用于校準(zhǔn)雷達(dá)傳感器的方法和雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于校準(zhǔn)雷達(dá)傳感器的方法和一種相應(yīng)的雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，雷達(dá)傳感器用于多種應(yīng)用中。例如雷達(dá)傳感器可以用在移動(dòng)的或者固定的 用于環(huán)境監(jiān)視的應(yīng)用中。例如在車輛中使用雷達(dá)傳感器用于探測在前方行駛的或者從后方 接近的車輛并且必要時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)或者警告駕駛員。
[0003] 反之，可以使用固定的雷達(dá)傳感器用于監(jiān)視例如預(yù)給定空間。例如可以通過雷達(dá) 傳感器監(jiān)視鐵路交叉口。借助于雷達(dá)傳感器在這樣的鐵路交叉口上應(yīng)識(shí)別例如對(duì)象是否在 軌道上或者在軌道附近。如果識(shí)別這樣的對(duì)象，則可以向正在接近的火車的列車長發(fā)出警 告或者例如自動(dòng)地對(duì)該火車進(jìn)行制動(dòng)。
[0004] 為了能夠借助固定的雷達(dá)傳感器有效地監(jiān)視這樣的預(yù)給定空間，要求能夠確定由 雷達(dá)傳感器檢測的對(duì)象的大小。
[0005] US2011 007 157A1示出例如用于監(jiān)視預(yù)給定空間的雷達(dá)系統(tǒng)。
[0006] 已知的雷達(dá)傳感器具有用于位于相應(yīng)雷達(dá)傳感器前方的對(duì)象的高度估計(jì)。然而， 對(duì)于高度估計(jì)，要求垂直的傳感器軸線與對(duì)象位于其上的平面的平行定向。在該平面和垂 直的傳感器軸線之間的少數(shù)個(gè)十分之一度的小偏差可能已經(jīng)導(dǎo)致在對(duì)象大小估計(jì)中的大 誤差。例如在對(duì)象與雷達(dá)傳感器的20m的距離的情況下小的r的偏差已經(jīng)導(dǎo)致在高度估 計(jì)中0. 5m的不準(zhǔn)確性。在圖6中直觀地示出這一實(shí)際情形。
[0007] 在圖6中，雷達(dá)傳感器布置在高度h上。表示待監(jiān)視的平面的道路水平地延伸。 垂直的傳感器軸線以角度a向上旋轉(zhuǎn)。因此，通過雷達(dá)傳感器估計(jì)對(duì)象高度（畫陰影的區(qū) 域）比真實(shí)的對(duì)象高度（未畫陰影的區(qū)域）本來的更低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明公開一種具有權(quán)利要求1的特征的方法和一種具有權(quán)利要求10的特征的 雷達(dá)系統(tǒng)。
[0009] 據(jù)此設(shè)置：
[0010] 一種用于校準(zhǔn)雷達(dá)傳感器的方法，其具有以下步驟：將至少一個(gè)參考對(duì)象布置在 所述雷達(dá)傳感器的視域中的預(yù)給定位置上；通過所述雷達(dá)傳感器檢測所述至少一個(gè)參考對(duì) 象的估計(jì)位置；基于所述至少一個(gè)參考對(duì)象的預(yù)給定位置和所述至少一個(gè)參考對(duì)象的由所 述雷達(dá)傳感器檢測的估計(jì)位置計(jì)算用于所述至少一個(gè)參考對(duì)象的位置的修正值；將所計(jì)算 的修正值應(yīng)用到所述雷達(dá)傳感器的視域中的另外的對(duì)象的由所述雷達(dá)傳感器檢測的估計(jì) 位置上。
[0011] 此外設(shè)置：
[0012] -種具有雷達(dá)傳感器和控制裝置的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制裝置構(gòu)造用于實(shí)施根據(jù)本 發(fā)明的方法。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
[0014]本發(fā)明所基于的認(rèn)識(shí)在于，雷達(dá)傳感器的手動(dòng)校準(zhǔn)非常昂貴并且容易出錯(cuò)。
[0015]現(xiàn)在，本發(fā)明所基于的思想在于，考慮這一認(rèn)識(shí)并且設(shè)置一種方法，在本方法中雷 達(dá)傳感器自身自動(dòng)校準(zhǔn)，而不需要技術(shù)人員的協(xié)助。
[0016] 為此，在預(yù)給定位置上放置參考對(duì)象，所述參考對(duì)象隨后由雷達(dá)傳感器檢測。對(duì)于 雷達(dá)傳感器而言，這些預(yù)給定位置已知。
[0017] 由此，雷達(dá)傳感器可以在參考對(duì)象的由雷達(dá)信號(hào)估計(jì)的位置和參考對(duì)象的對(duì)于雷 達(dá)傳感器而言已知的真實(shí)位置之間實(shí)施調(diào)準(zhǔn)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述調(diào)準(zhǔn)包括，計(jì)算用于修正所檢測的對(duì)象的估計(jì)位置的修正值。尤 其可以基于參考對(duì)象的已知的預(yù)給定位置和由雷達(dá)信號(hào)估計(jì)的位置來計(jì)算該修正值。
[0019] 最后，所計(jì)算的修正值可以應(yīng)用到另外的測量或者對(duì)象的由雷達(dá)信號(hào)估計(jì)的位置 上。
[0020] 本發(fā)明提供確定和簡單的可能性：在垂直上調(diào)準(zhǔn)固定的雷達(dá)傳感器。
[0021] 由從屬權(quán)利要求以及由說明書參照附圖得出有利的實(shí)施方式和擴(kuò)展方案。
[0022] 在一種實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)參考對(duì)象的估計(jì)位置的檢測具有在多個(gè)由所述 雷達(dá)傳感器檢測的對(duì)象中所述至少一個(gè)參考對(duì)象的辨識(shí)。由此，當(dāng)除了所述參考對(duì)象以外， 另外的對(duì)象也位于雷達(dá)傳感器前方或者位于所述雷達(dá)傳感器的視域中時(shí)，也可以實(shí)施校 準(zhǔn)。
[0023]在一種實(shí)施方式中，尤其根據(jù)所述相應(yīng)對(duì)象的反向散射功率來實(shí)施所述辨識(shí)。這 能夠?qū)崿F(xiàn)參考對(duì)象的非常簡單的辨識(shí)。
[0024]在一種實(shí)施方式中，預(yù)給定待由所述雷達(dá)傳感器監(jiān)視的面，并且在所述待監(jiān)視的 面中布置至少兩個(gè)參考對(duì)象。所述布置能夠借助少量的參考對(duì)象實(shí)現(xiàn)雷達(dá)傳感器的簡單校 準(zhǔn)。
[0025]在一種實(shí)施方式中，在計(jì)算修正值時(shí)計(jì)算在每個(gè)參考對(duì)象的實(shí)際高度和所述 相應(yīng)參考對(duì)象的由所述傳感器檢測的估計(jì)高度之間的差。由所計(jì)算的差形成偏差平面 (Abweichungsebene)。通過參考對(duì)象的使用能夠?qū)崿F(xiàn)偏差平面的非常簡單的計(jì)算。
[0026] 在一種實(shí)施方式中，所計(jì)算的修正值的應(yīng)用具有關(guān)于所述對(duì)象中的每一個(gè)對(duì)象的 估計(jì)位置在所述偏差平面內(nèi)的高度值的計(jì)算。此外，所計(jì)算的修正值的應(yīng)用對(duì)于每個(gè)對(duì)象 而言具有所計(jì)算的在所述偏差平面內(nèi)的高度值與所述相應(yīng)對(duì)象的估計(jì)位置的高度值的相 加。以此方式可以實(shí)施相應(yīng)對(duì)象的高度的非常簡單的修正。
[0027]在一種實(shí)施方式中，在所述偏差平面內(nèi)的高度值的計(jì)算具有直線方程式的產(chǎn)生， 所述直線方程式具有所述相應(yīng)對(duì)象的水平位置和距離作為固定參考量并且具有所述相應(yīng) 對(duì)象的高度作為可變參考量。此外，將所產(chǎn)生的直線方程式用到所述偏差平面的平面方程 式中，并且根據(jù)所述可變參考量解出所得到的方程式。這借助于簡單的向量幾何能夠?qū)崿F(xiàn) 修正高度值所需的步驟的非常簡單的實(shí)現(xiàn)。例如，這些計(jì)算可以在控制裝置中構(gòu)造為為了 數(shù)據(jù)處理而通過計(jì)算單元優(yōu)化的程序指令。
[0028]在一種實(shí)施方式中，將用于所述可變參考量的值用到所產(chǎn)生的直線方程式中。此 外，使用在所述直線方程式中得到的用于所述相應(yīng)對(duì)象的高度的值作為在所述修正面內(nèi)的 所述相應(yīng)對(duì)象的高度值。
[0029] 在一種實(shí)施方式中，在雷達(dá)傳感器起動(dòng)時(shí)一次實(shí)施步驟S1-S3。這顯著地簡化起 動(dòng)，因?yàn)椴恍枰謩?dòng)校準(zhǔn)雷達(dá)傳感器。
[0030] 在一種實(shí)施方式中，在雷達(dá)傳感器運(yùn)行期間周期性地實(shí)施步驟S1-S3。這使得可能 的是，對(duì)雷達(dá)傳感器的在雷達(dá)傳感器運(yùn)行期間發(fā)生變化的位置或者定向作出反應(yīng)。
[0031] 在一種實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)參考對(duì)象為三棱鏡。由此可以實(shí)施參考對(duì)象的 非常簡單和準(zhǔn)確的定位。
[0032] 在另一種實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)參考對(duì)象為位于雷達(dá)傳感器的視域中的另外 的對(duì)象之一。由此例如可以利用固定安裝的對(duì)象例如在鐵路交叉口處的限界箱用于校準(zhǔn)。 這尤其實(shí)現(xiàn)在雷達(dá)傳感器運(yùn)行中的周期性的重新校準(zhǔn)。
[0033] 在一種實(shí)施方式中，雷達(dá)傳感器構(gòu)造為FMCW雷達(dá)傳感器。由此，可以借助于雷達(dá) 傳感器確保與天氣條件無關(guān)的對(duì)象檢測。
[0034] 以上的構(gòu)型和擴(kuò)展方案只要合理可以任意地相互組合。本發(fā)明的另外的可能的構(gòu) 型、擴(kuò)展方案和實(shí)現(xiàn)也包括本發(fā)明的在之前或者以下在實(shí)施例方面描述的特征的未詳盡提 到的組合。在此，本領(lǐng)域技術(shù)人員尤其也添加單個(gè)方面作為對(duì)本發(fā)明的相應(yīng)的基本形式的 改進(jìn)或補(bǔ)充。
【附圖說明】
[0035] 以下參照在示意性的附圖中說明的實(shí)施例詳細(xì)地闡述本發(fā)明。在此，附圖示出：
[0036] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的流程圖；
[0037] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)施方式的方框圖；
[0038] 圖3示出用于直觀地說明根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的圖；
[0039] 圖4示出用于直觀地說明根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的另外的圖；
[0040] 圖5示出用于直觀地說明根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的另外的圖；
[0041] 圖6示出用于直觀地說明未經(jīng)校準(zhǔn)的雷達(dá)傳感器的圖。
[0042] 在所有圖中，只要沒有另外說明，相同的或者功能相同的元件和裝置設(shè)有相同的 參考標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0043]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于校準(zhǔn)雷達(dá)傳感器1的方法的實(shí)施方式的流程圖。
[0044] 本方法設(shè)置，在第一步驟S1中，將至少一個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4布置在雷達(dá)傳感 器1的視域3中的預(yù)給定位置上。
[0045] 隨后，通過雷達(dá)傳感器1檢測至少一個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4的估計(jì)位置。
[0046] 在第三步驟S3中，基于所述至少一個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4的預(yù)給定位置和所述至 少一個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4的由所述雷達(dá)傳感器1檢測的估計(jì)位置計(jì)算用于所述至少一個(gè) 參考對(duì)象2-1至2-4的位置的修正值。
[0047] 最后，將所計(jì)算的修正值應(yīng)用到在雷達(dá)傳感器1的視域3中的另外的對(duì)象4-1至 4-8的由所述雷達(dá)傳感器1檢測的估計(jì)位置上。
[0048] 此外，本方法在一種實(shí)施方式中設(shè)置，在多個(gè)由所述雷達(dá)傳感器檢測的對(duì)象2-1 至2-4、4-1至4-8中辨識(shí)所述至少一個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4。這例如可以根據(jù)特別的特征 如相應(yīng)對(duì)象2-1至2-4、4-1至4-8的反向散射功率來進(jìn)行。
[0049] 接著，可以如下計(jì)算對(duì)象2-1至2-8中的一個(gè)的正確高度：
[0050] 首先，對(duì)于參考對(duì)象2-1至2-4計(jì)算在其由預(yù)給定位置確定的真實(shí)的安裝高度和 由傳感器估計(jì)的高度之間的差：
[0051] cliffy hRef，「h傳感器對(duì)象，i
[0052] 在此，hRrfil表示通過第i個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4的預(yù)給定位置確定的安裝高度，h 傳感器對(duì)象,i表示第i個(gè)參考對(duì)象2-1至2-4的由傳感器估計(jì)的高度。
[0053] 由該信息可以形成偏差平面E，該偏