专利名称：一种车载雷达标定装置及标定方法
技术领域：
本发明涉及车载雷达应用领域，特别是关于一种车载雷达标定装置及标定方法。
背景技术：
科学技术的日新月异促进了汽车主动安全技术的飞速发展。其中，主动智能安全系统被人们逐渐接受，且深入人心。比较典型的主动智能安全系统有自适应巡航系统(ACC)、走停控制系统(Stop&Go)和前撞报警系统(FCW)等，这些系统都需要获取前方环境信息，即前车的相对距离、相对速度等。目前比较常见的方法是在自车前端安装毫米波雷达以获取前车的相关信息。但是毫米波雷达的探测范围有限，长距离毫米波雷达的横向探测范围一般只有±10deg，这就要求雷达在安装的时候其毫米波发射平面要正对自车前方，较小的安装角度或位置偏差都可以使对前方车辆探测距离较大的误差，所以需要对雷达安装位置和姿态进行标定。同时，车载毫米波雷达安装使用前，有必要对其探测范围(横向探测辐角、纵向探测距离)、角度分辨率、距离分辨率和目标识别能力等进行标定和测试。

发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够方便快捷地完成车载雷达标定和测试的车载雷达标定装置及标定方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种车载雷达标定装置，其特征在于:它包括目标物、雷达、CAN卡和计算机设备；所述目标物包括一表面能够反射雷达毫米波的锥形体，所述锥形体以高度可调的方式安装在一不能反射雷达毫米波地支架上；所述雷达安装在试验车前端，并与车载总线连接；所述CAN卡一端通过数据线连接所述试验车的车载总线，与所述雷达建立数据交流，另一端则通过数据线连接所述计算机设备；所述计算机设备安装有雷达标定程序。上述支架包括基座和支杆；所述基座上设置有若干螺纹孔，以及与所述螺纹孔对应的螺钉，所述螺钉贯穿所述螺纹孔并与地面接触，所述基座的中心还设置有一中空的凸台；所述支杆上标有高度，且底部穿过所述凸台与地面接触，从而固定在所述基座上。上述锥形体固定在一浮块的凹槽中，所述浮块能在所述支架上自由移动，并能通过紧固螺钉固定在所述支架的指定高度处。上述车载雷达标定装置所用的一种车载雷达标定方法，其包括以下步骤:I)雷达视轴竖直方向标定:1.1)将雷达固定在试验车前端预留的安装位置上，并调整其安装姿态；1.2)利用水平仪调整雷达上端面水平；2)雷达视轴水平 方向标定:2.1)将目标物置于雷达正前方指定距离Cl1处，使目标物锥形体中心与雷达前端面中心的连线与车辆左右对称的中轴面平行或重合，并使目标物锥形体中心与雷达前端面中心等闻;
2.2)通过雷达标定程序读取雷达反馈的目标物锥形体中心与雷达前端面中心的距离，即目标物的纵向距离测量值X1和横向距离测量值Y1，代入下式计算雷达视轴水平偏角91:9 j = arctan (Y1Zx1)；2.3)若雷达视轴水平偏角Q1大于等于给定阈值0thMS，则返回步骤1.1)，重新调整雷达安装姿态，并重复步骤1.2) 2.2)，直至雷达视轴水平偏角e i小于给定阈值
0
thres *2.4)调整目标物与雷达前端面的纵向距离至2屯和3屯，分别重复上述步骤1.2)
2.3)得出相应的雷达视轴水平偏角 02和e3，代入下式计算雷达视轴水平偏角标定值e:0 = ( 0 !+ 0 2+ 0 3)/3 ；雷达标定程序在后面步骤中利用雷达视轴水平偏角标定值e，按照以下公式对每次测量雷达所反馈的目标物横向距离测量值和纵向距离测量值进行误差修正:xf = X0Cos 0 -y0sin 0yf = x0sin 0 +y0cos 0上式中，x。和y。分别表示修正前雷达所反馈的目标物纵向距离测量值和横向距离测量值，Xf和yf分别表示与测量值对应的修正值；3)雷达纵向距离精度标定:3.1)将目标物置于雷达正前方指定距离d2处，并保持目标物锥形体中心与雷达前端面中心等高，借助测量工具测量目标物纵向距离实际值，通过雷达标定程序读取目标物纵向距离修正值；3.2)通过下式计算雷达纵向距离误差标定值Ax:
权利要求
1.一种车载雷达标定装置，其特征在于:它包括目标物、雷达、CAN卡和计算机设备；所述目标物包括一表面能够反射雷达毫米波的锥形体，所述锥形体以高度可调的方式安装在一不能反射雷达毫米波地支架上；所述雷达安装在试验车前端，并与车载总线连接；所述CAN卡一端通过数据线连接所述试验车的车载总线，与所述雷达建立数据交流，另一端则通过数据线连接所述计算机设备；所述计算机设备安装有雷达标定程序。
2.按权利要求1所述的一种车载雷达标定装置，其特征在于:所述支架包括基座和支杆；所述基座上设置有若干螺纹孔，以及与所述螺纹孔对应的螺钉，所述螺钉贯穿所述螺纹孔并与地面接触，所述基座的中心还设置有一中空的凸台；所述支杆上标有高度，且底部穿过所述凸台与地面接触，从而固定在所述基座上。
3.按权利要求1或2所述的一种车载雷达标定装置，其特征在于:所述锥形体固定在一浮块的凹槽中，所述浮块能在所述支架上自由移动，并能通过紧固螺钉固定在所述支架的指定高度处。
4.按权利要求1或2或3所述的车载雷达标定装置所用的一种车载雷达标定方法，其包括以下步骤: ·1)雷达视轴竖直方向标定: ·1.1)将雷达固定在试验车前端预留的安装位置上，并调整其安装姿态； ·1.2)利用水平仪调整雷达上端面水平； ·2)雷达视轴水平方向标定: · 2.1)将目标物置于雷达正前方指定距离Cl1处，使目标物锥形体中心与雷达前端面中心的连线与车辆左右对称的中轴面平行或重合，并使目标物锥形体中心与雷达前端面中心等闻; ·2.2)通过雷达标定程序读取雷达反馈的目标物锥形体中心与雷达前端面中心的距离，即目标物的纵向距离测量值X1和横向距离测量值Y1，代入下式计算雷达视轴水平偏角e i:·0 I = arctan (Y1A1)； ·2.3)若雷达视轴水平偏角Q1大于等于给定阈值0th_，则返回步骤1.1)，重新调整雷达·安装姿态，并重复步骤1.2) 2.2)，直至雷达视轴水平偏角0:小于给定阈值e thres ； ·2.4)调整目标物与雷达前端面的纵向距离至2屯和3屯，分别重复上述步骤1.2) 2.3)得出相应的雷达视轴水平偏角92和G3，代入下式计算雷达视轴水平偏角标定值e:· 0 = ( 9 j+ 9 2+ 9 3) /3 ； 雷达标定程序在后面步骤中利用雷达视轴水平偏角标定值0，按照以下公式对每次测量雷达所反馈的目标物横向距离测量值和纵向距离测量值进行误差修正:xf = X0Cos 9 _y0sin 9yf = x0sin 0 +y0cos 0 上式中，x。和y。分别表示修正前雷达所反馈的目标物纵向距离测量值和横向距离测量值，Xf和yf分别表示与测量值对应的修正值； ·3)雷达纵向距离精度标定: ·3.1)将目标物置于雷达正前方指定距离d2处，并保持目标物锥形体中心与雷达前端面中心等高，借助测量工具测量目标物纵向距离实际值，通过雷达标定程序读取目标物纵向距离修正值；` 3.2)通过下式计算雷达纵向距离误差标定值Ax:
5.按权利要求4所述的一种车载雷达标定方法，其特征在于:所述雷达标定程序包括CAN报文接收与处理模块、雷达校验信息发送模块、雷达目标修正与计算模块和人际交互显示模块； CAN报文接收与处理模块负责接收和解析从雷达反馈的CAN报文，从中获取目标物信息； 雷达校验信息发送模块主要用于按照雷达协议向雷达发送校验信息，使雷达处于正常工作状态； 雷达目标修正与计算模块用于修正测量误差，并负责完成标定过程中的计算工作； 人机交互显示模块辅助实验者读取雷达所提供的测量信息，同时设有标定流程提示信息。
6.按权利要求4或5所述的一种车载雷达标定方法，其特征在于:雷达能够正确识别当前距离值或探测到目标物的条件是雷达反馈的测量值的误差要小于步骤3.2)所确定的雷达纵向距离误差标定值Ax的2倍。
7.按权利要求4或5所述的一种车载雷达标定方法，其特征在于:步骤2.1)中，指定距离Cl1取雷达厂商提供的放置距离参考值，或取默认值5m ;步骤5.1)中，指定距离d3为雷达厂商提供的雷达纵向最小探测距离参考值的1.5倍，或取默认值5m;步骤5.3)中，指定距离d4为雷达厂商提供的雷达纵向最大探测距离参考值减去20m后的差值；步骤7)中，指定高度h取经验值0.2m和1.lm。
8.按权利要求6所述的一种车载雷达标定方法，其特征在于:步骤2.1)中，指定距离Cl1取雷达厂商提供的放置距离参考值，或取默认值5m ;步骤5.1)中，指定距离d3为雷达厂商提供的雷达纵向最小探测距离参考值的1.5倍，或取默认值5m;步骤5.3)中，指定距离d4为雷达厂商提供的雷达纵向最大探测距离参考值减去20m后的差值；步骤7)中，指定高度h取经验值0.2m和1.lm。
全文摘要
本发明涉及一种车载雷达标定装置及标定方法，它包括目标物、CAN卡、雷达和内设有雷达标定程序的计算机设备。CAN卡一端通过数据线连接试验车的车载总线，从而与雷达建立数据交流；另一端则通过数据线连接计算机设备，一方面计算机设备运行雷达标定程序通过CAN卡向雷达发送校验信息以使雷达能正常工作，另一方面雷达反馈的目标CAN信息通过CAN卡输送给计算机设备，以供雷达标定程序解析和计算，完成雷达安装位置和姿态检测，以及进行雷达纵向探测距离和横向探测辐角等标定工作。本发明可以广泛用于车载雷达研发、自适应巡航系统、走停控制系统、主动避撞系统等需要安装车载雷达的场合，标定过程方便、简洁，容易实施。
文档编号G01S7/40GK103091667SQ201310008718
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者李克强, 秦晓辉, 王建强, 谢伯元, 李晓飞, 虞辰霏, 王肖, 赵树连, 郑洋 申请人:清华大学