本發(fā)明涉及汽車(chē)電子領(lǐng)域，特別是涉及一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備，它發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率(徑向速度)、方位和高度等信息。目前雷達(dá)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域，例如車(chē)載中距雷達(dá)系統(tǒng)被應(yīng)用在前碰撞預(yù)警系統(tǒng)和自適應(yīng)巡航系統(tǒng)中。

雷達(dá)在整車(chē)上的安裝精度要求很高，所以車(chē)輛出廠前都需要使用專(zhuān)用的和高精度的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備對(duì)雷達(dá)安裝的準(zhǔn)確性進(jìn)行校驗(yàn)。因此，為了保證雷達(dá)的安裝精度，對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的精度要求也很高。若雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的精度不滿(mǎn)足要求，前碰撞預(yù)警系統(tǒng)和自適應(yīng)巡航系統(tǒng)等系統(tǒng)中雷達(dá)的檢測(cè)距離就會(huì)不準(zhǔn)確，影響整車(chē)安全。

傳統(tǒng)技術(shù)中對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的校準(zhǔn)維護(hù)采用的是水平角度儀和尺具結(jié)合的方法，即測(cè)量人員通過(guò)水平角度儀和尺具測(cè)量雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的安裝尺寸和角度，從而判斷雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的安裝尺寸和角度的偏差是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。由于人工測(cè)量存在誤差，該方法測(cè)量精度不高，無(wú)法保證雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的高精度要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法、裝置和系統(tǒng)，有效提高了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度。

一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法，包括步驟：

獲取攝像系統(tǒng)拍攝的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像，對(duì)所述第一圖像進(jìn)行分析，獲得所述第一圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第二圖像；

計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置，根據(jù)所述位置以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置；

計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角；

校驗(yàn)所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角是否分別滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件。

一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置，包括：

圖像獲得模塊，用于獲取攝像系統(tǒng)拍攝的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像，對(duì)所述第一圖像進(jìn)行分析，獲得所述第一圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第二圖像；

位置獲得模塊，用于計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置，根據(jù)所述位置以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置；

旋轉(zhuǎn)角獲得模塊，用于計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角；

校驗(yàn)?zāi)K，用于校驗(yàn)所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角是否分別滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件。

一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)系統(tǒng)，包括：

攝像系統(tǒng)，用于拍攝雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像；

上位機(jī)，用于獲取攝像系統(tǒng)拍攝的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像，對(duì)所述第一圖像進(jìn)行分析，獲得所述第一圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第二圖像；計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置，根據(jù)所述位置以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置；計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角；校驗(yàn)所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角是否分別滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件。

上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法、裝置和系統(tǒng)，獲取雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像，通過(guò)圖像分析方法獲得雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備在圖像中的位置以及旋轉(zhuǎn)角，然后將雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備在圖像中的位置以及旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備在實(shí)際空間中的位置以及旋轉(zhuǎn)角，然后根據(jù)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備在實(shí)際空間中的位置以及旋轉(zhuǎn)角的偏差即可以對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行量化維護(hù)。由于該方法通過(guò)圖像分析自動(dòng)計(jì)算出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角，不需要人工測(cè)量，因此大大提高了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，保證了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的高精度要求。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法的流程示意圖；

圖2為一具體實(shí)施例的三角錐標(biāo)定設(shè)備的示意圖；

圖3為一具體實(shí)施例的攝像頭放置位置的示意圖；

圖4為一具體實(shí)施例的從圖像中獲得三角錐圖像的示意圖；

圖5為一具體實(shí)施例的建立的標(biāo)定板圖像的坐標(biāo)系和三角錐圖像的坐標(biāo)系的示意圖；

圖6為一實(shí)施例的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為一實(shí)施例的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案，進(jìn)行清楚和完整的描述。

如圖1所示，一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法，包括步驟：

S110、獲取攝像系統(tǒng)拍攝的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像，對(duì)所述第一圖像進(jìn)行分析，獲得所述第一圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第二圖像；

S120、計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置，根據(jù)所述位置以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置；

S130、計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角；

S140、校驗(yàn)所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角是否分別滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件。

上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法自動(dòng)計(jì)算出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度，不需要人工測(cè)量，因此大大提高了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，保證了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的高精度要求，其中自由度為物體在空間中可運(yùn)動(dòng)的維度。下面對(duì)各個(gè)步驟的具體實(shí)施方式做詳細(xì)介紹。

在步驟S110中，雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)雷達(dá)安裝精度校核的設(shè)備。例如，如圖2所示，雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備可以是中距雷達(dá)系統(tǒng)普遍使用的三角錐標(biāo)定設(shè)備。雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備還可以是其它可以對(duì)雷達(dá)安裝精度校核的設(shè)備，例如金屬塊等，本發(fā)明并不對(duì)此做出限定。

在對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)前，可以先對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的邊長(zhǎng)尺寸進(jìn)行初步校驗(yàn)，確保雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的邊長(zhǎng)尺寸滿(mǎn)足要求。以雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備為三角錐為例，校驗(yàn)人員對(duì)三角錐截面的邊長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，確保三角錐截面的邊長(zhǎng)不過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，即邊長(zhǎng)在正常長(zhǎng)度范圍內(nèi)。

攝像系統(tǒng)可以為攝像頭或者相機(jī)等。為了進(jìn)一步提高雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，需要保證攝像系統(tǒng)在水平狀態(tài)下拍攝雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像，即在一個(gè)實(shí)施例中，所述攝像系統(tǒng)處于水平狀態(tài)。攝像系統(tǒng)在非水平狀態(tài)下拍攝雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像時(shí)也可以采用本實(shí)施例方法獲得雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度(實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角)，而且測(cè)量精確度也高于傳統(tǒng)技術(shù)中采用尺具等方式測(cè)量的精準(zhǔn)度，但是為了進(jìn)一步提高雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，攝像系統(tǒng)需要在水平狀態(tài)下對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行拍照，進(jìn)而根據(jù)該拍攝的圖像可以計(jì)算出更為精準(zhǔn)的自由度。

確保攝像系統(tǒng)在水平狀態(tài)下拍攝圖像有多種實(shí)現(xiàn)方式，例如，將攝像系統(tǒng)放置于雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備附近的水平桌面上，或者將攝像系統(tǒng)放置于定位架上等，本發(fā)明并不對(duì)此做出限定。以攝像系統(tǒng)放置于定位架上為例，如圖3所示，定位架放置于雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備前方一定距離L處，放置的位置需要處于水平，不能有明顯的傾斜。定位架上有水平儀，水平儀可以指示定位架的水平情況，有助于使用人員將定位架上的云臺(tái)調(diào)整為水平狀態(tài)，攝像頭支架為垂直狀態(tài)。定位架上的云臺(tái)用于固定攝像頭以及調(diào)整攝像頭的角度。當(dāng)測(cè)試人員將攝像頭調(diào)整為水平狀態(tài)后，就可以對(duì)準(zhǔn)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行拍照，獲得雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像。

獲得雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像后，對(duì)該圖像進(jìn)行分析，識(shí)別出所述圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像，對(duì)圖像進(jìn)行分析識(shí)別雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式實(shí)現(xiàn)。

在步驟S120和步驟S130中，圖像坐標(biāo)系：攝像機(jī)采集的數(shù)字圖像在計(jì)算機(jī)內(nèi)可以存儲(chǔ)為數(shù)組，數(shù)組中的每一個(gè)元素(象素，pixel)的值即是圖像點(diǎn)的亮度(灰度)。對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像進(jìn)行圖像分析，建立所述圖像的圖像坐標(biāo)系，即可以利用坐標(biāo)系投影的立體幾何數(shù)學(xué)原理計(jì)算出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備在圖像坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角。

雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包含的器件不一樣，自由度的計(jì)算方式也不一樣。下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包括標(biāo)定板和目標(biāo)物，所述第二圖像包括標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像；在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置的步驟包括：S121、計(jì)算標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的相對(duì)位置。無(wú)論標(biāo)定板和目標(biāo)物是否固定安裝，均可以對(duì)標(biāo)定板和目標(biāo)物進(jìn)行校核。在進(jìn)行校核時(shí)，一般只關(guān)注目標(biāo)物和標(biāo)定板之間的相對(duì)位置，即雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備需要保證目標(biāo)物和標(biāo)定板的相對(duì)位置準(zhǔn)確。

所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包括標(biāo)定板和目標(biāo)物，所述第二圖像包括標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像；所述旋轉(zhuǎn)角包括側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角；在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角的步驟可以包括：

S131、計(jì)算標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角；

標(biāo)定板為放置目標(biāo)物的板，如圖2或圖3所示，標(biāo)定板為三角錐標(biāo)定設(shè)備中的矩形板。標(biāo)定板上可以鋪滿(mǎn)吸波材料。以右、前、上三個(gè)方向構(gòu)建XYZ坐標(biāo)系，側(cè)傾角指的是車(chē)輛繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度，俯仰角指的是車(chē)輛繞Y軸旋轉(zhuǎn)的角度，橫擺角指的是車(chē)輛繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角度，也就是左右擺動(dòng)的角度。在計(jì)算標(biāo)定板在圖像坐標(biāo)系的側(cè)傾角、俯仰角和橫擺角時(shí)可以利用坐標(biāo)系投影的立體幾何數(shù)學(xué)原理。

S132、計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角；

目標(biāo)物為接收雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的物體，例如三角錐或者金屬塊等。如圖2或者圖3所示，目標(biāo)物即為三角錐標(biāo)定設(shè)備中截面為三角形的物體。在計(jì)算目標(biāo)物在圖像坐標(biāo)系的側(cè)傾角、俯仰角和橫擺角時(shí)可以利用坐標(biāo)系投影的立體幾何數(shù)學(xué)原理。

需要說(shuō)明的是，上述步驟S121、步驟S131和步驟S132并無(wú)先后順序，可以同時(shí)進(jìn)行，也可以按照用戶(hù)自己設(shè)置的順序進(jìn)行，本發(fā)明并不對(duì)此做出限定。

為了更好地理解所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包括標(biāo)定板和目標(biāo)物自由度的計(jì)算方式，下面結(jié)合具體實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，為了降低計(jì)算量，下述方法分別建立了標(biāo)定板的圖像的第一坐標(biāo)系和所述目標(biāo)物的圖像的第二坐標(biāo)系。也可以以整個(gè)圖形坐標(biāo)系為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，同樣也可以計(jì)算出圖像中標(biāo)定板各邊的長(zhǎng)度，以及三角形的底邊和高的長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算出標(biāo)定板和三角錐的自由度，本發(fā)明并不對(duì)此做出限定。

建立了標(biāo)定板圖像的第一坐標(biāo)系和目標(biāo)物圖像的第二坐標(biāo)系后，即可以利用坐標(biāo)系投影的立體幾何數(shù)學(xué)原理計(jì)算雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度。下面結(jié)合三角錐和標(biāo)定板進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，當(dāng)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備為三角錐和標(biāo)定板之外的其它設(shè)備時(shí)，例如目標(biāo)物為金屬塊，或者標(biāo)定板是矩形之外的其它形狀，同樣也可以利用坐標(biāo)系投影的立體幾何數(shù)學(xué)原理計(jì)算出自由度，因此，下面雖然以標(biāo)定板和三角錐進(jìn)行說(shuō)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明利用坐標(biāo)系投影的立體幾何數(shù)學(xué)原理計(jì)算出自由度的方法并不僅僅適用于三角錐和標(biāo)定板。

在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的相對(duì)位置的步驟可以包括：

S1211、分別建立所述標(biāo)定板的圖像的第一坐標(biāo)系和所述目標(biāo)物的圖像的第二坐標(biāo)系；

以中距雷達(dá)標(biāo)定系統(tǒng)采用的標(biāo)定設(shè)備為例，該標(biāo)定設(shè)備的標(biāo)定板為平行四邊形標(biāo)定板，目標(biāo)物為三角錐。獲取到該雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像后，對(duì)圖形進(jìn)行分析，獲得圖像中的標(biāo)定板的圖像和三角錐的圖像，如圖4所示。對(duì)圖像進(jìn)行分析獲得標(biāo)定板圖像和三角錐圖像可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式實(shí)現(xiàn)。然后針對(duì)標(biāo)定板圖像建立標(biāo)定板圖像的圖像坐標(biāo)系A(chǔ)(即XOY)，如圖5中左圖所示，針對(duì)三角錐圖像建立三角錐的圖像坐標(biāo)系A(chǔ)’(即X’O’Y’)，如圖5中右圖所示。

S1212、計(jì)算所述第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)在所述第一坐標(biāo)系中的位置，獲得標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的相對(duì)位置。

無(wú)論三角錐和標(biāo)定板之間是否固定安裝，雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備只需保證三角錐和標(biāo)定板的相對(duì)位置準(zhǔn)確即可。因此還需要對(duì)三角錐在整個(gè)坐標(biāo)系中的位置尺寸進(jìn)行校核，即判斷X’O’Y’的原點(diǎn)O’在標(biāo)定板的坐標(biāo)系XOY中的位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角的步驟可以包括：

S1311、建立所述標(biāo)定板的圖像的第一坐標(biāo)系，所述標(biāo)定板的圖像為平行四邊形；

針對(duì)標(biāo)定板圖像建立標(biāo)定板圖像的圖像坐標(biāo)系A(chǔ)(即XOY)，如圖5中左圖所示。標(biāo)定板可以為矩形的標(biāo)定板，或者正方形的標(biāo)定板，或者其他平行四邊形的標(biāo)定板等。

S1312、根據(jù)平行四邊形的底邊與所述第一坐標(biāo)系X軸的夾角，獲得標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角；

以標(biāo)定板為矩形板為例，標(biāo)定板的圖案正常應(yīng)為矩形。但畫(huà)面中實(shí)際成像的標(biāo)定板如圖5所示，這是因?yàn)闃?biāo)定板存在俯仰角、側(cè)傾角和橫擺角偏差所致。如圖5所示，畫(huà)面中的γ角是平行四邊形底邊與X坐標(biāo)軸夾角，即標(biāo)定板在A坐標(biāo)系中的側(cè)傾角。平行四邊形底邊為平行四邊形最下面的邊，可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方式確定。平行四邊形底邊與X軸的夾角的確定方式有很多種，例如根據(jù)底邊以及底邊在X軸上的投影確定等。

S1313、根據(jù)平行四邊形的底邊與所述標(biāo)定板的實(shí)際底邊的比值的反余弦，獲得標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的橫擺角；

平行四邊形底邊h2是標(biāo)定板實(shí)際底邊H2在A坐標(biāo)系中垂直面的投影，關(guān)系為：

h₂＝H₂×cosβ，β是橫擺角 (1)

實(shí)際底邊是與平行四邊形底邊對(duì)應(yīng)的邊，實(shí)際底邊H2的長(zhǎng)度可以根據(jù)尺具測(cè)量得到。根據(jù)式(1)可以得到：

S1314、根據(jù)平行四邊形的底邊的相鄰邊與所述實(shí)際底邊的相鄰邊的比值的反余弦，獲得標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的俯仰角；

平行四邊形底邊的相鄰邊為平行四邊形邊h1，實(shí)際底邊的相鄰邊為邊長(zhǎng)H1。平行四邊形邊h1是標(biāo)定板實(shí)際邊長(zhǎng)H1在A坐標(biāo)系中垂直面的投影，關(guān)系為：

h₁＝H₁×cosα，α是俯仰角 (2)

實(shí)際邊長(zhǎng)H1是與平行四邊形邊h1對(duì)應(yīng)的邊，實(shí)際底邊H1的長(zhǎng)度可以根據(jù)尺具測(cè)量得到。根據(jù)式(2)可以得到：

在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角的步驟包括：

S1321、建立所述目標(biāo)物的圖像的第二坐標(biāo)系，所述目標(biāo)物為三角錐，所述目標(biāo)物的圖像為三角形；

針對(duì)三角錐圖像建立三角錐的圖像坐標(biāo)系A(chǔ)’(即X’O’Y’)，如圖5中右圖所示。

S1322、根據(jù)三角形的底邊與所述第二坐標(biāo)系X軸的夾角，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角；

如圖5所示，三角錐圖像中的底邊O'B與X’坐標(biāo)軸之間的夾角γ’是三角錐的側(cè)傾角。三角形底邊為三角形最下面的邊，可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方式確定。三角形底邊與X’坐標(biāo)軸的夾角的確定方式有很多種，例如根據(jù)三角形底邊以及三角形底邊在X’坐標(biāo)軸上的投影確定等。

S1323、根據(jù)三角形的底邊與三角錐的實(shí)際截面的底邊的比值的反余弦，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的橫擺角，所述實(shí)際截面為三角錐頂點(diǎn)到三角錐底面的縱截面；

三角錐圖像中的底邊O'B與三角錐實(shí)際截面底邊在A’坐標(biāo)系中垂直面的投影，關(guān)系為：

d_O'B＝d₀×cosβ，β是橫擺角 (3)

其中，d_O'B為底邊O'B的長(zhǎng)度，d₀為三角錐的實(shí)際邊長(zhǎng)，也即是三角錐實(shí)際截面底邊的長(zhǎng)度，可以根據(jù)尺具測(cè)量得到。根據(jù)式(3)可以得到

S1324、根據(jù)三角形的底邊上的高與所述實(shí)際截面的底邊上的高的比值的反余弦，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的俯仰角；

三角錐圖像中的底邊O'B邊上的高h(yuǎn)'_O'B由海倫公式可推出，h'_O'B與三角錐實(shí)際截面底邊上的高h(yuǎn)_三角錐在A’坐標(biāo)系中垂直面的投影，關(guān)系為：

h'_O'B＝h_三角錐×cosα，α是俯仰角(4)

其中，d_O'A為邊長(zhǎng)O'A的長(zhǎng)度，d_AB為邊長(zhǎng)AB的長(zhǎng)度。根據(jù)式(4)可以得到：

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包括目標(biāo)物，即所述第二圖像包括目標(biāo)物的圖像；所述旋轉(zhuǎn)角包括側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角。計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置的步驟包括：S12-1、計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的位置。計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角的步驟包括：S13-1、計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角。

在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的位置的步驟包括：S12-11、建立所述目標(biāo)物的圖像的第二坐標(biāo)系，計(jì)算所述第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)在所述第一圖像的位置，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的位置。

需要說(shuō)明是，計(jì)算目標(biāo)物的位置不限制于上述方式，還可以以目標(biāo)物的圖像的其它點(diǎn)計(jì)算目標(biāo)物在圖像的位置。以目標(biāo)物為三角錐為例，三角錐的圖像為三角形，如圖5的右圖所示，確定目標(biāo)物在圖像中的位置時(shí)，可以計(jì)算O’的位置，也可以計(jì)算A的位置，也可以計(jì)算B的位置，也可以計(jì)算三角形中點(diǎn)的位置等。

在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角的步驟包括：

S13-11、建立所述目標(biāo)物的圖像的第二坐標(biāo)系，所述目標(biāo)物為三角錐，所述目標(biāo)物的圖像為三角形；

S13-12、根據(jù)三角形的底邊與所述第二坐標(biāo)系X軸的夾角，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角；

S13-13、根據(jù)三角形的底邊與三角錐的實(shí)際截面的底邊的比值的反余弦，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的橫擺角，所述實(shí)際截面為三角錐頂點(diǎn)到三角錐底面的縱截面；

S13-14、根據(jù)三角形的底邊上的高與實(shí)際截面的底邊上的高的比值的反余弦，獲得目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的俯仰角。

上述步驟S13-11～S13-14的具體實(shí)施方式同步驟S1321～S1324，在此不予贅述。

由于上述得到的為在圖像坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角，測(cè)試人員無(wú)法判斷出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度是否滿(mǎn)足要求，因此還需要對(duì)步圖像坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，得到世界坐標(biāo)系的自由度。根據(jù)世界坐標(biāo)系中的自由度，測(cè)試人員可以知道雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的偏差，從而在偏差不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)對(duì)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行量化維護(hù)，保證雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的高精度要求。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)定值為距離以及預(yù)設(shè)的比例系數(shù)的乘積，所述距離為所述攝像系統(tǒng)與所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備之間的距離。

圖像坐標(biāo)系A(chǔ)與世界坐標(biāo)系W之間存在著關(guān)系式：

k＝a×L (9)

a是預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，與攝像系統(tǒng)有關(guān)，由實(shí)測(cè)所得。L是所述攝像系統(tǒng)與所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備之間的距離。從關(guān)系式可知，距離L越大，現(xiàn)實(shí)物體尺寸在畫(huà)面中成像的尺寸越小。

以標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角為例，按照式(8)和式(9)分別對(duì)側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，得到在世界坐標(biāo)系中相應(yīng)的數(shù)值，即標(biāo)定板在實(shí)際空間中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角。

在步驟S140中，獲得在世界坐標(biāo)系中的自由度后，設(shè)置判斷自由度是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的程序，自動(dòng)檢測(cè)自由度是否滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件，自動(dòng)計(jì)算出偏差，測(cè)試人員根據(jù)該偏差對(duì)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行量化維護(hù)。獲得在世界坐標(biāo)系中的自由度后，也可以直接將自由度顯示，測(cè)試人員判斷自由度是否滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件，然后對(duì)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行量化維護(hù)。

預(yù)設(shè)條件是每個(gè)整車(chē)廠對(duì)設(shè)備提出的一個(gè)要求。標(biāo)定設(shè)備在加工制作之前，車(chē)廠會(huì)對(duì)設(shè)備供應(yīng)商明確提出一套制作標(biāo)準(zhǔn)，量化到每一個(gè)幾何尺寸和角度的要求，這就形成了車(chē)廠對(duì)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)要求。校核設(shè)備的作用就是檢驗(yàn)標(biāo)定設(shè)備是否滿(mǎn)足車(chē)廠所需要的這些幾何標(biāo)準(zhǔn)。例如，校驗(yàn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的標(biāo)定板的俯仰角、橫擺角、側(cè)傾角是否滿(mǎn)足車(chē)廠對(duì)標(biāo)定板的標(biāo)準(zhǔn)要求，校驗(yàn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的三角錐和標(biāo)定板的相對(duì)位置是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，校驗(yàn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的三角錐的橫擺角、俯仰角、側(cè)傾角是否滿(mǎn)足車(chē)廠對(duì)三角錐的標(biāo)準(zhǔn)要求。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明裝置的具體實(shí)施方式做詳細(xì)描述。

如圖6所示，一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置，包括：

圖像獲得模塊110，用于獲取攝像系統(tǒng)拍攝的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像，對(duì)所述第一圖像進(jìn)行分析，獲得所述第一圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第二圖像；

位置獲得模塊120，用于計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置，根據(jù)所述位置以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置；

旋轉(zhuǎn)角獲得模塊130，用于計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角；

校驗(yàn)?zāi)K140，用于校驗(yàn)所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角是否分別滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件。

上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置通過(guò)自動(dòng)計(jì)算出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度，不需要人工測(cè)量，不受限于測(cè)量工具的精度，因此大大提高了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，保證了雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的高精度要求。下面對(duì)各個(gè)模塊的功能做詳細(xì)介紹。

在對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)前，可以先對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的邊長(zhǎng)尺寸進(jìn)行初步校驗(yàn)，確保雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的邊長(zhǎng)尺寸滿(mǎn)足要求。雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備圖像的獲取可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已有的攝像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，攝像系統(tǒng)可以為攝像頭或者相機(jī)等。為了進(jìn)一步提高雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，需要保證攝像系統(tǒng)在水平狀態(tài)下拍攝雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像，即在一個(gè)實(shí)施例中，圖像獲得模塊110通過(guò)處于水平狀態(tài)的攝像系統(tǒng)獲取雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像，獲得雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像后，對(duì)該圖像進(jìn)行分析，識(shí)別出所述圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像，對(duì)圖像進(jìn)行分析識(shí)別雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式實(shí)現(xiàn)。。

雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包含的器件不一樣，自由度的計(jì)算方式也不一樣。下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包括標(biāo)定板和目標(biāo)物，所述第二圖像包括標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像；在一個(gè)實(shí)施例中，位置獲得模塊120計(jì)算標(biāo)定板的圖像和目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的相對(duì)位置。所述旋轉(zhuǎn)角包括側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角；在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)角獲得模塊130計(jì)算標(biāo)定板的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角；計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備包括目標(biāo)物，即所述第二圖像包括目標(biāo)物的圖像；所述旋轉(zhuǎn)角包括側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角；位置獲得模塊120計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的位置；旋轉(zhuǎn)角獲得模塊130計(jì)算目標(biāo)物的圖像在所述第一圖像中的側(cè)傾角、橫擺角和俯仰角。

由于上述得到的為在圖像坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角，測(cè)試人員無(wú)法判斷出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度是否滿(mǎn)足要求，因此還需要對(duì)圖像坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，得到世界坐標(biāo)系的位置和旋轉(zhuǎn)角。

獲得在世界坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角后，可以分別設(shè)置判斷位置和旋轉(zhuǎn)角是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件的程序，校驗(yàn)?zāi)K140自動(dòng)檢測(cè)世界坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角是否滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件，自動(dòng)計(jì)算出偏差，測(cè)試人員根據(jù)該偏差對(duì)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行量化維護(hù)。獲得在世界坐標(biāo)系中的位置和旋轉(zhuǎn)角后，可以直接將位置和旋轉(zhuǎn)角顯示，測(cè)試人員判斷位置和旋轉(zhuǎn)角是否滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件，然后對(duì)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行量化維護(hù)。

預(yù)設(shè)條件是每個(gè)整車(chē)廠對(duì)設(shè)備提出的一個(gè)要求。標(biāo)定設(shè)備在加工制作之前，車(chē)廠會(huì)對(duì)設(shè)備供應(yīng)商明確提出一套制作標(biāo)準(zhǔn)，量化到每一個(gè)幾何尺寸和角度的要求，這就形成了車(chē)廠對(duì)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)要求。校核設(shè)備的作用就是檢驗(yàn)標(biāo)定設(shè)備是否滿(mǎn)足車(chē)廠所需要的這些幾何標(biāo)準(zhǔn)。

上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置的其他技術(shù)特征與上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法相同，在此不予贅述。

如圖7所示，本發(fā)明還提供一種雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

攝像系統(tǒng)，用于拍攝雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像；

上位機(jī)，用于獲取攝像系統(tǒng)拍攝的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第一圖像，對(duì)所述第一圖像進(jìn)行分析，獲得所述第一圖像中的雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的第二圖像；計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的位置，根據(jù)所述位置以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置；計(jì)算所述第二圖像在所述第一圖像中的旋轉(zhuǎn)角，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角以及設(shè)定值的乘積獲得所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角；校驗(yàn)所述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的實(shí)際位置和實(shí)際旋轉(zhuǎn)角是否分別滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)條件。

攝像系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)攝像頭，用于采集雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的圖像。上位機(jī)與攝像頭系統(tǒng)之間存在數(shù)據(jù)傳輸鏈路，上位機(jī)可以獲得攝像系統(tǒng)所采集的圖像，并進(jìn)行圖像處理分析，計(jì)算得出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的幾何尺寸數(shù)值。校驗(yàn)系統(tǒng)的定位精度越高，測(cè)量結(jié)果可靠度越高。

為了保證攝像系統(tǒng)在水平狀態(tài)下拍攝圖像，提高雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的測(cè)量精度，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，所述校驗(yàn)系統(tǒng)還可以包括定位架、云臺(tái)以及安裝在定位架上的水平儀；所述云臺(tái)一端連接所述定位架，另一端連接所述攝像系統(tǒng)。定位架放置于平地上，架上有水平儀，可以指示定位架的水平情況，有助于使用人員將云臺(tái)調(diào)整為水平狀態(tài)，攝像頭支架為垂直狀態(tài)。云臺(tái)支架用于固定攝像系統(tǒng)及調(diào)整攝像頭的角度。還可以采用其它方式保證攝像系統(tǒng)在水平狀態(tài)下拍攝圖像，例如將攝像系統(tǒng)放置在水平桌面上，本發(fā)明并不對(duì)此做出限定。

上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)系統(tǒng)的其它技術(shù)特征與上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)裝置的技術(shù)特征相同，在此不予贅述。

上述雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備校驗(yàn)方法、裝置和系統(tǒng)，與傳統(tǒng)技術(shù)相互比較時(shí)，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1、傳統(tǒng)技術(shù)中在進(jìn)行雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的校核時(shí)采用水平角度儀(或鉛垂線(xiàn))、尺具等測(cè)量工具，水平角度儀(或鉛垂線(xiàn))用于測(cè)量俯仰角、側(cè)傾角，尺具用于測(cè)量橫擺角以及XYZ三個(gè)方向上的位置，存在測(cè)量工具不統(tǒng)一，各種測(cè)量工具的精度不統(tǒng)一等缺陷。而本發(fā)明通過(guò)攝像頭拍攝、圖像分析的方式，簡(jiǎn)單快捷地解析出雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備的自由度數(shù)值，統(tǒng)一了測(cè)量工具以及測(cè)量精度誤差，確保了設(shè)備的質(zhì)量一致性和標(biāo)準(zhǔn)一致性。

2、傳統(tǒng)技術(shù)中測(cè)量次數(shù)和測(cè)量手法對(duì)于結(jié)果值影響很大，校驗(yàn)效率低。而本發(fā)明通過(guò)攝像頭拍攝、圖像分析的方式，提高了測(cè)量精度，簡(jiǎn)化了測(cè)量方法，大大提高了測(cè)量效率。

3、本發(fā)明不需要測(cè)試人員攜帶水平角度儀和尺具等測(cè)量工具，可以直接采用智能手機(jī)等對(duì)雷達(dá)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，減少了測(cè)量工具的數(shù)量，大大降低了標(biāo)定設(shè)備的維護(hù)成本。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。