一種車載前向毫米波雷達(dá)下線校準(zhǔn)方法

萇 樂，王愛春，黃少堂，羅國榮，劉衛(wèi)東，吳方義

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

智能駕駛系統(tǒng)的感知模塊一般由毫米波雷達(dá)MRR（Millimeter wave radar）和前視攝像頭組成，能實現(xiàn)自適應(yīng)巡航、自動緊急制動、車道保持輔助、交通擁堵輔助等功能。由于安裝差誤、車輛個體差異等原因，其安裝角度會存在誤差，為了更好實現(xiàn)ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)，Advanced Driving Assistance Systems）功能，系統(tǒng)需要校正前向毫米波雷達(dá)和前視攝像頭安裝角度誤差的準(zhǔn)確數(shù)值，因此需要在車輛生產(chǎn)下線前，對傳感器的安裝角度進(jìn)行計算，這個過程也被稱為校準(zhǔn)。經(jīng)過校準(zhǔn)，獲取傳感器安裝相對于整車的三維參數(shù)，ADAS功能才可以正常啟用。本文將著重介紹一種車載智能駕駛前向毫米波雷達(dá)下線校準(zhǔn)方法。

1 雷達(dá)TAC工站搭建

TAC（目標(biāo)校準(zhǔn)標(biāo)定，Target-Alignment-Calibration）工站如圖1所示，標(biāo)定場地需要包含車輛停放區(qū)域、標(biāo)定設(shè)備區(qū)域，用于標(biāo)定的金屬板放在雷達(dá)的前方空曠的區(qū)域。

1.1 場地要求

工站的場地規(guī)格應(yīng)該滿足不同標(biāo)定車輛的外形尺寸，標(biāo)定場地需要滿足如下條件。

1）標(biāo)定場地需在室內(nèi)，場地中無其他障礙物，特別是金屬障礙物。

2）凈空尺寸要求：長度≥車長+6m；寬度≥5m；高度≥車高+1m。

3）用于設(shè)置標(biāo)定板安裝架的地面區(qū)域，平整度誤差≤1mm（絕對誤差）。

4）停放車輛的場地地面區(qū)域，平整度誤差≤5mm（絕對誤差）。

圖1 標(biāo)定場地示意圖

1.2 環(huán)境及材質(zhì)要求

溫度會影響雷達(dá)標(biāo)定的精度，標(biāo)定場地溫度要求在0~50℃。

雷達(dá)利用標(biāo)定金屬板對電磁波的反射來標(biāo)定，標(biāo)定場地四周不應(yīng)有大面積的金屬材料，否則需要加裝吸波壁，如圖2所示。

圖2 吸波壁示意圖

1.3 車輛位置要求

標(biāo)定前需確保車輛滿足以下條件。

1）車輛需要經(jīng)過擺正器進(jìn)行擺正 （建議在四輪定位工位上進(jìn)行），確保胎壓正常。車輛定位要求如圖3所示，車輛擺正器參考圖如圖4所示。

圖3 車輛定位要求

圖4 車輛擺正器參考圖

2）車輛在水平方向，車輛的中線應(yīng)與理論車輛中線重合。

3）角度誤差±0.2°，對中線誤差±20mm，前后誤差±50mm。

4）全車上電，車輛靜止。

5）標(biāo)定前，應(yīng)該輸入正確的車型參數(shù)及雷達(dá)安裝參數(shù)。

1.4 金屬標(biāo)定板要求

金屬標(biāo)定板規(guī)格要求如下：①金屬板為正方形，具體參數(shù)如圖5所示；②金屬板材質(zhì)可以選用鋁、鐵、不銹鋼；③整個金屬板反射范圍，每80mm×80mm范圍內(nèi)粗糙度≤0.1mm。

如圖6所示，金屬板的安裝應(yīng)滿足如下條件。

1）金屬板中線應(yīng)與雷達(dá)中線一致。

2）金屬板前方的空間需要保持空曠無障礙物。

3）金屬板支架高度可調(diào)，材質(zhì)為非金屬，木制材料最好。

4）金屬板周圍如果需要加裝吸波壁，應(yīng)該安裝在車輛A柱到金屬板的區(qū)間內(nèi)，并安裝在無障礙區(qū)域外側(cè)。

金屬板安裝位置參數(shù)要求如表1所示。

1.5 雷達(dá)安裝要求

1）雷達(dá)與車輛間的位置和角度關(guān)系如圖7所示，圖中參考點為雷達(dá)天線位置。

2）雷達(dá)參數(shù)坐標(biāo)原點為車輛中心線在前保險杠地面投射點。

3）雷達(dá)與車輛間的位置與角度關(guān)系可能會根據(jù)車輛型號改變，需要輸入對應(yīng)的參數(shù)。

雷達(dá)與車輛間的位置與角度安裝誤差如表2所示。

圖5 金屬板的規(guī)格

2 雷達(dá)下線校準(zhǔn)流程

搭建好工站TAC后，就可以支持雷達(dá)下線標(biāo)定，標(biāo)定要求車輛靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。標(biāo)定前，需要將車輛車型參數(shù)、標(biāo)定金屬板參數(shù)及雷達(dá)安裝位置參數(shù)預(yù)先寫入雷達(dá)控制器中。

2.1 下線標(biāo)定流程圖

下線標(biāo)定流程如表3所示。

2.2 標(biāo)定中DID描述

雷達(dá)的標(biāo)定指令，是通過診斷DID下發(fā)給雷達(dá)控制器的。診斷DID包括標(biāo)定狀態(tài)、毫米波雷達(dá)標(biāo)靶參數(shù)、標(biāo)定進(jìn)程和結(jié)果。標(biāo)定狀態(tài)有未標(biāo)定、標(biāo)定成功、標(biāo)定失敗3種狀態(tài)；雷達(dá)靶標(biāo)參數(shù)有，雷達(dá)標(biāo)靶俯仰角度、標(biāo)靶與雷達(dá)距離；雷達(dá)標(biāo)定結(jié)果有水平標(biāo)定角度、垂直標(biāo)定角度、標(biāo)定結(jié)果。標(biāo)定失敗的原因有兩種：一是雷達(dá)位置及標(biāo)靶位置信息未寫入，二是存在診斷故障碼。

圖6 金屬標(biāo)定板安裝位置示意圖

圖7 雷達(dá)與車輛的位置及角度關(guān)系

表1 金屬標(biāo)定板尺寸及安裝參數(shù)

表2 雷達(dá)與車輛的位置及角度關(guān)系

表3 下線標(biāo)定流程

3 結(jié)束語

本文介紹了一種車載智能駕駛前向毫米波雷達(dá)的下線標(biāo)定方案，詳細(xì)介紹了標(biāo)定工站的搭建要求和下線標(biāo)定流程，適用于所有乘用車和商用車。整車裝配車間的下線工站按照此要求來搭建工站，并依照流程進(jìn)行標(biāo)定，一定可以正確地實施前向毫米波雷達(dá)的下線標(biāo)定。