DE102006049879B4 - Radar system for automobiles - Google Patents

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Abstract

Radarsystem für Kraftfahrzeuge, mit mehreren vorn im Fahrzeug (26) eingebauten Radarsensoren zur Überwachung des Vorfelds des Fahrzeugs, wobei mindestens zwei der Radarsensoren LRR-Sensoren (16, 18; 42, 44) sind, die dazu ausgebildet sind, frequenzmodulierte Radarsignale zu senden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Treibermodul (24) dazu ausgebildet ist, die LRR-Sensoren (16, 18) so anzusteuern, daß sie jeweils mindestens zwei abwechselnd durchlaufene Meßzyklen (C1, C2) aufweisen, die sich in ihrer Frequenzmodulation in der Weise unterscheiden, daß die Modulation eines Sensors für den Nahbereich optimiert ist, während sie bei dem anderen Sensor für den Fernbereich optimiert ist.Radar system for motor vehicles, with a plurality of radar sensors installed in the front of the vehicle (26) for monitoring the area in front of the vehicle, at least two of the radar sensors being LRR sensors (16, 18; 42, 44) which are designed to send frequency-modulated radar signals, characterized in that a driver module (24) is designed to control the LRR sensors (16, 18) in such a way that they each have at least two alternating measuring cycles (C1, C2) which differ in their frequency modulation in such a way that that the modulation of one sensor is optimized for the near range, while it is optimized for the other sensor for the far range.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem für Kraftfahrzeuge, mit mehreren vorn im Fahrzeug eingebauten Radarsensoren zur Überwachung des Vorfelds des Fahrzeugs, wobei mindestens zwei der mehreren Radarsensoren LRR-Sensoren sind, die dazu ausgebildet sind, frequenzmodulierte Radarsignale zu senden.The invention relates to a radar system for motor vehicles, with several radar sensors installed in the front of the vehicle for monitoring the area in front of the vehicle, with at least two of the several radar sensors being LRR sensors which are designed to send frequency-modulated radar signals.

Ein Radarsystem dieser Art ist aus DE 102 41 456 A1 bekannt.A radar system of this type is off DE 102 41 456 A1 known.

Solche Radarsysteme dienen in Kraftfahrzeugen zur Ortung von vorausfahrenden Fahrzeugen und zur Messung der Abstände, Relativgeschwindigkeiten und Azimutwinkel dieser Fahrzeuge, so daß eine automatische Abstandsregelung (ACC; Adaptive Cruise Control) und/oder ein elektronisches Warnsystem (PSS; Predictive Safety System) ermöglicht wird.Such radar systems are used in motor vehicles to locate vehicles ahead and to measure the distances, relative speeds and azimuth angles of these vehicles, so that automatic distance control (ACC; Adaptive Cruise Control) and / or an electronic warning system (PSS; Predictive Safety System) is made possible.

Herkömmliche ACC-Systeme weisen einen einzigen LRR-Sensor (Long Range Radar) auf, beispielsweise ein 76 GHz FMCW-Radar, das eine Ortungstiefe von 100 m oder mehr hat. Ab Abständen von etwa 20 m ist die Radarkeule dieses Sensors so weit aufgefächert, daß sie zumindest die gesamte Breite der von dem eigenen Fahrzeug befahrenen Fahrspur abdeckt, so daß relevante Zielobjekte für die Abstandsregelung zuverlässig geortet werden können. Diese ACC-Systeme sind für den Einsatz auf Autobahnen oder gut ausgebauten Landstraßen vorgesehen und lassen sich nur bei Geschwindigkeiten von mehr als beispielsweise 30 km/h aktivieren. In diesem Geschwindigkeitsbereich sind die üblichen Fahrzeugabstände so groß, daß mit einem einzelnen LRR-Sensor eine hinreichend verläßliche Ortung vorausfahrender Fahrzeuge sichergestellt werden kann.Conventional ACC systems have a single LRR (Long Range Radar) sensor, for example a 76 GHz FMCW radar, which has a detection depth of 100 m or more. At a distance of about 20 m, the radar lobe of this sensor is fanned out so far that it covers at least the entire width of the lane traveled by the own vehicle, so that relevant target objects for the distance control can be reliably located. These ACC systems are intended for use on motorways or well-developed country roads and can only be activated at speeds of more than 30 km / h, for example. In this speed range, the usual vehicle distances are so great that a single LRR sensor can ensure a sufficiently reliable localization of vehicles driving ahead.

Es sind jedoch sogenannte ACC FSR Systeme (Full Speed Range) in Entwicklung, deren Einsatzbereich den gesamten Geschwindigkeitsbereich bis hinab zur Geschwindigkeit null abdecken soll und die es insbesondere auch erlauben sollen, beispielsweise beim Auffahren auf ein Stauende, das eigene Fahrzeug in den Stand zu bremsen, wenn das Vorderfahrzeug anhält. Bei solchen ACC FSR Systemen kann eine zusätzliche Sensorik zur Überwachung des Nahbereichs vor dem Fahrzeug eingesetzt werden. Als Sensoren für die Nahbereichsortung sind bisher Videosensoren, LIDAR-Sensoren und SRR-Sensoren (Short Range Radar) in Betracht gezogen worden. Ein typisches Beispiel eines SRR-Sensors ist ein 24 GHz Impulsradar, dessen Ortungswinkelbereich im Azimut etwa ±60° beträgt, so daß der Nahbereich im Vorfeld des Fahrzeugs nahezu lückenlos überwacht werden kann. Zur Steigerung der Ortungssicherheit ist es auch bekannt, zwei SRR-Sensoren symmetrisch beiderseits der Längsmittelachse des Fahrzeugs anzuordnen.However, so-called ACC FSR systems (Full Speed Range) are under development, the application range of which should cover the entire speed range down to speed zero and which should also make it possible, for example, to brake one's own vehicle to a standstill when driving into a traffic jam when the vehicle in front stops. In such ACC FSR systems, additional sensors can be used to monitor the close range in front of the vehicle. Up to now, video sensors, LIDAR sensors and SRR sensors (Short Range Radar) have been considered as sensors for localization. A typical example of an SRR sensor is a 24 GHz pulse radar, the location angle range of which in azimuth is approximately ± 60 °, so that the close range in front of the vehicle can be monitored almost completely. To increase the localization reliability, it is also known to arrange two SRR sensors symmetrically on both sides of the longitudinal center axis of the vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Radarsystem für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das eine Überwachung sowohl des Fernbereichs als auch des Nahbereichs gestattet und insbesondere eine gute Abdeckung des nahen Frontbereichs ermöglicht.The object of the invention is to create a cost-effective radar system for motor vehicles which allows both the long range and the close range to be monitored and, in particular, enables good coverage of the near front area.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Treibermodul dazu ausgebildet ist, die LRR-Sensoren so anzusteuern, daß sie jeweils mindestens zwei abwechselnd durchlaufene Meßzyklen aufweisen, die sich in ihrer Frequenzmodulation in der Weise unterscheiden, daß die Modulation eines Sensors für den Nahbereich optimiert ist, während sie bei dem anderen Sensor für den Fernbereich optimiert ist.This object is achieved according to the invention in that a driver module is designed to control the LRR sensors in such a way that they each have at least two alternating measurement cycles which differ in their frequency modulation in such a way that the modulation of a sensor is optimized for the close range while the other sensor is optimized for the long range.

Erfindungsgemäß werden die Sensoren abwechselnd mit unterschiedlichen Frequenzmodulationen betrieben. In jedem Zyklus ist die Modulation eines Sensors für den Nahbereich optimiert, während sie bei dem anderen Sensor für den Fernbereich optimiert ist. Auf diese Weise erhält man sowohl für den linken als auch für den rechten Sensor in jedem zweiten Zyklus ein Signal mit guter Abstandsauflösung, während zugleich durch Fusion der Daten der beiden Sensoren eine optimale Fernbereichsortung in jedem Zyklus möglich ist.According to the invention, the sensors are operated alternately with different frequency modulations. In each cycle, the modulation of one sensor is optimized for the near range, while it is optimized for the other sensor for the far range. In this way, a signal with good distance resolution is obtained for both the left and the right sensor in every second cycle, while at the same time, by merging the data from the two sensors, optimal long-range location is possible in every cycle.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.

Eine gute Abdeckung des Nahbereichs läßt sich z.B. dadurch erreichen, daß die beiden LRR-Sensoren in der Nähe der linken und rechten seitlichen Begrenzungen des Fahrzeugs montiert werden, so daß insbesondere Einscherer von der linken oder rechten Nebenspur frühzeitig erkannt werden können. Eine weitere Verbesserung läßt sich dadurch erreichen, daß die optischen Achsen der beiden Sensoren nicht parallel, sondern leicht divergierend angeordnet werden.Good coverage of the close range can be achieved, for example, by installing the two LRR sensors near the left and right side boundaries of the vehicle, so that especially cuts in from the left or right adjacent lane can be detected at an early stage. A further improvement can be achieved in that the optical axes of the two sensors are not arranged parallel, but rather slightly diverging.

Anhand der bekannten Strahlgeometrie der Sensoren läßt sich ein Überlappungsbereich bestimmen, in dem ein Objekt von beiden Sensoren geortet wird. Wenn ein Objekt in diesem Überlappungsbereich nur von einem der Sensoren geortet wird, so deutet dies auf eine Fehlfunktion, beispielsweise eine Erblindung durch Schnee oder Verschmutzung, des anderen Sensors hin. Auf diese Weise wird durch die Erfindung zugleich eine erhöhte Ausfallsicherheit und eine Selbstüberwachung des Systems erreicht.Using the known beam geometry of the sensors, an overlap area can be determined in which an object is located by both sensors. If an object is located in this overlap area by only one of the sensors, this indicates a malfunction, for example blindness due to snow or dirt, of the other sensor. In this way, the invention achieves both increased reliability and self-monitoring of the system.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the description below.

Es zeigen:

  • 1 ein Blockdiagramm eines ACC-Systems mit einem erfindungsgemäßen Radarsystem;
  • 2 eine Prinzipskizze zur Erläuterung eines Radarsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 ein Schema für die Frequenzmodulation eines Radarsensors in dem erfindungsgemäßen System; und
  • 4 eine Prinzipskizze eines Radarsystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; und
  • 5 und 6 schematische Darstellungen von LRR-Sensoren bei dem Ausführungsbeispiel nach 4.
Show it:
  • 1 a block diagram of an ACC system with a radar system according to the invention;
  • 2 a schematic diagram to explain a radar system according to an embodiment of the invention;
  • 3 a scheme for the frequency modulation of a radar sensor in the system according to the invention; and
  • 4th a schematic diagram of a radar system according to another embodiment; and
  • 5 and 6th schematic representations of LRR sensors in the embodiment according to FIG 4th .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein an sich bekanntes ACC-System 10 für ein Kraftfahrzeug vereinfacht als Block dargestellt. Im gezeigten Beispiel enthält dieses System einen ACC FSR Regler 12, mit dem eine Abstands- und Geschwindigkeitsregelung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des mit diesem System ausgerüsteten Fahrzeugs möglich ist. Zur Ortung von Objekten im Vorfeld des Fahrzeugs ist ein Radarsystem 14 vorgesehen, das im gezeigten Beispiel durch zwei im wesentlichen baugleiche LRR-Sensoren 16, 18 gebildet wird, beispielsweise durch FMCW-Radarsensoren. Jeder der beiden LRR-Sensoren 16, 18 ist in der Lage, das Objekt zu orten und seinen Abstand und seine Relativgeschwindigkeit zu messen sowie seinen Azimutwinkel zu berechnen. Aus dem Abstand und dem Azimutwinkel läßt sich dann die Querabiage des Objekts in Bezug auf die Querposition des betreffenden Sensors berechnen.In 1 is a known ACC system 10 for a motor vehicle shown in simplified form as a block. In the example shown, this system contains an ACC FSR controller 12 , with which a distance and speed control is possible over the entire speed range of the vehicle equipped with this system. A radar system is used to locate objects in front of the vehicle 14th provided, which in the example shown by two substantially identical LRR sensors 16 , 18th is formed, for example by FMCW radar sensors. Each of the two LRR sensors 16 , 18th is able to locate the object and measure its distance and relative speed as well as calculate its azimuth angle. The transverse position of the object in relation to the transverse position of the relevant sensor can then be calculated from the distance and the azimuth angle.

Das ACC-System 10 enthält eine Fusionseinrichtung 20, mit der die von den beiden LRR-Sensoren gelieferten Daten zusammengeführt (fusioniert) werden. Beispielsweise wird von der Fusionseinrichtung 20 in jedem Meßzyklus für jedes geortete Objekt an den Regler 12 nur ein Datensatz übermittelt, der beispielsweise den Abstand, die Relativgeschwindigkeit und die Querablage des Objekts angibt.The ACC system 10 contains a fusion device 20th with which the data supplied by the two LRR sensors are merged (merged). For example, from the fusion device 20th in every measuring cycle for every located object to the controller 12 only one data set is transmitted which, for example, indicates the distance, the relative speed and the transverse storage of the object.

Der Regler 12 enthält eine Moduswahleinrichtung 22, mit der je nach Betriebszustand des Fahrzeugs zwischen verschiedenen Betriebsmodi umgeschaltet werden kann, beispielsweise zwischen einem Hochgeschwindigkeitsmodus für Fahrten mit höherer Geschwindigkeit, bei denen eine Überwachung des Nahbereichs nicht zwingend erforderlich ist, und einem Stop & Go Modus für Fahrten mit niedriger Geschwindigkeit, bei denen eine genauere und lückenlose Überwachung des Nahbereichs erwünscht ist. Die Art und Weise, in der die Daten in der Fusionseinrichtung 20 fusioniert werden, kann vom jeweiligen Betriebsmodus abhängig sein. Des weiteren enthält das ACC-System 10 ein Treibermodul 24, das es erlaubt, die beiden LRR-Sensoren 16, 18 in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus mit voneinander unabhängigen Treibersignalen anzusteuern.The regulator 12 includes a mode selection facility 22nd , with which, depending on the operating status of the vehicle, it is possible to switch between different operating modes, for example between a high-speed mode for journeys at higher speeds, where monitoring of the close-up area is not absolutely necessary, and a stop & go mode for journeys at low speeds, where a more precise and complete monitoring of the close range is desired. The way in which the data is in the fusion device 20th fused, can depend on the respective operating mode. It also includes the ACC system 10 a driver module 24 that allows the two LRR sensors 16 , 18th to be controlled with independent driver signals depending on the respective operating mode.

In 2 ist skizzenhaft dargestellt, wie die beiden LRR-Sensoren 16, 18 in einem Fahrzeug 26 eingebaut sind. Die beiden Sensoren sind symmetrisch zur Längsmittelachse des Fahrzeugs 26 angeordnet und befinden sich jeweils in der Nähe der linken bzw. rechten Fahrzeugbegrenzung. Jeder der beiden Sensoren erzeugt eine divergente Radarkeule 28 bzw. 30, die jeweils ab einem gewissen Abstand die gesamte Breite der von dem Fahrzeug 26 befahrenen Fahrspur 32 überstreicht. Die beiden Radarkeulen bilden eine Überlappungszone 34, in der Objekte von jedem der beiden LRR-Sensoren geortet werden können. Im Nahbereich nimmt die Überlappung zwischen den beiden Radarkeulen ab, und es entsteht ein toter Winkel 36, der nicht direkt überwacht werden kann. Aufgrund der gewählten Anordnung der Sensoren kann jedoch kein Objekt in diesen toten Winkel 36 eindringen, ohne vorher mindestens eine der Radarkeulen 28, 30 zu durchqueren. So wird auch im Nahbereich eine lückenlose Überwachung des Vorfelds des Fahrzeugs 26 sichergestellt.In 2 is sketched, like the two LRR sensors 16 , 18th in a vehicle 26th are built in. The two sensors are symmetrical to the longitudinal center axis of the vehicle 26th arranged and are located in the vicinity of the left and right vehicle boundary. Each of the two sensors generates a divergent radar lobe 28 or. 30th each from a certain distance the entire width of the vehicle 26th traveled lane 32 strokes. The two radar lobes form an overlap zone 34 , in which objects can be located by each of the two LRR sensors. At close range, the overlap between the two radar lobes decreases and a blind spot is created 36 that cannot be monitored directly. Due to the chosen arrangement of the sensors, however, no object can enter this blind spot 36 penetrate without first at least one of the radar lobes 28 , 30th to traverse. This ensures complete monitoring of the area in front of the vehicle even at close range 26th ensured.

Die optischen Achsen 38 der beiden LRR Sensoren 16, 18 verlaufen nicht parallel zur Längsachse des Fahrzeugs 26, sondern sind jeweils um einen Winkel d von beispielsweise 3° nach außen geschwenkt. Dadurch wird erreicht, daß ein etwa von einer Nebenspur einscherendes Fahrzeug 40 früher erkannt werden kann. Da der Öffnungswinkel der Radarkeulen (mit beispielsweise ±8°) jedoch größer ist als der Winkel d, sind die Radarkeulen dennoch im wesentlichen nach vorn gerichtet.The optical axes 38 of the two LRR sensors 16 , 18th do not run parallel to the longitudinal axis of the vehicle 26th , but are each pivoted outwards by an angle d of, for example, 3 °. This ensures that a vehicle cutting in from a neighboring lane 40 can be recognized earlier. However, since the opening angle of the radar lobes (with, for example, ± 8 °) is greater than the angle d, the radar lobes are nevertheless directed essentially forward.

Das Radarsystem 14 kann beispielsweise im Hochgeschwindigkeitsmodus so betrieben werden, daß in den aufeinanderfolgenden Meßzyklen abwechselnd die Daten des LRR-Sensors 16 und des LRR-Sensors 18 von der Fusionseinrichtung 20 an den Regler 12 übermittelt werden. In dem Fall kann das Treibermodul 24 dafür sorgen, daß der Sensor, dessen Daten nicht benötigt werden, gänzlich inaktiv bleibt. Falls der von der Fusionseinrichtung 20 an den Regler 12 übermittelte Datensatz anstelle der Querablage des Objekts dessen Azimutwinkel enthält, muß zusätzlich spezifiziert werden, mit welchem der beiden Sensoren die Daten gewonnen wurden, damit sich die Querablage dann im Regler 12 korrekt berechnen läßt.The radar system 14th can, for example, be operated in high-speed mode in such a way that the data from the LRR sensor alternate in the successive measuring cycles 16 and the LRR sensor 18th from the fusion device 20th to the controller 12 be transmitted. In that case the driver module 24 ensure that the sensor, whose data is not required, remains completely inactive. If the one from the fusion device 20th to the controller 12 transmitted data set contains the azimuth angle of the object instead of the transverse storage of the object, it must also be specified with which of the two sensors the data was obtained, so that the transverse storage is then in the controller 12 can be calculated correctly.

Vorzugsweise wird in der Fusionseinrichtung 20 oder im Regler 12 auch geprüft, ob ein geortetes Objekt sich in der Überlappungszone 34 der beiden Radarkeulen befindet, und in dem Fall wird weiter geprüft, ob ein von einem der beiden Sensoren geortetes Objekt im nächsten Zyklus auch von dem anderen Sensor geortet wird. Wenn dies nicht der Fall ist, wird (ggf. erst nach 2 bis 3 weiteren Zyklen) eine Fehlermeldung ausgegeben, da dann offensichtlich einer der beiden Sensoren nicht einwandfrei arbeitet.Preferably in the fusion device 20th or in the controller 12 also checked whether a located object is in the overlap zone 34 of the two radar lobes, and in this case a further check is made as to whether an object located by one of the two sensors will also be located by the other sensor in the next cycle. If this is not the case, an error message is output (possibly only after 2 to 3 further cycles), since then one of the two sensors is obviously not working properly.

Wahlweise kann das Radarsystem 14 auch so betrieben werden, daß beide Sensoren synchrone Meßzyklen ausführen und die Meßdaten der beiden Sensoren in der Fusionseinrichtung 20 auf Konsistenz geprüft und ggf. einer Mittelwertbildung unterzogen werden. Dies erfordert eine höhere Datenverarbeitungskapazität, hat jedoch den Vorteil einer größeren Ortungsgenauigkeit und Fehlersicherheit.Optionally, the radar system 14th can also be operated in such a way that both sensors execute synchronous measurement cycles and the measurement data of the two sensors in the fusion device 20th checked for consistency and, if necessary, subjected to a mean value calculation. This requires a higher data processing capacity, but has the advantage of a greater accuracy of location and security against errors.

Ebenso ist eine Betriebsweise denkbar, bei der die Meßzyklen der beiden LLR-Sensoren 16, 18 um eine halbe Zyklusperiode zeitversetzt sind, so daß eine höhere zeitliche Auflösung erreicht wird.An operating mode is also conceivable in which the measuring cycles of the two LLR sensors 16 , 18th are offset in time by half a cycle period, so that a higher temporal resolution is achieved.

Eine weitere zweckmäßige Betriebsweise des Radarsystems 14 soll nun anhand von 3 erläutert werden. Diese Figur zeigt in einem Frequenz/Zeit-Diagramm ein Beispiel für die Modulation des Radarsignals, das von einem der beiden LRR-Sensoren, beispielsweise dem Sensor 16, gesendet wird. Der in 3 dargestellte Zeitraum umfaßt zwei Meßzyklen C1 und C2. Entsprechend dem Funktionsprinzip eines FMCW-Radars wird die Frequenz in jedem Meßzyklus rampenförmig moduliert, mit einer steigenden Rampe R1 s bzw. R2s und einer symmetrisch dazu fallenden Rampe R1f bzw. R2f. Das von einem Objekt reflektierte und wieder vom Sensor empfangenen Radarsignal wird mit dem zum Empfangszeitpunkt von diesem Sensor gesendeten Signal gemischt, so daß man ein Zwischenfrequenzsignal erhält, dessen Frequenz dem Frequenzunterschied zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Signal entspricht. Dieser Frequenzunterschied ist einerseits von der Signallaufzeit und damit vom Abstand des Objekts abhängig und andererseits von der Dopplerverschiebung, die das reflektierte Signal aufgrund der Relativgeschwindigkeit des Objekts erfährt. Wenn man die für ein gegebenes Objekt auf der steigenden Rampe R1s und der fallenden Rampe R1f erhaltenen Frequenzunterschiede addiert, so mitteln sich die abstandsabhängigen Anteile aufgrund der entgegengesetzt gleichen Rampensteigung heraus, und man erhält ein Maß für die Relativgeschwindigkeit. Bildet man andererseits die Differenz der Frequenzunterschiede, so mittelt sich der Doppleranteil heraus, und man erhält ein Maß für den Abstand.Another useful way of operating the radar system 14th should now be based on 3 explained. In a frequency / time diagram, this figure shows an example of the modulation of the radar signal that is generated by one of the two LRR sensors, for example the sensor 16 , is sent. The in 3 The period shown comprises two measuring cycles C1 and C2. According to the functional principle of an FMCW radar, the frequency is modulated in a ramp-shaped manner in each measuring cycle, with a rising ramp R1s or R2s and a symmetrically falling ramp R1f or R2f. The radar signal reflected by an object and received again by the sensor is mixed with the signal transmitted by this sensor at the time of reception, so that an intermediate frequency signal is obtained whose frequency corresponds to the frequency difference between the transmitted and the received signal. This frequency difference depends on the one hand on the signal propagation time and thus on the distance from the object and on the other hand on the Doppler shift that the reflected signal experiences due to the relative speed of the object. If the frequency differences obtained for a given object on the rising ramp R1s and the falling ramp R1f are added, the distance-dependent components are averaged out due to the oppositely equal ramp slope, and a measure of the relative speed is obtained. If, on the other hand, the difference between the frequency differences is formed, the Doppler component is averaged out and a measure of the distance is obtained.

Im zweiten Meßzyklus C2 wird mit einer steileren Rampe gearbeitet. Bei gleichem Frequenzhub ist somit im zweiten Zyklus die Dauer T2 einer Rampe kleiner als die Dauer T1 einer Rampe im ersten Meßzyklus C1. Für den Rest des zweiten Meßzyklus C2 kann der Sensor stumm geschaltet werden oder gleichsam im Leerlauf arbeiten, ohne daß das Signal ausgewertet wird. Die steilere Rampe im zweiten Meßzyklus C2 hat zur Folge, daß der Frequenzunterschied empfindlicher auf Abstandsänderungen reagiert, so daß eine höhere Auflösung bei der Abstandsmessung erreicht wird. Dies ist insbesondere bei Objekten im Nahbereich von Vorteil. Andererseits kann die Steilheit der Rampe im ersten Meßzyklus C1 für den Fernbereich, und hier insbesondere für die Ortung von Zweirädern optimiert werden. Wenn die Meßzyklen C 1 und C2 periodisch wiederholt werden, erhält man so abwechselnd eine Frequenzmodulation, die für den Nahbereich und für den Fernbereich optimiert sind. Dieses Modulationsschema ist daher besonders geeignet für das hier beschriebene Radarsystem, bei dem die LRR-Sensoren sowohl für die Fernbereichsortung als auch für eine optimierte Nahbereichsortung eingesetzt werden.A steeper ramp is used in the second measuring cycle C2. With the same frequency deviation, the duration T2 of a ramp in the second cycle is shorter than the duration T1 of a ramp in the first measuring cycle C1. For the remainder of the second measuring cycle C2, the sensor can be muted or, as it were, work in idle mode without the signal being evaluated. The steeper ramp in the second measuring cycle C2 has the consequence that the frequency difference reacts more sensitively to changes in distance, so that a higher resolution is achieved in the distance measurement. This is particularly advantageous for objects in close proximity. On the other hand, the steepness of the ramp in the first measurement cycle C1 can be optimized for the long range, and here in particular for locating two-wheelers. If the measuring cycles C 1 and C2 are repeated periodically, a frequency modulation which is optimized for the near range and for the far range is obtained alternately. This modulation scheme is therefore particularly suitable for the radar system described here, in which the LRR sensors are used both for long-range location and for optimized short-range location.

Zugleich kann die steilere Rampe R2s dazu benutzt werden, Mehrdeutigkeiten zu beseitigen, die andernfalls entstehen können, wenn mehrere Objekte gleichzeitig geortet werden. Selbstverständlich ist auch ein Modulationsschema denkbar, bei dem mit drei oder mehr unterschiedlichen Rampen gearbeitet wird.At the same time, the steeper ramp R2s can be used to remove ambiguities that could otherwise arise when several objects are located at the same time. Of course, a modulation scheme is also conceivable in which three or more different ramps are used.

Die Radarsignale der beiden LRR-Sensoren 16, 18 können synchron oder asynchron nach demselben Modifikationsschema oder nach unterschiedlichen Modulationsschemata moduliert werden. Wahlweise können die beiden Sensoren dabei auch in unterschiedlichen Frequenzbändern arbeiten, so daß sich bei Empfang eines Signals durch einen der beiden Sensoren entscheiden läßt, ob dieses Signal von demselben Sensor oder von dem anderen Sensor gesendet wurde. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten, die Genauigkeit und insbesondere die Winkelauflösung des Radarsystems zu verbessern.The radar signals from the two LRR sensors 16 , 18th can be modulated synchronously or asynchronously according to the same modification scheme or according to different modulation schemes. Optionally, the two sensors can also work in different frequency bands, so that when a signal is received by one of the two sensors it can be decided whether this signal was sent by the same sensor or by the other sensor. This results in additional options for improving the accuracy and in particular the angular resolution of the radar system.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die beiden LRR-Sensoren so angesteuert, daß die Meßzyklen C1 des einen Sensors mit den Meßzyklen C2 des anderen Sensors zusammenfallen. Auf diese Weise erhält man in jedem Meßzyklus ein Signal, das für die Fernbereichsortung optimiert ist, sowie ein Signal, das für die Nahbereichsortung optimiert ist. Zur Begrenzung des Verarbeitungsaufwands kann dabei die Auswertung des Signals, das für den Nahbereich optimiert ist, auf den unteren Abstandsbereich beschränkt werden, während umgekehrt bei der Auswertung des für den Fernbereich optimierten Signals die Auswertung auf den größeren Abstandsbereich beschränkt wird.In a particularly advantageous embodiment, the two LRR sensors are controlled in such a way that the measuring cycles C1 of one sensor coincide with the measuring cycles C2 of the other sensor. In this way, a signal is obtained in each measurement cycle that is optimized for long-range location and a signal that is optimized for short-range location. To limit the processing effort, the evaluation of the signal that is optimized for the near range can be limited to the lower distance range, while conversely when evaluating the signal optimized for the far range the evaluation is limited to the larger distance range.

Anhand von 4 bis 6 wird nun ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem sich die beiden LRR-Sensoren 16, 18 in ihrer Richtcharakteristik unterscheiden.Based on 4th to 6th an embodiment will now be described in which the two LRR sensors 16 , 18th differ in their directional characteristics.

4 zeigt ein Radarsystem mit zwei LRR-Sensoren 42, 44, die an den gleichen Positionen und in der gleichen Orientierung wie in 2 in das Fahrzeug 26 eingebaut sind, sich jedoch in der Aufweitung und Reichweite ihrer Radarkeulen 46, 48 unterscheiden. Die Radarkeule 48 des LRR-Sensors 44 ist relativ schmal, während die Radarkeule 46 des LRR-Sensors 42 einen deutlich größeren Winkelbereich überstreicht, dafür jedoch aufgrund der schnelleren Abnahme der Signalintensität nur eine geringere Reichweite hat. Auch bei dieser Ausführungsform können beide LRR-Sensoren 42, 44 gemeinsam sowohl zur Fernbereichsüberwachung als auch zur Nahbereichsüberwachung eingesetzt werden. Aufgrund der speziell angepaßten Richtcharakteristik ist jedoch bei dem Sensor 44 die Qualität der Fernbereichsortung und bei dem Sensor 42 die Qualität der Nahbereichsortung verbessert. 4th shows a radar system with two LRR sensors 42 , 44 that are in the same positions and in the same orientation as in 2 in the vehicle 26th are built in, but differ in the expansion and range of their radar lobes 46 , 48 distinguish. The radar lobe 48 of the LRR sensor 44 is relatively narrow, while the radar lobe 46 of the LRR sensor 42 covers a significantly larger angular range, but has only a shorter range due to the faster decrease in signal intensity. In this embodiment, too, both LRR sensors 42 , 44 can be used jointly for both long-range monitoring and short-range monitoring. Due to the specially adapted directional characteristic, however, the sensor 44 the quality of the long-range location and the sensor 42 the quality of the localization improved.

In 5 ist der Aufbau des LRR-Sensors 44 schematisch dargestellt. Dieser Sensor weist vier nebeneinander angeordnete Antennenpatches 50 auf, denen ein identisches Sendesignal zugeführt wird, deren empfangene Signale jedoch getrennt ausgewertet werden. Die von den Patches emittierten Radarstrahlen werden durch eine gemeinsame Linse 52 gebündelt, so daß vier leicht gegeneinander winkelversetzte Teilkeulen 54 entstehen, die zusammen die verhältnismäßig schmale Radarkeule 48 in 4 bilden. Durch Vergleich der Amplituden und Phasen der von den Antennenpatches 50 empfangenen Signale läßt sich der Azimutwinkel eines georteten Objekts bestimmen.In 5 is the structure of the LRR sensor 44 shown schematically. This sensor has four antenna patches arranged next to one another 50 to which an identical transmission signal is fed, but whose received signals are evaluated separately. The radar beams emitted by the patches are passed through a common lens 52 bundled, so that four partial lobes slightly offset from one another at an angle 54 arise, which together form the relatively narrow radar lobe 48 in 4th form. By comparing the amplitudes and phases of the antenna patches 50 received signals, the azimuth angle of a located object can be determined.

In 6 ist auf analoge Weise der Aufbau des LRR-Sensors 42 dargestellt. Hier ist die Linse 52, die im gezeigten Beispiel die gleiche Brennweite hat wie in 5, in geringerem Abstand vor den Antennenpatches 50 angeordnet, so daß schwächer gebündelte Teilkeulen 56 entstehen, die zusammen die Radarkeule 46 in 4 bilden. Aufgrund des geringeren Linsenabstands ist hier auch der Winkelversatz zwischen den Teilkeulen 56 größer, so daß die Radarkeule 46 nicht nur weiter aufgefächert ist, sondern aufgrund des größeren Winkelversatzes der Teilkeulen auch eine gleichmäßig hohe Winkelauflösung in dem vergrößerten Ortungswinkelbereich ermöglicht wird.In 6th is the structure of the LRR sensor in an analogous way 42 shown. Here is the lens 52 , which in the example shown has the same focal length as in 5 , at a smaller distance in front of the antenna patches 50 arranged so that weaker bundled partial lobes 56 emerge that together form the radar lobe 46 in 4th form. Due to the smaller lens spacing, there is also the angular offset between the partial lobes here 56 bigger so that the radar lobe 46 is not only fanned out further, but due to the larger angular offset of the partial lobes, a uniformly high angular resolution is made possible in the enlarged localization angle range.

Alternativ oder zusätzlich können sich die Linsen 52 der in 5 und 6 gezeigten Sensoren auch in ihrer Geometrie unterscheiden.Alternatively or in addition, the lenses 52 the in 5 and 6th The sensors shown also differ in their geometry.

Ebenso lassen sich die unterschiedlichen Richtcharakteristiken der LRR-Sensoren 42, 44 auch mit sogenannten Phased-Array Antennen erzeugen. Die hier beschriebene Ausführungsform hat jedoch den Vorteil, daß die LRR-Sensoren in ihrem Grundaufbau identisch sein können und lediglich die Form und/oder Halterung der Linse 52 modifiziert zu werden braucht. Dies erleichtert eine rationelle und kostengünstige Fertigung des Radarsystems.The different directional characteristics of the LRR sensors can also be checked 42 , 44 also generate with so-called phased array antennas. However, the embodiment described here has the advantage that the LRR sensors can be identical in their basic structure and only the shape and / or mounting of the lens 52 needs to be modified. This facilitates an efficient and inexpensive manufacture of the radar system.

Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel läßt sich auch dahingehend modifizieren, daß beispielsweise der LRR-Sensor 42 mit der weiter aufgefächerten Radarkeule auf der Längsmittelachse des Fahrzeugs 26 angeordnet wird. In dem Fall ist auch eine symmetrische Anordnung mit zwei LRR-Sensoren 44 beiderseits des Sensors 42 möglich, so daß das Radarsystem insgesamt drei LRR-Sensoren aufweist.This in 4th The embodiment shown can also be modified so that, for example, the LRR sensor 42 with the fanned out radar lobe on the longitudinal center axis of the vehicle 26th is arranged. In this case there is also a symmetrical arrangement with two LRR sensors 44 on both sides of the sensor 42 possible so that the radar system has a total of three LRR sensors.

Claims (3)

Radarsystem für Kraftfahrzeuge, mit mehreren vorn im Fahrzeug (26) eingebauten Radarsensoren zur Überwachung des Vorfelds des Fahrzeugs, wobei mindestens zwei der Radarsensoren LRR-Sensoren (16, 18; 42, 44) sind, die dazu ausgebildet sind, frequenzmodulierte Radarsignale zu senden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Treibermodul (24) dazu ausgebildet ist, die LRR-Sensoren (16, 18) so anzusteuern, daß sie jeweils mindestens zwei abwechselnd durchlaufene Meßzyklen (C1, C2) aufweisen, die sich in ihrer Frequenzmodulation in der Weise unterscheiden, daß die Modulation eines Sensors für den Nahbereich optimiert ist, während sie bei dem anderen Sensor für den Fernbereich optimiert ist.Radar system for motor vehicles, with a plurality of radar sensors installed in the front of the vehicle (26) for monitoring the area in front of the vehicle, at least two of the radar sensors being LRR sensors (16, 18; 42, 44) which are designed to send frequency-modulated radar signals, characterized in that a driver module (24) is designed to control the LRR sensors (16, 18) in such a way that they each have at least two alternating measuring cycles (C1, C2) which differ in their frequency modulation in such a way that that the modulation of one sensor is optimized for the near range, while it is optimized for the other sensor for the far range. Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei LRR-Sensoren (16, 18; 42, 44) in der Nähe der seitlichen Fahrzeugbegrenzung auf der linken und rechten Seite des Fahrzeugs (26) angeordnet sind.Radar system according to Claim 1 , characterized in that two LRR sensors (16, 18; 42, 44) are arranged in the vicinity of the lateral vehicle boundary on the left and right side of the vehicle (26). Radarsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die LRR-Sensoren (16, 18; 42, 44) so orientiert sind, daß ihre optischen Achsen (38) divergieren.Radar system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the LRR sensors (16, 18; 42, 44) are oriented so that their optical axes (38) diverge.
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