CN113671453A - 车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法、装置、存储介质及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法、装置、存储介质及电子设备，所述方法包括：当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标车辆的探测数据；基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。本发明所公开的方法、装置及电子设备通过车载毫米波雷达获取有效的目标车辆的实测俯仰角，并基于所述目标车辆的实测俯仰角校准该车载毫米波雷达的俯仰角度，由此显著地提高了车载毫米波雷达俯仰角度校准操作的便捷性和易实现性。

Description

车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法、装置、存储介质及电子 设备
技术领域
本发明涉及车载雷达技术领域，尤其涉及一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
随着高级辅助驾驶(Advanced Driver Assistant System,ADAS)和自动驾驶(Autonomous Driving,AD)的迅速发展，车载毫米波雷达得益于其全天时、全天候、作用距离远、测速精度高等优点而被广泛应用于ADAS和AD中。但有时车载毫米波雷达可能会存在俯仰方向的俯仰角误差，导致安装的俯仰角与初始设定的俯仰角不一致，这里的俯仰角是指雷达波束与水平方向的夹角，这将严重影响雷达检测目标的俯仰角测量的准确性，从而影响对目标的检出率，从而带来安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法、装置、存储介质及电子设备，有效解决目前车载毫米波雷达俯仰角缺乏有效的校准方法的问题。
根据本发明的一方面，本发明一实施例提供一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，所述方法包括以下步骤：当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标车辆的探测数据；基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
进一步地，所述预设条件包括：携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的距离在第一预设距离范围内且携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度和/或倾斜角度的变化未超过预设值。
进一步地，所述当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的目标车辆的探测数据的步骤包括：检测当前是否存在与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆，并且若存在与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆，则将与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆确定为所述目标车辆。
进一步地，所述当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的目标车辆的探测数据的步骤包括:通过设置于携载所述车载毫米波雷达的车辆上的陀螺仪检测携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度和/或倾斜角度的变化，并确定所述倾斜角度和/或倾斜角度的变化是否超过所述预设值。
进一步地，所述预设条件还包括：接收到来自用户或者车辆控制器的校准启动指令。
进一步地，所述第一预设距离范围包括携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的距离大于50米。
进一步地，所述基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准，包括：获取同一目标车辆的多个原始俯仰角；计算同一目标车辆的所述多个原始俯仰角的方差值；确定所述方差值是否小于预定的阈值；若所述方差值小于所述预定的阈值，则将所述多个原始俯仰角的均值作为所述目标车辆的基准俯仰角。
进一步地，所述基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准的步骤还包括：根据所述目标车辆的所述基准俯仰角确定所述车载毫米波雷达的俯仰角误差；根据所述俯仰角误差校准所述车载毫米波雷达。
根据本发明的另一方面，本发明实施例提供一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准装置，包括：检测模块，用于当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标车辆的探测数据；校准模块，用于基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
根据本发明的另一方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述设备包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器电性连接，所述存储器用于存储指令和数据，所述处理器用于执行本发明任一实施例所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法中的步骤。
根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前面所描述的任一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法。
本发明的优点在于，通过车载毫米波雷达获取有效的目标车辆的实测俯仰角，并基于所述目标车辆的实测俯仰角校准该车载毫米波雷达的俯仰角度，由此显著地提高了车载毫米波雷达俯仰角度校准操作的便捷性和易实现性。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法的步骤流程图。
图2为本发明提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法中的具体实施步骤流程图。
图3为本发明实施例提供的俯仰角测量场景图。
图4为本发明实施例提供的俯仰角校准示意图。
图5为本发明提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准装置结构示意图。
图6本发明提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，为本发明所提供的一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法步骤流程图。所述方法包括步骤：
步骤S110：当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标车辆的探测数据。
在本发明所提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法中，携载所述车载毫米波雷达的车辆(以下简称主车辆)与所述目标车辆之间的距离在第一预设距离范围内且携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度未超过预设值，则满足所述预设条件。
步骤S120：基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
在本实施例中，根据目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
进一步地，在本实施例中，对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准可以包括对车载毫米波雷达法线调节，例如通过软件算法的补偿，基准俯仰角为-2°，也即补偿值为-2°，车载毫米波雷达后续在进行测量时，每次获取的俯仰角自动增加2°进行补偿。法线调节适用于基准俯仰角的偏差为-3°至3°之间。
进一步，在本实施例中，对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准还包括对车载毫米波雷达进行物理调节，例如可以通过4S店进行重新安装车载毫米波雷达。物理调节适用于基准俯仰角的偏差为小于-3°或大于3°。
根据俯仰角误差调节车载毫米波雷达的安装角度或车载毫米波雷达法线的角度直至检测到的目标车辆的俯仰角为零度。其中引起俯仰角误差的因素包括：车载毫米波雷达在安装过程中产生的误差或在使用过程中角度发生变化。
实施例一通过车载毫米波雷达获取有效的目标车辆的实测俯仰角，并基于所述目标车辆的实测俯仰角校准该车载毫米波雷达的俯仰角度，由此显著地提高了车载毫米波雷达俯仰角度校准操作的便捷性和易实现性。
如图2所示，为本发明提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法的具体实施步骤流程图。所述方法进一步包括：
步骤S210：通过设置于携载所述车载毫米波雷达的车辆上的陀螺仪检测携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度，并确定所述倾斜角度是否超过所述预设值。
本发明提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法适用于后向雷达的校准或者前向雷达的校准。示例性地，针对后向雷达，主车辆可以通过安装于上的陀螺仪判断已行进经过预设距离的路段相对于水平面的倾斜角度是否超过所述预设值。示例性地，针对前向雷达，主车辆或者驾驶者可以通过目视、或者车辆内置的GPS定位***、或者电子地图等信息确认前方预设距离的路段是否平坦。例如路面(或主车辆)与水平面的倾斜角度和/或倾斜角度的变化小于1°时，则可以认为路面平坦。示例性地，针对普通路面，可以根据路面相对于水平面的倾斜角度判断路面是否平坦，针对具有一定坡度的路面，可以根据该路面的倾斜角度的变化判断路面的倾斜角度是否均匀和连续，即是否是在一定距离范围内具有固定倾斜斜率的路面。换句话说，在一定距离范围内具有固定倾斜斜率的路面也适用本发明所提出的校准方法。
步骤S220：检测当前是否存在与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆，并且若存在与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆，则将与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆确定为所述目标车辆。
示例性地，主车辆上的车载毫米波雷达通过识别算法识别是否存在位于第一预设距离范围内的目标车辆，或者通过与相机融合等手段选择符合条件的目标车辆。示例性地，优先选择的目标车辆为小型汽车，小型汽车的最佳高度与主车辆的高度相似或相同，以便于车载毫米波雷达探测目标车辆俯仰角时所确定的检测点的位置与车载毫米波雷达高度一致，从而提高对车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准的精度。
步骤S230：获取同一目标车辆的多个原始俯仰角。
在本实施例中，为了便于理解，结合图3作进一步说明。假设安装车载毫米波雷达的主车辆的高度为1.5米，车载毫米波雷达安装高度为0.6米，目标车辆高度为1.5米，针对与主车辆相距100米处的目标车辆，车载毫米波雷达与目标车辆的底部和顶部连线之间的夹角为-0.3°至0.5°。由于车载毫米波雷达本身测量精度的限制，此时可以近似认为车载毫米波雷达与目标车辆的底部和顶部连线之间的夹角为0°，也即此时的目标车辆的理论俯仰角可以看做为0°。当车载毫米波雷达为中距离雷达时，主车辆与目标车辆的第一预设范围为50米至70米。当车载毫米波雷达为远距离雷达时，主车辆与目标车辆的第一预设范围大于100米。
步骤S240：计算同一目标车辆的所述多个原始俯仰角的方差值。
在本步骤中，由于车载毫米波雷达探测本身具有高斯噪声，为了解决高斯噪声，采用多帧数据的平滑滤波处理技术(即对同一目标车辆的多次测量所获得的原始俯仰角进行平滑滤波处理)，即针对所获得的符合雷达探测数据分布的数据(多次测量所获得的原始俯仰角)，计算该数据的方差。
步骤S250：确定所述方差值是否小于预定的阈值。
步骤S260：若所述方差值小于所述预定的阈值，则将所述多个原始俯仰角的均值作为所述目标车辆的基准俯仰角。
具体地，当车载毫米波雷达存在俯仰角误差，即车载毫米波雷达的法线(即与水平面垂直的线)不与水平面垂直，此时根据图3中测量的方法，测量出的目标车辆的实测原始俯仰角也不为0°。
步骤S270：根据所述目标车辆的所述基准俯仰角确定所述车载毫米波雷达的俯仰角误差。
步骤S280：根据所述俯仰角误差校准所述车载毫米波雷达。
具体地，结合参阅图4，图4中车载毫米波雷达安装角度向上偏差3°(即与水平面之间的夹角为3°)，此时步骤S260计算出基准俯仰角为-3°，根据基准俯仰角对车载毫米波雷达的俯仰角进行校准。
还需要说明的是，在本发明所提出的方法中，车载毫米波雷达的安装位置不局限于前向、后向、或角向，并且雷达频段不局限于77G或24G。
由上可见，在本发明所提出的方法中，通过车载毫米波雷达获取有效的目标车辆的实测俯仰角，并基于所述目标车辆的实测俯仰角校准该车载毫米波雷达的俯仰角度，由此显著地提高了车载毫米波雷达俯仰角度校准操作的便捷性和易实现性。
示例性地，在本发明所提出的方法中，所述预设条件还包括：接收到来自用户或者车辆控制器的校准启动指令。
由上可见，在本发明所提出的方法中，用户可以根据自己的判断，当前驾驶的路段是否为平坦路段，通过发出一指令，也可以通过主车辆内置的GPS定位***或者电子地图等信息确认行驶的路段是否平坦。当为平坦路段时，则发起所述校准启动指令。
如图5所示，为本发明提供的车载毫米波雷达俯仰角误差校准装置结构示意图。所述装置包括：检测模块10和校准模块20。
检测模块10用于当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标车辆的探测数据。在本实施例中，示例性地，若携载所述车载毫米波雷达的车辆(以下简称主车辆)与所述目标车辆之间的距离在第一预设距离范围内且携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度未超过预设值，则满足所述预设条件。
校准模块20用于基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。在本实施例中，根据目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
进一步地，在本实施例中，对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准可以包括对车载毫米波雷达法线调节，例如通过软件算法的补偿，基准俯仰角为-2°，也即补偿值为-2°，车载毫米波雷达后续在进行测量时，每次获取的俯仰角自动增加2°进行补偿。法线调节适用于基准俯仰角的偏差为-3°至3°之间。
进一步，在本实施例中，对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准还包括对车载毫米波雷达进行物理调节，例如可以通过4S店进行重新安装车载毫米波雷达。物理调节适用于基准俯仰角的偏差为小于-3°或大于3°。
根据俯仰角误差调节车载毫米波雷达的安装角度或车载毫米波雷达法线的角度直至检测到的目标车辆的俯仰角为零度。其中引起俯仰角误差地因素包括：车载毫米波雷达在安装过程中产生的误差或在使用过程中角度发生变化。
本发明所提出的车载毫米波雷达俯仰角误差校准装置通过毫米雷达获取有效的目标车辆，并获取目标车辆的原始俯仰角。由于选取的目标车辆较远，因此目标车辆的理论俯仰角可以认为接近零度。当车载毫米波雷达的存在俯仰角检测误差时，目标车辆的实测原始俯仰角偏离零度，此时根据计算出的目标车辆的基准俯仰角对车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
本发明所提出的车载毫米波雷达俯仰角误差校准装置的其他方面与前面所描述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法相同或相似，在此不再赘述。
本申请还提供了一种电子设备1000，其内部结构图如图6所示。该电子设备1000包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备1000的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备1000的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的计算机设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现前面所描述的任一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前面所描述的任一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标物体的探测数据；
基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
2.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述预设条件包括：携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的距离在第一预设距离范围内且携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度和/或倾斜角度的变化未超过预设值。
3.根据权利要求2所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的目标车辆的探测数据的步骤包括：
检测当前是否存在与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆，并且若存在与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆，则将与携载所述车载毫米波雷达的车辆的距离在所述第一预设距离范围内的车辆确定为所述目标车辆。
4.根据权利要求3所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的目标车辆的探测数据的步骤包括:
通过设置于携载所述车载毫米波雷达的车辆上的陀螺仪检测携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的道路相对于水平面的倾斜角度和/或倾斜角度的变化，并确定所述倾斜角度和/或倾斜角度的变化是否超过所述预设值。
5.根据权利要求2所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述预设条件还包括：接收到来自用户或者车辆控制器的校准启动指令。
6.根据权利要求5所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述第一预设距离范围包括携载所述车载毫米波雷达的车辆与所述目标车辆之间的距离大于50米。
7.根据权利要求1-6中任一个权利要求所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准，包括：
获取同一目标车辆的多个原始俯仰角；
计算同一目标车辆的所述多个原始俯仰角的方差值；
确定所述方差值是否小于预定的阈值；
若所述方差值小于所述预定的阈值，则将所述多个原始俯仰角的均值作为所述目标车辆的基准俯仰角。
8.根据权利要求7所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法，其特征在于，所述基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角度进行校准的步骤还包括：
根据所述目标车辆的所述基准俯仰角确定所述车载毫米波雷达的俯仰角误差；
根据所述俯仰角误差校准所述车载毫米波雷达。
9.一种车载毫米波雷达俯仰角误差校准装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于当满足预设条件时，获取所述车载毫米波雷达输出的对目标车辆的探测数据；
校准模块，用于基于所述探测数据确定所述目标车辆的基准俯仰角，并根据所述目标车辆的基准俯仰角对所述车载毫米波雷达的俯仰角误差进行校准。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器电性连接，所述存储器用于存储指令和数据，所述处理器用于执行权利要求1至8中任一项所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法中的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车载毫米波雷达俯仰角误差校准方法中的步骤。
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