車輛用探知傳感器補正裝置及其方法

2023-09-14 15:50:20

車輛用探知傳感器補正裝置及其方法
【專利摘要】本發明是關於車輛用探知傳感器補正裝置及其方法，具體涉及一種當安裝探知傳感器與車輛時會產生偏移，為補正這些偏移，提供準確、安全的信息，使用傳感器的發信及收信光束圖、主波瓣的數、指向性垂直、水平地補正車輛用傳感器的收信光束圖的車輛用探知傳感器補正裝置。
【專利說明】車輛用探知傳感器補正裝置及其方法

【技術領域】
[0001] 本發明關於車輛用探知傳感器，具體涉及一種當安裝探知傳感器於車輛時會發 生偏移，為了補正這一偏移，以提供正確安全的信息，使用傳感器的發送及接收信號波束 圖、主波瓣（mainlobe)的數、指向性（directivity),垂直、水平補正車輛用傳感器的車輛 用探知傳感器補正裝置及方法。

【背景技術】
[0002] 一般來說在車輛用傳感器中，利用相位調整器（phaseshifter)在排列（array) 天線上完成對收信光束圖的補正。由發射天線和由多數頻道組成的收信天線組成的車輛用 傳感器和存在於雷達探知方向的目標組成。
[0003] 這樣的天線陣列的例子圖示於圖Ia中。結合圖la，可通過調整這一天線陣列42、 46的相位調整器（phaseshifter) 48所接收的信號的相位（phase)來調整收信波束圖的模 樣。
[0004] 圖Ib是表不當雷達處於偏移時補正的例子的不意圖。結合圖Ib,如果雷達62處 於偏移的狀態，判斷收信光束圖的模樣，以目標為準72重新補正收信光束圖。
[0005] 依據這樣的一般性技術，就有隻以水平方向的方位角為準進行收信光束的補正的 問題。
[0006] 並且，如果發信光束較細，初始時發射雷達的偏移過大，可能導致發信光束無法到 達目標，導致無法完成補正的問題。
[0007] 另外，因為只能補正收信光束而無法補正發信光束，因此即使發信光束能到達目 標，如果發信光束的偏移以方位角與仰角為基準超過允許範圍時，會帶來探測對象目標的 性能低下的問題。
[0008] 還有，有隻完成一個主波瓣（mainlobe)的整列的問題。
[0009] 尤其是，近來利用雷達、超聲波傳感器、紅外線傳感器等的功能的智能停車輔助 系統（SPAS:SmartParkingAssistanceSystem)、保持行車道輔助系統（LKAS:Lane KeepingAsistanceSystem)、智能省油速度控制器（SCC:SmartCruiseControl)系統等 各式各樣的智能型車輛技術性研究及開發非常活躍。
[0010] 各式各樣的傳感器探測從近距離到長距離的目標，調整車輛的速度及距離，起著 如果預測到可能會發生事故，就向駕駛員發出迴避或警告等信息的重要的作用。
[0011] 為了能夠正確地探測出目標的位置，近年來車輛用雷達傳感器被廣泛使用。探知 傳感器安裝於車輛上時，可最大限度地減少偏移，以正確探測出目標的位置。
[0012] 如果傳感器相較於理想的基準軸偏移得較大，就會在探測目標計算出距離、方向、 速度時產生誤差。而這樣的誤差會向駕駛員及SCC提供錯誤的信息，導致事故的發生及傷 害乘車人等危險情況出現的問題。
[0013] 【先行技術文獻】 【專利文獻】 1?美國註冊專利號第US7, 079, 073B2號 2. 韓國公開專利號第10-2011-0137687號 3. 韓國公開專利號第10-2010-0135280號。


【發明內容】

[0014] 技術問題 本發明是為了解決上述【背景技術】的問題而提出來的，其目的在於提供使用傳感器的發 信及收信光束圖、主波瓣（main lobe)的數、指向性（directivity),垂直、水平補正車輛用 傳感器裝置的收信光束圖，以補正這樣的偏移，從而提供正確安全的信息的車輛用探知傳 感器補正裝置以及方法。
[0015] 另外，目前在￡01出11(1-〇卜1^1^、下線檢測系統）上存在優化車輛用傳感器的波束 圖的各式各樣的論文與專利，在這樣的情況下，本發明的另一目的在於提供在EOL補正傳 感器上提供可靠而有效率的車輛用探知傳感器補正裝置以及方法。
[0016] 再有，本發明的另一目的在於，還對發信波束圖進行調節，從而更加提高車輛用傳 感器的安全性，同時通過同時進行地多數主瓣（main-lobe)的優化，從而提供更加優秀的優 化及實現更高的安全性的車輛用探知傳感器補正裝置以及方法。
[0017] 技術方案 本發明為了完成如上所述的課題，提供使用傳感器的發信及收信光束圖、主波瓣（mainlobe)的數、指向性（directivity),垂直、水平補正車輛用傳感器裝置的收信光束圖，以補 正這樣的偏移，從而提供正確安全的信息的車輛用探知傳感器補正裝置以及方法。
[0018] 所述車輛用探知傳感器補正裝置，其特點在於，包括：為補正所述多數探知傳感 器的偏移而輸出補正用發信光束的補正用天線；生成應對於所述補正用發信光束的收信光 束的收信部；將所述收信光束處理為收信光束信息的信號處理部；利用所述收信光束信息 獲取所述多數的探知傳感器的當前信息的雷達算法部；將所述當前信息與預先錄入的水平 方向及垂直方向基準值進行比較生成所述多數探知傳感器水平方向補正信息及對垂直方 向的補正信息的補正信息計算部；以及依據所述補正信息補正驅動所述多數探知傳感器的 發射天線的執行機構去完成調整的執行機構補正部。
[0019] 此外，其特點在於，所述當前信息在所述多數的探知傳感器的發信波束圖、收信 光束圖、主波瓣（mainlobe)的數及指向性中至少為其中之一。
[0020] 另外的特點還在於，所述主波瓣的數目為三個，具有相互重疊的式樣，並沿著探知 方向形成。
[0021] 另外的特點還在於，所述補正用天線向所述多數的探知傳感器的主波瓣的軸存在 的方向發生電波，而所述補正用發信光束不變。
[0022] 另外，其特點在於，所述補正用天線在預先設置的所述多數探知傳感器的發信波 束圖、收信光束圖、主波瓣（mainlobe)的數目及指向性中至少依據一個信息而進行分配。
[0023] 另外，其特點在於，從所述補正用天線處的所述補正用發信光束在所述多數探知 傳感器中具有最大的收信電力，並向著較少受主波瓣影響的方向補正主波瓣。
[0024] 另外，其特點在於所述多數探知傳感器的接收天線的垂直方向式樣按所述補正用 天線處發射信號的最大電力接收的方向被補正。
[0025] 另外，其特點還在於，所述補正用天線的個數與所述多數探知傳感器的收信光束 的數目相同。
[0026] 另外，其特點在於，所述補正信息至少為依據所述多數探知傳感器的水平反射強 度、垂直反射強度、距離、水平角度及垂直角度的計算值中至少一個的橫向及縱向長度之 〇
[0027] 另外，其特點在於，還包括存儲由所述補正用天線生成的補正用發信光束信息或 存儲所述多數探知傳感器生成的收信光束信息的補正用天線信息處理部。
[0028] 另外，其特點在於，所述發信光束的粗細比水平方向要細，所述發信光束的垂直方 向粗細固定為細的狀態。
[0029]另外，其特點在於，還包括，依據所述補正信息將所發信波束圖或收信波束圖的形 狀利用相位調整器調整其相位從而以電子方式補正的電子式補正部。
[0030] 另外，其特點在於，所述主波瓣依據DBF(DigitalBeamForming,數字波束形成技 術）形成。
[0031] 另外，其特點在於，所述多數探知傳感器為雷達傳感器。
[0032] 另外，本發明的一實施例，補正在安裝於車輛上的多數探知傳感器的車輛用探知 傳感器的補正方法，提供包括為輸出補正所述多數探知傳感器的偏移的補正用發信光束的 發信光束輸出階段；生成對應於所述補正用發信光束的收信光束信息的收信光束信息生成 階段；利用所述收信光束信息獲得所述多數探知傳感器的當前信息的當前信息獲得階段； 將所述當前信息與預先輸入好的水平方向及垂直方向基準值進行比較生成對所述多數探 知傳感器的水平方向補正或垂直方向補正信息的補正信息生成階段；以及依據所述補正信 息補正驅動所述多數探知傳感器的發射天線的執行機構完成調整的執行調整階段的車輛 用探知傳感器補正方法。
[0033]此外，所述補正信息生成階段，其特點在於，包括：判斷所述當前信息是否滿足預 先錄入的水平方向及垂直方向的所有基準值的階段；判斷結果，如果不滿足所述水平方向 及垂直方向的基準值，便優先確認水平方向基準值的階段；確認結果，如果不滿足水平方向 基準值，則補正水平方向的收信光束的式樣的階段；以及確認結果，如果滿足水平方向基準 值，則檢查補正用天線接收的所述多數探知傳感器的發射信號是否滿足基準值的階段。 [0034] 另外，所述補正信息生成階段可包括，檢查結果發射信號不能滿足基準值則生成 補正信息的階段；檢查結果，發射信號如能滿足基準值，則檢測垂直方向基準值的階段；以 及測量結果，如果不能滿足垂直方向基準值，則生成為補正垂直方向收信光束的式樣的補 正信息的階段。
[0035]有益效果 依據本發明，可利用執行機構補正車輛用傳感器的發信光束沿垂直（仰角）較大偏移 的狀態，可以提高性能與安全性。
[0036] 另外，本發明的另一個效果是，可對一個主波瓣（main-lobe)以外的其它主波瓣 進行優化，可在各式各樣的情況下進行高可靠性的預測，從結果上看，可在車輛用傳感器上 提供更加安全更加可靠的智能省油速度控制環境。
[0037] 另外，本發明的另一個效果是，作業人安裝雷達以後無需額外的手工調整自動進 行補正，所以有減少作業人的手工工程作業量，達到提高生產速度的目的。
[0038] 另外，本發明的另一個效果是，作為車輛用傳感器批量生產所必需的技術，可保障 安裝可靠性高和安全性高的車輛用傳感器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖Ia是表示一般的天線陣列的例子的示意圖； 圖Ib是表示一般雷達被偏移的情況下進行補正的例子的示意圖； 圖2是依據本發明一實施例，為補正車載探知傳感器的概念圖； 圖3是從側面看圖2所示概念圖的側視圖； 圖4是依據本發明一實施例的補正用天線231、232、233的波束圖； 圖5是表示依據本發明一實施例的探知傳感器的發射天線波束圖較大偏移補正用天 線的例子的示意圖； 圖6是表示依據本發明一實施例的發射天線中有一個與探知傳感器的主波瓣不一致 的情況的不意圖； 圖7是依據本發明一實施例的為處理探知傳感器的調整的車輛用探知傳感器補正裝 置700的模塊組成圖； 圖8是依據本發明一實施例的為補正探知傳感器的車輛用探知傳感器補正裝置700的 流程圖； 圖9是結合圖7描述的依據本發明一實施例的表示車輛用探知傳感器的補正過程的流 程圖。
[0040] 附圖標記說明 42、46 :天線陣列； 48 :相位調整器； 211、212、213 :收信光束； 220 :發信光束； 231、323、233 :補正用天線； 240:補正用天線信息處理部； 621、622、623:補正用天線發信光束； 611、612、613 :車輛用探知傳感器收信光束； 710:收信部； 720:信號處理部； 730 :雷達算法； 740 :補正信息計算部； 760 :電子式補正部； 770 :執行機構補正部； 801 :RF(RadioFrequency、無線射頻識別）模塊； 810:ADC(AnalogtoDigitalConverter、模數變換器）； 820:FFT(FastFourierTransform、快速傅立葉變換）處理部； 830:角度計算處理器； 840 :R-V(距離值-速度值）配對處理器； 850:多重目標計算處理器； 860:短期記憶存儲部； 870:追蹤算法部； 880:水平垂直角度計算部。

【具體實施方式】
[0041] 本發明可進行各式各樣的變更，也可具有各種各樣的實施例，因此可舉出特定的 實施例示於圖中並進行詳細具體的說明。但這並不是想要將本發明限定於特定的實施形 態，應該被理解為包括於本發明的思想及技術範圍之內的所有變更、均等物乃至替代物。
[0042] 在對各個附圖進行說明時，將類似的參考符號用於類似的構成因素上。
[0043] 第一、第二等述語可能會用於說明多樣的構成因素，但所述構成因素不能被限定 於所述述語。所述述語僅僅用為將一個構成因素區別於其它構成因素的目的。
[0044] 例如，在不超出本發明的權利範圍的情況下，第一構成因素可以被命名為第二構 成因素，同理，第二構成因素也可以被命名為第二構成因素。"以及/或者"一詞包括多數個 相關記載項目的組合或多數個相關記載項目中的某一個項目。
[0045] 如果沒有其它定義，包括技術性的和科學性的述語在內，在此所使用的所有述語 與具有本發明所屬【技術領域】中一般性知識的人通常所理解的具有相同的意思。
[0046] 通常使用的與詞典中定義的相同的述語，應解釋為相關技術文章脈絡上所表示的 意思一致，如果在本說明書上沒有明確的定義，不應被理想化或被解釋為過分形式上的意 思。
[0047] 下面結果附圖詳細說明依據本發明的一實施例的車輛用探知傳感器補正裝置及 方法。
[0048] 圖2是依據本發明的一實施例，為補正車載探知傳感器的概念圖。結合圖2,探知 傳感器可安裝於車輛250的行駛方向及/或側面以及/或者後面等多種地方，以探測前方 長距離為目的的傳感器來安裝。
[0049] 收信部依據數字波束形成技術（DBF)具有多重光束的形態，包括一定角度範圍。 在這裡是具有三個主波瓣（mainlobe)211、212、213的情況。
[0050] 這些主波瓣呈相互重疊的樣子，應在批量生產時形成為沿探測方向最佳的式樣。 分配在車輛用前方傳感器的探測方向上的第一至第三補正用天線231、232、233分別向安 裝的車輛用探知傳感器的主波瓣軸應在的方向產生電波，其發信光束220的樣子不變。
[0051] 事先利用車輛用探知傳感器的第一至第三補正用天線231、232、233的位置、發收 信光束圖、主波瓣的數、指向性等信息安排補正用發射天線。
[0052] 這一第一至第三補正用天線231、232、233放射出來的電波具有對車輛用探知傳 感器最強的收信電力並向受主波瓣影響最少的方向分別補正主波瓣。
[0053] 由車輛用探知傳感器自身處理器以外的，存在於中間的補正用天線信息處理部 240存儲、處理和發送從補正用天線處得到的數據以及從車輛用探知傳感器處得到的數據。
[0054] 圖3是從側面看圖2所示概念圖的側視圖。結合圖3,發收信光束的粗細比水平 (方位解）方向細，發信光束的垂直（仰角）方向粗細固定為細的狀態。
[0055] 車輛用探知傳感器350的發信光束320、360式樣被設計成不可調整，而收信光束 310的式樣可利用天線陣列用電子式進行調節。
[0056] 波束圖薄細的車輛用探知傳感器350接收天線垂直方向式樣向可將補正用天 線231、232、233發射出的信號以最大電力接收的方向，由執行機構和相位調整器（phase shifter)進行補正。
[0057] 在水平方向因波束圖的範圍寬廣，發信光束方向受影響較小，但垂直方向因發信 波束圖細薄，一旦方向有偏移，會明顯顯出發信光束偏移的性能減退，嚴重時還會出現無法 探測到目標的情況。
[0058] 因此由補正用天線231、232、233測量從車輛用天線處發出的發信電波，如果得到 基準值以下的值，便會利用執行機構對車輛用探知傳感器350的發信波束圖方向進行補 正，使找出最佳的發信光束310、360圖的方向。
[0059] 圖4為依據本發明一實施例的補正用天線231、232、233的波束圖。結合圖4,補正 用天線231、232、233具有執行發接信的功能，分配與車輛用雷達的收信光束相同的數量。
[0060] 將補正用天線231、232、233發信光束的基準線與各個雷達傳感器的收信光束的 最佳基準線相同地固定放射發信光束421、422、423,車輛用雷達的收信光束向能夠最大限 度地接收這一被放射的電波的方向被補正。另外可通過補正用天線231、232、233接收到的 強度組合來判斷以及/或補正發信光束偏移的程度。
[0061]圖5是表示依據本發明的一實施例的探知傳感器的發射天線波束圖較大偏移補 正用天線的例子的示意圖。結合圖5,車輛用探知傳感器350的發射天線波束圖420較大 偏移補正用天線231、232、233的情況。如果這麼偏移，車輛用探知傳感器350無法接收到 觸及目標後被反射的電波，車輛用雷達的性能驟減。如果發生這樣的情況，會向駕駛員及 SCC(SmartCruiseControl、智能巡航控制）提供錯誤的信息,可能會導致事故的發生及傷 害乘車人等情況的出現。
[0062] 圖6是表示依據本發明一實施例的發射天線中有一個與探知傳感器的主波瓣不 一致的情況的示意圖。結合圖6,由補正用天線231、232、233發射的補正用天線發信光束 621、622、623和車輛用探知傳感器收信光束611、612、613這間成光束相錯的狀態。進一步 說明，從第一補正用天線231處輸出的第一補正用天線發信光束621與第一車輛用探知傳 感器收信光束611相匹配，從第二補正用天線232處輸出的第二補正用天線發信光束622 與第二車輛用探知傳感器收信光束612相匹配。原本，從第三補正用天線233處輸出第三 補正用天線發信光束623,而此時第三補正用天線發信光束623與第三車輛用探知傳感器 收信光束613相錯。
[0063] 在這樣的情況下，通過執行機構及/或者S/W(Software)的過程改變主光束 (main-beam)的式樣經從補正用天線231、232、233處接收到的電力的組合，找出收信電力 呈最大的補正角度來調整車輛用探知傳感器350的仰角。
[0064] 為了達到這樣的補正，可以利用下列式子。
[0065]【數學式1】

【權利要求】
1. 一種補正安裝於車輛上的多數探知傳感器的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在 於，包括： 輸出為補正所述多數探知傳感器的偏移的補正用發信光束的補正用天線； 生成對應於所述補正用發信光束的收信光束的收信部； 將所述收信光束處理為收信光束信息的信號處理部； 利用所述收信光束獲得所述多數探知傳感器的當前信息的雷達算法部； 將所述當前信息與事先輸入好的水平方向及垂直方向基準值進行比較，生成所述多數 探知傳感器的水平方向補正或對垂直方向的補正信息的補正信息計算部；以及 依據所述補正信息補正驅動所述多數探知傳感器的發射天線來完成調整的執行機構 補正部。
2. 根據權利要求1所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述當前信息是所述多數探知傳感器的發射波束圖、接收波束圖、主波瓣的數目以及 指向性中至少為其中之一。
3. 根據權利要求2所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述主波瓣的數為三個，且呈相互疊加的樣式，並向探知方向形成。
4. 根據權利要求2所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述補正用天線向所述多數探知傳感器的主波瓣的軸應該存在的方向發生電波，所述 補正用發信光束則不變。
5. 根據權利要求2所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述補正用天線按事先設置好的所述多數探知傳感器的發射波束圖、接收波束圖、主 波瓣的數目及指向性中至少包括一個信息分配。
6. 根據權利要求2所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 從所述補正用天線處的所述補正用發信光束在所述多數探知傳感器上具有最強的收 信電力，向著其它主波瓣受影響小的方向補正主波瓣。
7. 根據權利要求2所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述多數探知傳感器接收天線的垂直方向式樣向從所述補正用天線處以最大電力接 收信號的方向被補正。
8. 根據權利要求2所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述補正用天線的個數與所述多數探知傳感器的收信光束為相同個數。
9. 根據權利要求1所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述補正信息至少為依據所述多數探知傳感器的水平反射強度、垂直反射強度、距離、 水平角度及垂直角度計算值當中至少一個的橫向及縱向長度之一。
10. 根據權利要求1所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 還包括存儲所述補正用天線生成的補正用發信光束信息或存儲所述多數探知傳感器 生成的收信光束信息的補正用天線信息處理部。
11. 根據權利要求1所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述發信光束的直徑比水平方向的細，所述發信光束的垂直方向厚度固定為薄的狀 態。
12. 根據權利要求1所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 還包括依據所述補正信息利用相位調整器以相位調整所述發信波束圖或收信波束圖 的形狀，從而進行電子補正的電子式補正部。
13. 根據權利要求1所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述多數探知傳感器為雷達傳感器。
14. 根據權利要求3所述的車輛用探知傳感器補正裝置，其特徵在於， 所述主波瓣由數字波束形成技術形成。
15. 補正安裝於車輛上的多數探知傳感器的車輛用探知傳感器補正方法，其特徵在於， 包括： 輸出為補正偏移所述多數探知傳感器的補正用發信光束的發信光束輸出階段； 生成對應於所述補正用發信光束的收信光束信息的收信光束信息生成階段； 利用所述收信光束信息獲得所述多數探知傳感器的當前信息的當前信息獲得階段； 將所述當前信息與事先輸入的水方向及垂直方向基準值進行比較生成所述多數探知 傳感器的水平方向補正或對垂直方向的補正信息的補正信息生成階段；以及 依據所述補正信息補正驅動所述多數探知傳感器的發射天線執行調整的執行調整階 段。
16. 根據權利要求15所述的車輛用探知傳感器補正方法，其特徵在於，所述補正信息 生成階段包括： 判斷所述當前信息是否全部滿足事先輸入的水平方向及垂直方向基準值的階段； 判斷結果，如果不滿足所述水平方向及垂直方向的基準值，按順序優先確認水平方向 基準值的階段； 確認結果，如果不能滿足水平方向基準值則補正水平方向的收信光束圖的階段；以及 確認結果，如果滿足水平方向的基準值，則檢查補正用天線接收到的所述多數探知傳 感器的發信信號是否滿足基準值的階段。
17. 根據權利要求16所述的車輛用探知傳感器補正方法，其特徵在於，所述補正信息 生成階段包括： 檢查結果，若是發射信號不能滿足基準值，則生成補正信息的階段； 檢查結果，若是發射信號滿足基準值，則檢測垂直方向基準值的階段；以及檢測結果， 若是不能滿足垂直方向基準值，則生成為補正垂直方向收信光束圖的補正信息的階段。
【文檔編號】G01S7/40GK104515979SQ201410343513
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】柳康鉉 申請人:現代摩比斯株式會社