[發明專利]車輛雷達系統及其校準方法

有效

• 申請號: 201910349244.3
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110488231B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: D·拉斐爾里;O·比爾勒;I·比萊克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司;賽蘭卓斯有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/91;G01S13/931
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王麗輝

一種車輛雷達系統和校準方法，其提供系統校準，使得可以以提高的準確度計算目標物體參數。一般而言，校準方法使用多個假設校準矩陣，其表示可能的系統或陣列校準的有根據的猜測，以獲得多個波束形成圖像。然后為每個波束形成圖像導出模糊度量，其中模糊度量通常表示波束形成圖像的質量或分辨率。該方法然后基于它們的模糊度量選擇假設校準矩陣，其中所選擇的矩陣與具有最佳波束形成圖像分辨率(例如，最小量的圖像模糊度)的模糊度量相關聯。然后，使用所選擇的假設校準矩陣來生成新校準矩陣，該校準矩陣又可以用于校準車輛雷達系統，從而可以獲得更準確的目標物體參數。

技術領域

本發明一般涉及雷達系統，并且更具體地，涉及車輛雷達系統及其校準方法。

背景技術

許多現代車輛配備有先進的安全和駕駛員輔助系統，其需要穩固且精確的物體檢測和跟蹤系統來控制主車輛操縱。這些系統利用物體的周期性或連續檢測和控制算法來估計各種物體參數，諸如相對物體全距、速度、行進方向和大小。例如，雷達設備通過發射反射離開傳感器視場內的目標的電磁信號來檢測和定位物體(即目標)。反射信號作為回波返回到雷達，在那里它們被處理以確定各種信息，諸如發射/接收信號的往返行程時間。

當今使用的先進雷達系統可以利用多輸入多輸出(MIMO)概念，其在發射器處使用多個天線以在接收器處發射獨立波形和多個天線以接收雷達回波。在“共址”MIMO雷達配置中，發射器和接收器中的天線間隔足夠近，使得每個天線觀察物體的相同方面，從而假定點目標。在MIMO接收器中，匹配濾波器組用于提取波形分量。當從不同天線發射信號時，每個信號的回波攜帶關于檢測到的物體和不同傳播路徑的獨立信息。由不同發射天線引起的相位差以及由不同接收天線引起的相位差在數學上形成虛擬天線陣列，其使用更少的天線元件提供較大的虛擬孔徑。從概念上講，通過在發射器Tx和接收器Rx天線元件中的每一個之間進行交織來創建虛擬陣列，使得虛擬陣列中的元件表示MIMO陣列中的每個發射器Tx和接收器Rx天線的Tx-Rx對。對于共址MIMO天線，具有N個發射器天線的發射陣列和具有M個接收天線的接收陣列產生具有M×N個虛擬接收器元件的虛擬陣列。換句話說，波形由接收器處的匹配濾波器提取，使得在虛擬陣列中總共存在M×N個提取信號。M×N虛擬接收器元件可用于創建波束形成圖像。

然而，隨著時間的推移，可能需要調整或校準雷達配置的某些方面，諸如在創建波束形成圖像時使用的預定值，以便在特定雷達配置中保持期望的準確度水平。

發明內容

根據一個方面，提供了一種校準車輛雷達系統的方法，該校準車輛雷達系統包括具有多個發射天線的發射天線陣列和具有多個接收天線的接收天線陣列。該方法可以包括以下步驟：用發射天線陣列發射多個發射信號；用接收天線陣列接收多個接收信號；基于多個接收信號獲得多個天線響應，每個天線響應包括與目標物體有關的位置信息；將多個假設校準矩陣應用于多個接收天線響應中的每一個以獲得多個校準陣列響應，多個假設校準矩陣中的每一個包括與車輛雷達系統有關的校準信息；將第一波束形成器矩陣和第二波束形成器矩陣應用于多個校準陣列響應中的每一個，以獲得多個波束形成圖像；為多個波束形成圖像中的每一個導出至少一個模糊度量，多個模糊度量中的每一個表示波束形成圖像分辨率；基于多個模糊度量選擇多個假設校準矩陣中的至少一個，選擇的假設校準矩陣與具有最佳波束形成圖像分辨率的模糊度量相關聯；以及使用選擇的假設校準矩陣來校準車輛雷達系統。