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电子设备及室内雷达标定方法与流程

2022-10-26 08:03:15 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及雷达标定技术领域,尤其涉及一种电子设备及室内雷达标定方法。


背景技术:

2.在室内监控领域,也会采用雷达这种设备采集室内情况。毫米波雷达可以用于监测几 十米以内的物体位置和移动速度,也可以对几米内的人员的呼吸心跳等生命体征进行监测, 同时又不会暴露周边环境和人员的影像,监测的同时又保护使用人的隐私。
3.雷达测量到的目标物体坐标和速度等信息都是相对于雷达坐标系的,所以,要保证雷 达监测的数据可以和实际空间相匹配,就必须标定出雷达的角度,即俯角,滚角和方位角, 有了雷达的角度,才能将这些信息转换成实际空间下的信息。
4.目前已有的雷达角度标定方法多是采用相机协助标定或特殊位置摆放角反射器进行标 定。前者方案的缺陷在于额外需要一台专业的相机设备,且相机和雷达的角度事先必须调 整到一致,如果两者之间有角度误差,那么这种误差势必对最终标定结果造成影响;再者 相机的价格也比较高,等于增加了雷达的安装成本。后者的缺陷在于角反射器的摆放必须 按照一定的规则,标定时必须配备各类置物设备以保证角反射器的位置正确,一些布局比 较杂乱的空间内,甚至可能无法按照规则摆放。


技术实现要素:

5.本发明提供一种电子设备及室内雷达标定方法,能够通过测试点的位置在两个坐标系 进行转换,得到具有待标定角度的坐标值,并基于坐标值之间的误差确定待标定角度,本 发明不仅降低了标定成本,而且标定过程中操作简便。
6.第一方面,本发明实施例提供一种电子设备,包括:通信单元和处理器;
7.通信单元,用于与待标定雷达进行通信;
8.处理器,用于确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定雷达测 出的在第二坐标系中的实际坐标值;所述第一坐标系为以室内水平地面为基准建立的坐标 系,所述第二坐标系为以雷达位置建立的坐标系;
9.将至少一个测试点在所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二 坐标系中的预测坐标值,并根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差, 确定所述误差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
10.根据所述函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值。
11.上述电子设备,提供了一种新的标定方式,通过测量测试点在雷达坐标系中的实际坐 标值,以及通过测试点在室内坐标系下的坐标值,转换的在雷达坐标系中的预测坐标值, 通过两种坐标值之间的误差,确定标定角度,本标定方式无需引入其他物理器材,即可完 成标定,降低了标定成本,而且对于测试点的选取位置以及摆放位置没有要求,操作简便, 不会受到杂乱空间的限制。
12.在一种可能实施的方式中,处理器,具体用于:
13.根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标值转换关系,将至少一个测试点在 所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二坐标系中的预测坐标值;
14.其中,所述第二坐标系中的第一坐标轴与所述第一坐标系中水平地面所在的平面之间 的夹角为所述待标定角度中的俯角;所述待标定雷达自身绕所述第二坐标系中的第一坐标 轴旋转产生的角度为所述待标定角度中的滚角;所述第二坐标系中的第一坐标轴在室内水 平地面上的投影指向的方位角度为所述待标定角度中的方位角。
15.上述电子设备,通过设定第一坐标系和第二坐标系的关系,即通过标定角度表示,知 道第一坐标系和第二坐标系之间的坐标值转换关系,从而能够通过测试点在第一坐标系中 的坐标值,转换得到测试点在第二坐标系中的预测坐标值,这样确定的转换方式,能够将 标定角度融入到预测坐标中,使得后续能够更好的建立误差和标定角度的函数关系。
16.在一种可能实施的方式中,处理器,具体用于:
17.将至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值作为输入,通过误差函数,确定所述误 差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
18.其中,所述误差函数为对每个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差之和得到 的,或者所述误差函数为对至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差的平均 值得到的。
19.上述电子设备,能够通过引入至少一个测试点计算误差的方式,并对误差函数求取标 定角度的偏导数,从而增加误差计算的准确性,进而使得得到的标定角度更加准确。
20.在一种可能实施的方式中,处理器,具体用于:
21.为所述待标定角度进行多次赋值,并根据每次赋的值和所述函数关系,确定多个误差;
22.根据多个所述误差的大小,选择一个误差对应的赋值,作为待标定角度的值。
23.上述电子设备,通过为待标定角度赋值的方法,得到误差,从误差的角度选择对应的 赋值,从而得到待标定角度,这样提高了求解函数关系的处理速度。
24.在一种可能实施的方式中,处理器,具体用于:
25.为所述待标定角度赋值;
26.若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差满足预设条件,则停止为所述待标定角度 赋值;
27.若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差不满足预设条件,则利用补偿值补偿赋的 值;通过所述函数关系和补偿后的值确定新的误差,直到确定出的误差满足预设条件为止;
28.其中,所述补偿值为预设步长与根据前一次求取的误差的待标定角度的偏导数之间的 乘积。
29.上述电子设备,通过预设步长和误差之间的乘积作为补偿值进行重新赋值,采用这种 梯度递进的方式进行补偿,提高了迭代效率。
30.在一种可能实施的方式中,处理器,还用于:
31.获取标定人员在信息输入界面输入的至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值;其中, 所述信息输入界面为接收到所述标定人员触发的启动指令后显示的;
32.响应所述标定人员触发的标定完成指令,将满足预设条件的误差对应的待标定角度的 值,作为待标定角度的标定值发送给所述待标定雷达。
33.上述电子设备,能够在标定人员触发启动指令后,显示信息输入界面,使得电子设备 能够获取到标定人员在信息输入界面输入的至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,从 而完成标定,并在标定后,接收到用户触发的标定完成指令后,将其得到的标定值发送给 待标定雷达,从而使得雷达能够独立完成后续坐标输出,这样提供人工接口,能够提高用 户对标定过程的了解,便于后续操作。
34.第二方面,本发明实施例提供一种室内雷达标定方法,包括:
35.确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定雷达测出的至少一个 测试点在第二坐标系中的实际坐标值;所述第一坐标系为以室内水平地面为基准建立的坐 标系,所述第二坐标系为以雷达位置建立的坐标系;
36.将至少一个测试点在所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二 坐标系中的预测坐标值,并根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差, 确定所述误差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
37.根据所述函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值。
38.在一种可能实施的方式中,将至少一个测试点在所述第一坐标系中的坐标值,转换为 至少一个测试点在所述第二坐标系中的预测坐标值,包括:
39.根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标值转换关系,将至少一个测试点在 所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二坐标系中的预测坐标值;
40.其中,所述第二坐标系中的第一坐标轴与所述第一坐标系中水平地面所在的平面之间 的夹角为所述待标定角度中的俯角;所述待标定雷达自身绕所述第二坐标系中的第一坐标 轴旋转产生的角度为所述待标定角度中的滚角;所述第二坐标系中的第一坐标轴在室内水 平地面上的投影指向的方位角度为所述待标定角度中的方位角。
41.在一种可能实施的方式中,根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误 差,确定所述误差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系,包括:
42.将至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值作为输入,通过误差函数,确定所述误 差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
43.其中,所述误差函数为对每个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差之和得到 的,或者所述误差函数为对至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差的平均 值得到的。
44.在一种可能实施的方式中,根据所述函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标 定角度的值,包括:
45.为所述待标定角度进行多次赋值,并根据每次赋的值和所述函数关系,确定多个误差;
46.根据多个所述误差的大小,选择一个误差对应的赋值,作为待标定角度的值。
47.在一种可能实施的方式中,为所述待标定角度进行多次赋值,并根据每次赋的值和所 述函数关系,确定多个误差,包括:
48.为所述待标定角度赋值;
49.若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差满足预设条件,则停止为所述待标定角度 赋值;
50.若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差不满足预设条件,则利用补偿值补偿赋的 值;通过所述函数关系和补偿后的值确定新的误差,直到确定出的误差满足预设条件为止;
51.其中,所述补偿值为预设步长与根据前一次求取的误差的待标定角度的偏导数之间的 乘积。
52.第三方面,本发明实施例提供一种存储介质,当所述存储介质中的指令由电子设备的 处理器执行时,使得所述电子设备能够执行如第二方面中任一项所述的室内雷达标定方法。
53.另外,第二方面至第三方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不 同实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
54.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限 制本发明。
附图说明
55.图1为本发明实施例提供的一种雷达应用场景的示意图;
56.图2为本发明实施例提供的另一种雷达应用场景的示意图;
57.图3为本发明实施例提供的一种室内雷达标定方法的流程图;
58.图4为本发明实施例提供的一种第一坐标系在室内的位置的示意图;
59.图5为本发明实施例提供的一种第二坐标系在室内的位置的示意图;
60.图6为本发明实施例提供的一种雷达监测角反射器的位置的示意图;
61.图7为本发明实施例提供的另一种室内雷达标定方法的流程图;
62.图8为本发明实施例提供的一种雷达的俯角在两个坐标系的位置关系的示意图;
63.图9为本发明实施例提供的一种雷达的滚角在两个坐标系的位置关系的示意图;
64.图10为本发明实施例提供的一种雷达的方位角在两个坐标系的位置关系的示意图;
65.图11为本发明实施例提供的一种以水平地面建立的坐标系和以雷达位置建立的坐标系 之间的转换关系的示意图;
66.图12为本发明实施例提供的一种室内雷达标定方法的流程图;
67.图13为本发明实施例提供的一种确定标定角度的方法的流程图;
68.图14为本发明实施例提供的第一种确定待标定角度的值的方法的流程图;
69.图15为本发明实施例提供的第二种确定待标定角度的值的方法的流程图;
70.图16为本发明实施例提供的第三种确定待标定角度的值的方法的流程图;
71.图17为本发明实施例提供的一种用户控制的室内雷达标定方法的流程图;
72.图18为本发明实施例提供的一种用户与电子设备交互的示意图;
73.图19为本发明实施例提供的另一种用户与电子设备交互的示意图;
74.图20为本发明实施例提供的一种室内雷达标定装置的结构图;
75.图21为本发明实施例提供的另一种室内雷达标定装置的结构图;
76.图22为本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
77.下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清除、详尽地描述。其中,在本申 请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,a/b可以表示a或b;文本 中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况,另外,在本技术实 施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
78.结合图1所示,雷达100可以设置家庭中,用于家庭成员健康监控,例如,雷达和手 机相连,将雷达监控结果发送手机上,如果家中有老人或者小孩,那么对室内老人或者小 孩的呼吸心跳等生命体征进行监测,从而将监测结果发送到手机上,从手机上知道室内老 人或者小孩的健康情况。
79.结合图2所示,雷达100可以设置在多层大楼的室内,例如,在大楼的大厅内,大楼 的大厅内设置雷达100能够与监控平台相连,监控平台能够设置在监控室,用于给监控室 的工作人员监控大厅的情况。大楼的大厅内的雷达100能够监控物体位置和移动速度,或 者大厅内人员的呼吸心跳等生命体征。
80.对于上述室内设置的雷达,需要定位雷达的角度,雷达的角度包括俯角,滚角和方位 角,从而能够得到实际空间下的信息。
81.对于,本技术提出了一种室内雷达标定方法,结合图3所示,包括:
82.s300:确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定雷达测出的至 少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值;
83.第一坐标系为以室内水平地面为基准建立的坐标系。结合图4所示,房间为长方体的, 设置在长方体的一个顶点上,例如,地面的顶点,水平地面的平面为x1轴和y1轴,高度 为z1轴。
84.第二坐标系为以雷达位置建立的坐标系。结合图5所示,一般雷达设置在房间的房顶 上,以雷达的水平平面为平面,设置x轴和y轴,然后设置x轴和y轴组成的平面垂直的 方向设置为z轴。
85.其中,第一坐标系和第二坐标系均为直角坐标系。
86.其中,测试点是设置在室内的,可以采用标定雷达常用的角反射器,可以采用一个角 反射器,现将角反射器放置在室内的每个测试点上,然后针对每个测试点,测量放置的角 反射器在第一坐标系中的坐标值,以及在第二坐标系中的实际坐标值。
87.角反射器,也可以称为雷达反射器,它是通过金属板材根椐不同用途做成的不同规格 的雷达波反射器。当雷达电磁波扫描到角反射后,电磁波会在金属角上产生折射放大,产 生很强的回波信号,在雷达的屏幕上出现很强的回波目标。由于角反射器有极强的反射回 波特性,所以可以用于标定雷达的角度时使用。结合图6所示,示出四角型的角反射器, 当雷达100发射的电磁波扫描到角反射器600后,角反射器600的平面进行反射,从而反 射回雷达100,雷达100接收到后,得到角反射器600在雷达坐标系中的坐标值。
88.s301:将至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在第二坐 标系中的预测坐标值,并根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误
差,确 定误差和待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
89.由于测试点在第一坐标系中的坐标值转换为第二坐标系中的预测坐标值时,会涉及到 雷达的待标定角度,即在预测坐标值中会有雷达的待标定角度,当求取预测坐标值和实际 坐标值之间的误差时,从而能够确定误差和雷达的待标定角度之间的函数关系。
90.s302:根据函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值。
91.综上可知,本技术能够通过测到至少一个测试点在第二坐标系,即以雷达位置建立的 坐标系,实际坐标值,以及根据至少一个测试点以室内水平地面为基准建立的坐标系的坐 标值转换到,第二坐标系的预测坐标值,这两个坐标值之间的误差,确定误差和待标定雷 达的待标定角度之间的函数关系,这样将标定的角度问题,转换为数据关系,从而基于求 解函数关系,确定待标定角度的值。
92.示例性的,对于转换过程包括:根据第一坐标系和第二坐标系之间的坐标值转换关系, 将至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在第二坐标系中的预 测坐标值。
93.基于上述内容,本发明实施例提供了另一种室内雷达标定方法,结合图7所示,包括:
94.s700:确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定雷达测出的至 少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值;
95.s701:根据第一坐标系和第二坐标系之间的坐标值转换关系,将至少一个测试点在第 一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在第二坐标系中的预测坐标值;
96.s702:根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差,确定误差和待标 定雷达的待标定角度之间的函数关系;
97.s703:根据函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值。
98.其中,第二坐标系中的第一坐标轴与第一坐标系中水平地面所在的平面之间的夹角为 待标定角度中的俯角;待标定雷达自身绕第二坐标系中的第一坐标轴旋转产生的角度为待 标定角度中的滚角;第二坐标系中的第一坐标轴在室内水平地面上的投影指向的方位角度 为待标定角度中的方位角。
99.以第一坐标轴为z轴为例:
100.结合图4、图5、图8所示,第一坐标系是以地面的顶点,水平地面的平面为x1轴和 y1轴,高度为z1轴。第二坐标系为以雷达位置建立的坐标系,以雷达的水平平面为平面, 设置x轴和y轴,然后设置x轴和y轴组成的平面垂直的方向设置为z轴。雷达的待标定角 度的俯角p为第二坐标系中的z轴与第一坐标系中水平地面所在的平面,即平面(o1,x1,y1), 之间的夹角,若z轴与地面平行则俯角为零。
101.结合图9所示,雷达的待标定角度的滚角r为雷达自身绕第二坐标系中的z轴旋转产生 的角度。
102.结合图10所示,方位角a定为第二坐标系中的z轴在第一坐标系中水平地面所在的平 面,即(o1,x1,y1)平面,上的投影指向的方位角度。
103.结合图11所示,假设o点在第一坐标系,即o1(x1,y1,z1)系下的坐标值为(dx,dy,dz), 那么雷达坐标系o(x,y,z)与第一坐标系o1(x1,y1,z1)的关系可以描述为:o1(x1,y1,z1)向右平移 dx,向前平移dy,向上平移dz(上移完成后,两个坐标系是重叠的,为了能够看
得清楚, 图中向左移动了一点),绕x1轴旋转90
°
,绕y1轴旋转a,绕x1轴旋转p,绕z1轴旋转r 之后与o(x,y,z)坐标系重叠。其中,o点为第二坐标系的原点。
104.对于两个坐标系之间的转换关系是基于雷达的待标定角度计算得到的。具体来说:
105.角反射器在第一坐标系的坐标值可以直接测量得到,即测量人员可以根据角反射器的 位置,通过测量工具,测量角反射器在第一坐标系中的x轴的值、y轴的值,z轴的值,从 而得到角反射器在第一坐标系中的坐标值,可以记为(x1,y1,z1);角反射器在第二坐标系 的坐标值,第二坐标系以雷达的位置为基准建立的坐标系,记为(x,y,z)。如图11所述,两 个坐标系为平移加旋转的关系,(x,y,z)和(x1,y1,z1)之间的换算关系可以表示为:
[0106][0107]
从上述转换关系中可知,当知道角反射器在第一坐标系中的坐标值(x1,y1,z1)后,可 角反射器在第二坐标系中的坐标值可以采用雷达的待标定角度进行表示。其中,r为雷达的 待标定角度的滚角;a为雷达的待标定角度的方位角;p为雷达的待标定角度的俯角。
[0108]
示例性的,针对确定函数关系的具体过程为:将至少一个测试点的预测坐标值和实际 坐标值作为输入,通过误差函数,确定误差和待标定雷达的待标定角度之间的函数关系。
[0109]
基于上述内容,本发明实施例提供了另一种室内雷达标定方法,结合图12所示,包括:
[0110]
s1200:确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定雷达测出的至 少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值;
[0111]
s1210:根据第一坐标系和第二坐标系之间的坐标值转换关系,将至少一个测试点在第 一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在第二坐标系中的预测坐标值;
[0112]
s1220:将至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值作为输入,通过误差函数,确定 误差和待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
[0113]
s1230:根据函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值。
[0114]
示例性的,根据上式计算出的测试点在第二坐标系中的预测坐标值(x,y,z)会和通过雷 达实际测出的测试点在第二坐标系中的实际坐标值,记为(xo,yo,zo),这两个坐标值之间有 一些误差,单个测试点的位置误差大小可以采用如下公式表示:
[0115]
δ=(x-xo)2 (y-yo)2 (z-zo)2[0116]
其中,误差函数为对每个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差之和得到的。
[0117]
示例性的,n个测试点的位置误差可以采用如下公式表示:
[0118][0119]
或误差函数为对至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差的平均
值得到 的。
[0120]
示例性的,n个测试点的位置误差可以采用如下公式表示:
[0121][0122]
综上可知,j可以视作误差和待标定雷达的待标定角度之间的函数关系,即:j=j(p,r,a)。 当p,r,a都准确的时候,测试点在第二坐标系中的实际坐标值和预测坐标值之间的位置误差 最小,即j取最小值。因此雷达角度的标定问题,就转化成为数学问题,即寻找令j取最小 值的最优解的问题。
[0123]
示例性的,结合图13所示,根据函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角 度的值,包括:
[0124]
s1300:为待标定角度进行多次赋值,并根据每次赋的值和函数关系,确定多个误差;
[0125]
s1310:根据多个误差的大小,选择一个误差对应的赋值,作为待标定角度的值。
[0126]
针对步骤1300,详细来说:为待标定角度赋值;
[0127]
若通过函数关系和赋的值确定出的误差满足预设条件,则停止为待标定角度赋值;
[0128]
若通过函数关系和赋的值确定出的误差不满足预设条件,则利用补偿值补偿赋的值; 通过函数关系和补偿后的值确定新的误差,直到确定出的误差满足预设条件为止。
[0129]
针对步骤1310,详细来说,预设条件可以为误差小于阈值,和/或迭代次数达到预设次 数。
[0130]
其中,由于待标定角度为俯角p、滚角r、方位角a。所以赋值时会给三个角都赋值。
[0131]
当预设条件为误差小于阈值时,步骤1310具体过程包括:选择小于阈值的误差对应的 赋值,作为待标定角度的值。
[0132]
当预设条件为迭代次数达到预设次数时,步骤1310具体过程包括:选择最小的误差对 应的赋值,作为待标定角度的值。
[0133]
当预设条件为误差小于阈值,以及迭代次数达到预设次数时,步骤1310具体过程包括:
[0134]
若迭代次数达到预设次数之前,没有误差小于阈值,则选择最小的误差对应的赋值, 作为待标定角度的值;
[0135]
若迭代次数达到预设次数之前,有误差小于阈值,则选择小于阈值的误差对应的赋值, 作为待标定角度的值。
[0136]
其中,为待标定角度赋予数值,将这个赋予的数值代入到函数关系中,得到误差,判 断误差是否满足预设条件,得到是否满足迭代条件的结果,这个过程为一次迭代过程中。
[0137]
当迭代条件为误差小于阈值时,结合图14所示,确定待标定角度的值的过程包括:
[0138]
s1400:为待标定角度赋值,将赋值输入到函数关系中得到误差;
[0139]
s1410:判断该误差是否小于阈值;如果是,则执行s1420;否则执行s1430;
[0140]
s1420:将该赋值作为待标定角度的值;
[0141]
s1430:通过补偿值补偿本次赋的值得到待标定角度新的值,将新的值输入到函数
关系 中得到新的误差;
[0142]
s1440:判断该新的误差是否小于阈值;如果是,则执行s1420;否则执行s1430。
[0143]
当预设条件为迭代的次数达到预设次数,结合图15所示,确定待标定角度的值的过程 包括:
[0144]
s1500:为待标定角度赋值,将赋值输入到函数关系中得到误差;
[0145]
s1510:判断迭代次数是否超过预设次数;若是,则执行s1520;否则执行s1530;
[0146]
s1520:将该赋值作为待标定角度的值;
[0147]
s1530:通过补偿值补偿本次赋的值得到待标定角度新的值,将新的值输入到函数关系 中得到新的误差。
[0148]
详细来说,为待标定角度赋予初始预设值,将初始预设值输入到函数关系中得到误差, 通过补偿值补偿初始预设值得到第二次为待标定角度赋予的值,将第二次为待标定角度赋 予的值输入到函数关系中得到误差,通过补偿值补偿第二次为待标定角度赋予的值得到第 三次为待标定角度赋予的值,依次类推,直到迭代次数达到预设次数为止,从上述得到的 误差中,选择一个误差,将该误差对应的待标定角度赋的值作为待标定角度的值。
[0149]
当预设条件为误差小于阈值,以及迭代次数达到预设次数时,结合图16所示,确定待 标定角度的值的过程包括:
[0150]
s1600:为待标定角度赋予初始预设值;
[0151]
s1610:将初始预设值输入到函数关系,得到误差;
[0152]
s1620:判断误差是否小于阈值;如果是,则执行s1630,否则执行s1640;
[0153]
s1630:停止为待标定角度赋值,并将该初始预设值作为待标定角度的值;
[0154]
s1640:将补偿值补偿待标定角度赋予的值得到的值作为待标定角度赋予的新的值;
[0155]
s1650:将待标定角度赋予的新的值输入到函数关系,得到新的误差;
[0156]
s1660:判断新的误差是否小于阈值;如果是,则执行s1630,否则执行s1670;
[0157]
s1670:判断迭代次数是否超过预设次数,如果是,则执行s1680;否则执行s1640;
[0158]
s1680:从误差满足迭代条件之前赋予的待标定角度的值中,选择一个作为待标定角度 的值。
[0159]
上述内容是对于迭代条件为误差小于阈值时,如果一直找不到误差小于阈值,或者迭 代次数比较多时,会导致处理速度比较慢,从而提出如果一直不能确定误差小于阈值,那 么如果迭代次数满足预设次数时,停止迭代,从停止迭代之前的赋值中,选择一个,作为 待标定角度的值。
[0160]
示例性的,为了能够使得迭代的次数比较低,可以采用梯度下降法得到补偿值。补偿 值为预设步长与根据前一次求取的误差的待标定角度的偏导数之间的乘积;
[0161]
对函数关系进行俯角p、滚角r、方位角a的偏导处理,得到函数梯度:
[0162][0163]
其中,当初始预设值比较大时,那么通过补偿值补偿上一次赋值,得到当前次赋值的 过程为:
[0164][0165]
其中,当初始预设值比较大时,需要采用递减的方式进行赋值,通过上一次赋值减去 预设步长乘以上一次赋值求取的误差的偏导数。
[0166]
l为预设步长。该预设步长可以根据历史经验赋予,当然,如果在迭代过程中,或者多 次采用该预设步长求取的待标定角度的值与实际的值偏差比较大时,可以修改该预设步长。
[0167]
其中,当初始预设值比较小时,那么通过补偿值补偿上一次赋值,得到当前次赋值的 过程为:
[0168][0169]
其中,当初始预设值比较小时,需要采用递增的方式进行赋值,通过上一次赋值加上 预设步长乘以上一次赋值求取的误差的偏导数。
[0170]
其中,确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,具体包括:
[0171]
获取标定人员在信息输入界面输入的至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值;其中, 信息输入界面为接收到标定人员触发的启动指令后显示的。
[0172]
根据所述函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值之后,所述方法 还包括:
[0173]
响应标定人员触发的标定完成指令,将满足预设条件的误差对应的待标定角度的值, 作为待标定角度的标定值发送给所述待标定雷达。
[0174]
示例性的,通过待标定雷达测出的至少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值是待 标定雷法发送的。基于此,本发明实施例提供了一种标定方法,结合图17所示,包括:
[0175]
s1700:响应标定人员触发的启动指令,显示信息输入界面;
[0176]
s1710:获取标定人员在信息输入界面输入的至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值;
[0177]
s1720:接收待标定雷达发送的至少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值;
[0178]
s1730:将至少一个测试点在所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在第 二坐标系中的预测坐标值,并根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差, 确定误差和待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;根据函数关系,确定满足预设条件 的误差对应的待标定角度的值;
[0179]
s1740:响应标定人员触发的标定完成指令,将满足预设条件的误差对应的待标定角度 的值,作为待标定角度的标定值发送给待标定雷达。
[0180]
详细来说,结合图18所示,会先显示标定按钮,标定人员点击“标定按钮”之后,即 标定人员触发了启动指令,首先会显示信息输入界面,标定人员点击输入按钮(圆形)后, 可以在输入界面上输入信息,即可以在信息输入界面上输入至少一个测试点在第一坐标系 中的坐标值,然后再点击获取按钮,主动给待标定雷达发送信息,待标定雷达发送至少一 个测试点在第二坐标系中的实际坐标值,这样可以获取到待标定雷达发送的至少一个测试 点在第二坐标系中的实际坐标值,根据上述介绍的方法,计算得到待标定角度的值,待标 定角度分别为俯角p,滚角r和方位角a,将俯角p,滚角r和方位角a的值进行显示,并且 当标定人员点击“完成”按钮,即触发了标定完成指令,将俯角p,滚角r和方位角a的值 发送给雷达。
[0181]
又如,结合图19所示,同样的,会先显示标定按钮,标定人员点击“标定按钮”之后, 即标定人员触发了启动指令,首先会显示信息输入界面,标定人员点击信息输入界面上的 圆形按钮,从而可以在信息输入界面上输入至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,然 后标定人员点击完成之后,显示获取至少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值的界面, 在该界面上点击获取按钮,主动给待标定雷达发送信息,待标定雷达发送至少一个测试点 在第二坐标系中的实际坐标值,这样可以获取到待标定雷达发送的至少一个测试点在第二 坐标系中的实际坐标值,根据上述介绍的方法,计算得到待标定角度的值,待标定角度分 别为俯角p,滚角r和方位角a,将俯角p,滚角r和方位角a的值进行显示,并且当标定人 员点击“完成”按钮,即触发了标定完成指令,将俯角p,滚角r和方位角a的值发送给雷 达。
[0182]
如图20所示,本发明还提供一种室内雷达标定装置,包括:
[0183]
测量模块2000,用于确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定 雷达测出的至少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值;所述第一坐标系为以室内水平 地面为基准建立的坐标系,所述第二坐标系为以雷达位置建立的坐标系;
[0184]
确定模块2010,用于将至少一个测试点在所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一 个测试点在所述第二坐标系中的预测坐标值,并根据至少一个测试点的预测坐标值和实际 坐标值之间的误差,确定所述误差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
[0185]
标定模块2020,用于根据所述函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度 的值。
[0186]
可选的,确定模块2010,具体用于:
[0187]
根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标值转换关系,将至少一个测试点在 所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二坐标系中的预测坐标值;
[0188]
其中,所述第二坐标系中的第一坐标轴与所述第一坐标系中水平地面所在的平面之间 的夹角为所述待标定角度中的俯角;所述待标定雷达自身绕所述第二坐标系中的第一坐标 轴旋转产生的角度为所述待标定角度中的滚角;所述第二坐标系中的第一坐标轴在室内水 平地面上的投影指向的方位角度为所述待标定角度中的方位角。
[0189]
可选的,确定模块2010,具体用于:
[0190]
将至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值作为输入,通过误差函数,确定所述误 差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
[0191]
其中,所述误差函数为对每个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差之和得到 的,或者所述误差函数为对至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差的平均 值得到的。
[0192]
可选的,标定模块2020,具体用于:
[0193]
为所述待标定角度进行多次赋值,并根据每次赋的值和所述函数关系,确定多个误差;
[0194]
根据多个所述误差的大小,选择一个误差对应的赋值,作为待标定角度的值。
[0195]
可选的,标定模块2020,具体用于:
[0196]
为所述待标定角度赋值;
[0197]
若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差满足预设条件,则停止为所述待标定角度 赋值;
[0198]
若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差不满足预设条件,则利用补偿值补偿赋的 值;通过所述函数关系和补偿后的值确定新的误差,直到确定出的误差满足预设条件为止;
[0199]
其中,所述补偿值为预设步长与根据前一次求取的误差的待标定角度的偏导数之间的 乘积。
[0200]
可选的,结合图21所示,所述装置还包括:交互模块2030和标定模块2020相连;
[0201]
测量模块2000,还用于获取标定人员在信息输入界面输入的至少一个测试点在第一坐 标系中的坐标值;其中,所述信息输入界面为接收到所述标定人员触发的启动指令后显示 的;
[0202]
交互模块2030,具体用于:响应所述标定人员触发的标定完成指令,将满足预设条件 的误差对应的待标定角度的值,作为待标定角度的标定值发送给所述待标定雷达。
[0203]
另外,结合图1-图21描述的本发明实施例的室内雷达标定方法和装置可以由电子设备 来实现。
[0204]
电子设备包括:通信单元和处理器;
[0205]
通信单元,用于与待标定雷达进行通信;
[0206]
处理器,用于确定至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值,以及通过待标定雷达测 出的在第二坐标系中的实际坐标值;所述第一坐标系为以室内水平地面为基准建立
的坐标 系,所述第二坐标系为以雷达位置建立的坐标系;
[0207]
将至少一个测试点在所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二 坐标系中的预测坐标值,并根据至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差, 确定所述误差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
[0208]
根据所述函数关系,确定满足预设条件的误差对应的待标定角度的值。
[0209]
可选的,处理器,具体用于:
[0210]
根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标值转换关系,将至少一个测试点在 所述第一坐标系中的坐标值,转换为至少一个测试点在所述第二坐标系中的预测坐标值;
[0211]
其中,所述第二坐标系中的第一坐标轴与所述第一坐标系中水平地面所在的平面之间 的夹角为所述待标定角度中的俯角;所述待标定雷达自身绕所述第二坐标系中的第一坐标 轴旋转产生的角度为所述待标定角度中的滚角;所述第二坐标系中的第一坐标轴在室内水 平地面上的投影指向的方位角度为所述待标定角度中的方位角。
[0212]
可选的,处理器,具体用于:
[0213]
将至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值作为输入,通过误差函数,确定所述误 差和所述待标定雷达的待标定角度之间的函数关系;
[0214]
其中,所述误差函数为对每个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差之和得到 的,或者所述误差函数为对至少一个测试点的预测坐标值和实际坐标值之间的误差的平均 值得到的。
[0215]
可选的,处理器,具体用于:
[0216]
为所述待标定角度进行多次赋值,并根据每次赋的值和所述函数关系,确定多个误差;
[0217]
根据多个所述误差的大小,选择一个误差对应的赋值,作为待标定角度。
[0218]
可选的,处理器,具体用于:
[0219]
为所述待标定角度赋值;
[0220]
若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差满足预设条件,则停止为所述待标定角度 赋值;
[0221]
若通过所述函数关系和赋的值确定出的误差不满足预设条件,则利用补偿值补偿赋的 值;通过所述函数关系和补偿后的值确定新的误差,直到确定出的误差满足预设条件为止;
[0222]
其中,所述补偿值为预设步长与根据前一次求取的误差的待标定角度的偏导数之间的 乘积。
[0223]
可选的,处理器,还用于:
[0224]
获取标定人员在信息输入界面输入的至少一个测试点在第一坐标系中的坐标值;其中, 所述信息输入界面为接收到所述标定人员触发的启动指令后显示的;
[0225]
响应所述标定人员触发的标定完成指令,将满足预设条件的误差对应的待标定角度的 值,作为待标定角度的标定值发送给所述待标定雷达。
[0226]
基于上述的介绍,示例性的,提出了图22的电子设备结构。
[0227]
图22示出了电子设备的结构示意图。
[0228]
下面以电子设备为例对实施例进行具体说明。应该理解的是,图22所示电子设备仅是 一个范例,并且电子设备可以具有比图22中所示的更多的或者更少的部件,可以组合两个 或多个的部件,或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或 多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
[0229]
图22中示例性示出了根据示例性实施例中电子设备的硬件配置框图。如图22所示, 电子设备包括:通信接口2210、存储器2220、显示单元2230、处理器2240、以及电源2250 等部件。
[0230]
通信接口2210可用于连接雷达。例如,将标定完成的待标定角度输出给雷达,同时也 能够接收雷达发送的至少一个测试点在第二坐标系中的实际坐标值。
[0231]
存储器2220可用于存储软件程序及数据。处理器2240通过运行存储在存储器2220的 软件程序或数据,从而执行电子设备的各种功能以及数据处理。存储器2220可以包括高速 随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、 或其他易失性固态存储器件。存储器2220存储有使得电子设备能运行的操作系统。本技术 中存储器2220可以存储操作系统及各种应用程序,还可以存储执行本技术实施例所述方法 的代码。
[0232]
显示单元2230可用于接收输入的数字或字符信息,产生与电子设备的用户设置以及功 能控制有关的信号输入,具体地,显示单元2230可以包括设置在电子设备正面的触摸屏2231, 可收集用户在其上或附近的触摸操作,例如点击按钮,拖动滚动框等。
[0233]
显示单元2230还可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息的图形用户界面 (graphical user interface,gui)。具体地,显示单元2230可以包括设置在电子设备正面的 显示屏2232。其中,显示屏2232可以采用液晶电子设备、发光二极管等形式来配置。显示 单元2230可以用于显示本技术中所述的各种图形用户界面。
[0234]
其中,触摸屏2231可以覆盖在显示屏2232之上,也可以将触摸屏2231与显示屏2232 集成而实现电子设备的输入和输出功能,集成后可以简称触摸显示屏。本技术中显示单元 2230可以显示应用程序以及对应的操作步骤。触摸屏2231可以用于输入至少一个测试点在 第一坐标系中的坐标值,当然,该电子设备还可以包括其他输入模块,例如,键盘。
[0235]
处理器2240是电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分, 通过运行或执行存储在存储器2220内的软件程序,以及调用存储在存储器2220内的数据, 执行电子设备的各种功能和处理数据。在一些实施例中,处理器2240可包括一个或多个处 理单元;处理器2240还可以集成应用处理器和基带处理器,其中,应用处理器主要处理操 作系统、用户界面和应用程序等,基带处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述基 带处理器也可以不集成到处理器2240中。本技术中处理器2240可以运行操作系统、应用 程序、用户界面显示及触控响应,以及本技术实施例所述的处理方法。另外,处理器2240 与显示单元2230耦接。
[0236]
电子设备还包括给各个部件供电的电源2250(比如电池)。电源可以通过电源管理系统 与处理器2240逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电以及功耗等功能。电 子设备还可配置有电源按钮,用于电子设备的开机和关机,以及锁屏等功能。
[0237]
其中,电子设备和雷达相连,雷达可以将自己测得的至少一个测试点在第二坐标系中 的实际坐标值输入给电子设备,电子设备可以将最后得到的待标定角度的值输入给
雷达, 该值即为标定值,雷达就可以采用标定完成的值,完成监控等作业。
[0238]
另外,结合上述实施例中的电子设备,本发明实施例可提供一种存储介质,当所述存 储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备能够执行如上述任一项所 述的室内雷达标定方法。
[0239]
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概 念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选 实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0240]
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和 范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内, 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
再多了解一些

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