校准雷达传感器的方法和系统技术方案

提供了一种校准雷达传感器的方法和系统。根据该方法，经由雷达传感器获取多个雷达检测结果，并且针对每个雷达检测结果确定到达角。定义与到达角相关的电角度的等距仓，并且将雷达检测结果分配给电角度的等距仓。基于该分配，确定用于校准雷达传感器的重构阵列流形。确定用于校准雷达传感器的重构阵列流形。确定用于校准雷达传感器的重构阵列流形。

【技术实现步骤摘要】
校准雷达传感器的方法和系统


[0001]本公开涉及用于校准雷达传感器的方法和系统。

技术介绍

[0002]雷达传感器通常在现代车辆中用于驾驶员辅助系统并且便于自主驾驶。除了关于位于车辆环境中的物体的距离和多普勒测量之外，这些物体的角度测量(AF)也是雷达信号处理中的重要步骤。为了正确地完成这些测量，需要校准雷达传感器。
[0003]通常，在用于相应雷达传感器的吸波室(anechoic chamber)中执行离线校准。然而，这种离线校准是耗时的。此外，待校准的雷达传感器必须相对于校准目标放置在所谓的“远场距离”处，这需要一定尺寸的吸波室。此外，在安装在车辆中(例如，在汽车仪表板外)并且被车辆的其他部分包围之后，雷达传感器的特性可能受到影响，使得对于安装在车辆中的雷达传感器，离线校准的结果可能不再可靠。
[0004]因此，需要提供一种校准雷达传感器的方法，其耗时较少并且包括雷达传感器的实际环境的影响。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种计算机实现方法、计算机系统和非暂时性计算机可读介质。在从属权利要求、说明书和附图中给出了实施方式。
[0006]在一个方面，本公开涉及一种校准雷达传感器的计算机实现方法，该方法包括由计算机硬件组件执行(换言之：实施)的以下步骤：经由雷达传感器获取多个雷达检测结果；确定该雷达检测结果中的每一个的到达角；限定与该到达角相关的电角度的等距仓(bin)；将所述雷达检测结果分配给所述电角度的所述等距仓；以及基于所述分配，确定用于校准所述雷达传感器的重构阵列流形(reconstructed array manifold)。
[0007]所述多个雷达检测结果可以包括波束矢量或者可以与波束矢量相关。电角度也可以表示为空间频率，并且可以给出为例如相对于雷达传感器的视轴方向的方位角的正弦。电角度的等距仓可以包括相应的等距空间中心频率。也就是说，该等距仓可以将电角度u＝sin(θ)(其中θ是方位角)的预定范围划分为以相应等距中心电角度u
i
为中心并且具有恒定空间带宽Δu
i
的扇区，其中i是电角度的相应仓的索引。
[0008]雷达传感器可以安装在车辆中。在这种情况下，雷达传感器可以被配置成监测车辆的环境。
[0009]当执行该方法时，不需要例如在吸波室中的工厂校准或初始雷达传感器校准。换句话说，该方法甚至不需要局部校准。这是因为作为到达角的“真值(ground
‑
truth)”的方位角可以从场中(即，位于传感器或车辆的环境中)的静止目标的距离变化率导出。或者，也可以利用来自工厂的局部校准。例如，以已知角度放置单个校准目标的单个测量将足以计算相应的对角校准矩阵。
[0010]此外，由于电角度的等距仓，该方法提供了控制用于提供重构阵列流形的角度采
样的一致且系统的方法。结果证明，该方法具有低计算复杂度和高鲁棒性，同时提供良好的估计精度。也就是说，通过该方法可以提供可靠的在线校准。
[0011]根据实施方式，可以针对多个雷达检测结果中的每一个确定相应的雷达检测结果是否与单散射中心相关。可以忽略掉确定与单散射中心无关的那些雷达检测结果。因此，将雷达检测结果分配给电角度的等距仓可以被限制为仅源自单散射中心的那些检测结果。通过这种限制，重构阵列流形(即校准结果)不会由于发射的雷达波的多重散射而劣化。因此，可以提高校准的可靠性。
[0012]根据另一实施方式，可针对多个雷达检测结果中的每一个确定相对于雷达传感器的距离，并且仅当检测结果的距离大于预定距离时，才可从多个检测结果中选择用于分配给电角度的其中一个仓的检测结果。换句话说，由于通过距离对检测结果进行过滤，因此可以仅选择来自远场目标物体的检测结果用于校准。
[0013]可以基于根据雷达检测结果估计的距离变化率来确定相应的到达角。即，雷达检测结果的多普勒频移可用于确定到达角。对于来自所述场的静止目标可以容易地完成该过程。因此，可以应用用于确定真值角度的直接方式。
[0014]根据另一实施方式，可以确定与雷达检测结果相关的波束矢量元素，并且将相应波束矢量元素分配给电角度的仓。对于没有分配波束矢量元素的电角度的每个仓，可以通过在分配给相邻仓的波束矢量元素之间进行内插来为相应的仓确定波束矢量元素的复值。如果多于一个的波束矢量元素被分配给电角度的仓，则可以计算被分配给同一仓的波束矢量元素的平均值。另选地，在此可以应用任何种类的统计处理和过滤(像例如微调均值、中值以及其他方式)。
[0015]可以对复数值波束矢量元素的幅值和/或相位、或者对它们的实部和/或虚部执行波束矢量元素的内插和/或取平均值。通过考虑相应波束矢量元素，包括在电角度的仓之间或之内的内插和/或取平均值，可以在雷达传感器的整个仪器视场上实现对检测结果的均匀加权。在没有这种均匀加权的情况下，对于角度扇区或仓可能出现不受控制的和/或不可预测的结果。相比之下，可以通过考虑对波束矢量元素进行内插和取平均值来提高校准的可靠性和完整性。
[0016]对于取平均值，可以通过所测量的检测结果的(即，波束矢量元素的)空间频率或电角度与仓的中心的空间频率或电角度之间的差的倒数来对相应波束矢量元素进行加权。另外，该加权可以基于信噪比(SNR)和来自与相应波束矢量相关联的单散射体测试的结果。此外，可以应用适当的函数拟合来执行内插和/或取平均值。
[0017]根据另一实施方式，可以基于重构阵列流形来计算雷达传感器的校准矩阵。校准矩阵可以应用于任何波束矢量，例如，以执行假定例如来自雷达传感器阵列的理想响应的任何经典测角方法。另外或另选地，可以基于重构阵列流形本身来执行测角。也就是说，可以在不计算校准矩阵的情况下确定相应目标物体的方位角。可以通过对波束矢量应用最大似然过程来执行这种测角。对于这样的应用，即对于测角和/或校准矩阵的计算，重构阵列流形可以用作查找表。
[0018]在另一方面，本公开涉及一种计算机系统，所述计算机系统包括多个计算机硬件组件，所述多个计算机硬件组件被配置成执行本文所述的计算机实现方法的若干或所有步骤。
[0019]所述计算机系统可以包括多个计算机硬件组件(例如处理器，例如处理单元或处理网络；至少一个存储器，例如存储器单元或存储器网络；以及至少一个非暂时性数据存储装置)。应当理解，可以提供另外的计算机硬件组件并用于在计算机系统中执行计算机实现方法的步骤。非暂时性数据存储器和/或存储器单元可以包括计算机程序，用于指示计算机例如使用处理单元和至少一个存储器单元来执行本文描述的计算机实现方法的若干或所有步骤或方面。
[0020]根据另一方面，所述计算机系统还包括被配置成获取所述多个雷达检测结果的雷达传感器。
[0021]在另一方面，本专利技术涉及一种包括如本文所述的计算机系统的车辆。
[0022]如本文所使用的，术语处理装置和处理单元可以指：是专用集成电路(ASIC)的一部分，或者包括专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校准雷达传感器(13)的计算机实现方法，该方法包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：经由所述雷达传感器(13)获取(702)多个雷达检测结果；针对每个雷达检测结果确定(704)到达角；定义(706)与所述到达角相关的电角度的等距仓(31)；将所述雷达检测结果分配(708)给所述电角度的所述等距仓(31)；以及基于所述分配，确定(710)用于校准所述雷达传感器(13)的重构阵列流形。2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述多个雷达检测结果中的每一个雷达检测结果，确定相应的雷达检测结果是否与单散射中心相关。3.根据权利要求2所述的方法，其中，忽略掉确定与单散射中心无关的雷达检测结果。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，针对所述多个雷达检测结果中的每一个雷达检测结果，确定相对于所述雷达传感器的距离，并且仅在所述检测结果的所述距离大于预定距离的情况下，才从所述多个检测结果中选择用于分配给所述电角度的其中一个所述仓(31)的检测结果。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于根据所述雷达检测结果估计的距离变化率来确定相应的到达角。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定与所述雷达检测结果相关的波束矢量元素(41)，并且将相应的波束矢量元素(41)分配给所述电角度的所述仓(31)。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：