[发明专利]基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定方法及系统

权利要求书

1.一种基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在路侧找出两个合适的特征点作为标靶放置的地点；

S2、标靶中的GPS测量天线获取标靶的绝对位置坐标；

S3、雷达扫描两个靶标中的三角形角反射体，得到标靶在雷达坐标系中的相对位置坐标；

S4、根据获得的标靶绝对位置坐标和相对位置坐标，建立第一坐标系和第二坐标系，并确定两者之间的关系；

S5、将第二坐标系下的数据转化成第一坐标系下的数据，从而获得雷达采集的点云数据的绝对位置，且第二坐标系原点转化在第一坐标系的位置为雷达安装的绝对位置。

2.根据权利要求1所述的基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定方法，其特征在于，步骤S1中合适的特征点为道路两旁特征鲜明的点，包括匝道的分流点、标杆位置以及道路标志牌位置附近，将标靶置于特征点上，并将标靶上的三角形角反射体朝向雷达方向。

3.根据权利要求1所述的基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定方法，其特征在于，步骤S2中绝对位置坐标采用WGS-84坐标系。

4.根据权利要求1所述的基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定方法，其特征在于，步骤S4的具体方法为：

将标靶的绝对位置坐标换算成高斯平面直角坐标中坐标，并以此建立第一坐标系[X₁，Y₁]^T；以雷达为原点的雷达坐标系为第二坐标系[X₂，Y₂]^T；

建立第一坐标系和第二坐标系的关系矩阵方程：

两个标靶在第一坐标系下的坐标分别为(x₁₁,y₁₁),(x₁₂,y₁₂)；

两个标靶在第二坐标系下的坐标分别为(x₂₁,y₂₁),(x₂₂,y₂₂)；

则

其中，R_L为第二坐标系旋转矩阵，是行列式为1的正交矩阵；T_L为第二坐标系平移矩阵，且R_L为2×2矩阵，T_L为2×1矩阵；根据公式(1)解得R_L和T_L，得到两个坐标系之间的矩阵关系。

5.根据权利要求4所述的基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定方法，其特征在于，步骤S5的具体方法为：

当微波雷达检测车辆点云坐标(x₂，y₂)时，将其带入公式(1)，得到车辆在第一坐标系下车辆的绝对位置坐标，同时第二坐标系平移矩阵为雷达的实际安装位置坐标，第二坐标系旋转矩阵所确定的旋转角度为雷达的实际安装角度。

6.一种基于全球定位系统标靶的雷达二维安装姿态标定系统，其特征在于，包括：

标靶位置确定模块，用于在路侧找出两个合适的特征点作为标靶放置的地点；

标靶绝对位置获取模块，用于通过标靶中的GPS测量天线获取标靶的绝对位置坐标；

标靶相对位置获取模块，用于通过雷达扫描两个靶标中的三角形角反射体，得到标靶在雷达坐标系中的相对位置坐标；

坐标系建立模块，用于根据获得的标靶绝对位置坐标和相对位置坐标，建立第一坐标系和第二坐标系，并确定两者之间的关系；

数据转换模块，用于将第二坐标系下的数据转化成第一坐标系下的数据，从而获得雷达采集的点云数据的绝对位置，且第二坐标系原点转化在第一坐标系的位置为雷达安装的绝对位置。