一种大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达及报警方法与流程

1.本发明涉及一种大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达及报警方法，属于车辆探测领域。


背景技术：

2.车载毫米波雷达的部分应用要求毫米波雷达的fov角度等于或者大于180度。以车载角雷达为例，如图1所示，车载毫米波雷达需要覆盖车身侧方的盲区监测和车身正后方的后方碰撞预警功能两个报警区域，导致雷达探测区域角度范围大于180度。考虑到车载毫米波雷达的角度探测范围由天线的水平波瓣角度决定，做在印刷电路板上的平面天线的波瓣角度小于180度。所以目前的车载毫米波雷达无法覆盖那么大角度的报警区域。基于雷达的智能驾驶辅助系统在所需报警区域的边缘位置性能很差。现有技术中，有的方案采用将两台相同的毫米波雷达错开一个角度安装来覆盖大于180度的整个区域，但该方案的缺点是带来了成本的上升，市场接受度差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达及报警方法，使用结构简单且成本低廉的一发一收的毫米波雷达扩展一台能够实现大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达，所述扩展的一发一收的毫米波雷达内部设有两个雷达电路板，所述两个雷达电路板共用外壳、电源、接口电路的设计，使得扩展后的让车载毫米波雷达的成本略有上升，但依旧在市场可以接收的范围内。
4.为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
5.一种大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达，其中，所述车载毫米波雷达包括雷达壳体、第一雷达电路板和第二雷达电路板；
6.第一雷达电路板和第二雷达电路板封装在所述雷达壳体中；
7.第一雷达电路板和第二雷达电路板上的雷达共用一颗雷达射频芯片；将所述雷达射频芯片的至少一个发射通道和至少一个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，将所述雷达射频芯片的其余发射通道和接收通道连接到第一雷达电路板上的发射天线和接收天线；
8.第一雷达电路板的发射天线和接收天线水平地朝向车辆侧后方的第一雷达探测区域，第二雷达电路板的发射天线和接收天线水平地朝向车辆侧方的第二雷达探测区域，所述第一雷达探测区域和第二雷达探测区域覆盖车辆侧后方和侧方的大于180度的探测角度范围；
9.第一雷达电路板和第二雷达电路板将各自检测到的结果融合后产生报警。
10.其中，第一雷达探测区域需要探测的第一探测距离大于50米，需要能够进行高角度测量精度的探测；第二雷达探测区域需要探测的第二探测距离小于等于5米，不需要进行高角度测量精度的探测。
11.其中，所述雷达射频芯片为一颗四发四收雷达射频芯片；在第一雷达电路板上使用所述四发四收的雷达射频芯片的三个发射通道和三个接收通道，使得第一雷达电路板成为三发三收雷达；将所述四发四收的雷达射频芯片的一个发射通道和一个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，使得第二雷达电路板成为一发一收雷达。
12.其中，雷达射频芯片为一颗四发四收雷达射频芯片；在第一雷达电路板上使用所述四发四收的雷达射频芯片的三个发射通道和两个接收通道，使得第一雷达电路板成为三发两收雷达；将所述雷达射频芯片的一个发射通道和两个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，使得第二雷达电路板成为一发两收雷达。
13.其中，雷达射频芯片为一颗四发四收雷达射频芯片；在第一雷达电路板上使用所述四发四收的雷达射频芯片的两个发射通道和两个接收通道，使得第一雷达电路板成为两发两收雷达；将所述雷达射频芯片的两个发射通道和两个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，使得第二雷达电路板成为两发两收雷达。
14.其中，将所述雷达射频芯片的一个发射通道和一个接收通道通过功分器分成两个发射通道和两个接收通道，将其中的一个发射通道和一个接收通道连到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，另一个发射通道和一个接收通道连到第一雷达电路板上的发射天线和接收天线。
15.一种利用所述的大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达的报警方法，其中，
16.所述报警方法包括如下步骤：
17.s1、第一雷达电路板检测到第一雷达探测区域中出现连续静止物；
18.s2、第一雷达电路板判断连续静止物距离车辆的横向距离是否小于一个预定值，如果低于该预定值，则判定汽车正在贴着连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限；如果高于该预定值，则不改变第二雷达电路板的报警门限。
19.其中，所述预定值为1米。
20.其中，步骤s2中，雷达门限值设置为当前周期雷达信号的信噪比和/或信号强度门限值，当雷达信号的信噪比和/或信号强度高于某设定值s1，则认为当前出现了目标，需要报警；
21.当第一雷达电路板判断连续静止物距离车辆的横向距离小于一个预定值，则判定汽车正在贴连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限为某设定值s2，所述s2＞s1。
22.其中，步骤s2中，雷达门限值设置为连续n个雷达周期中，至少有m1个雷达周期中雷达信号的信噪比和/或信号强度门限值高于某设定值s1，则认为当前出现了目标，需要报警；
23.当第一雷达电路板判断连续静止物距离车辆的横向距离小于一个预定值，则判定汽车正在贴着连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限为至少有m2个雷达周期中雷达信号的信噪比和/或信号强度门限值高于某设定值s2，其中，所述n＞m2＞m1，s2＞s1。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
25.随着智能汽车的发展，雷达需要探测的水平角度范围越来越大，已经达到或者超过180度。考虑到雷达天线增益在雷达水平角度范围的边界上急剧下降，雷达最大探测距离
在雷达水平角度范围的边界上也远远低于雷达中心处的雷达最大探测距离。故而采用两个朝向不同方向的雷达实现180
°
或更大的探测角度范围是必然结果。但是采用两台一发两收或者多发多收雷达会让产品成本几乎翻倍，市场接受度很低。
26.本发明的优势就在于使用结构简单且成本低廉的一发一收的毫米波雷达扩展一台能够实现大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达，满足客户和法规要求。所述扩展的一发一收的毫米波雷达内部设有两个雷达电路板，所述两个雷达电路板共用外壳、电源、接口电路，使得扩展后的车载毫米波雷达的成本略有上升，但依旧在市场可以接收的范围内。
附图说明
27.图1为车载毫米波雷达的探测覆盖范围示意图；
28.图2为车载毫米波雷达需要探测的两个探测区域示意图；
29.图3为本发明的大于180度探测角度范围的车载毫米波雷达的示意图；
30.图4为第一雷达电路板和第二雷达电路板共用一颗雷达射频芯片的一个实施例的示意图；
31.图5为利用第一雷达电路板对环境的检测结果对第二雷达电路板的结果进行修正的报警方法的示意图；
32.图6为第一雷达电路板和第二雷达电路板共用一颗雷达射频芯片的另一实施例的示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
34.如图2所示，根据实际需求，将车载毫米波雷达所需要覆盖的探测区域分为车辆侧后方的第一雷达探测区域和车辆侧方的第二雷达探测区域。
35.如图3所示，第一雷达探测区域需要探测的第一探测距离大于50米，部分更高性能要求的雷达需要能够进行高角度测量精度的探测。
36.第一雷达探测区域由第一雷达电路板覆盖。优选地，所述第一雷达电路板为常规的中距离广角雷达电路板，如24ghz一发两收雷达，77ghz两发四收雷达、三发四收雷达及四发四收雷达。一般24ghz雷达发射功率大于5dbm(分贝毫瓦，5dbm约为3.2毫瓦)，77ghz雷达发射功率大于10dbm(10毫瓦)，且具备测角能力，故而探测距离达到50米以上。
37.所述一发两收雷达具有一个发射天线和两个接收天线。同样地，所述两发四收雷达具有两个发射天线和四个接收天线，所述三发四收雷达具有三个发射天线和四个接收天线，所述四发四收雷达具有四个发射天线和四个接收天线。
38.优选地，第二雷达探测区域需要探测的第二探测距离小于等于5米，约为一个车道宽度，不需要进行高角度测量精度的探测。第二雷达探测区域由第二雷达电路板覆盖。所述第二雷达电路板只测量目标距离和速度，不测量目标角度。优选地，所述第二雷达电路板为一片一发一收毫米波雷达电路板。所述一发一收雷达具有一个发射天线和一个接收天线。
39.所述车载毫米波雷达包括雷达壳体、第一雷达电路板和第二雷达电路板。第一雷达电路板和第二雷达电路板封装在一个雷达壳体中，第一雷达电路板的发射天线和接收天线水平地朝向车辆侧后方的第一雷达探测区域，第二雷达电路板的发射天线和接收天线水
平地朝向车辆侧方的第二雷达探测区域，所述第一雷达探测区域和第二雷达探测区域覆盖车辆侧后方和侧方的大于180度的探测角度范围。第一雷达电路板和第二雷达电路板将各自检测到的结果融合后产生报警。
40.如图4所示，第一雷达电路板和第二雷达电路板上的雷达共用一颗雷达射频芯片。将所述雷达射频芯片的至少一个发射通道和至少一个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，将所述雷达射频芯片的其余发射通道和接收通道连接到第一雷达电路板上的发射天线和接收天线。
41.例如，所述雷达射频芯片为一颗四发四收雷达射频芯片。在第一雷达电路板上使用所述四发四收的雷达射频芯片的三个发射通道和三个接收通道，使得第一雷达电路板成为三发三收雷达；将所述四发四收的雷达射频芯片的一个发射通道和一个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，使得第二雷达电路板成为一发一收雷达。
42.除了将所述雷达射频芯片的一个发射通道和一个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，也可以根据第二雷达电路板和第一雷达电路板的目标探测需求，将所述雷达射频芯片的多于一个的发射通道和接收通道连接到第二雷达电路板上的天线上。例如，雷达射频芯片为一颗四发四收雷达射频芯片，而第二雷达电路板也需要探测5米以上范围，且需要具备测量角度能力，则可以在第一雷达电路板上使用所述四发四收的雷达射频芯片的三个发射通道和两个接收通道，使得第一雷达电路板成为三发两收雷达；将所述雷达射频芯片的一个发射通道和两个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线上，使得第二雷达电路板成为一发两收雷达。或者在第一雷达电路板上使用所述四发四收的雷达射频芯片的两个发射通道和两个接收通道，使得第一雷达电路板成为两发两收雷达；将所述雷达射频芯片的两个发射通道和两个接收通道连接到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，使得第二雷达电路板成为两发两收雷达。
43.如图6所示，在一个实施例中，将所述雷达射频芯片的一个发射通道和一个接收通道通过功分器分成两个发射通道和两个接收通道，将其中的一个发射通道和一个接收通道连到第二雷达电路板上的发射天线和接收天线，另一个发射通道和一个接收通道连到第一雷达电路板上的发射天线和接收天线。
44.为了降低第二雷达电路板上的一发一收雷达的误报率，本发明提供了一种利用第一雷达电路板对环境的检测结果对第二雷达电路板的结果进行修正的报警方法。
45.如图5所示，如果第一雷达电路板检测到车辆正在沿栅栏、围墙等连续静止物行驶，则第二雷达电路板的第二雷达探测区域内出现车辆的概率很低，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限。所述报警方法包括如下步骤：
46.s1、第一雷达电路板检测到第一雷达探测区域中出现栅栏、围墙等连续静止物；
47.s2、第一雷达电路板判断栅栏、围墙等连续静止物距离车辆的横向距离是否小于一个预定值，如果低于该预定值，则判定汽车正在贴着栅栏、围墙等连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限；如果高于该预定值，则不改变第二雷达电路板的报警门限。
48.优选地，所述预定值为1米。
49.优选地，步骤s2中，雷达门限值设置为当前周期雷达信号的信噪比和/或信号强度门限值，当雷达信号的信噪比和/或信号强度高于某设定值s1，则认为当前出现了目标，需
要报警。
50.当第一雷达电路板判断栅栏、围墙等连续静止物距离车辆的横向距离小于一个预定值，则判定汽车正在贴着栅栏、围墙等连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限为某设定值s2，所述s2＞s1。
51.优选地，步骤s2中，雷达门限值设置为连续n个雷达周期中，至少有m1个雷达周期中雷达信号的信噪比和/或信号强度门限值高于某设定值s1，则认为当前出现了目标，需要报警。
52.当第一雷达电路板判断栅栏、围墙等连续静止物距离车辆的横向距离小于一个预定值，则判定汽车正在贴着栅栏、围墙等连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限为至少有m2个雷达周期中雷达信号的信噪比和/或信号强度门限值高于某设定值s2，其中，所述n＞m2＞m1，s2＞s1。
53.例如，一般情况下，设置雷达信号的当前周期信噪比和/或信号强度高于5分贝，连续7个周期中至少有4个周期雷达信号的信噪比和/或信号强度高于5分贝，则认为当前出现了目标，需要报警。当第一雷达电路板判断栅栏、围墙等连续静止物距离车辆的横向距离小于一个预定值，则判定汽车正在贴着栅栏、围墙等连续静止物行驶，在这种情况下，提高第二雷达电路板的报警门限为连续7个周期中至少有6个周期雷达信号的信噪比和/或信号强度高于8分贝。