通过静态环境测量进行在线雷达相位校准制造技术

本发明专利技术涉及通过静态环境测量进行在线雷达相位校准。一种装置，该装置包括：天线阵列，该天线阵列包括用于接收由多个对象响应于所传送的雷达信号而反射的多个雷达信号的多个天线；多普勒测量模块，用于针对多个经反射的雷达信号中的第一经反射的雷达信号，基于第一经反射的雷达信号与所传送的雷达信号的比较来确定指示速度分量的第一多普勒测量；相位偏移测量模块，用于确定在多个天线中的第一天线处接收到的第一经反射的雷达信号相对于在多个天线中的参考天线处接收到的第一经反射的雷达信号的相位的第一相位偏移；以及相位偏移校准模块，用于针对第一天线，基于第一多普勒测量和第一相位偏移来确定第一相位偏移校准误差。误差。误差。

【技术实现步骤摘要】
通过静态环境测量进行在线雷达相位校准


[0001]本公开总体上涉及感测系统的领域，并且更具体地涉及通过静态环境测量进行在线雷达相位校准。

技术介绍

[0002]雷达系统可以包括经由一个或多个天线传送电磁波(例如，无线电波)的传输系统以及包括用于检测从正被感测的环境中的各种对象反射离开的波的天线阵列(可以是或可以不是用于传送电磁波的相同天线)的检测系统。
附图说明
[0003]图1图示根据某些实施例的包括包含雷达系统的车辆的环境。
[0004]图2图示出根据某些实施例的作为目标的角度的函数的来自静止目标对象的预期多普勒。
[0005]图3图示出根据某些实施例的用于执行在线雷达相位校准的雷达系统。
[0006]图4图示出根据某些实施例的用于校准雷达系统中的相位偏移的流程。
[0007]图5是示出根据某些实施例的示例自主驾驶环境的简化图示。
[0008]图6是图示出根据某些实施例的配备有自主驾驶功能的车辆(和对应的车载计算系统)的示例实现方式的简化框图。
[0009]图7是图示出根据某些实施例的在各种车辆中可支持的(例如，由它们的对应机载计算系统支持的)示例自主驾驶级别的简化框图。
[0010]图8是图示出根据某些实施例的可在一些自主驾驶系统中实现的示例自主驾驶流程的简化框图。
[0011]图9是根据某些实施例的处理器的示例图示。
[0012]图10图示出根据某些实施例的以点对点(PtP)配置来布置的计算系统。
[0013]各附图中相似的附图标记和命名指示相似的要素。
具体实施方式
[0014]图1图示根据某些实施例的包括包含雷达系统104的车辆102的环境100。雷达系统104可通过确定雷达系统104与车辆102的环境100内的各种目标对象(例如108、110、112、114)之间的分离角来协助车辆操作。
[0015]环境100可以包括任何数量的静止对象或移动对象。在所描绘的示例中，环境100包括对象108(第一树)、对象110(第二树)、停车标志112、和另一车辆114。在该示例中，对象108、110和112可以是静止的，而对象114可以是移动的。环境可以包括任何数量的静止对象，诸如车辆102正在行进的道路的部分、灯柱、路灯、标志、灌木丛、树木、建筑物、停放的车辆、或其他合适的对象)。环境还可以包括任何数量的移动对象，诸如其他车辆、行人、骑自行车者、骑摩托车者、或其他移动对象。
[0016]如所描绘，雷达系统104的天线阵列可以包括成排地布置且天线(“均匀线性阵列”)之间具有相等间隔的一排天线106。在所描绘的实施例中，描绘了由五个天线106组成的线性阵列，尽管其他实施例可以包括以任何合适的距离彼此间隔的任何数量的天线。在替代实施例中，天线106可以被布置成一排，其中天线之间的间距不等(例如，至少一对相邻的天线可以按与分开不同对相邻的天线的距离不同的距离来隔开)。在一些实施例中，天线阵列可包括天线的二维网格(例如，多个线性阵列)、天线的圆形或半圆形布置、或以任何其他合适的配置布置的天线。
[0017]天线可以是定向天线或全向天线，包括，例如，双极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适于(例如，在无线电或微波频率域中)传输雷达信号的其他类型的天线。
[0018]在所描绘的实施例中，车辆102包括面前向的天线阵列(例如，位于车辆的前部或接近车辆的前部的天线阵列，其中前部指定车辆102的正常行进方向)。在其他实施例中，天线阵列可以被放置在以下各项中的一项或多项处：车辆的前部、车辆的右侧、车辆的左侧、车辆的后部、或车辆的其他合适的位置。
[0019]每个天线阵列可以具有其自身的参考天线，其中参考天线可以是阵列的任意天线，并且其中由天线执行的某些测量可以相对于由参考天线进行的类似测量来确定(如下文将更详细地所描述)。
[0020]在操作中，雷达系统104可以传送雷达信号(例如，无线电或微波频谱中的电磁波)，并且雷达系统104的天线106可以各自响应于所传送的雷达信号而检测由目标对象反射的雷达信号。天线中的每一个天线将接收反射信号的不同相位。雷达系统104与目标对象之间的分离角可基于相位如何跨天线阵列前进来计算(例如，通过测量在每个天线上接收到的相位来计算)。为了以此方式精确地确定分离角，对每个天线处接收到信号的相位进行准确测量是重要的。被设计用于自主车辆的一些雷达系统利用大型天线阵列在76-81GHz频段中操作。采用的小波长和众多天线提供了空间分辨率的显著增益。然而，这些也使得天线相位之间的校准过程非常困难。
[0021]不准确的相位测量可能由多个因素造成的，多个因素诸如阵列中的天线106的不同长度、由于温度改变而引起的影响、天线的位置随时间的改变(例如，车辆的凹痕可能影响相位测量)、其他设计因素、或其他环境因素。由此类因素造成的相位测量误差可能使其难以确定准确的角度分辨率和/或可能在此类测量中产生偏差。
[0022]为了计及这些因素中的一些因素，可以在车辆102的制造时或制造前后执行工厂校准。此类校准的示例可以包括利用目标(例如，角形反射器)和调整目标的位置(其中每个位置对校准系统是已知的)，并观察在每个位置处获得的相位，以确定对将来执行的相位测量要做出的调整，以便准确地计算分离角。然而，工厂校准不能计及所有潜在的误差源(例如，温度改变、天线位置改变、或由于天线老化引起的改变)。回环校准方法是昂贵的、复杂的、并且通常需要在校准过程期间中禁用雷达系统。此外，此类校准技术不能完全计及所有的损害，诸如在天线阵列本身中引起改变相位偏移。
[0023]自主车辆(AV)雷达的和空中雷达的典型用例场景之间的关键差异中的一种差异是包含静态环境。静止对象(诸如静止车辆、标志、灯柱)以及甚至道路本身都可被认为是使所需的检测目标(例如，移动的车辆或行人)变得混乱的妨碍性测量。常见的方法是在执行
移动目标对象的检测之前，尽可能地过滤掉静态环境。
[0024]本公开的各种实施例可提供用于AV应用的雷达系统的天线之间的相位偏移的在线校正。不是过滤掉静态环境，而是可以利用环境100内的静态对象来在车辆102移动时校准雷达。例如，静态对象(例如，108、110、112)可用作阵列的天线之间的相位偏移的测量源。从静态对象测得的多普勒与垂直于车辆102的方向的轴线和对象视线之间的角度θ的正弦成比例，并且天线之间的相位偏移与同一角度θ的余弦成比例，但也会被未知的校准误差所破坏。因此，可以使用两种不同的测量类型来确定角度θ：基于天线之间的相位偏移的直接角度测量(例如，标准雷达测量)或基于由天线测量的多普勒的角度测量。通过将多普勒测量与相位测量进行比较，可以估计天线的相位偏移校准误差。通常，基于多普勒测量值执行的角度测量是相对嘈杂的，并且不如使用天线之间的相位偏移的角度测量准确。因此，在一些实施例中，由雷达系统104跨环境100中的各种静态对象测得的多普勒可以用于确定天线106的校准误差。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装置，所述装置包括：天线阵列，所述天线阵列包括用于接收由多个对象响应于所传送的雷达信号而反射的多个雷达信号的多个天线；多普勒测量模块，用于针对多个经反射的雷达信号中的第一经反射的雷达信号，基于所述第一经反射的雷达信号与所传送的雷达信号的比较来确定指示速度分量的第一多普勒测量；相位偏移测量模块，用于确定在所述多个天线中的第一天线处接收到的所述第一经反射的雷达信号相对于在所述多个天线中的参考天线处接收到的所述第一经反射的雷达信号的相位的第一相位偏移；以及相位偏移校准模块，用于针对所述第一天线，基于所述第一多普勒测量和所述第一相位偏移来确定第一相位偏移校准误差。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相位偏移校准模块用于针对所述多个对象中的每一个对象，基于多普勒测量和与相应的对象相关联的相位偏移测量来确定相位偏移校准误差。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一天线的所述第一相位偏移校准误差是针对所述多个对象中的每个对象所确定的所述相位偏移校准误差的平均值。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一天线的所述第一相位偏移校准误差是针对所述多个对象中的每个对象所确定的所述相位偏移校准误差的截尾均值。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一天线的所述第一相位偏移校准误差是针对所述多个对象中的每个对象所确定的所述相位偏移校准误差的中位值。6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个对象包括静止对象和移动对象。7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于：所述相位偏移测量模块用于确定在所述多个天线中的第二天线处接收到的所述第一经反射的雷达信号相对于在所述多个天线中的参考天线处接收到的所述第一经反射的雷达信号的相位的第二相位偏移；以及所述相位偏移校准模块用于针对所述第二天线，基于所述第一多普勒测量和所述第二相位偏移来确定第二相位偏移校准误差。8.如权利要求1-6中任一项所述的装置，进一步包括：角度确定模块，用于计算指示反射所述第一经反射的雷达信号的第一对象的位置的角度，角度计算部分地基于通过从所述第一相位偏移中减去所述第一相位偏移校准误差计算出的经校正的相位偏移。9.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一相位偏移校准误差进一步基于包括所述天线阵列的车辆的速度。10.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一相位偏移校准误差进一步基于所述第一天线与所述参考天线之间的距离。11.一种方法，所述方法包括：通过多个天线接收由多个对象响应于所传送的雷达...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：