预设范围、所述第二夹角在所述第二预设范围的保持时间,当所述保持时间均满足第一预设时间时,执行S3。
3.如权利要求1或2所述的车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,
所述S4包括:
S4-1、再次获取所述第一夹角、第二夹角,当本次获取的所述第一夹角、第二夹角满足所述前置条件时,继续后续步骤;
S4-2、计算本次获取的所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得本次安装偏差角度;
S4-3、将所述本次安装偏差角度与S3中所得的安装偏差角度进行滤波处理得到本次输出值;
S4-4、多次执行S4-1、S4-2,将每次最新获得的本次安装偏差角度与所述本次输出值进行滤波处理,并将本次输出值更新为滤波处理后的结果;
S4-5、当参与滤波处理的安装偏差角度的数量大于预设值n0时,将所述本次输出值记为输出值,执行S5,若否,则返回S4-1。
4.如权利要求1或2所述的车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,
所述S4包括:
S4-1、再次获取所述第一夹角、第二夹角,当本次获取的所述第一夹角、第二夹角满足所述前置条件时,计算本次获取的所述第一夹角与所述雷达的预设安装角度的差值,获得本次的安装偏差角度;
S4-2、多次执行S4-1,获得多个安装偏差角度;
S4-3、将所述多个安装偏差角度进行滤波处理得到输出值,当获得的多个安装偏差角度的数量大于预设值n0时,执行S5,若否,则返回S4-1。
5.如权利要求4所述的车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,
所述S4-2进一步包括,每隔第二预设时间多次执行S4-1。
6.如权利要求1中所述的车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,
所述S5包括,将所述输出值通过CAN网络传送给舵机装置的电机控制器,所述电机控制器根据所述输出值调整所述雷达的安装角度。
7.如权利要求1所述的车辆雷达的安装角度校正方法,其特征在于,
所述第一预设范围为预设安装角度±3°,所述第二预设范围为0°±10°。
8.一种车辆雷达,包括雷达传感器和舵机装置,所述雷达传感器与所述舵机装置通讯相连,所述舵机装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,
所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一所述的车辆雷达的安装角度校正方法。
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