具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的制作方法

1.本公开涉及雷达系统校准的技术，具体涉及具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准。


背景技术：

2.用于载具的感知系统(例如，先进安全或自动驾驶系统)可以依靠从雷达系统收集的数据。由于雷达系统的各个安装可能不同，因此各个雷达系统在其工作之前经历一些校准。传统的校准可以使用容易获得的测试环境，及少甚至没有定制并且空间约束有限。这些校准配置雷达系统来以可接受的准确性确定周围对象的方位角和仰角。然而，雷达系统校准面临许多挑战，包括最小化或补偿与在校准过程期间经常出现在雷达数据中的双基地旁瓣反射有关的干扰或噪声。双基地旁瓣会在雷达系统校准中引入误差，导致雷达系统以1度以上的误差报告方位角。这种校准不准确性通常是不可接受的，因为在较大的距离上，即使方位角的小角度偏差也会导致很多米的平移误差。在载具安全系统或自动驾驶系统中，这种量级的误差会导致不安全、不舒适或不稳定的驾驶行为，需要驾驶员干预或紧急超控。


技术实现要素：

3.本文描述了用于实现具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的技术。在一个示例中，一种方法包括：由一个或更多个处理器使平板靶在测试环境中相对于设置在用于雷达系统校准的测试环境中的雷达系统的特定雷达传感器的安装位置处于第一位置。所述第一位置包括相对于所述特定雷达传感器的安装位置的相应仰角和相应平移位置。所述特定雷达传感器收集第一数据，所述第一数据表示反射离开处于所述第一位置的平板靶的第一雷达信号。基于所述第一数据，确定在所述第一位置的针对所述特定雷达传感器的第一校准误差。一个或更多个处理器使所述平板靶处于相对于特定雷达传感器的所述安装位置的一个或更多个附加位置。各个附加位置包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角和相应平移位置。所述特定雷达传感器收集与各个所述附加位置相关联的附加数据，该附加数据表示反射离开处于各个所述附加位置的平板靶的附加雷达信号。基于与各个附加位置相关联的附加数据，确定各个附加位置的附加校准误差。在给定所述特定雷达传感器在雷达系统内的安装位置的情况下，基于第一位置的第一校准误差和各个附加位置的各个附加校准误差来确定该特定雷达传感器的组合校准误差。然后输出所述组合校准误差的指示，以供补偿雷达系统内的特定雷达传感器的组合校准误差，来校准雷达系统。
4.在另一示例中，雷达系统校准单元包括被配置为执行上述概括的方法的至少一个处理器。本文阐述的其它示例涉及系统和组件，包括具有用于执行这些方法的单元的系统。
5.本概述介绍了具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的简化构思，例如用于载具雷达系统的校准，如在具体实施方式和附图中进一步描述的。本概述不旨在标识所要求保护的主题的基本特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
6.在本文中参照以下附图描述了具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的细节：
7.图1示出了根据本公开的技术的用于校准雷达系统的示例测试环境；
8.图2示出了图1的雷达接口和校准部件的详细示例；
9.图3a示出在雷达系统校准期间由于雷达系统干扰引起的双基地旁瓣反射的示例；
10.图3b示出在雷达系统校准期间由于外部干扰引起的双基地旁瓣反射的示例；
11.图4示出了在存在双基地旁瓣反射的雷达系统校准期间雷达传感器的示例相位响应；
12.图5示出根据本公开的技术的在具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准期间的目标的概念视图；
13.图6示出了在具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第一迭代期间的示例雷达数据，其中不存在离群值；
14.图7示出了在图6所示的第一迭代之后的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第二迭代期间的示例雷达数据；
15.图8示出了具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第一迭代期间的示例雷达数据，其中存在离群值；
16.图9示出了在图8所示的第一迭代之后的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第二迭代期间的示例雷达数据；
17.图10a示出了没有补偿双基地旁瓣的雷达系统校准的结果；
18.图10b示出了根据本公开的技术的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的结果；以及
19.图11示出了用于执行具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的示例性过程。
20.在整个附图中经常使用相同的附图标记来表示相同的特征和部件，包括连字符标记来表示先前示出的相同特征和部件的变型。
具体实施方式
21.概述
22.本文描述了用于实现具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的技术。在具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的一个示例中，雷达系统校准单元通过评估从测试环境中的平板的反射获得的雷达数据来确定各个雷达传感器的校准误差，该平板被配置为在相对于该雷达传感器的位置范围之间移动。雷达系统校准单元包括一个或更多个处理器，其可以输出信息以使平板靶位于该范围内的第一位置。平板的第一位置是相对于雷达传感器的固定安装位置的。第一位置包括相对于安装位置的相应平移位置，并且还可以包括相对于安装位置的相应仰角。雷达系统校准单元接收第一雷达数据，该第一雷达数据表示由雷达传感器接收的反射离开当处于第一位置时的平板靶的第一雷达信号。基于第一数据，确定在平板的第一位置处针对雷达传感器的第一校准误差。重复该过程以接收附加数据，包括为雷达传感器确定的附加校准误差，该附加校准误差是当平板位于附加位置时从平板的附加反射测量的。基于在平板的变化位置和/或高度上确定的校准误差，可以确定针对各个雷达传感器在雷达系统内给定其相对安装位置的情况下的组合校准误差。针对雷达系统的一个或更
多个雷达传感器的组合校准误差的指示可以被输出(例如，输出到机器或人类可解释接口)以补偿在进一步处理中至少部分地由于固有串扰、干扰或噪声而导致的组合校准误差。
23.在一些示例中，可以通过对第一校准误差和各个附加校准误差的集合执行统计分析来改进雷达系统校准。可以为特定雷达传感器确定标准偏差校准误差，其可用于确定离群校(outlier)准误差集和剩余的群内(inlier)校准误差集。来自群内校准误差集的各个校准误差可以被组合以确定针对特定雷达传感器的较准确的组合校准误差。类似地，可以输出较准确的组合校准误差的指示来代替可用于在进一步处理中补偿组合校准误差的组合校准误差。
24.此外，在本文件中描述的用于具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的技术可以在普通的终端(eol)载具校准环境中执行。此外，本文描述的技术可以在eol载具校准环境的空间限制内利用与在其他传感器(例如面向前的雷达传感器)的校准中经常使用的平板类似的平板。结果，本文描述的技术提供了雷达系统校准的有成本效益的，广泛可操作的和准确的实现。
25.这样，通过使雷达信号反射离开平板来执行雷达校准，该平板改变相对于被校准的特定雷达传感器的安装位置的方位(例如，仰角和/或方位角)和位置。对于各个雷达传感器，可以在平板的平移位置范围内获得测量结果。以此方式为各个雷达传感器确定非常准确的校准误差。通过根据这些技术在数据收集期间在重新定位靶的同时校准雷达系统，可以减少或防止测量中出现的任何双基地旁瓣的突出，这可以实现各个特有雷达系统安装的较不复杂和较准确的校准。可以输出各个校准误差的指示，以供单独调整雷达系统内各个特定雷达传感器的安装位置。
26.工作环境
27.图1示出了根据本公开的技术的用于校准载具雷达系统的示例测试环境100。在所描绘的测试环境100中，雷达传感器104位于载具102的雷达系统内。雷达传感器104可以是雷达系统的多个雷达传感器之一。为了便于描述和使附图清楚，仅示出了单个雷达传感器104。虽然图示为乘用卧车，但是载具102可以表示其他类型的机动化载具(例如，乘用卡车、摩托车、公共汽车、拖拉机、半拖车卡车)、非机动化载具(例如，自行车)、有轨载具(例如，火车)、船只(例如，船)、航空器(例如，飞机)、航天器(例如，卫星)等。
28.雷达传感器104和一个或更多个其他雷达传感器构成雷达系统，其可以安装在任何载具或其他移动平台上，安装到任何载具或其他移动平台或与任何载具或其他移动平台(包括移动机械或机器人设备)集成。雷达系统的部件可以设置在载具102的前部、后部、顶部、底部或侧部中、在保险杠内，集成到侧镜中，形成为前灯和/或尾灯的一部分，或在需要检测对象的任何其它内部或外部位置。例如，雷达传感器104是安装在前角附近或前灯下方的雷达系统的一部分。载具102可以包括多个雷达系统，例如第一雷达系统和第二雷达系统，以提供包围载具102外部的特定感兴趣区域的定制视场(fov)。作为载具102的感知系统的一部分，雷达传感器104和雷达系统的所有其他雷达传感器通过实现先进安全或自主驾驶特征来帮助驾驶载具102。
29.雷达系统可以包括具有其他雷达传感器的雷达传感器104，以及在其上执行的硬件组件和软件组件的组合，以使得雷达系统的雷达传感器能够以协调的方式工作以提供载具102周围的特定fov。例如，雷达系统的计算机可读存储介质(crm)可以存储机器可执行指
令，当所述机器可执行指令由雷达系统的处理器执行时，使雷达系统输出关于基于从雷达系统fov获得的雷达反射检测到的对象的信息。
30.在该示例性实施方式中，雷达传感器104包括角部雷达传感器，对于该角部雷达传感器，由于角部雷达传感器的大fov，本文描述的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准可以特别有益。测试环境100包括校准单元126，该校准单元126利用校准部件120来控制平板靶106，该平板靶106在相对于雷达传感器104的安装位置的位置108处离开距离116。在一个方面，由于测试环境100中的空间限制，平板靶106位于距离雷达传感器104的安装位置小于2米的距离116处，并且执行近距离雷达系统校准。
31.另外，测试环境100被配置为允许平板靶106通过平移运动110(例如，平移运动110-1和平移运动110-2)和仰角旋转112来改变相对于雷达传感器104的安装位置的位置。可选地，测试环境100被配置为允许平板靶106通过方位角旋转114改变相对于雷达传感器104的安装位置的位置。
32.雷达传感器104输出并接收雷达信号118，雷达信号118可以由雷达传感器104发射，并且在雷达信号118在平板靶106的相对位置108处反射离开平板靶106之后返回到雷达传感器104。雷达传感器104被配置为捕获雷达数据的样本124，其指示反射离开平板靶106的雷达信号118。例如，当经由具有离开方向(dod)的天线元件发送雷达信号118时，雷达传感器104发射电磁(em)辐射。雷达传感器104期望接收具有与雷达信号118内的发射的dod相匹配的到达方向(doa)的雷达信号118内的反射。样本124包括表示从平板靶106反射的雷达信号118的雷达数据。样本124可以通过雷达传感器104、雷达系统和/或载具102之间的通信链路128发送。
33.校准单元126可以是远程计算机、测试站、载具102的车载部件、或用于收集和处理用于校准雷达的校准数据的其他设备或系统。校准单元126包括雷达接口122，在雷达接口122处校准单元126经由雷达接口122接收由雷达传感器104收集的样本124。校准单元还包括校准部件120，该校准部件120被配置为当雷达传感器104被安装在雷达系统内的相对位置108时确定特别针对该雷达传感器104的校准误差。
34.例如，校准单元126使平板靶106在测试环境100中相对于雷达系统的雷达传感器104的安装位置处于第一位置(例如，位置108)。第一位置包括相对于雷达传感器104的安装位置的相应仰角(例如，在大约零度的范围内)和相应平移位置。平板靶106通过平移运动110移动到相应的平移位置，并通过仰角旋转112分别或同时移动到相应的仰角。
35.校准单元126接收从雷达传感器104收集的第一雷达数据，该第一雷达数据表示反射离开在第一位置处的平板靶106的第一雷达信号(例如，雷达信号118)。基于第一雷达数据，校准单元126确定在第一位置处针对雷达传感器104的第一校准误差。然后，校准单元126使平板靶106处于相对于雷达传感器104的安装位置的一个或更多个附加位置，各个附加位置包括相对于雷达传感器104的安装位置的相应仰角和相应平移位置。校准单元126接收从雷达传感器收集的附加数据，该附加数据与各个附加位置相关联并且指示反射离开在各个附加位置处的平板靶106的附加雷达信号。基于与各个附加位置相关联的附加数据，确定各个附加位置的附加校准误差。在给定雷达传感器104在雷达系统内的固定安装位置的情况下，校准单元126组合第一校准误差和各个附加校准误差以确定雷达传感器104的组合校准误差。组合校准误差的指示可以被输出，以用于在雷达系统内重新定位雷达传感器104
以减小校准误差来校准雷达系统。
36.在一些示例中，除了或代替相应的平移位置，第一位置和各个附加位置包括相对于雷达传感器104的安装位置的相应方位角。平板靶106可以在一定范围的位置上移动，包括平移位置、仰角或方位角的移动，以改进雷达系统校准或校准具有特定fov的雷达系统。如果使用方位角，则平板靶106可以通过方位角旋转114移动到相应方位角。它们之间可以共享一些公共值。然而，总体上，第一位置和附加位置中的各位置的相应仰角、相应平移位置和相应方位角是特有的(至少对该雷达传感器104)。
37.虽然图1示出了在雷达传感器104的fov中心的平板靶106，但是应当注意，平板靶106可以被设置在雷达传感器104的fov内的任何位置。这包括将平板靶106设置在雷达传感器104的fov的中心处或附近以在视轴处校准雷达传感器104，或者将平板靶106设置在雷达传感器104的fov的边界处或附近以校准雷达传感器104。通常，优选地，通过将平板靶106设置在雷达传感器104的瞄准线处或附近(例如，在雷达传感器104的瞄准线的小距离内)来校准雷达传感器104，因为这可以提供较好的双基地旁瓣的平均。换句话说，将平板靶106定位在雷达传感器104的瞄准线附近可以使任何双基地旁瓣看起来是关于fov的一个或更多个中心轴对称的。
38.图2示出了图1的雷达接口122和校准部件120的详细示例。具体地，雷达接口122包括接收器202、信号处理器204和存储介质206。雷达接口122被配置为接收由雷达传感器(例如，雷达传感器104)收集的样本数据(例如，样本124)。样本数据可以通过硬件组件，软件组件或其组合提供给雷达接口122。例如，样本数据可以通过无线发射-接收设置无线地发射到雷达接口122。在该示例中，接收器202可用于接收发送到雷达接口122的样本数据，并且信号处理器204可用于将接收到的信号解调并解释为样本数据。样本数据然后可以存储在存储介质206中，以稍后处理用于雷达系统校准。在另一示例中，样本数据可以通过雷达系统和雷达接口之间的有线硬件连接来发送。样本数据可以通过有线连接从雷达系统发送并由雷达接口122存储在存储介质206中。
39.校准部件120包括计算机可读介质(crm)210，其存储机器可执行校准测试指令212，当该指令由一个或更多个处理器208执行时，执行本公开的雷达系统校准技术。另外，计算机可读介质可以包括平板控制器214和数据合成器216。平板控制器214可以包括基于由校准测试指令212提供的期望位置来控制平板定位的机器可执行指令。数据合成器216可以包括机器可执行指令，当该指令由一个或更多个处理器208执行时执行样本数据的统计分析以确定针对雷达系统内的雷达传感器(例如，雷达传感器104)的校准误差。校准部件120还可以包括输出管理器218，其管理可用于调整雷达系统内的雷达的安装位置以校准雷达系统的校准误差的输出。例如，输出管理器218可以将校准误差提供给控制器，该控制器被配置为提供机器可执行指令以校正雷达系统内的雷达传感器的校准误差。
40.双基地旁瓣效应
41.图3a示出了在雷达系统校准期间由于雷达系统干扰引起的双基地旁瓣反射的示例。如图所示，图3a包括雷达传感器104的频谱响应318，其包含发射阵列304和接收阵列306。发射阵列304发射雷达信号118，该雷达信号被从平板靶106反射。在一个方面，平板靶106具有包括长度尺寸314和宽度尺寸316的平面表面，所述长度尺寸314和宽度尺寸316覆盖方位角和仰角的多个角度。结果，平板靶106不能被视为点目标，并且所反射的雷达信号
118包括镜面反射310和旁瓣反射312。一方面，雷达传感器104以不同的dod发射多个雷达信号118(例如，雷达信号118-1和雷达信号118-2)。
42.在图3a中，雷达信号118-1作为镜面反射310反射离开平板靶106，镜面反射310旨在由雷达传感器104的接收阵列306收集。然而，雷达信号118-2以不同的dod发射并反射离开平板靶106，表现为由接收阵列306收集的旁瓣反射312。旁瓣反射312是寄生反射，使镜面反射310降级并提供噪声302(例如，噪声302-1和噪声302-2)，如频谱响应318中所示。结果，由旁瓣反射312引起的噪声302会恶化雷达传感器104的方位角报告的准确性。
43.雷达传感器104具有特定的分辨率和增益模式。例如，雷达传感器104可以具有对称增益模式并具有高分辨率。在该示例中，由于对称增益模式和高分辨率使得在收集雷达信号时能够较好地识别和消除旁瓣反射，因此由旁瓣反射312引起的方位角报告的移位可以较小。雷达传感器104可以具有非对称增益模式和低分辨率，这会导致方位角报告的大移位。在该示例中，旁瓣反射312不太可能被消除，并且雷达传感器104的低分辨率会降低镜面反射310。因此，旁瓣反射312较可能使方位角报告移位超过所需的方位角准确度。
44.图3b示出了在雷达系统校准期间来自周围对象的双基地旁瓣反射干扰的示例。图3b示出了雷达传感器104的频谱响应。然而，图3b包括平板靶106附近的反射性对象，其可以将从发射阵列发射的雷达信号118作为旁瓣反射312反射回雷达传感器104的接收阵列306。旁瓣反射312使镜面反射310的收集恶化，并将噪声302引入雷达传感器的频谱响应318。结果，由旁瓣反射引起的噪声302会恶化雷达传感器104的方位角报告的准确性。
45.通过将平板靶106定位在相对于雷达传感器104的不同位置，雷达传感器104可以捕获不同的旁瓣反射312。通过收集旁瓣反射312中的变化，根据在不同位置收集的多个雷达数据确定的多个校准误差可以结合旁瓣反射312的不同影响。当组合时，多个校准误差可以平均受旁瓣反射312影响的各个校准误差，并且提供指示镜面反射310的较准确的校准误差。结果，可以较准确地调节雷达传感器104，并且雷达系统可以具有改进的校准。
46.图4示出了在存在双基地旁瓣反射的雷达系统校准期间雷达传感器(例如雷达传感器104)的示例相位响应400。相位响应400由表示为平坦相位区域402的镜面反射(例如，镜面反射310)提供。另选地，180度的相位跃变404(例如，相位跃变404-1和相位跃变404-2)出现在零点。相位响应400附加地示出了由旁瓣反射(例如，旁瓣反射312)引起的相位失真406(例如，相位失真406-1和相位失真406-2)。旁瓣反射可具有比镜面反射低了13db的振幅电平，从而允许相位失真406改变接收阵列(例如，接收阵列306)处的所检测相位。结果，由雷达传感器报告的方位角可能包含超过所需方位角准确度的误差。
47.此外，由于用于接收反射雷达信号的雷达传感器的对称增益模式，相位响应400具有对称相位响应。结果，相位失真406的影响会较小，因为相位失真406发生在镜面反射的每一侧。然而，在另一示例中，相位响应400表示从具有非对称增益模式的雷达传感器收集的反射雷达信号。在该示例中，相位响应400可以不是对称的，并且由旁瓣反射引起的相位失真406可以对方位角报告具有较大影响。
48.平板位置
49.图5示出根据本公开的技术的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准500的示例。平板靶106包含中心502，并且可通过平移运动110和仰角旋转112在长度尺寸314的中心线506处移动。可选地，平板靶106可以通过绕中心502的方位角旋转114来改变位置。平板靶106包
含长度尺寸314和宽度尺寸316的网格504。
50.在一个方面，利用平板靶106可以执行具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准。例如，平板靶106包含长度尺寸314和宽度尺寸316的网格504。平板靶106的中心502表示平板靶106的宽度尺寸316的中心502。平板靶还包含长度尺寸314的中心线506。网格504以宽度尺寸316的中心502和长度尺寸的中心线506为中心。平板靶106被定位在相对于雷达传感器的安装位置的第一位置，其中，镜面反射从栅格504上的与中心线506和中心502相交的点反射。雷达传感器用于收集表示反射离开在第一位置处的平板靶106的第一雷达信号的第一数据。基于第一数据，确定第一位置处针对雷达传感器的第一校准误差。平板靶106通过沿中心线506的平移运动110被移动到相对于雷达传感器的安装位置的附加位置。该附加位置具有栅格504上的在中心线506处的下一个点，镜面反射在该点反射。然后，雷达传感器用于收集表示在附加位置反射离开平板靶106的附加雷达信号的附加数据。基于附加数据，确定附加位置处针对雷达传感器的附加校准误差。
51.平板靶106可以移动到较多的附加位置，这些附加位置包含栅格504上沿着中心线506的点，镜面反射在这些点反射。在一个方面，附加位置可以包括网格504上沿着中心线506的所有点。由于平板靶106相对于安装位置在第一位置和附加位置中的各个位置间的位置变化，在各个位置收集的数据可以包括来自旁瓣反射的不同影响。结果，可以根据旁瓣反射的不同影响来确定各个位置处针对雷达传感器的校准误差。可以组合各个位置处针对雷达传感器的各个校准误差，以产生雷达传感器的组合校准误差。由于各个校准误差中的旁瓣反射的影响的差异，组合校准误差不太可能受到单个校准误差的影响，该单个校准误差具有由于旁瓣反射的较大影响。结果，组合校准误差可用于调节雷达传感器以较好地校准雷达系统。
52.为了在各个位置处收集具有适当变化的旁瓣反射，在第一位置和附加位置中的各个位置间具有小平移运动110的点处收集第一数据和附加数据可以是有益的。结果，网格504可以沿平板靶106的宽度尺寸316间隔不超过3mm。
53.此外，第一位置和附加位置中的各个位置可以包括相对于雷达传感器的安装位置的相应仰角。通过中心线506处的仰角旋转112，可以针对第一位置和附加位置中的各个位置改变相应仰角。例如，第一位置相对于雷达传感器的安装位置具有0度的相应仰角。然后将平板靶106移动到附加位置，该附加位置相对于雷达传感器的安装位置具有1度的相应仰角。平板靶106可以移动到较多的附加位置，各个附加位置相对于雷达传感器的安装位置具有不同的相应仰角。通过在第一位置和附加位置的各个位置处改变相应的平移位置和相应的仰角，可以同时校准雷达系统以用于方位角报告和仰角报告。
54.为了收集可用于校准雷达系统内的雷达传感器的数据以用于仰角报告，在第一位置和附加位置中的各个位置间具有小仰角旋转112的点处收集第一数据和附加数据可以是有益的。结果，可以在第一位置和附加位置处收集第一和附加数据，各个位置具有在相对于雷达系统内的雷达传感器的安装位置的范围之间的相应仰角。例如，该范围可以是-5度至5度、-4度至4度、或任何其他范围。
55.在另一示例中，第一位置和附加位置中的各个位置可以包括相对于雷达传感器的安装位置的相应方位角。通过在平板靶106的宽度尺寸316的中心502处的方位角旋转114，可以针对第一位置和附加位置中的各个位置改变相应的方位角。例如，第一位置相对于雷
达传感器的安装位置具有0度的相应方位角。然后将平板靶106移动到附加位置，该附加位置相对于雷达传感器的安装位置具有1度的相应方位角。通过在第一位置和附加位置中的各个位置处改变相应的仰角和相应的方位角，可以同时校准雷达系统以用于方位角报告和仰角报告。
56.迭代统计分析
57.在针对第一位置和附加位置中的各个位置确定了针对雷达传感器的数据校准误差时，可以将校准误差组合以确定雷达传感器的组合校准误差。此外，可以执行迭代统计分析以确定雷达传感器的较准确的组合校准误差。迭代统计分析利用来自第一迭代的数据过滤以在第二迭代中接收较准确的组合校准误差。
58.图6示出了在具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第一迭代期间获得的示例雷达数据600，其中不存在离群值。在第一次迭代中，雷达数据600包括针对根据由雷达传感器收集的第一数据和附加数据中的各个数据确定的第一校准误差和附加误差中的各个误差绘制的测量结果606。为测量结果606计算均值602，并基于第一校准误差和附加校准误差表示雷达传感器的组合校准误差。此外，计算标准偏差校准误差，其可用于确定阈值604(例如，上阈值604-1和下阈值604-2)。在一个方面，上阈值604-1是通过标准偏差校准误差和均值602的缩放加法来确定的。类似地，可以通过标准偏差校准误差和均值602的缩放减法来确定下阈值604-2。例如，上阈值604-1可以被定义为均值602加上标准偏差校准误差的两倍，而下阈值604-2可以被定义为均值602减去标准偏差校准误差的两倍。重要的是注意，这仅仅是可用于计算阈值604的一个示例方法。其他方法可以包括针对上阈值604-1或下阈值604-2的标准偏差校准误差的不同缩放。
59.图7示出了在具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第二迭代期间的雷达数据700的示例，其中在图6的测量结果606中不存在离群值。在第二次迭代中，阈值604可用于将图6的测量结果606分类为一组离群集702和雷达数据700内的剩余的一组群内集704。图6的被确定为在上阈值604-1和下阈值604-2之间的范围之外的各个测量结果606可以被分类为离群值702并且被分组为离群集702中。图6的未被分类为离群值702的测量结果606可被分类为群内值704并被放置在群内集704中。然后从群内集704中的各个群内值704确定用于第二次迭代的鲁棒均值706。结果，当与第一次迭代的均值(例如，均值602)相比时，鲁棒均值706可以是雷达传感器的较准确的校准误差。
60.应当注意，在图6和图7中，测量结果606关于第一次迭代的均值(例如，均值602)很大程度上是对称的，并且不包含清楚的离群值(例如，与剩余测量结果大大偏离的测量结果)。结果，第二迭代的鲁棒均值(例如，鲁棒均值706)和第一迭代的均值(例如，均值602)具有小的差异。在这种情况下，与存在离群值并且测量结果是不对称的情况相比，迭代统计分析可能具有较小的影响。
61.图8示出了在存在离群值的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第一迭代期间的雷达数据800的示例。在第一次迭代中，针对各个第一校准误差绘制测量结果802，并且从由雷达传感器收集的雷达数据800确定附加误差。为测量结果802计算均值804，并基于第一校准误差和附加校准误差来表示雷达传感器的组合校准误差。此外，计算标准偏差校准误差，其可用于确定阈值806(例如，上阈值806-1和下阈值806-2)，如通过图6和图7的描述所示。应当注意，测量结果802关于均值804不对称，并且各个测量值显示出与测量结果集802
的大的偏差。
62.图9示出了在存在离群值的具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的第二迭代期间的雷达数据900的示例。在第二次迭代中，阈值806可用于将图8的测量结果802分类为构成雷达数据900的离群集902和剩余的群内集904。图8的被确定为在上阈值806-1和下阈值806-2之间的范围之外的各个测量结果802被分类为离群值902并且被分组为离群集902。图8的未被分类为离群值902的测量结果802被分类为群内值904并被置于群内集904中。然后根据该群内集904中的各个群内值904确定用于第二次迭代的鲁棒均值906。结果，当与第一次迭代的均值(例如，均值804)相比时，鲁棒均值906可以是针对雷达传感器的较准确的校准误差。例如，在第二次迭代中，由于旁瓣反射的影响，离群值902位于上阈值806-1之上。这些离群值902被过滤掉，并且鲁棒均值906是比第一次迭代的均值(例如均值804)低的值。
63.与图6的均值(例如，均值602)和图7的鲁棒均值(例如，鲁棒均值706)相比，鲁棒均值906与第一迭代的均值(例如，均值804)具有较大的偏差。这样，对于包含离群值的非对称测量结果，迭代统计分析可能较有效，如在图8的测量(例如，测量结果802)中。
64.雷达系统校准性能
65.图10a示出了没有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的性能。对于第一次运行，平板靶被放置在相对于雷达传感器的安装位置的第一位置。第一位置包括平移位置和-4度的相应仰角。收集表示在相对于雷达传感器的安装位置的第一位置处反射离开平板靶的雷达信号的第一雷达数据，并可用于确定针对雷达传感器的第一校准误差。然后将平板靶放置在相对于雷达传感器的安装位置的第二位置。第二位置包括与第一位置相同的平移位置和-3度的相应仰角。收集表示在相对于雷达传感器的安装位置的第二位置处反射离开平板靶的雷达信号的第二雷达数据，并可用于确定针对雷达传感器的第二校准误差。收集七个附加雷达数据，其指示在七个附加位置处从平板靶反射的雷达信号，所述七个附加位置包括与第一位置和第二位置相同的平移位置，并且分别具有-2、-1、0、1、2、3和4度的相应仰角。为七个附加雷达数据中的各个位置确定校准误差，并且相对于它们各自的仰角绘制第一校准误差、第二校准误差和七个附加校准误差中的每一个。对第一校准误差、第二校准误差和七个附加校准误差进行平均以确定0.20度的第一次运行鲁棒均值1002。应注意，平移位置在第一次运行中的第一位置、第二位置和另外七个位置中的各个位置处保持恒定。
66.对于第二轮重复上述步骤，并且对于各个相应的仰角确定第二轮校准误差。相对于各自的仰角绘制各个第二运行校准角。将第二次运行校准角平均以确定1.16度的第二次运行鲁棒均值1004。类似于第一次运行，平移位置在第二次运行的各个相应仰角处保持恒定。
67.0.20度的第一次运行鲁棒均值1002可以与1.16度的第二次运行鲁棒均值1004相比较。使用相同的雷达传感器和测试方法连续地执行第一次运行鲁棒均值1002和第二次运行鲁棒均值1004。此外，第一次运行鲁棒均值1002和第二次运行鲁棒均值1006偏差了接近1度。这种准确度级别是不可接受的，因为载具中的感知系统可能需要到1度的准确度的方位角报告。
68.图10b示出了具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的性能。对于第一次运行，平板靶被放置在相对于雷达传感器的安装位置的第一位置。与图10a不同，第一位置包括特有的相应平移位置和-4度的相应仰角。收集表示在相对于雷达传感器的安装位置的第一位置处
反射离开平板靶的雷达信号的第一雷达数据，并可用于确定针对雷达传感器的第一校准误差。然后将平板靶放置在相对于雷达传感器的安装位置的第二位置。第二位置包括与第一位置不同的相应平移位置和-3度的相应仰角。收集表示在相对于雷达传感器的安装位置的第二位置处反射离开平板靶的雷达信号的第二雷达数据，并可用于确定针对雷达传感器的第二校准误差。收集七个附加雷达数据，其指示在七个附加位置处从平板靶反射的雷达信号，所述七个附加位置包括与第一位置、第二位置不同的平移位置并且七个附加位置彼此的平移位置不同，并且具有-2、-1、0、1、2、3和4度的相应仰角。为七个附加雷达数据中的各个雷达数据确定校准误差，并且相对于它们各自的仰角绘制第一校准误差、第二校准误差和七个附加校准误差中的各个校准误差。将第一校准误差、第二校准误差和七个附加校准误差平均以确定0.06度的第一次运行鲁棒均值1006。应当注意，第一位置、第二位置和七个附加位置各自的平移位置是特有的，而不是像在图10a中保持恒定。
69.对于第二次运行重复上述步骤，并且对于各个相应的仰角确定第二轮校准误差。相对于它们各自的仰角绘制各个第二运行校准角。将第二次运行校准角平均以确定-0.14度的第二次运行鲁棒均值1008。类似于第一次运行，各自的平移位置是特有的，而在各个相应的仰角处不是像在图10a中保持恒定。
70.可以将0.06度的第一次运行鲁棒均值1006与-0.14度的第二次运行鲁棒均值1008进行比较。使用相同的雷达传感器和测试方法再次连续地执行第一次运行鲁棒均值1006和第二次运行鲁棒均值1008，然而通过使用本文档中描述的雷达系统校准技术，第一次运行鲁棒均值1006和第二次运行鲁棒均值1008之间的偏差减小到0.20度。这样，本文描述的雷达校准技术提供了一种用于具有双基地旁瓣补偿的改进的雷达系统校准的方法。
71.示例性处理
72.图11示出了用于利用由雷达系统校准单元执行的双基地波瓣补偿来执行雷达系统校准的示例性过程1100。过程1100的步骤可以重新排列、跳过、重复或以与图11所示的特定流程不同的方式执行。为了便于描述，在图1的上下文中描述图11。
73.在1102，一个或更多个处理器使平板靶在测试环境中相对于设置在用于雷达系统校准的测试环境中的雷达系统的特定雷达传感器的安装位置处于第一位置。第一位置包括相对于该特定雷达传感器的安装位置的相应仰角和相应平移位置。例如，诸如雷达系统校准单元126的校准系统可以向平板控制器提供机器可读指令，以将平板靶106移动到第一位置。
74.在1104，由特定雷达传感器收集表示在第一位置反射离开平板靶的第一雷达信号的第一数据。例如，第一数据可以包括可用于确定由雷达传感器104接收的雷达信号118的相位响应的数据。第一数据还可以包括可用于确定由雷达传感器104接收的雷达信号反射的振幅的数据。
75.在1106，基于第一数据确定第一位置处针对特定雷达传感器的第一校准误差。例如，第一校准误差可以是基于第一数据的雷达传感器104的失准角。
76.在1108，一个或更多个处理器使平板靶处于相对于特定雷达传感器的安装位置的一个或更多个附加位置。各个附加位置包括相对于该特定雷达传感器的安装位置的相应仰角和相应平移位置。例如，各个附加位置的各仰角和各平移位置在第一位置和各其它附加位置中的各个位置间可以是特有的，当进行各测量时，平板靶106被引导移动到各其它附加
位置。
77.在1110处，特定雷达传感器收集与各个附加位置相关联的附加数据，所述附加数据表示在各个附加位置处反射离开平板靶的附加雷达信号。在1112处，基于与各个附加位置相关联的附加数据来确定各个附加位置的附加校准误差。
78.在1114，基于第一位置的第一校准误差和各个附加位置的各个附加校准误差，确定针对给定雷达系统内特定雷达传感器的安装位置的该特定传感器的组合校准误差。在一个方面，通过第一位置的第一校准误差和各个附加位置的各个附加校准误差的均值来确定组合校准误差。
79.可选地，在1116，使用迭代统计分析来确定针对特定雷达传感器的较准确的组合校准误差。例如，雷达系统校准单元可以基于第一位置的第一校准误差和各个附加位置的各个附加校准误差来确定第一位置和附加位置处针对特定雷达传感器的标准偏差校准误差。基于第一校准误差、各个附加校准误差以及标准偏差校准误差，雷达系统校准单元可以确定针对特定传感器的离群校准误差集以及剩余的针对特定雷达传感器的群内校准误差集。此外，通过对第一校准误差和被确定为在群内校准误差集内的各个附加校准误差求平均来确定针对特定传感器的较准确的组合校准误差(例如，与基于离群校准误差集确定的另一组合校准误差相比)。
80.在1118，雷达系统校准单元输出组合校准误差的指示，以供调整雷达系统内的特定雷达传感器的安装位置以校准雷达系统。例如，雷达系统校准单元将组合校准误差输出到控制器，该控制器被配置为提供机器可读指令以针对雷达系统内的特定传感器校正组合校准误差。
81.因此，在执行过程1100时，具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准是可能的。对于各个雷达传感器，在平板的平移位置范围上获得测量结果。以此方式为各个雷达传感器确定非常准确的校准误差。可以输出各个校准误差的指示，以供单独调整雷达系统内各个特定雷达传感器的安装位置。通过使用过程1100或其变型来校准雷达系统，可以减少或甚至避免测量中的双基地旁瓣，这可以使得无论特有的雷达系统安装如何都能够执行较不复杂且较准确的校准。
82.附加示例
83.具有双基地旁瓣补偿的雷达系统校准的一些附加示例包括：
84.示例1.一种方法，所述方法包括以下步骤：由校准系统的一个或更多个处理器使平板靶处于测试环境中的第一位置，所述第一位置相对于设置在所述测试环境中的待校准的雷达系统的特定雷达传感器的安装位置，并且包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角和相应平移位置；由所述处理器并且从所述特定雷达传感器收集第一数据，所述第一数据表示反射离开处于所述第一位置的所述平板靶的第一雷达信号；由所述处理器基于所述第一数据确定在所述第一位置处针对所述特定雷达传感器的第一校准误差；由所述一个或更多个处理器使所述平板靶处于相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的一个或更多个附加位置，各个所述附加位置包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角和相应平移位置；由所述处理器并且从所述特定雷达传感器收集与各个所述附加位置相关联的附加数据，所述附加数据表示反射离开处于各个所述附加位置的所述平板靶的附加雷达信号；由所述处理器基于与各个所述附加位置相关联的所述附加数
据确定对于各个所述附加位置的附加校准误差；在给定所述特定雷达传感器在所述雷达系统内的所述安装位置的情况下，由所述处理器基于所述第一位置的所述第一校准误差和各个所述附加位置的各个附加校准误差来确定针对该特定雷达传感器的组合校准误差；以及由所述处理器输出所述组合校准误差的指示，以供针对所述特定雷达传感器的所述组合校准误差补偿所述雷达系统，来校准所述雷达系统。
85.示例2.根据前述示例中的任一项所述的方法，所述方法还包括：基于所述第一位置的第一校准误差和各个附加位置中的各个附加校准误差，确定在所述第一位置和所述附加位置处针对所述特定雷达传感器的标准偏差校准误差；基于所述第一校准误差、各个所述附加校准误差和所述标准偏差校准误差，确定针对所述特定雷达传感器的离群校准误差集和剩余的针对所述特定雷达传感器的群内校准误差集；以及基于所述群内校准误差集确定针对所述特定雷达传感器的相比于基于所述离群校准误差集的针对所述特定雷达传感器的另一组合校准误差而言较准确的组合校准误差，其中，输出所述组合校准误差的指示包括输出所述较准确的组合校准误差的指示。
86.示例3.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，确定所述群内校准误差集包括：基于所述标准偏差校准误差确定容差值；确定各个所述第一校准误差和各个所述附加校准误差的部分是否在所述组合校准误差加上或减去所述容差值的范围内；以及将被确定在所述范围内的各个所述第一校准误差和各个所述附加校准误差的所述部分分组到所述群内校准误差集中。
87.示例4.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述特定雷达传感器是角部雷达传感器。
88.示例5.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，输出所述组合校准误差的指示的步骤包括输出所述组合校准误差以用于补偿所述雷达系统，以减小来自双基地旁瓣的影响。
89.示例6.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述双基地旁瓣具有比主瓣低了13db的振幅电平。
90.示例7.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述双基地旁瓣包括反射离开所述平板靶附近的反射性对象的旁瓣。
91.示例8.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，输出所述组合校准误差的指示的步骤使得能够将对所述特定雷达传感器的安装位置的调整处于小于1度的方位角准确度和仰角准确度。
92.示例9.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，输出所述组合校准误差的指示的步骤包括将所述组合校准误差提供给所述雷达系统的处理器，所述处理器被配置为针对所述雷达系统内的所述特定雷达传感器补偿所述组合校准误差。
93.示例10.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中所述平板靶具有包括宽度尺寸和长度尺寸的平坦面，并且所述第一平板靶包括多点靶。
94.示例11.根据前述示例中的任一项所述的方法，使用所述长度尺寸和所述宽度尺寸的网格来映射所述平坦平板靶的所述平坦面；以及所述第一位置和所述附加位置中的各个位置的相应平移位置对应于网格上的沿着长度尺寸的中线的不同点。
95.示例12.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述网格的宽度尺寸具有小
于或等于3mm的间距。
96.示例13.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述雷达系统设置在所述测试环境中以供近距离校准。
97.示例14.根据前述示例中的任一项所述的方法，所述特定雷达传感器的所述安装位置与所述平板靶的距离小于2米。
98.示例15.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中所述特定雷达传感器包括低分辨率并且还包括非对称增益模式。
99.示例16.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，在所述特定雷达传感器的视场边界处或附近校准该特定雷达传感器。
100.示例17.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述雷达系统被配置成在载具中工作。
101.示例18.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述雷达系统安装在设置于所述测试环境中的所述载具中。
102.示例19.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中，所述第一位置和所述附加位置中的各个位置的所述相应仰角和所述相应平移位置在所述第一位置和所述附加位置中是特有的。
103.示例20.根据前述示例中的任一项所述的方法，其中：所述第一位置包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角、相应平移位置和相应方位角；各个附加位置包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角、相应平移位置和相应方位角；以及所述第一位置和所述附加位置中的各个位置的相应方位角不同于所述第一位置和所述附加位置中的各其他位置的相应方位角。
104.示例21.根据前述示例中的任一项所述的方法，所述方法还包括：为所述雷达系统的各个雷达传感器确定针对该雷达传感器的相应组合校准误差；以及输出所述雷达传感器中的各个雷达传感器的相应组合校准误差的指示以用于调整所述雷达传感器中的各个雷达传感器的安装位置以校准所述雷达系统。
105.示例22.一种校准系统，所述校准系统包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成：使平板靶处于测试环境中的第一位置，所述第一位置相对于设置在所述测试环境中的待校准的雷达系统的特定雷达传感器的安装位置，并且包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角和相应平移位置；从所述特定雷达传感器收集第一数据，所述第一数据表示反射离开处于所述第一位置的所述平板靶的第一雷达信号；基于所述第一数据确定在所述第一位置处针对所述特定雷达传感器的第一校准误差；使所述平板靶处于相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的一个或更多个附加位置，各个所述附加位置包括相对于所述特定雷达传感器的所述安装位置的相应仰角和相应平移位置；从所述特定雷达传感器收集与各个所述附加位置相关联的附加数据，所述附加数据表示反射离开处于各个所述附加位置的所述平板靶的附加雷达信号；基于与各个所述附加位置相关联的所述附加数据确定对于各个所述附加位置的附加校准误差；在给定所述特定雷达传感器在所述雷达系统内的所述安装位置的情况下，基于所述第一位置的所述第一校准误差和各个所述附加位置的各个附加校准误差来确定针对该特定雷达传感器的组合校准误差；以及输出所述组合校准误差的指示，以供针对所述特定雷达传感器的所述组合校准误差补偿所述雷
达系统，来校准所述雷达系统。
106.示例23.根据前述示例中的任一项所述的系统，所述至少一个处理器进一步被配置成：基于所述第一位置的第一校准误差和各个附加位置的各个附加校准误差，确定在所述第一位置和所述附加位置处针对所述特定雷达传感器的标准偏差校准误差；基于所述第一校准误差、各个所述附加校准误差和所述标准偏差校准误差，确定针对所述特定雷达传感器的离群校准误差集和剩余的针对所述特定雷达传感器的群内校准误差集；以及基于所述群内校准误差集确定针对所述特定雷达传感器的相比于基于所述离群校准误差集的针对所述特定雷达传感器的另一组合校准误差而言较准确的组合校准误差，其中，输出所述组合校准误差的指示包括输出所述较准确的组合校准误差的指示。
107.示例24.根据前述示例中的任一项所述的系统，其中：确定所述群内校准误差集包括：基于所述标准偏差校准误差确定容差值；确定各个所述第一校准误差和所述附加校准误差的部分是否在所述组合校准误差加上或减去所述容差值的范围内；以及将被确定在所述范围内的各个所述第一校准误差和所述附加校准误差所述部分分组到所述群内校准误差集中。
108.结论
109.虽然在前面的描述中描述并在附图中示出了本公开的各种实施方式，但是应当理解，本公开不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以各种方式实施。根据前面的描述，显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可以进行各种改变。除了雷达系统之外，在利用各种传感器的其他系统(例如，图像系统，激光雷达系统，超声系统)中可能出现与传感器校准相关联的问题。因此，虽然描述为校准雷达系统的方式，但是前述描述的技术可以适用于和应用于其它问题以有效地校准各种利用传感器的系统。
[0110]“或”和语法上相关的术语的使用表示非排他性的替代而没有限制，除非上下文另外清楚地指明。如这里所使用的，提及项目列表中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“以下中的至少一个：a、b或c”旨在涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及相同元素的倍数的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c或a、b和c的任何其他顺序)。