一种基于特定形状金属的车载毫米波雷达自校准方法

技术领域

本发明涉及车辆毫米波雷达校准技术领域，具体涉及一种基于特定形状金属的车载毫米波雷达自校准方法。

背景技术

随着自动驾驶技术的不断发展，毫米波雷达的使用也是越来越广泛，特别是在汽车上应用过程中，毫米波雷达对车辆的安装精度比较高，急需一种高效、简单的校准方案。

现有的技术方案为了解决毫米波雷达的校准问题，需要在产线一次性投入大量设备进行机械校准，且校准比较耗时，满足不了现代制造业对成本、高效的要求。

车厂在总装车间生产汽车时，会专门设计用于调节的面板，最重要的是当车辆上装配多个雷达的时候，每个雷达都需要使用仪器进行校准，比较耗工时，校准设备成本高，对产线要求比较高，局限性非常大。

现有雷达自动校准方案是基于周边环境给出来的目标物，自动筛选，受到环境限制条件较多，特别是目标物的雷达波反射能量不强的时候，需要长时间的去学习，效率低下。

基于周边环境自动校准方案受天气影响非常大，特别是阴雨天气、下雪天道路环境车辆稀少，影响对道路模型的构建和自我学习时间。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于特定形状金属的车载毫米波雷达自校准方法，以解决上述背景技术中提出的现有雷达自动校准方案是基于周边环境给出来的目标物，自动筛选，受到环境限制条件较多，需要长时间的去学习，效率低下；基于周边环境自动校准方案受天气影响非常大的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于特定形状金属的车载毫米波雷达自校准方法，它包含如下步骤：

(1)校准前的准备：保险杠满足设计要求，无凹坑、变形且保持干净，无覆盖物；

(2)在校准跑道上设置有充足的静止金属目标物，金属目标物为开口法线与车辆行驶方向垂直的金属三角锥或多面三角锥中的一种；金属目标物离地高度为0.8-1m之间；

(3)专用校准跑道是长度为750m-850m的直道；

(4)动态校准应在一个点火/上电循环内完成，如在校准过程中出现多次点火/上电循环的，则重新开始整个校准流程；

(5)车辆的行驶速度维持在10km/h至30m/h之间；

(6)在校准过程开始前车辆在平坦路面上静止并激活校准进程，随后自由加速至上述车速区间后保持车速平稳直线行驶，加速度波动范围为-0.5m/s^2至1.0m/s^2之间，行驶稳定保持系统在校准期间不触发；

(7)在校准过程开始之前，与雷达相关的关联系统均精确可靠且以完成各自校准流程，包括但不仅限于横摆角传感器、方向盘转角传感器等；

(8)在车辆静止的状态下通过车载诊断仪发起诊断指令，然后通过车辆校准状态指令灯去监控校准进度；

(9)按照上述的要求，驾驶车辆在车道上正常行驶，直到完成校准。

作为本发明的进一步改进，所述的金属三角锥由三块等边三角形焊接在一起，边长为10-15cm。

作为本发明的进一步改进，所述的多面三角锥由多块四分之一圆相互垂直焊接在一起，边长为15-16cm。

作为本发明的进一步改进，所述的金属目标物还可以为金属护栏、金属反射板、变体三角锥、棱柱或圆锥体中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述的金属目标物的选材包含不限于铸铁、铝、铜。

(三)有益效果

与现有技术相比，采用上述技术方案后，本发明有益效果为：

本发明通过提供特定的目标物(金属三角锥、多面三角锥)，以增强在车辆行驶过程中对周边目标物的感知程度，减少构建动态参照系统的自我学习的时间。从而达到提高了毫米波雷达的动态校准的效率，降低了校准成本，以此实现了车辆批量化生产过程中，能够快速消除安装所带来的方位误差。

附图说明

图1是本发明所提供的实施例的特定目标物布置图；

图2是本发明所提供的实施例的自动校准原理图；

图3是本发明所提供的实施例的自动校准流程图；

图4是本发明所提供的实施例中金属三角锥的结构示意图；

图5是本发明所提供的实施例中多面三角锥的结构示意图。

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。

请参阅图1-图5，本发明提供的一种实施例：一种基于特定形状金属的车载毫米波雷达自校准方法，首先，制作金属目标物，本实施例中，金属目标物选用金属三角锥或多面三角锥，金属三角锥由三块等边三角形焊接在一起，边长控制在10-15cm；多面三角锥由多块四分之一圆相互垂直焊接在一起，边长控制在15-16cm之间；采用的金属材料包含不限于铸铁、铝、铜；反射器边缘、底座不应该反射雷达波，包括多路反射。

为了正确的使用三角锥、多面三角锥达到提高校准效率，本实施例提供如下的金属目标物使用方案：

1、校准前的准备，保险杠需满足设计要求，无凹坑或变形，为避免雷达波遮挡导致的雷达失明，保险杠应保持干净，无冰雪或泥土等覆盖物；

2、在校准跑道上应有充足的静止金属目标物，或每隔十米在道路两旁布置的开口法线与车辆行驶方向垂直的三角反射锥；金属三角锥离地高度控制0.8-1m之间；

3、专用校准跑道应保证在800米左右，且跑道须为直道，在条件难以满足时，可采用多段直线跑道叠加或折返跑的方式满足长度要求。

本实施例所述的一种基于特定形状金属的车载毫米波雷达自校准方法，包含如下步骤：

1、动态校准应在一个点火/上电循环内完成，如在校准过程中出现多次点火/上电循环的，请务必重新开始整个校准流程；

2、为保证校准结果的精确性并缩短校准过程的时长，车辆的行驶速度应维持在10km/h至30m/h之间，以保证雷达对单一反射目标可以进行多个计算周期的追踪；

3、在校准过程开始前车辆应在平坦路面上静止并激活校准进程，随后自由加速至上述车速区间后直线行驶，保持车速平稳，无突然加减速等驾驶行为，最大加速度波动范围应在-0.5m/s^2至1.0m/s^2之间，行驶稳定保持系统在校准期间不应触发；

4、在校准过程开始之前，与雷达相关的关联系统均应精确可靠且以完成各自校准流程，包括但不仅限于横摆角传感器、方向盘转角传感器等；

5、在车辆静止的状态下通过车载诊断仪发起诊断指令，然后通过车辆校准状态指令灯去监控校准进度；

6、按照上述的要求，驾驶车辆在车道上正常行驶，直到完成校准。

本发明自校准的原理为：

将车载毫米波雷达安装在车上，雷达软件中写入雷达法线与车辆轴线的初始夹角；装有车载毫米波雷达在行驶中通过雷达天线发射电磁波，依据不同目标反射回来的电磁波，由不同的天线接收，从而得出雷达与特定金属目标物的相对位置参数。

雷达得到不同目标物的特定方位参数，在雷达处理器中的拟合得到线性回归方程，处理器依据线性回归方程，得到线性回归的轨迹与竖直方向的夹角，该夹角为即为车载毫米波雷达安装修正角度；

根据多点位置参数，将接收到的散点数据，通过最小二乘法或者递归法，得到回归方程y＝ax+b；

处理器将得到的修正角度，叠加初始的安装角度，最好就得到车载毫米波雷达实际安装角度。

综上所述，本发明和现有的技术相比，运用了特定形状的金属三角锥作为毫米波雷达安装角度目标物，运用自动校准学习方案，从而实现低成本、高效、快捷的校准需求，满足了毫米波雷达批量化生产对安装精度、生产节拍的要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。