本發(fā)明涉及一種高級輔助駕駛裝置及其校準(zhǔn)方法，尤其涉及一種車載防撞預(yù)警裝置及其校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

目前，汽車多使用車載毫米波雷達(dá)，其傳輸距離遠(yuǎn)，在傳輸窗口內(nèi)大氣衰減和損耗低，穿透性強(qiáng)；很好的彌補(bǔ)了如紅外、激光、超聲波、攝像頭等其他傳感器，在車載應(yīng)用中所不具備的使用場景。雷達(dá)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(dá)混頻器的本身特性決定，器件之間存在一定的偏差，從而導(dǎo)致了雷達(dá)相位測量存在誤差；另外，車載防撞預(yù)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(dá)的相位檢測的準(zhǔn)確性，必須對車載防撞預(yù)警裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。

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(yù)警裝置及其校準(zhǔn)方法，通過攝像頭來校準(zhǔn)雷達(dá)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(yù)警裝置，包括：安裝盒，設(shè)于安裝盒內(nèi)的雷達(dá)板，所述車載防撞預(yù)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(dá)板、攝像頭與控制裝置電連接。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述車載防撞預(yù)警裝置還包括位于雷達(dá)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(jìn)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(dá)板的探測區(qū)域之外。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述車載防撞預(yù)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(jìn)一步技術(shù)方案為：所述車載防撞預(yù)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(jìn)一步技術(shù)方案為：所述雷達(dá)板設(shè)有兩個間隔的接收端。

一種車載防撞預(yù)警裝置的校準(zhǔn)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(biāo)車輛與行駛方向的夾角θ_n，進(jìn)入F；

C.雷達(dá)板測量兩個接收端的相位差δ，進(jìn)入D；

D.修正相位差δ_n＝ω_n+δ，進(jìn)入E；

E.計算前方目標(biāo)車輛與雷達(dá)板法線方向的夾角β_n＝arcsin{(δ_n·λ)/(2π·d)}，所述λ為雷達(dá)板發(fā)射雷達(dá)波的波長，所述d為雷達(dá)板兩個接收端子之間的距離，進(jìn)入F；

F.比較θ_n-β_n的值Δσ_n；

G.若Δσ≥0.05度，則同時返回步驟B、C，其中，n＝n+1，ω_n＝ω_n+Δω；

H.若Δσ≦-0.05度，則同時返回步驟B、C，其中，n＝n+1，ω_n＝ω_n+Δω，Δω取負(fù)值；

I.若-0.05<Δσ<+0.05度，結(jié)束。

其進(jìn)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(biāo)車輛；

B3.通過影像算法計算目標(biāo)車輛與行駛方向的角度θ。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述C之前還包括：C1.通過雷達(dá)板探測自身車輛行駛速度大于30km/h；所述G、H步驟進(jìn)行時，返回至C1。

其進(jìn)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(yù)警裝置，通過安裝于安裝盒上的攝像頭探測目標(biāo)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(zhǔn)雷達(dá)板測量角度的目的。

進(jìn)一步，雷達(dá)板的下方設(shè)置有屏蔽裝置，通過屏蔽裝置減少雷達(dá)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(dá)板之間探測互不影響。

進(jìn)一步，雷達(dá)板設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸來調(diào)節(jié)雷達(dá)板的角度，并通過卡接板來卡緊轉(zhuǎn)軸，從而保證雷達(dá)板的位置固定。

進(jìn)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(yù)警裝置的校準(zhǔn)方法，結(jié)合上述的車載防撞預(yù)警裝置，攝像頭測量目標(biāo)車輛與行駛方向的夾角，同時，雷達(dá)板測量目標(biāo)車輛與雷達(dá)板法線方向的夾角，通過比較兩者夾角的差值，并校準(zhǔn)雷達(dá)板兩個接收端子之間的相位差值，從而保證雷達(dá)板能精確測量角度的目的。并且，校準(zhǔn)的次數(shù)可以循環(huán)多次，直到雷達(dá)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(jìn)一步，校準(zhǔn)時，雷達(dá)板的相位角增加采用漸進(jìn)尋找的方式，每次增加一個固定的角度，最終達(dá)到校準(zhǔn)的目的。

進(jìn)一步，校準(zhǔn)時，通過修正兩個接收端的測量相位差，可統(tǒng)一修正雷達(dá)板設(shè)計偏差、器件特性偏差、及整個防撞預(yù)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(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種車載防撞預(yù)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(yù)警裝置第二實施例的截面視圖。

圖4為一種車載防撞預(yù)警裝置的校準(zhǔn)方法的流程圖。

附圖標(biāo)記

10 車載防撞預(yù)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(dá)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(jìn)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(yù)警裝置10，包括：安裝盒1、設(shè)于安裝盒1內(nèi)的雷達(dá)板2、位于雷達(dá)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(dá)板2、攝像頭4與安裝盒1轉(zhuǎn)動連接，雷達(dá)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(dá)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(yù)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(yù)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(dá)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(dá)波，如果前方目標(biāo)車輛與雷達(dá)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(biāo)車輛與雷達(dá)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(fēng)玻璃固定連接的吸附結(jié)構(gòu)14，用于調(diào)節(jié)雷達(dá)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(dá)板2的角度，以便于雷達(dá)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(fēng)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(fēng)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(dá)板2，雷達(dá)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(fēng)玻璃反射雷達(dá)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(dá)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(biāo)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(yù)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(yù)警裝置的校準(zhǔn)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(biāo)車輛與行駛方向的夾角θ_n，進(jìn)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(biāo)車輛；步驟A1、A2選定目標(biāo)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(biāo)；

B3.通過影像算法計算目標(biāo)車輛與行駛方向的角度θ；

C1.通過雷達(dá)板探測自身車輛行駛速度大于30km/h；

C.雷達(dá)板測量兩個接收端的相位差δ，進(jìn)入D；

D.修正相位差δ_n＝ω_n+δ，進(jìn)入E；

E.計算前方目標(biāo)車輛與雷達(dá)板法線方向的夾角β_n＝arcsin{(δ_n·λ)/(2π·d)}，所述λ為雷達(dá)板發(fā)射雷達(dá)波的波長，所述d為雷達(dá)板兩個接收端子之間的距離，進(jìn)入F；

F.比較θ_n-β_n的值Δσ_n；

G.若Δσ≥0.05度，則同時返回步驟B、C1，其中，n＝n+1，ω_n＝ω_n+Δω；

H.若Δσ≦-0.05度，則同時返回步驟B、C1，其中，n＝n+1，ω_n＝ω_n+Δω，Δω取負(fù)值；本實施中n從0開始計算。

I.若-0.05<Δσ<+0.05度，存儲ω_n的值后結(jié)束；通過控制裝置存儲ω_n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(jī)視覺與毫米波雷達(dá)全天候探測技術(shù)，優(yōu)勢互補(bǔ)，可完成行車過程中的全天候防撞預(yù)警。并實現(xiàn)了攝像頭和毫米波雷達(dá)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(jī)視覺自動校準(zhǔn)因簡易安裝偏差等原因產(chǎn)生的雷達(dá)探測車輛的方位誤差問題。

上述僅以實施例來進(jìn)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(hù)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。