一种雷达探测装置和雷达探测系统

摘要

本发明实施方式涉及雷达技术领域，特别是涉及一种雷达探测装置和雷达探测系统。本发明实施例提供的雷达探测装置和雷达探测系统包括第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件；其中，第一探测组件发射的第一电磁波具有第一视场角，第二探测组件发射的第二电磁波具有第二视场角，第三探测组件发射的第三电磁波具有第三视场角。由于第一视场角和第二视场角的边界线重合或第一视场角和第二视场角覆盖的探测区域部分重合，且第二视场角和第三视场角的边界线重合或第一视场角和第二视场角覆盖的探测区域部分重合，故第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件的探测区域能够互相叠加，以形成更大的探测区域，从而减小探测盲区。

说明书

技术领域

本发明实施方式涉及雷达技术领域，特别是涉及一种雷达探测装置和雷达探测系统。

背景技术

在先进驾驶辅助系统(ADAS)中，车载雷达作为一种重要的传感器，用于探测车辆周围的目标，例如，行人、车辆等。车载雷达的可以通过天线定向辐射该电磁波；目标将被截取的电磁波向各方向散射，其中部分散射的电磁波朝向车载雷达接收方向；车载雷达通过天线收集到该部分散射的电磁波后，将该部分散射的电磁波进行放大等信号处理，即可获得目标检测信息。

目前，近距离探测雷达的视场角的角度范围为90°-120°，远距离探测车载雷达的视场角的角度范围为10°-40°。而且，为了获得较远的探测距离，车载雷达通常选用近距离探测雷达。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中，车载雷达通常采用单个达雷达对目标进行探测，由于单个雷达的视场角相对较小从而导致车载雷达出现较大的探测盲区，导致车用雷达在使用过程中存在较大的安全隐患。

发明内容

为了克服现有的探测雷达存在的探测盲区较大的缺陷，本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种雷达探测装置和雷达探测系统，能够实现多个雷达探测组件的视场角的叠加，从而提高整个探测雷达视场角，减少探测盲区。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：

第一方面，本发明提供一种雷达探测装置，所述雷达探测装置包括第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件；其中，

所述第一探测组件用于发射第一电磁波，所述第一电磁波具有第一视场角；

所述第二探测组件用于发射第二电磁波，所述第二电磁波具有第二视场角；

所述第三探测组件用于发射第三电磁波，所述第三电磁波具有第三视场角；其中，

所述第一视场角和所述第二视场角的边界线重合或所述第一视场角和所述第二视场角覆盖的探测区域部分重合；

所述第二视场角和所述第三视场角的边界线重合或所述第二视场角和所述第三视场角覆盖的探测区域部分重合；

所述雷达探测装置的视场角大于或等于180°。

可选的，所述第一探测组件包括第一天线板和第一天线，所述第一天线设置于所述第一天线板，所述第一天线用于发射所述第一电磁波；

所述第二探测组件包括第二天线板和第二天线，所述第二天线设置于所述第二天线板，所述第二天线用于发射所述第二电磁波；

所述第三探测组件包括第三天线板和第三天线，所述第三天线设置于所述第三天线板，所述第三天线用于发射所述第三电磁波。

可选的，所述第一探测组件还包括第一射频芯片，所述第一射频芯片设置于所述第一天线板，且所述第一射频芯片与所述第一天线电性连接；

所述第二探测组件还包括第二射频芯片，所述第二射频芯片设置于所述第二天线板，且所述第二射频芯片与所述第二天线电性连接；

所述第三探测组件还包括第三射频芯片，所述第三射频芯片设置于所述第三天线板，且所述第三射频芯片与所述第二天线电性连接；

所述第一射频芯片、所述第二射频芯片和所述第三射频芯片通信连接。

可选的，所述雷达探测装置还包括至少一电源芯片，所述第一天线板、所述第二天线板和/或所述第三天线板设置有所述电源芯片；

当所述第一天线板、所述第二天线板或所述第三天线板设置有所述电源芯片时，所述电源芯片的数量为一个，所述第一射频芯片、所述第二射频芯片和所述第三射频芯片均与所述电源芯片电性连接；

当所述第一天线板、所述第二天线板和所述第三天线板设置有所述电源芯片时，所述电源芯片的数量为三个，三个所述电源芯片分别与所述第一射频芯片、所述第二射频芯片和所述第三射频芯片电性连接。

可选的，所述雷达探测装置还包括电源芯片和基带板，所述电源芯片设置于所述基带板，所述第一天线板、所述第二天线板和所述第三天线板连接于所述基带板；

所述第一探测组件还包括第一射频芯片，所述第一射频芯片设置于所述基带板，且所述第一射频芯片与所述第一天线电性连接；

所述第二探测组件还包括第二射频芯片，所述第二射频芯片设置于所述基带板，且所述第二射频芯片与所述第二天线电性连接；

所述第三探测组件还包括第三射频芯片，所述第三射频芯片设置于所述基带板，且所述第三射频芯片与所述第三天线电性连接；

所述电源芯片与所述第一射频芯片、所述第二射频芯片和所述第三射频芯片电性连接；

所述第一射频芯片、所述第二射频芯片和所述第三射频天线通信连接。

可选的，所述基带板包括第一基板、第二基板和第三基板，且所述第一基板和所述第三基板位于所述第二基板的两端；

所述第一天线板与所述第一基板相对设置，所述第二天线板与所述第二基板相对设置，所述第三天线板与所述第三基板相对设置。

可选的，所述基带板包括第一基板、第二基板和第三基板，且所述第一基板和所述第三基板位于所述第二基板的两端；

所述第一天线板垂直于所述第一基板，所述第二天线板垂直于所述第二基板，且所述第三天线板垂直于所述第三基板。

可选的，所述雷达探测装置还包括浮动连接器；

所述第一天线板、所述第二天线板、所述第三天线板分别通过所述浮动连接器与所述基带板连接。

可选的，所述雷达探测装置还包括第一角度调节装置和第二角度调节装置；

所述第一角度调节装置连接所述第一天线板和所述第二天线板，所述第一角度调节装置用于调整所述第一天线板与所述第二天线板之间的夹角；

所述第二角度调节装置连接所述第二天线板和所述第三天线板，所述第二角度调节装置用于调整所述第二天线板和所述第三天线板之间的夹角。

可选的，所述第一视场角的角度大于或等于10°且小于或等于90°；和/或

所述第三视场角的角度大于或等于10°且小于或等于90°；

所述第二视场角的角度大于或等于120°且小于或等于170°。

可选的，所述第一天线板和所述第二天线板之间的夹角的角度包括165°；和/或

所述第二天线板与所述第三天线板之间的夹角的角度包括165°。

第二方面，本发明实施例还提供一种雷达探测系统，所述雷达探测系统包括移动设备和如本发明第一方面所述的雷达探测装置；所述雷达探测装置安装于所述移动设备，所述雷达探测装置和所述移动设备通信连接。

本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供了一种了雷达探测装置和雷达探测系统，包括第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件；其中，第一探测组件发射的第一电磁波具有第一视场角，第二探测组件发射的第二电磁波具有第二视场角，第三探测组件发射的第三电磁波具有第三视场角。由于第一视场角和第二视场角的边界线重合或第一视场角和第二视场角覆盖的探测区域部分重合，且第二视场角和第三视场角的边界线重合或第一视场角和第二视场角覆盖的探测区域部分重合，故第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件的探测区域能够互相叠加，以形成更大的探测区域，从而减小探测盲区。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是传统雷达探测装置的探测范围示意图；

图2是本发明一实施例提供的雷达探测装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的雷达探测装置的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的雷达探测装置的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的雷达探测装置的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的雷达探测装置的结构示意图；

图7是图6中的雷达探测装置另一视角的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1示意性出示了传统雷达探测装置的探测范围示意图。如图1中的毫米雷达用于探测汽车前向的目标，如图1所示，毫米波雷达用于中近距离探测的毫米波雷达的视场角的角度为90°-120°，用于远距离(例如，160m以上)探测的毫米波雷达的视场角的角度为10°-40°。通常，为了使毫米波雷达的探测距离满足应用需求，毫米波雷达的视场角的角度受到限制使得毫米波雷达出现探测盲区，例如，图1中的区域A和区域B。

本发明的关键在于，能够利用多个探测组件发射电磁波，并且多个探测组件发射的电磁波的视场角能够互相叠加，并形成比单个探测组件发射的电磁波的视场角更大的视场角，因此，本发明能够在不减小雷达探测装置的探测距离的同时提高雷达探测装置的视场角。为了便于读者理解本发明，下面结合具体的实施例进行说明。

图2示意性出示了一种雷达探测装置的结构，可安装于汽车或其他需要对目标进行探测的设备，例如，智能机器人等。在一些实施例中，雷达探测装置可以安装于汽车的前方(或后方)，并用于对汽车前方或后方的目标进行探测。

如图2所示，雷达探测装置100包括第一探测组件101、第二探测组件102和第三探测组件103。其中，第一探测组件101具有第一视场角，第二探测组件102具有第二视场角和第三探测组件103具有第三视场角。并且第一视场角和第二视场角的边界线重合或第一视场角和所述第二视场角覆盖的探测区域部分重合，并且第二视场角和第三视场角的边界线重合或第二视场角和第三视场角覆盖的探测区域部分重合，以使所述雷达探测装置的视场角大于或等于180°。本实施例中的探测区域为第一探测组件、第二探测组件或第三探测组件反射的电磁波能够识别到目标的区域。

在一些实施例中，第一探测组件101、第二探测组件102和第三探测组件103为雷达；在另一些实施例中，第一探测组件101、第二探测组件102和第三探测组件103为视觉传感器，视觉传感器可以是摄像头。当第一探测组件101、第二探测组件102和第三探测组件103为雷达时，第一探测组件101用于发射第一电磁波，第一电磁波具有第一视场角α

在上述示例中，第一视场角为第一电磁波能探测到目标的最大空间角度范围；第二视场角为第二电磁波能探测到目标的最大空间角度范围；第三视场角为第三电磁波能探测到目标的最大空间角度范围。第一视场角、第二视场角和第三视场角的大小可以根据实际需要进行调整。例如，在一些实施例中，10°≤α

在一些实施例中，本实施例中的第一视场角、第二视场角和第三视场角均为水平视场角。当雷达探测装置安装于汽车的前方或后方时，雷达探测装置的视场角的光轴需与汽车的中轴线垂直，否则影响雷达探测装置的探测范围。例如，假设雷达探测装置安装于汽车的前方，且雷达探测装置的视场角为180°，若雷达探测装置安装位置水平向左偏移，将会导致汽车前方右侧的部分区域成为探测盲区。因此，在雷达探测装置100安装于汽车的过程中，有较高的安装精度要求，且在安装完成后，还需要在较为苛刻校准环境进行校准，例如，较为空旷的自然环境、直行道路进行行驶动态校准等。

与传统的雷达探测装置100相比，本发明实施例提供的雷达探测装置100的视场角大于或等于180°，一方面，使得雷达探测装置100安装于汽车的一侧后，可对该侧进行视场角为180°的探测，消除了传统的雷达探测装置100的探测盲区，提高了汽车行驶的安全性；一方面，雷达探测装置100的安装水平角度方向具有较大的冗余度，使得雷达探测装置100可在水平方向±x度的冗余度范围内进行安装，在满足视场角的情况下，降低了安装精度要求，提高了安装速度；另一方面，在完成安装后，可在静止环境内，对雷达探测装置100进行校准，无需在较为苛刻校准环境进行校准。

其中，x值的大小取决于雷达探测装置100的视场角，例如，当雷达探测装置100的视场角为190度时，x值为5，当雷达探测装置100的视场角为200度时，x值为10。

请参阅图3，图3示意性出示了雷达探测装置一视角的结构。如图3所示，第一探测组件31包括第一天线板310和第一天线311，且第一天线311设置于第一天线板310，第一天线311用于发射第一电磁波，第一电磁波具有第一视场角，第一视场角的光轴垂直于第一天线板310，第一视场角是以第一天线311的发射位置为起始位置，以被测目标的物象可通过第一电磁波101的最大范围的两条边缘线构成的夹角。在一些实施例中，第一电磁波为锥状波束的毫米波，其波长为1～10mm，第一电磁波用于探测第一视场角范围内出现的目标相对于第二探测组件的距离、速度和/或角度。

其中，第一天线311包括多个第一微带贴片天线，多个第一微带贴片天线相互平行地设置于第一天线板310的侧。相邻两个第一微带贴片天线之间的间距决定了第一视场角大小，间距越大，则第一视场角越大。

第二探测组件32包括第二天线板320和第二天线321，第二天线321设置于第二天线板320，第二天线321用于发射第二电磁波，第二电磁波具有上述的第二视场角，第二视场角的光轴垂直于第二天线板320，第二视场角是以第二天线321的发射位置为起始位置，以被测目标可通过第二电磁波的最大范围的两条边缘构成的夹角。第二电磁波为锥状波束的毫米波，其波长为1～10mm。第二电磁波可用于探测第二视场角范围内的目标物体相对于第二探测组件的距离、速度和/或角度。

其中，第二天线321包括多个第二微带贴片天线，多个第二微带贴片天线相互平行地设置于第二天线板320的一侧。相邻两个第二微带贴片天线321之间的间距决定了第二视场角大小，间距越大，则第二视场角越大。

第三探测组件33包括第三天线板330和第三天线331，第三天线331设置于第三天线板330，第三天线331用于发射第三电磁波，第三电磁波具有第三视场角，第三视场角的光轴垂直于第三天线板330，第三视场角是以第三天线331的发射位置为起始位置，以被测目标可通过第三电磁波的最大范围的两条边缘线构成的夹角。第三电磁波为锥状波束的毫米波，其波长为1～10mm。第三电磁波可用于探测第三视场角范围内出现的目标相对于第三探测组件的距离、速度和/或角度。

其中，第三天线331包括多个第三微带贴片天线，多个第三微带贴片天线相互平行地设置于第三天线板330的一侧。相邻两个第三微带贴片天线之间的间距决定了第三视场角大小，间距越大，则第三视场角越大。

在一些实施例中，可通过分别设置调整第一电磁波和第三电磁波的光轴与第二电磁波的光轴夹角大小，以及第一电磁波、第二电磁波和第三出射电磁波的起始位置的距离，使得第一电磁波和第二电磁波的视场角，以及第二电磁波与第三电磁波的视场角的相邻两边重合，或者使得第一电磁波、第二电磁波和第三电磁波覆盖的范围部分重合，以使雷达探测装置的整体视场角不小于180°。

在一些实施例中，第一电磁波和第二电磁波的相交处，其中，重合部分为第一电磁波和第二电磁波的共同的探测区域，错开部分为第一电磁波和第二电磁波不能到达的探测盲区。例如，在图1中由于α

需要说明的是，在实际应用中，通常错开部分的探测盲区较为靠近车身，且错开部分的探测盲区位于第一电磁波和第二电磁波之间，面积较小。在汽车行驶的过程中，第一电磁波、第二电磁波和第三电磁波便可对车身前方和/或后方进行不小于180°视场角的范围内的探测。一般地，目标或障碍物不会突然出现在探测盲区，当汽车于安装雷达探测装置的前方或后方的探测区域出现障碍物时，障碍物便会被第一电磁波、第二电磁波和第三电磁波中的至少一种电磁波探测到。因此，错开部分形成的探测盲区为非必要探测区域。

在本发明实施例中，第一天线板和第二天线板之间的夹角为第一预设夹角，第二天线板和第三天线板之间的夹角为第二预设夹角。其中，第一视场角、第二视场角、第三视场角、第一预设夹角和第二预设夹角越大，则错开部分形成的探测盲区面积越小。需要说明的是，第一视场角、第二视场角和第三视场角越大，在确保第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件探测精度的前提下，则雷达探测装置的开发难度越大。

进一步地，第一预设夹角和第二预设夹角的角度为165°。通过以上设置，使得了雷达探测装置可进行视场角大于或等于180°的探测，且保证了雷达探测装置的安装冗余度，可使得雷达探测装置可在水平方向一定角度范围内进行安装。在提高雷达探测装置视场角的情况下，降低了对雷达探测装置的安装精度要求，提高了安装速度。

图4示意性出示了雷达探测装置一视角的结构，例如，图4可以是图3中雷达探测装置一视角的示意图。如图4所示，第一探测组件41还包括第一射频芯片412，第一射频芯片412设置于第一天线板410，且第一射频芯片412与第一天线411电性连接。第二探测组件42还包括第二射频芯片422，第二射频芯片422设置于第二天线板420，且第二射频芯片422与第二天线421电性连接。第三探测组件43还包括第三射频芯片432，第二射频芯片432设置于第二天线板430，且第二射频芯片432与第二天线431电性连接。第一射频芯片412、第二射频芯422和第三射频芯片432通信连接。本发明实施例中的通信连接包括有线通信连接和无线通信连接。在本发明的某些实施例中，有线通信连接可以是电性连接，无线通信连接可以是蓝牙连接。

进一步地，雷达探测装置300还包括电源芯片，电源芯片设置于第一天线板310、第二天线板320和第二天线板330中的至少一块天线板。电源芯片与第一射频芯片312、第二射频芯322和第三射频芯332电性连接，并用于为第一射频芯片312、第二射频芯322和第三射频芯332供电。第一射频芯片312用于将无线电信号转换成一定波形的电磁波，并通过第一天线311谐振发送出去；第二射频芯片322用于将无线电信号转换成一定波形的电磁波，并通过第二天线321谐振发送出去；第三射频芯片332用于将无线电信号转换成一定波形的电磁波，并通过第三天线331谐振发送出去。

在具体实施过程中，第一天线板和第二天线板之间，以及第二天线板和第三天线板之间可通过BTB(board to board，板对板连接器)接口进行连接，也可以通过FPC(Flexible Printed Circuit board，柔性印刷电路板)接口进行连接，以实现第一天线板和第二天线板或第二天线板和第三天线板之间的SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)通信。第一天线板、第二天线板和第三天线板采用主从模式，通过一个CAN或CAN FD接口对外进行检测信号输出。

在一些实施例中，雷达探测装置还包括基带板，第一天线板第二天线板和第三天线板连接于基带板。电源芯片和与电源芯片电性连接的第一射频芯片312、第二射频芯322和第三射频芯332均设置于基带板。

请参阅图5，图5为示意性出示了雷达探测装置的另一种结构。如图5所示，基带板520包括依次弯折连接的第一基板521、第二基板522和第三基板523。第一基板521、第二基板522和第三基板523表面分别于第一天线板511、第二天线板512和第三天线板513的表面相对设置。例如，在一些实施例中，第一基板521与第一天线板511平行设置，第二基板522与第二天线板512平行设置，并且第三基板523与第三天线板513平行设置。

请参阅图6和图7，其中，图6示意性出示了雷达探测装置的另一种结构，并且，图7为图6中雷达探测装置另一视角的结构示意图。如图6和图7所示，基带板74包括依次弯折连接的第一基板741、第二基板742和第三基板743。第一天线板71、第二天线板72和第三天线板73的一端分别连接第一基板741、第二基板742和第三基板743的同一侧边沿。第一天线板71、第二天线板72和第三天线板73与基带板形成夹角可以是任意合适的夹角。例如，第一天线板71、第二天线板72和第三天线板73可以分别垂直连接于第一基板741、第二基板742和第三基板743。

进一步地，在一些实施例中，雷达探测装置还包括浮动连接器，例如，图5中的浮动连接器530，图7中的浮动连接器75。浮动连接器用于将第一天线板、第二天线板和第三天线板连接于基带板。例如，在图7中，第一天线板71、第二天线板72和第二天线板73分别通过三个浮动连接器55，与第一基带板741、第二基带板742和第二基带板743进行连接，以实现第一天线板71、第二天线板72和第三天线板73之间的SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)通信，第一天线板71、第二天线板72和第三天线板73采用主从模式，通过一个CAN或CANFD接口对外进行检测信号输出。

在本发明一些实施例中，雷达探测装置还包括角度调节装置，角度调节装置包括第一角度调节装置和第二角度调节装置，其中，第一角度调节装置连接第一天线板和第二天线板，第二角度调节装置连接第二天线板和第三天线板。第一角度调节装置用于调节第一天线板和第二天线板之间的夹角。第二角度调节装置用于调节第二天线板和第三天线板之间的夹角。

具体地，角度调节装置包括弹性装置、记忆合金以及驱动装置，弹性装置的两端分别连接第一天线板和第二天线板，弹性装置弹性压缩于第一天线板和第二天线板之间，记忆合金的两端分别连接第一天线板和第二天线板，驱动装置连接记忆合金，弹性装置用于提供弹性力，以使得第一天线板和第二天线板具有朝向远离彼此的方向转动，记忆合金用于通电收缩，以驱动第一天线板和第二天线板(或第二天线板和第三天线板)朝向靠近彼此的方向转动，从而改变第一天线板和第二天线板或第二天线板和第三天线板)之间的夹角，驱动装置用于为记忆合金供电。其中，弹性装置和记忆合金均位于第一天线板和第二天线板(或第二天线板和第三天线板)的同一侧面，弹性装置可以是压簧，弹片，或扭簧等。

本发明实施例还提供一种雷达探测系统，该雷达探测系统包括上述的雷达探测装置和移动设备，其中，雷达探测装置安装于移动设备并于移动设备通信连接。本实施例中的移动设备具体可以是车辆、移动机器人或无人机等。雷达探测装置用于对移动设备前方或后方出现的目标进行探测，例如，可以探测目标的相对于雷达探测装置的速度、距离和角度。其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本发明实施例提供了一种了雷达探测装置和雷达探测系统，包括依次设置的第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件；其中，第一探测组件发射的第一电磁波具有第一视场角，第二探测组件发射的第二电磁波具有第二视场角，第三探测组件发射的第三电磁波具有第三视场角。由于第一视场角和第二视场角的边界线重合或第一视场角和第二视场角覆盖的探测区域部分重合，且第二视场角和第三视场角的边界线重合或第一视场角和第二视场角覆盖的探测区域部分重合，故第一探测组件、第二探测组件和第三探测组件的探测区域能够互相叠加，以形成更大的探测区域，从而减小探测盲区。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。