本發(fā)明涉及一種高級輔助駕駛裝置及其校準方法,尤其涉及一種車載防撞預警裝置及其校準方法。
背景技術(shù):
目前,汽車多使用車載毫米波雷達,其傳輸距離遠,在傳輸窗口內(nèi)大氣衰減和損耗低,穿透性強;很好的彌補了如紅外、激光、超聲波、攝像頭等其他傳感器,在車載應用中所不具備的使用場景。雷達測量角度由兩接收天線的距離d及實際測量到的相差決定。而d由加工誤差決定,同時天線方向圖的偏移也會造成實際的間距與設(shè)計間距d有一定的偏差;測量到的相差由雷達混頻器的本身特性決定,器件之間存在一定的偏差,從而導致了雷達相位測量存在誤差;另外,車載防撞預警裝置安裝時也會存在不可避免的安裝偏差,造成相位測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此,為了保證車載毫米波雷達的相位檢測的準確性,必須對車載防撞預警裝置進行校準。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,本發(fā)明的目的是提供一種車載防撞預警裝置及其校準方法,通過攝像頭來校準雷達板的相位測量結(jié)果。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種車載防撞預警裝置,包括:安裝盒,設(shè)于安裝盒內(nèi)的雷達板,所述車載防撞預警裝置還包括:攝像頭,及控制裝置;所述攝像頭與安裝盒轉(zhuǎn)動連接;所述雷達板、攝像頭與控制裝置電連接。
其進一步技術(shù)方案為:所述車載防撞預警裝置還包括位于雷達板下方的屏蔽結(jié)構(gòu);所述攝像頭設(shè)于安裝盒內(nèi)且位于屏蔽結(jié)構(gòu)的下方。
其進一步技術(shù)方案為:所述安裝盒的前端設(shè)有一安裝位;所述安裝位設(shè)于雷達板的探測區(qū)域之外。
其進一步技術(shù)方案為:所述車載防撞預警裝置還包括與攝像頭固定連接的轉(zhuǎn)軸;所述安裝盒設(shè)有用于安裝轉(zhuǎn)軸的安裝孔。
其進一步技術(shù)方案為:所述車載防撞預警裝置還包括固定于安裝盒的卡接板;所述轉(zhuǎn)軸的外周設(shè)有若干卡接槽;所述卡接板的端部設(shè)有與卡接槽相卡緊的卡接部。
其進一步技術(shù)方案為:所述雷達板設(shè)有兩個間隔的接收端。
一種車載防撞預警裝置的校準方法,其特征在于,包括以下:
A.設(shè)定相位修正參數(shù)初值ω0=0.00度;
B.攝像頭探測前方目標車輛與行駛方向的夾角θn,進入F;
C.雷達板測量兩個接收端的相位差δ,進入D;
D.修正相位差δn=ωn+δ,進入E;
E.計算前方目標車輛與雷達板法線方向的夾角βn=arcsin{(δn·λ)/(2π·d)},所述λ為雷達板發(fā)射雷達波的波長,所述d為雷達板兩個接收端子之間的距離,進入F;
F.比較θn-βn的值Δσn;
G.若Δσ≥0.05度,則同時返回步驟B、C,其中,n=n+1,ωn=ωn+Δω;
H.若Δσ≦-0.05度,則同時返回步驟B、C,其中,n=n+1,ωn=ωn+Δω,Δω取負值;
I.若-0.05<Δσ<+0.05度,結(jié)束。
其進一步技術(shù)方案為:所述B包括:
B1.攝像頭探測并判斷路面轉(zhuǎn)彎直徑大于1000m;
B2.攝像頭探測自身車輛行駛方向左右偏差15度內(nèi),20米~50米內(nèi)有且只有一個目標車輛;
B3.通過影像算法計算目標車輛與行駛方向的角度θ。
其進一步技術(shù)方案為:所述C之前還包括:C1.通過雷達板探測自身車輛行駛速度大于30km/h;所述G、H步驟進行時,返回至C1。
其進一步技術(shù)方案為:所述Δω=0.01度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的技術(shù)效果是:一種車載防撞預警裝置,通過安裝于安裝盒上的攝像頭探測目標車輛與行駛方向的夾角,然后通過攝像頭精確探測的角度值校準雷達板測量角度的目的。
進一步,雷達板的下方設(shè)置有屏蔽裝置,通過屏蔽裝置減少雷達波與車內(nèi)儀器之間的相互干擾,而攝像頭設(shè)置在屏蔽裝置的下方,攝像頭與雷達板之間探測互不影響。
進一步,雷達板設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸,通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸來調(diào)節(jié)雷達板的角度,并通過卡接板來卡緊轉(zhuǎn)軸,從而保證雷達板的位置固定。
進一步,攝像頭的尾部設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸,通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸來調(diào)節(jié)攝像頭的角度,并通過卡接板來卡緊轉(zhuǎn)軸,從而保證攝像頭的位置固定。
一種車載防撞預警裝置的校準方法,結(jié)合上述的車載防撞預警裝置,攝像頭測量目標車輛與行駛方向的夾角,同時,雷達板測量目標車輛與雷達板法線方向的夾角,通過比較兩者夾角的差值,并校準雷達板兩個接收端子之間的相位差值,從而保證雷達板能精確測量角度的目的。并且,校準的次數(shù)可以循環(huán)多次,直到雷達板測量的角度與攝像頭的測量角度在允許的誤差之內(nèi)。
進一步,校準時,雷達板的相位角增加采用漸進尋找的方式,每次增加一個固定的角度,最終達到校準的目的。
進一步,校準時,通過修正兩個接收端的測量相位差,可統(tǒng)一修正雷達板設(shè)計偏差、器件特性偏差、及整個防撞預警裝置的安裝偏差。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種車載防撞預警裝置具體實施例的立體視圖。
圖2為圖1實施例的分解視圖。
圖3為本發(fā)明一種車載防撞預警裝置第二實施例的截面視圖。
圖4為一種車載防撞預警裝置的校準方法的流程圖。
附圖標記
10 車載防撞預警裝置 1 安裝盒
11 安裝位 12 安裝孔
13 斜面 14 吸附結(jié)構(gòu)
15 角度調(diào)節(jié)裝置 16 凸起
2 雷達板 3 屏蔽結(jié)構(gòu)
4 攝像頭 41 球狀部
5 轉(zhuǎn)軸 51 卡接槽
6 卡接板 61 卡接部
具體實施方式
為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合示意圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步介紹和說明,但不局限于此。
如圖1、2所示,一種車載防撞預警裝置10,包括:安裝盒1、設(shè)于安裝盒1內(nèi)的雷達板2、位于雷達板2下方的屏蔽結(jié)構(gòu)3、攝像頭4、及控制裝置(圖中未示出)。雷達板2、攝像頭4與安裝盒1轉(zhuǎn)動連接,雷達板2、攝像頭4與控制裝置(圖中未示出)電連接。
安裝盒1的前端設(shè)有一安裝位11,安裝位11設(shè)于雷達板2的探測區(qū)域之外。安裝位11為設(shè)置在安裝盒1前端的安裝槽,攝像頭4設(shè)置在安裝盒1內(nèi),其尾部轉(zhuǎn)動連接于安裝盒1,其可以在安裝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動,本實施例中攝像頭4設(shè)置在屏蔽結(jié)構(gòu)3的下方。
車載防撞預警裝置10還包括與攝像頭4固定連接的轉(zhuǎn)軸5,安裝盒1設(shè)有用于安裝轉(zhuǎn)軸5的安裝孔12。車載防撞預警裝置10還包括固定于安裝盒1的卡接板6,轉(zhuǎn)軸5的外周設(shè)有若干卡接槽51,卡接板6的端部設(shè)有與卡接槽51相卡緊的卡接部61,既可以通過手動撥動攝像頭4轉(zhuǎn)動,也可以轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸5來調(diào)節(jié)攝像頭4的角度。
雷達板2設(shè)有兩個間隔的接收端(圖中未示出),通過兩個接收端接收反射回來的雷達波,如果前方目標車輛與雷達板2法向方向有夾角,則兩個接收端的信號會產(chǎn)生一個相位差,可以利用相位差計算出目標車輛與雷達板2法向方向的夾角。
安裝盒1設(shè)有位于前側(cè)的斜面13,位于斜面13前側(cè)且用于與汽車前擋風玻璃固定連接的吸附結(jié)構(gòu)14,用于調(diào)節(jié)雷達板2角度的角度調(diào)節(jié)裝置15,可以通過角度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)雷達板2的角度,以便于雷達板2的探測方向為水平。
吸附結(jié)構(gòu)14為吸盤或雙面膠或雙面貼,安裝盒1的斜面13與汽車玻璃配合,通過吸附結(jié)構(gòu)14與汽車前擋風玻璃固定連接。
屏蔽結(jié)構(gòu)3位于左右兩側(cè)、后側(cè)及底側(cè),其包括電磁波屏蔽層和吸波層(圖中未示出),電磁波屏蔽層為設(shè)置在電磁波屏蔽層上、下側(cè)的一層吸波層。屏蔽結(jié)構(gòu)3與安裝盒1固定連接,其延伸至安裝盒1的最前端。安裝盒1固定后,屏蔽結(jié)構(gòu)3貼近于汽車前擋風玻璃,外界的電磁波無法從左右兩側(cè)、后側(cè)及底側(cè)干擾雷達板2,雷達板2只能從前側(cè)發(fā)射及接收電磁波,通過電磁波屏蔽層排除外界的干擾信號,吸波材料或吸波層也可減少前擋風玻璃反射雷達的電磁波干擾,提高了抗干擾能力,同時也保證了最終數(shù)據(jù)的精確性。并且,雷達板2所產(chǎn)生的電磁波也不會對車內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生干擾。
如圖3所示,攝像頭4的尾部設(shè)置有一球狀部41,安裝盒1內(nèi)設(shè)置有一凸起16,凸起16設(shè)有用于收容球狀部41的球形腔體(圖中未標示),球狀部41轉(zhuǎn)動連接于凸起16。
于其他實施例中,車載防撞預警裝置還包括一轉(zhuǎn)動連接于安裝盒的調(diào)節(jié)桿,以及一卡接件,攝像頭的尾部及調(diào)節(jié)桿的外周設(shè)有相互嚙合的齒形結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)桿的外周還設(shè)有若干卡接孔,卡接件的端部設(shè)有與卡接孔相卡緊的卡接端。
于其他實施例中,攝像頭的尾部設(shè)置有一球狀部,安裝盒內(nèi)設(shè)置有一凸起,凸起設(shè)有用于收容球狀部的球形腔體,球狀部轉(zhuǎn)動連接于球狀部。
如圖4所示,一種車載防撞預警裝置的校準方法,包括以下:
A.設(shè)定相位修正參數(shù)初值ω0=0.00度;
B.攝像頭探測前方目標車輛與行駛方向的夾角θn,進入F;其中,B包括:
B1.攝像頭探測并判斷路面轉(zhuǎn)彎直徑大于1000m;
B2.攝像頭探測自身車輛行駛方向左右偏差15度內(nèi),20米~50米內(nèi)有且只有一個目標車輛;步驟A1、A2選定目標車輛是便于后面校正時,攝像頭可以持續(xù)選用同一個參考目標;
B3.通過影像算法計算目標車輛與行駛方向的角度θ;
C1.通過雷達板探測自身車輛行駛速度大于30km/h;
C.雷達板測量兩個接收端的相位差δ,進入D;
D.修正相位差δn=ωn+δ,進入E;
E.計算前方目標車輛與雷達板法線方向的夾角βn=arcsin{(δn·λ)/(2π·d)},所述λ為雷達板發(fā)射雷達波的波長,所述d為雷達板兩個接收端子之間的距離,進入F;
F.比較θn-βn的值Δσn;
G.若Δσ≥0.05度,則同時返回步驟B、C1,其中,n=n+1,ωn=ωn+Δω;
H.若Δσ≦-0.05度,則同時返回步驟B、C1,其中,n=n+1,ωn=ωn+Δω,Δω取負值;本實施中n從0開始計算。
I.若-0.05<Δσ<+0.05度,存儲ωn的值后結(jié)束;通過控制裝置存儲ωn的值,以便于下一次啟動時直接使用。
本發(fā)明融合了攝像頭計算機視覺與毫米波雷達全天候探測技術(shù),優(yōu)勢互補,可完成行車過程中的全天候防撞預警。并實現(xiàn)了攝像頭和毫米波雷達的一體化車內(nèi)簡易安裝結(jié)構(gòu)。同時通過攝像頭計算機視覺自動校準因簡易安裝偏差等原因產(chǎn)生的雷達探測車輛的方位誤差問題。
上述僅以實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,以便于讀者更容易理解,但不代表本發(fā)明的實施方式僅限于此,任何依本發(fā)明所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造,均受本發(fā)明的保護。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。