解:$(1)$如图,设$AC、$$BD$交于点$E. $
$∵ AC⊥BD,$
$∴ ∠AED=90°$
$∵ BC//AD,$
$∴ ∠DBC,$$=∠ADB. $
$∵ \widehat{CD}=\widehat{CD},$
$∴ ∠DBC=∠DAC,$
$∴ ∠ADB=∠DAC,$
∴ 在$Rt△AED$中,$∠ADB=∠DAC=45°. $
$∵ OA=OD,$
$∴ ∠OAD=∠ODA.$
∵ 在$△OAD$中,$∠AOD=120°,$
$∴ ∠OAD=30°,$
$∴ ∠CAO=∠DAC-∠OAD=15°$
$ (2)$如图,连接$OB、$$OC,$过点$O$作$OH⊥AD,$垂足为$H $
$∵ OA=OD,$$OH⊥AD,$
$∴ AH=\frac {1}{2}\ \mathrm {AD}= \frac {\sqrt{3}}{2} $
∵ 在$Rt△OHA$中,$∠OAH=30°,$
$∴ OH=\frac {1}{2}\ \mathrm {OA}.$
在$Rt△OHA$中,由勾股定理,得$OH²+AH²=OA²,$
$∴ ( \frac {1}{2}OA)²+( \frac {\sqrt{3}}{2})²=OA²,$
解得$OA=1($负值舍去) .
$∵\widehat{CD}=\widehat{CD},$
$∴ ∠COD=2∠DAC=90。$°
同理,得$∠AOB=90°. $
$∵ ∠AOD=120°,$
$ ∴ ∠BOC=360°-90°-90°-120°=60°.$
$∵ OB=OC,$
$∴ △OBC$是等边三角形,
$ ∴ BC=OB. $
$∵ OB=OA=1,$
$∴ BC=1$