一种车载雷达标定装置及标定方法

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。

主权项

一种车载雷达标定装置所用的车载雷达标定方法，所述车载雷达标定装置包括目标物、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的支架上；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；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；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；所述车载雷达标定方法包括以下步骤：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d₁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高；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θ₁：θ₁＝arctan(y₁/x₁)；2.3)若雷达视轴水平偏角θ₁大于等于给定阈值θ_thres，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θ₁小于给定阈值θ_thres；2.4)调整目标物与雷达前端面的纵向距离至2d₁和3d₁，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θ₂和θ₃，代入下式计算雷达视轴水平偏角标定值θ：θ＝(θ₁+θ₂+θ₃)/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θ，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：x_f＝x_ocosθ‑y_osinθy_f＝x_osinθ+y_ocosθ上式中，x_o和y_o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，x_f和y_f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Δx：$\mathrm{\Delta x}=\left[\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}(x_{r,k}-x_{o,k})\right]/N$上式中，x_r,k表示第k次借助测量工具测量的目标物纵向距离实际值，x_o,k表示第k次通过雷达标定程序读取的目标物纵向距离修正值，N为总测量次数；4)雷达横向距离精度标定：4.1)将目标物置于雷达正前方指定位置处，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横向距离实际值，通过雷达标定程序读取目标物横向距离修正值；4.2)通过下式计算雷达横向距离误差标定值Δy：$\mathrm{\Delta y}=\left[\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}(y_{r,j}-y_{o,j})\right]/M$上式中，y_r,j表示第j次借助皮尺等工具测量的目标物横向距离实际值，y_o,j表示第j次通过雷达标定程序读取的目标物横向距离修正值，M为总测量次数；5)雷达纵向探测范围标定：5.1)将目标物置于雷达正前方指定距离d₃处，并保持目标物锥形体中心与雷达前端面中心等高，将目标物向雷达缓慢移动，直至雷达无法正确探测到目标物，记下该距离值，记为x_3,o；5.2)将目标物置于雷达正前方x_3,o+0.1m处，通过雷达标定程序确认雷达能正确识别该距离值后，将目标物每向雷达移动0.01m，确认一次雷达是否能正确识别当前距离值，直至雷达无法正确识别，记下雷达最后一次能正确识别的距离值x_min，作为雷达纵向最小探测距离标定值；5.3)将目标物置于雷达正前方指定距离d₄处，将目标物向远离雷达的方向移动，直至雷达无法正确探测到目标物，记下该距离值，记为x_4,o；5.4)将目标物置于雷达正前方x_4,o‑5m处，通过雷达标定程序确认雷达能正确识别该距离值后，将目标物每向远离雷达的方向移动1m，确认一次雷达是否能正确识别当前距离值，直至雷达无法正确识别，记下雷达最后一次能正确识别的距离值x_max，作为雷达纵向最大探测距离标定值；6)雷达横向探测范围标定：6.1)将目标物置于雷达正前方，并保持目标物锥形体中心与雷达前端面中心等高，横向距离为y₅＝±4m，纵向距离为x₅＝|y₅|/tanα，α取雷达厂商提供的雷达横向最大辐角参考值的1/2；6.2)通过雷达标定程序确认雷达能正确探测到处于(x₅,y₅)处的目标物；6.3)将目标物向垂直于车辆对称平面且背离对称面的方向移动，直至雷达不能正确探测到目标物，记下雷达最后一次能正确识别的横向距离修正值y_max,L和y_max,R；6.4)将目标物置于雷达纵向最大探测距离标定值x_max处，且横向距离为±4m，确认雷达能正确探测到目标物；6.5)通过下式计算雷达横向探测范围辐角标定值θ_Lat：${\theta }_{\mathrm{Lat}}=\pm \frac{1}{2}\arctan \left[\frac{\left(\right|y_{\max ,L}|+|y_{\max ,R}\left|\right)x_5}{x_5^2-\left|y_{\max ,L}{y}_{\max ,R}\right|}\right];$7)雷达竖直方向探测范围标定：7.1)将目标物置于雷达正前方，横向距离为0，纵向距离为10m，调整目标物到指定高度h，通过雷达标定程序确认雷达能否正确探测到目标物；7.2)将目标物置于雷达正前方，横向距离为0，纵向距离取雷达厂商提供的雷达纵向最大探测距离参考值和步骤5.4)获得的雷达纵向最大探测距离标定值中的小者，调整目标物到指定高度h，通过雷达标定程序确认雷达能否正确探测到目标物；7.3)若步骤7.1)和7.2)中雷达均能正确探测到目标物，说明雷达满足竖直方向探测要求；8)保存标定结果。