一种雷达安装角度误差估计方法

本申请涉及雷达误差估计，特别是涉及一种雷达安装角度误差估计方法。

背景技术：

1、目前对雷达阵列的有源校准或者方向图幅度相位特性测量过程中，往往需要将雷达法向精确对准二维导轨中心，然后通过接收导轨上精确移动位置的目标的回波来分析雷达阵列的方向图幅度特性。由于阵列放置平台非水平或阵列系统外形的不平整，雷达坐标系和导轨坐标系误差等原因，将会导致真实的雷达法向未精确对准二维导轨中心，从而造成方向图的测量误差和通道校准误差。在一些多传感器融合处理如毫米波雷达与摄像头进行数据融合时，安装角度的校准也是雷达正常使用和成功进行数据融合的重要前提，因此对雷达安装角度误差进行估计，并依据误差估计结果调整雷达阵面法线的指向十分必要。

2、对于高级辅助驾驶系统（adas）的雷达安装角度误差，研究人员提出了一种网格映射校准方法，在场地上布置两个明显的点目标（如角反），然后驾驶搭载有未进行安装角度校准的车辆从两个目标旁经过，其中车辆的位置精确已知。当没有安装误差时，由雷达测得的同一目标点在将始终映射到同一位置栅格，反之同一目标将对应多个位置栅格。后续通过假设不同的安装角度误差独立计算多组目标所处的位置栅格，占用栅格最少的结果即为雷达安装角度误差估计值。这种方法对于小型雷达而言可行性高，但对于体积较大的雷达系统很难进行实验，且校准过程所需时间太长,不能快速得出安装角度偏差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够快速估计安装角度偏差且简单实用的雷达安装角度误差估计方法。

2、一种雷达安装角度误差估计方法，所述方法包括：

3、在雷达安装场景下放置雷达阵列和安装导轨；获取雷达阵列上通道相距阵列中心的坐标和雷达阵列在方位和俯仰上的安装误差角；根据坐标和安装误差角计算处于导轨上目标的通道接收数据，包括：

4、根据所述坐标和安装误差角计算处于导轨上目标的通道接收数据为

5、；

6、；

7、其中，表示雷达阵列的通道总数，表示目标的方位角，表示目标的俯仰角，表示信号波长，表示第个通道的横坐标，表示安装误差角中的方位角，表示安装误差角中的俯仰角，表示第个通道的纵坐标，表示雷达阵列的通道序号;

8、对通道接收数据在安装误差角为零时用泰勒级数展开并舍弃二阶及以上的高阶项，得到优化后的通道接收数据；将优化后的通道接收数据两边同时除以与安装误差角无关的常数项，得到更新后的通道接收数据；

9、将更新后的通道接收数据表示为线性模型，根据线性模型进行变形求解，得到雷达安装角度误差估计结果。

10、在其中一个实施例中，对通道接收数据在安装误差角为零时用泰勒级数展开并舍弃二阶及以上的高阶项，得到优化后的通道接收数据，包括：

11、对通道接收数据在安装误差角为零时用泰勒级数展开并舍弃二阶及以上的高阶项，得到优化后的通道接收数据为

12、；

13、其中，表示目标的方位角，表示目标的俯仰角，表示信号波长，表示第个通道的横坐标，表示第个通道的纵坐标，表示安装误差角中的方位角，表示安装误差角中的俯仰角。

14、在其中一个实施例中，将优化后的通道接收数据两边同时除以与安装误差角无关的常数项，得到更新后的通道接收数据，包括：

15、将优化后的通道接收数据两边同时除以与安装误差角无关的常数项，得到更新后的通道接收数据为

16、；

17、其中，表示目标的方位角，表示目标的俯仰角，表示信号波长，表示第个通道的横坐标，表示第个通道的纵坐标，表示安装误差角中的方位角，表示安装误差角中的俯仰角。

18、在其中一个实施例中，将更新后的通道接收数据表示为线性模型，包括：

19、令

20、，，，其中意味着对取相角，由于和很小，的相角不会有相位模糊，将更新后的通道接收数据表示为线性模型为

21、；

22、其中，

23、，表示雷达阵列的通道总数，表示雷达阵列的通道序号，上标 t表示转置运算。

24、在其中一个实施例中，根据线性模型进行变形求解，得到雷达安装角度误差估计结果，包括：

25、根据线性模型进行变形求解，得到雷达安装角度误差估计结果为

26、。

27、上述一种雷达安装角度误差估计方法，首先在雷达安装场景下放置雷达阵列和安装导轨，导轨的安装是为了对辐射源的位置进行精确控制，以使其适用于后续的处理流程。然后获取雷达阵列上通道相距阵列中心的坐标和雷达阵列在方位和俯仰上的安装误差角；根据坐标和安装误差角计算处于导轨上目标的通道接收数据，对通道接收数据在安装误差角为零时用泰勒级数展开并舍弃二阶及以上的高阶项，得到优化后的通道接收数据；将优化后的通道接收数据两边同时除以与安装误差角无关的常数项，得到更新后的通道接收数据，将更新后的通道接收数据表示为线性模型，根据线性模型进行变形求解，得到雷达安装角度误差估计结果。相比现有的网格映射校准方法，避免了雷达所在平台的移动，仅仅需要在雷达前方放置一导轨并精确移动辐射源即可实现校准流程，更有利于实验的实现。且本申请能精确估计出雷达的角度安装误差，根据估计结果就可以重新精确调整雷达法线的指向，对于雷达阵列性能测试和多传感器联合处理的场景具有非常重要的实用价值。

1.一种雷达安装角度误差估计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述通道接收数据在安装误差角为零时用泰勒级数展开并舍弃二阶及以上的高阶项，得到优化后的通道接收数据，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述优化后的通道接收数据两边同时除以与安装误差角无关的常数项，得到更新后的通道接收数据，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述更新后的通道接收数据表示为线性模型，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述线性模型进行变形求解，得到雷达安装角度误差估计结果，包括：