[發明專利]基于全球定位系統標靶的雷達二維安裝姿態標定方法及系統

在審

• 申請號: 202110403443.5
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113093130A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 呂能超;吳靜成;吳超仲;王玉剛;文家強
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種基于全球定位系統標靶的雷達二維安裝姿態標定方法，包括：S1、在路側找出兩個合適的特征點作為標靶放置的地點；S2、標靶中GPS測量天線獲取標靶的絕對位置坐標；S3、雷達掃描兩個靶標中的三角形角反射體，得到標靶在雷達坐標系中的相對位置坐標；S4、根據獲得的標靶絕對位置坐標和相對位置坐標，建立第一坐標系和第二坐標系，并確定兩者之間的關系；S5、將第二坐標系下的數據轉化成第一坐標系下的數據，從而獲得雷達采集的點云數據的絕對位置，且第二坐標系原點轉化在第一坐標系的位置為雷達安裝的絕對位置。本發明實現了雷達安裝姿態的精準標定，確定了雷達采集點云數據的實際位置，為后期雷達數據的處理提供便利。

技術領域

本發明涉及路側微波雷達技術領域，尤其涉及基于全球定位系統標靶的雷達二維安裝姿態標定方法及系統。

背景技術

隨著經濟的不斷發展以及智能交通的不斷進步，作為智能交通關鍵部分之一的交通信息檢測得到了越來越多的關注。

目前，交通信息檢測領域中，微波雷達憑借其多車道檢測功能、全天候、準確率高以及抗環境影響能力強等優點，在路側交通信息檢測中得到廣泛應用。路側微波雷達所采集的車輛點云數據是相對于雷達而言，無法確定雷達的實際安裝位置以及實際安裝角度，進一步無法確定車輛在實際道路的運行情況，從而導致后期對雷達數據的處理十分困難且與實際情況存在較大誤差。

發明內容

本發明主要目的是為解決雷達采集數據中無法確定雷達實際安裝位置的問題，提出了一種利用全球定位系統標靶對雷達二維安裝位置進行標定的方法，來確定雷達實際安裝位置以及車輛在實際道路的運行情況，以便后期雷達數據的處理和利用。

本發明所采用的技術方案是：

提供一種基于全球定位系統標靶的雷達二維安裝姿態標定方法，包括以下步驟：

S1、在路側找出兩個合適的特征點作為標靶放置的地點；

S2、標靶中的GPS測量天線獲取標靶的絕對位置坐標；

S3、雷達掃描兩個靶標中的三角形角反射體，得到標靶在雷達坐標系中的相對位置坐標；

S4、根據獲得的標靶絕對位置坐標和相對位置坐標，建立第一坐標系和第二坐標系，并確定兩者之間的關系；

S5、將第二坐標系下的數據轉化成第一坐標系下的數據，從而獲得雷達采集的點云數據的絕對位置，且第二坐標系原點轉化在第一坐標系的位置為雷達安裝的絕對位置。

接上述技術方案，步驟S1中合適的特征點為道路兩旁特征鮮明的點，包括匝道的分流點、標桿位置以及道路標志牌位置附近，將標靶置于特征點上，并將標靶上的三角形角反射體朝向雷達方向。

接上述技術方案，步驟S2中絕對位置坐標采用WGS-84坐標系。

接上述技術方案，步驟S4的具體方法為：

將標靶的絕對位置坐標換算成高斯平面直角坐標中坐標，并以此建立第一坐標系[X₁，Y₁]^T；以雷達為原點的雷達坐標系為第二坐標系[X₂，Y₂]^T；

建立第一坐標系和第二坐標系的關系矩陣方程：

兩個標靶在第一坐標系下的坐標分別為(x₁₁,y₁₁),(x₁₂,y₁₂)；

兩個標靶在第二坐標系下的坐標分別為(x₂₁,y₂₁),(x₂₂,y₂₂)；

則