具有自校准的自动车辆雷达系统技术方案

一种能够进行自校准的自动车辆雷达系统(10)，包括天线(22)、收发机(32)和控制器(40)。天线(22)广播雷达信号(28)并检测由物体(20)反射的反射信号(30)。收发机(32)基于雷达信号(28)和反射信号(30)确定物体(20)相对于天线(22)的距离(34)、角度(36)和临近速率(38)。控制器(40)确定主车辆(12)的速度(44)；基于速度(44)、角度(36)和临近速率(38)确定物体(20)何时静止；在存储器(42)中存储多个检测(48)，所述多个检测(48)对应于随着主车辆(12)行驶经过物体(20)时距离(34)、角度(36)和临近速率(38)的多个实例；基于速度(44)选择角度(36)相对于临近速率(38)的理想响应(52)；基于多个检测(48)与理想响应(52)之间的差来确定系统(10)的校准矩阵(54)；以及根据校准矩阵(54)来调整到后续物体(56)的指示角度(66)。

【技术实现步骤摘要】
具有自校准的自动车辆雷达系统
本公开内容总体上涉及自动车辆(automatedvehicle)雷达系统，具体而言，涉及当主车辆(hostvehicle)行驶经过静止物体时进行自校准的雷达系统。
技术介绍
汽车雷达系统通常在诸如电波暗室之类的测试设施中被初始校准，然后安装在主车辆上，而无需进一步的再校准。因此，校准可能不是最佳的，因为校准没有补偿可能影响雷达系统的响应的主车辆的仪表板、车架或其它部件的影响。此外，这种初始校准没有补偿由于老化或环境条件变化所引起的响应的变化，这可能并且经常导致系统性能的劣化。雷达系统在被安装在主车辆之前的典型初始校准将目标放在室中的参考点处，并且旋转雷达天线，以便在对应于雷达系统的操作视场的角度集合上收集响应。在每个角度，针对天线的每个元件收集复电压形式的响应，并且这些响应可用于完全确定系统的默认或初始校准。即，注意到响应偏离预期或理想响应的地方，并且建立校正因子或校准矩阵以校正或补偿针对测试的每个角度的来自天线的每个元件的复电压。
技术实现思路
本文描述的是被编程具有汽车雷达系统的在线或动态校准方法的雷达系统，其中，校准不依赖于受控的室环境或预定的测试设施。当主车辆在系统的整个使用寿命期间行驶时，都可以执行校准。这提供了系统的更精确的校准，即使当系统或主车辆的部分随时间而改变(例如，退化)和/或由于操作环境的变化而改变时。该系统使用的前提是，随着主车辆行驶经过目标，可以针对多个角度找到来自单个目标的响应。该方法包括用于挑选这样的目标并更新/调节提供系统的完全校准的校准矩阵的过程。该方法利用多普勒散射现象，其中由于随着主车辆朝向静止物体行驶并最终超过静止物体而不断变化的径向速度，静止物体具有不同的多普勒值，其中，径向速度取决于主车辆的速度和与物体的角度。静止物体的物理角度的范围取决于其相对于主车辆的相对位置，其与初始范围相关。某一多普勒值与静止物体的物理角度之间可以存在一对一的映射。对于前向雷达，最初感兴趣的静止物体可以位于与系统的视轴(bore-site)偏移一度(1°)处。只要主车辆具有固定的轨迹(在相对笔直的道路上以恒定的速度行驶)，就可以跟踪诸如路灯柱或限速标志之类的静止物体，并且可以存储该数据并稍后用于校准。以设计时确定的某种间隔，雷达进入在线校准模式。这可以基于行驶的里程、天气变化、时间间隔(周期性)或从传感器操作的初始时间开始的时间增量。在校准模式下，系统可以切换到感测模式，其给予其与车辆速度相适应的最高的多普勒分辨率。例如，系统可以被配置为以一度的角度间隔收集物体的离散检测。例如，如果主车辆以60kph的速度行驶并且物体处于一度的角度(最大压力)，则系统需要至少2.5mm/s的多普勒分辨率以便能够确定物体处于1度的位置。然而，当物体处于40度时，多普勒分辨率仅需要为185mm/s。检测范围限于5-40度而不是1-40度；可以放宽最低多普勒分辨率要求。在基于主车辆的速度设置感测模式的参数之后，可以搜索系统的视场以获得主要的静止物体。然后跟踪该物体并以例如一度的角度间隔记录复电压，并持续直到物体超出系统的视场，例如四十五度。值得注意的是，不需要针对视场中的每个角度都完成数据收集，但是收集越完整，校准就将越准确。根据一个实施例，提供了一种适于用在自动车辆上并且能够进行自校准的雷达系统。该系统包括天线、收发机和控制器。天线安装在主车辆上。该天线用于广播雷达信号并检测因物体对雷达信号的反射而产生的反射信号。收发机与天线通信。收发机基于雷达信号和反射信号确定物体相对于天线的距离、角度和临近速率。控制器与收发机通信。控制器确定主车辆的速度；基于速度、角度和临近速率确定物体何时静止；在存储器中存储多个检测，其对应于随着主车辆行驶经过物体时的距离、角度和临近速率的多个实例；基于速度选择角度相对于临近速率的理想响应；当物体静止时，基于多个检测与理想响应之间的差来确定系统的校准矩阵；以及根据校准矩阵来调整到后续物体的指示角度。在阅读以下仅通过非限制性示例的方式并参考附图给出的优选实施例的详细描述之后，其它特征和优点将更清楚地显现。附图说明现在将通过示例的方式参考附图来描述本专利技术，在附图中：图1是根据一个实施例的雷达系统的图；图2A和2B是对根据一个实施例的在时间上两个不同实例的配备有图1的系统的主车辆与图1的系统检测到的静止物体的相对位置的图示；以及图3是根据一个实施例的图1的系统的理想响应的曲线图；以及图4是根据一个实施例的由图1的系统使用的天线的上边缘视图。具体实施方式图1示出了雷达系统10的非限制性示例，雷达系统10在下文中被称为系统10。系统10适合于由自动车辆使用，例如，主车辆12。如本文所使用的，术语自动车辆适用于当主车辆12以自动模式14操作的情况，即完全自主的模式，其中主车辆12的操作人员18仅仅指定目的地以操作主车辆12。然而，完全自动化不是必需的。可以想到，当主车辆12以手动模式16操作时，本文中给出的教导是有用的，其中，在手动模式16中自动化的程度或水平仅仅是向通常控制主车辆12的方向盘、加速踏板和刹车的操作人员18提供听觉或视觉警告。例如，系统10可以仅根据需要来辅助操作人员18以改变车道和/或避免与例如物体20(例如，其它车辆或路标)的干扰和/或碰撞。本文描述的系统10有利地能够进行自校准以克服以上关于一次性初始校准描述的问题。如下面将更详细地描述的，本文所描述的系统10能够使用检测到的静止物体的实例(例如，路标或通常安装在柱上用于指示道路边缘的反射器的实例)来周期性地、定期地或不断地更新或改进系统10的校准。系统10包括安装在主车辆12上的天线22。通常，天线22具有接收元件24的多个实例(图4)，因此可以确定与物体20的方位角，如本领域技术人员将认识到的。天线22可以是建立在单个基板26上的单个统一单元，或者天线22可以具有分布在主车辆12上的不同间隔位置处的元件。天线22可以包括一个或多个单独的元件(未示出)用于广播雷达信号28，或者可以多路复用接收元件24中的一个或多个以广播雷达信号28并且检测由物体20对雷达信号28的反射而产生的反射信号30。系统10包括与天线22通信的收发机32。该通信可以采用线路、光纤、波导等、或其任何组合的方式，如本领域技术人员将认识到的。收发机32可用于基于雷达信号28和反射信号30来确定物体20相对于主车辆12或更具体地相对于天线22的距离34、角度36(即，上述方位角)以及临近速率38(同样参见图2A和2B)。系统10包括与收发机32通信的控制器40。虽然收发机32被示出为与控制器40分离，但这只是为了简化对系统10的说明。可以想到，收发机32的功能可以集成到控制器40中。控制器40可以包括诸如微处理器之类的处理器(未具体示出)或其它控制电路，例如模拟和/或数字控制电路，包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)，如对于本领域技术人员应该是显而易见的。控制器40可以包括存储器42，其包括非易失性存储器，例如用于存储一个或多个例程、阈值和捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。处理器可以执行一个或多个例程，以执行以下方法步骤：如本文所述的基于由控制器40发送和接收的信号来对系统10进行校准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于用在自动车辆上并且能够进行自校准的雷达系统(10)，所述系统(10)包括：天线(22)，所述天线(22)安装在主车辆(12)上，其中，所述天线(22)用于广播雷达信号(28)并检测因物体(20)对所述雷达信号(28)的反射而产生的反射信号(30)；收发机(32)，所述收发机(32)与所述天线(22)通信，其中，所述收发机(32)基于所述雷达信号(28)和所述反射信号(30)来确定所述物体(20)相对于所述天线(22)的距离(34)、角度(36)和临近速率(38)；以及控制器(40)，所述控制器(40)与所述收发机(32)通信，其中，所述控制器(40)：确定所述主车辆(12)的速度(44)；基于所述速度(44)、所述角度(36)和所述临近速率(38)来确定所述物体(20)何时静止；在存储器(42)中存储多个检测(48)，所述多个检测(48)对应于随着所述主车辆(12)行驶经过所述物体(20)时所述距离(34)、所述角度(36)和所述临近速率(38)的多个实例；基于所述速度(44)来选择角度(36)相对于临近速率(38)的理想响应(52)；当所述物体(20)静止时，基于所述多个检测(48)与所述理想响应(52)之间的差来确定所述系统(10)的校准矩阵(54)；以及根据所述校准矩阵(54)来调整到后续物体(56)的指示角度(66)。...

【技术特征摘要】
2016.10.31 US 15/339,1351.一种适于用在自动车辆上并且能够进行自校准的雷达系统(10)，所述系统(10)包括：天线(22)，所述天线(22)安装在主车辆(12)上，其中，所述天线(22)用于广播雷达信号(28)并检测因物体(20)对所述雷达信号(28)的反射而产生的反射信号(30)；收发机(32)，所述收发机(32)与所述天线(22)通信，其中，所述收发机(32)基于所述雷达信号(28)和所述反射信号(30)来确定所述物体(20)相对于所述天线(22)的距离(34)、角度(36)和临近速率(38)；以及控制器(40)，所述控制器(40)与所述收发机(32)通信，其中，所述控制器(40)：确定所述主车辆(12)的速度(44)；基于所述速度(44)、所述角度(36)和所述临近速率(38)来确定所述物体(20)何时静止；在存储器(42)中存储多个检测(48)，所述多个检测(48)对应于随着所述主车辆(12)行驶经过所述物体(20)时所述距离(34)、所述角度(36)和所述临近速率(38)的多个实例；基于所述速度(44)来选择角度(36)相对于临近速率(38)的理想响应(52)；当所述物体(20)静止时，基于所述多个检测(48)与所述理想响应(52)之间的差来确定所述系统(10)的校准矩阵(54)；以及根据所述校准...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·阿尔卡尔德，D·H·乌，
申请(专利权)人：德尔福技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US