DE102007008944A1 - Radar system for detecting e.g. length of truck in traffic condition, has reception unit for receiving power reflected by objects such as motor vehicle, and signal processing units for processing received power - Google Patents

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Abstract

The system has a reception unit for receiving power reflected by objects such as motor vehicle, and signal processing units for processing the received power. The frequency of the radiated transmitting power is modulated in such a manner that the frequency consists of a sequence of linear ramps of same gradient. A mixture between a signal with the momentary transmission frequency and the transmitting power is provided in the signal processing units.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur Umgebungsüberwachung, wobei auch die Länge von Umgebungsobjekten erfasst wird. Ein solches Radarsystem ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug geeignet.The The invention relates to a radar system for environmental monitoring, wherein the Length of environment objects is detected. Such a radar system is in particular for a motor vehicle suitable.

In DE 19610970 wird ein Verfahren zur Messung von Entfernung und Geschwindigkeit mit einem Radarsystem beschrieben, das nach dem FMCW Radarverfahren arbeitet. Das Empfangssignal wird mit dem Sendesignal gemischt und Betrag und Phase des fouriertransformierten Mischsignals werden zur Auswertung betrachtet.In DE 19610970 A method for measuring distance and velocity with a radar system operating according to the FMCW radar method is described. The received signal is mixed with the transmitted signal and the magnitude and phase of the Fourier-transformed mixed signal are considered for evaluation.

Die Offenlegungsschrift DE 10260434 beschreibt eine Längenmessung von Objekten mit einem Radarsystem. Dazu werden die Frequenzspektren der reflektierten Radarsignale ausgewertet und die im Frequenzspektrum enthaltenen Reflexionsspitzen ermittelt. Die Länge des Objekts wird aus der Breite der Reflektionsspitzen bestimmt. Zusätzlich wird aus der Länge des Objekts eine wahrscheinliche Masse abgeschätzt.The publication DE 10260434 describes a length measurement of objects with a radar system. For this purpose, the frequency spectra of the reflected radar signals are evaluated and the reflection peaks contained in the frequency spectrum are determined. The length of the object is determined from the width of the reflection peaks. In addition, a probable mass is estimated from the length of the object.

Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die Länge von Umgebungsobjekten mit einem Radarsystem zu erfassen.It is the object of the present invention, the length of To capture environmental objects with a radar system.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Sensorsystem und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.These The object is achieved by a sensor system and a method according to the independent claims. Advantageous developments are the dependent claims refer to.

Es wird ein Radarsystem zur Umfelderfassung eines Kraftfahrzeugs mit Sendemitteln zur gerichteten Abstrahlung von Sendeleistung, Empfangsmitteln zum gerichteten Empfang von an Objekten reflektierter Sendeleistung und Signalverarbeitungsmitteln zur Prozessierung der empfangenen Leistung angegeben. Die Frequenz der abgestrahlten Sendeleistung ist derart moduliert, dass sie im Wesentlichen aus einer Folge linearer Rampen gleicher Steigung besteht. In den Signalverarbeitungsmitteln wird einem Signal mit der momentanen Sendefrequenz und das von den Empfangsmitteln empfangene Signal gemischt. Das Ausgangssignal der Mischung wird gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung während zumindest zweier Frequenzrampen abgetastet. Über die Abtastwerte jeder Rampe wird gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung eine erste Spektralanalyse in Form einer diskreten Fouriertransformation gerechnet. Die Werte sind in Abhängigkeit von Ihrer Frequenz Rasterpunkten zugeordnet, welche bei entsprechender Auslegung in erster Näherung zur Objektentfernung korrespondieren. Zumindest für einen Teil der Rasterpunkte wird gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung eine zweite Spektralanalyse über am jeweiligen Rasterpunkt in mehreren Frequenzrampen anfallende Werte durchgeführt, um spektrale Leitungsspitzen am jeweiligen Rasterpunkt zu detektieren; die Frequenz dieser Leistungsspitzen korrespondiert bei entsprechender Auslegung in erster Näherung zur Relativgeschwindigkeit von Objekten. Aus dem sich über aufeinander folgende oder wenig beabstandete Rasterpunkte ergebenden Amplitudenverlauf von Leistungsspitzen näherungsweise gleicher Frequenz wird auf die radiale Ausdehnung von Objekten geschlossen.It is a radar system for environment detection of a motor vehicle with Transmission means for directional emission of transmission power, receiving means for directionally receiving transmission power reflected at objects and signal processing means for processing the received ones Power indicated. The frequency of the radiated transmission power is modulated to be essentially a series of linear Ramps of the same slope exists. In the signal processing means is a signal with the current transmission frequency and that of the Reception received signal mixed. The output signal of Mixture is optionally after suitable preprocessing during at least sampled two frequency ramps. About the samples of each ramp If appropriate, after suitable preprocessing, a first spectral analysis calculated in the form of a discrete Fourier transformation. The values are dependent assigned by your frequency grid points, which at appropriate Interpretation in first approximation correspond to the object distance. At least for one Part of the screen dots is optionally after suitable preprocessing a second spectral analysis over at the respective grid point in several frequency ramps resulting values carried out, to detect spectral line peaks at the respective grid point; the frequency of these power peaks corresponds with appropriate Interpretation in first approximation relative velocity of objects. Out of each other over each other following or little spaced grid points resulting amplitude curve of power peaks approximately same frequency is closed to the radial extent of objects.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Bestimmung der radialen Objektausdehnung die Steigung der linearen Frequenzrampen, die ein Maß für die räumliche Ausdehnung des Bereichs darstellt, der in einem Rasterpunkt abgebildet wird, und die Zahl von aufeinander folgenden Rasterpunkten mit Leistungsspitzen näherungsweise gleicher Frequenz und über einer vorgegebenen Schwelle liegenden Amplitude benutzt wird. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Schwelle für die Amplituden der Leistungsspitzen auf das Rauschniveau bezogen. Dieses Vorgehen stellt sicher, dass nur „echte" Signale mit einer Amplitude oberhalb des Rauschens berücksichtigt werden.In An advantageous embodiment of the invention is for the determination the radial object extent the slope of the linear frequency ramps, the a measure of the spatial Extension of the area that is mapped in a grid point, and the number of consecutive halftone dots with power peaks approximately same frequency and over a predetermined threshold amplitude is used. In a particular embodiment of the invention is the threshold for the amplitudes the power peaks related to the noise level. This procedure Ensures that only "real" signals with a Amplitude be considered above the noise.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Schwelle für die Amplituden der Leistungsspitzen auf die Amplitude der größten zum jeweiligen Objekt gehörigen Leistungsspitze bezogen, so wird die Genauigkeit der der Objektlängenmessung erhöht. Zur Festsetzung der Schwelle werden z. B. Erfahrungswerte über den Verlauf der Amplitude der Leistungsspitzen von typischen ausgedehnten Objekten im Straßenverkehr (LKW, PKW etc.) herangezogen.In In another embodiment of the invention, the threshold for the amplitudes the power peaks on the amplitude of the largest to the respective object related Power peak, so the accuracy of the object length measurement elevated. To fix the threshold z. B. Experience about the Course of the amplitude of the power peaks of typical extended objects in traffic (Truck, car, etc.) used.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird zur Bestimmung der radialen Objektausdehnung auch die für die diskrete Fouriertransformation verwendete Fensterfunktion berücksichtigt. Für die diskrete Fouriertransformation muss das Signal zeitlich begrenzt werden. Die zeitliche Begrenzung kommt einer Multiplikation mit einer Rechtecksfunktion gleich und bedeutet im Frequenzbereich eine Faltung mit sin(x)/x (Si-Funktion: Spektrum eines Rechtecks). Es sind natürlich auch andere Fensterfunktionen (Hamming, von Hann, Gauss etc.) möglich.In a particular embodiment of the invention is for the determination the radial object extent also for the discrete Fourier transform used window function considered. For the discrete Fourier transform, the signal must be limited in time become. The time limit comes with a multiplication a rectangle function is equal and means in the frequency domain Convolution with sin (x) / x (Si function: spectrum of a rectangle). It are natural Other window functions (Hamming, Hann, Gauss etc.) possible.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das radiale Reflektionsprofil und daraus die radiale Ausdehnung von Objekten mit Hilfe einer inversen Faltung des sich über aufeinander folgende oder wenig beabstandete Rasterpunkte ergebenden Amplitudenverlaufs von Leistungsspitzen näherungsweise gleicher Frequenz mit der diskreten Fouriertransformierten der Fensterfunktion bestimmt.In an advantageous embodiment of the invention, the radial Reflection profile and from this the radial extent of objects with the help of an inverse convolution of itself over successive or few spaced screen dots resulting amplitude curve of Power peaks approximately same frequency with the discrete Fourier transform of the window function certainly.

In einer besonderen Ausgestaltung des hier vorgestellten Radarsystems sind in Azimutrichtung mehrere Strahlen vorgesehen. Strahlen sind in diesem Zusammenhang separate Erfassungsbereiche, die z. B. durch eine Scanneranordnung oder durch eine Anordnung von mehreren Sende- und/oder Empfangselementen umgesetzt werden. Ausgedehnte Objekte werden u. U. von mehreren Strahlen erfasst. Die radiale Objektausdehnung wird dann aus den Messwerten von mehreren Strahlen bestimmt. Insbesondere wird der größte Wert, der sich über alle Strahlen ergibt, als radiale Objektausdehnung verwendet.In a particular embodiment of the radar system presented here are provided in the azimuth direction multiple beams. Rays are in this context separate detection areas z. B. by a scanner assembly or by an array of multiple transmitters and / or receiving elements are implemented. Extended objects be u. U. detected by multiple beams. The radial object expansion is then determined from the measurements of several beams. Especially becomes the biggest value which is about gives all rays, used as a radial object expansion.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus der radialen Objektausdehnung und aus der bekannten oder angenommenen Ausrichtung des jeweiligen Objekts auf seine Länge geschlossen. Die Ausrichtung des Objekts kann z. B. aus dem Fahrspurverlauf oder einer Verkehrssituation oder aus den Daten einer elektronischen Karte bei bekannter eigener Position abgeschätzt werden.In an advantageous embodiment of the invention will become apparent from the radial Object extent and from the known or assumed orientation of the respective object closed to its length. The alignment the object can be z. B. from the lane course or a traffic situation or from the data of an electronic card with known own Estimated position become.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird die radiale Objektausdehnung und/oder die Objektlänge für wenigstens eine Fahrerassistenzfunktion z. B. ACC, Spurhaltungsassistent etc. benutzt. Aus der Objektausdehnung können andere Eigenschaften wie z. B. Art und/oder Masse der Objekts (LKW, PKW, Objekt auf der Fahrbahn, Straßenrandobjekt) abgeschätzt werden.In In a particular embodiment of the invention, the radial object expansion and / or the object length for at least a driver assistance function z. B. ACC, Tracking Assistant etc. used. From the object extent other properties such as z. B. Type and / or mass of the object (truck, car, object on the road, Roadside object) estimated become.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem vorgesehen, das ein hier beschriebenes Radarsystem und noch weitere umfelderfassende Sensorik, z. B. ein Kamerasystem, beinhaltet. Es werden insbesondere neben der radialen Ausdehnung und/oder Länge noch weitere geometrische Eigenschaften wie z. B. Breite, Höhe, Kontur und/oder das Gewicht von Umgebungsobjekten geschätzt oder bestimmt.In Another embodiment of the invention is a driver assistance system provided, a radar system described here and more Surround sensor technology, z. As a camera system includes. It In particular, in addition to the radial extent and / or length still other geometric properties such. B. width, height, contour and / or the weight of surrounding objects is estimated or determined.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems werden geometrische Objekteigenschaften und/oder das Objektgewicht zur Ermittlung der Relevanz von Objekten für die wenigstens eine Fahrerassistenzfunktion berücksichtigt. In einer weiteren Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems fließen die geometrische Eigenschaften und/oder das Gewicht von relevanten Objekten in den Ausprägungsgrad der wenigstens einen Fahrerassistenzfunktion ein. Ein Ausprägungsgrad ist z. B. die Stärke mit der automatisch beschleunigt, gebremst, gelenkt und/oder der Fahrer gewarnt wird. Eine Warnung des Fahrers erfolgt z. B. akustisch, haptisch und/oder optisch. Insbesondere ist ein solches Fahrerassistenzsystem mit Pre-Crash-Funktionen ausgestattet. In einer besonderen Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems wird für detektierte stationäre Objekte mit Hilfe der geometrischen Objekteigenschaften entschieden, ob sie ein Hindernis darstellen.In an advantageous embodiment of the driver assistance system geometric object properties and / or the object weight for Determining the relevance of objects for the at least one driver assistance function considered. In a further embodiment of the driver assistance system, the flow geometric properties and / or the weight of relevant objects in the degree of expression the at least one driver assistance function. An expressiveness is z. B. the strength with which automatically accelerates, brakes, steers and / or the driver is warned. A warning of the driver is z. Acoustically, haptic and / or optical. In particular, such a driver assistance system equipped with pre-crash features. In a particular embodiment of the driver assistance system is used for detected stationary objects with the help of geometric object properties decided whether they represent an obstacle.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrerassistenzsystem derart ausgestaltet, dass geometrische Objekteigenschaften und/oder das Objektgewicht zur Klassifizierung von Objekten (z. B. PKW, LKW, Motorradfahrer, Fußgänger) benutzt werden. Insbesondere wird ein solches Fahrerassistenzsystem zur Fußgängererkennung eingesetzt.In Another embodiment of the invention is the driver assistance system designed such that geometric object properties and / or the object weight for the classification of objects (eg cars, trucks, Motorcyclists, pedestrians) used become. In particular, such a driver assistance system is for Pedestrian detection used.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und sieben Abbildungen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to embodiments and seven Illustrations closer explained.

1: Schaltbild eines Radarsystems 1 : Circuit diagram of a radar system

2: Frequenzverlauf von Sendesignal und reflektiertem Empfangssignal 2 : Frequency response of transmitted signal and reflected received signal

3: Darstellung des abgetasteten Empfangssignals im Zeit- und Frequenzbereich 3 : Representation of the sampled received signal in the time and frequency domain

4: Darstellung der Phase eines Empfangssignals 4 : Representation of the phase of a received signal

5: Auftragung von Entfernung und Relativgeschwindigkeit von Umgebungsobjekten 5 : Plot of distance and relative velocity of environment objects

6: Auftragung des erfassten Raumwinkels 6 : Plot of the detected solid angle

7: Drei-dimensionale Darstellung von Entfernung, Relativgeschwindigkeit und Raumwinkel (bzw. Erfassungsbereich) von Umgebungsobjekten 7 : Three-dimensional representation of distance, relative velocity and solid angle (or detection area) of surrounding objects

In 1 ist ein prinzipielles Schaltbild eines Radarsystems zum Aussenden und Empfangen eines HF-Signals dargestellt. Der Radarstrahl kann in azimutaler Richtung geschwenkt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist dafür eine im Azimutwinkel ϕ schwenkbare Antenne vorgesehen. Der Radarstrahl wird nacheinander in verschiedene Erfassungsbereiche gelenkt, die einen vorgegebenen Winkelbereich abdecken.In 1 is a schematic diagram of a radar system for transmitting and receiving an RF signal shown. The radar beam can be tilted in the azimuthal direction. In this embodiment, a pivotable in the azimuth angle φ antenna is provided. The radar beam is successively directed into different detection areas covering a predetermined angular range.

In 2 ist die Frequenz des Sendesignals als gestrichelte Linie über der Zeit aufgetragen. Das Signal besteht aus schnellen linearen Frequenzrampen, die periodisch wiederholt werden. Ein typischer Wert für die Länge einer Frequenzrampe beträgt z. B. TR = 16 μs, und FR = 187.5 MHz ist ein typischer Wert für den Hub. Der mittlere Abstand zweier Rampen wird hier mit TW = 20 μs gewählt. Die angegebenen Werte sind Richtwerte, die eine geeignete Größenordnung der genannten Parameter angibt. Befindet sich ein Ziel (Umgebungsobjekt) in Entfernung r wird die gesendete Strahlung reflektiert und trifft nach der Laufzeit Δt = 2r/c auf den Empfänger, d. h. das Empfangssignal weist eine Frequenz auf, die um Δt = 2r/c gegenüber Sendefrequenz verzögert ist. Somit beträgt die Differenzfrequenz innerhalb des Überlappungsbereichs von Rampen Δf = Δt·FR/TR. Eine reelle Mischung von Sende- und Empfangssignal ergibt in Überlappungsbereich von Rampen ein sinusförmiges Signal mit Frequenz f = Δf; bei dieser Betrachtung wurde die vergleichsweise sehr kleine Dopplerfrequenzverschiebung vernachlässigt.In 2 the frequency of the transmission signal is plotted as a dashed line over time. The signal consists of fast linear frequency ramps that are repeated periodically. A typical value for the length of a frequency ramp is z. TR = 16 μs, and FR = 187.5 MHz is a typical value for the stroke. The mean distance between two ramps is chosen here with TW = 20 μs. The values given are approximate values which indicate a suitable order of magnitude of the mentioned parameters. If a target (environmental object) is at a distance r, the transmitted radiation is reflected and hits the receiver after the transit time Δt = 2r / c, ie the received signal has a frequency that is around Δt = 2r / c is delayed compared to transmission frequency. Thus, the difference frequency within the overlapping range of ramps is Δf = Δt · FR / TR. A real mix of transmit and receive signals yields a sinusoidal signal with frequency f = Δf in the overlapping area of ramps. In this consideration, the comparatively very small Doppler frequency shift was neglected.

Für mehrere Ziele i in der Umgebung kommt es zu einer lineare Überlagerung von Frequenzen fi = 2ri/c·FR/TR. In dem hier vorgestellten Radarsystem werden Sende- und Empfangssignal einem Mischer zugeführt. Am Mischerausgang wird nach Verstärkung und Filterung das Signal abgetastet. Als Abtastzeitraum wird z. B. TRA = 12.8 μs gewählt. Die ersten 3.2 μs nach Beginn der Rampe des Sendestrahls werden nicht abgetastet, da Filtereinschwingzeiten zu beachten sind und da das Empfangssignal um die Laufzeit verzögert am Empfänger ankommt, z. B. beträgt die Laufzeit 1.2 μs bei einem Ziel in 180 m Entfernung, und die Messelektronik Zeit für Einschwingvorgänge benötigt. Die Zahl der abgetasteten Werte beträgt in diesem Ausführungsbeispiel M = 512, die Abtastfrequenz fA = M/TRA = 40 MHz. In 3 links ist das Ausgangssignal des Mischers im Zeitbereich dargestellt. Das anteilige Messsignal zwei Zielen mit unterschiedlicher Entfernung zum Radarsystem und das Rauschen des Messsystems ist über die Abtastpunkte m = 1, 2, 3...511 aufgetragen. Das abgetastete Signal wird einer DFT unterzogen; die diskreten Rasterpunkte der DFT korrespondieren zur Objektentfernung. In 3 rechts ist das so erhaltene Frequenzspektrum e(n, k) über den Laufindex k aufgetragen, wobei k proportional zur Frequenz und damit zur Entfernung ist. Für jede Rampe n wird wie oben beschrieben eine Frequenzanalyse durchgeführt. Von Rampe zu Rampe ändert sich die Entfernung eines relativ bewegten Ziels geringfügig, beträgt die Relativgeschwindigkeit z. B. 45 km/h, so hat sich der Abstand zum Ziel nach 20 μs um 0.25 mm verändert. Die zugehörige Leistungsspitze wird dem gleichen Rasterpunkt zugeordnet, weist aber eine verschobene Phase auf. Mit den hier angegebenen Zahlenbeispielen beträgt die Phasendrehung 45° bei einer Relativgeschwindigkeit von 45 km/h. Die Drehung der Phase g(l, k) des Frequenzsignals e(n, k) ist in 4 dargestellt. Die Frequenz der Phasendrehung der Leistungsspitze entspricht der Dopplerfrequenz und ist somit proportional zu Relativgeschwindigkeit vrel. Zur Bestimmung der Dopplerfrequenz wird eine zweite Spektralanalyse über am jeweiligen Rasterpunkt in mehreren Frequenzrampen n anfallende Werte durchgeführt. So werden spektrale Leistungsspitzen am jeweiligen Rasterpunkt detektiert, wobei deren Frequenz mit der Relativgeschwindigkeit von Objekten korrespondiert. Der Eindeutigkeitsbereich der Relativgeschwindigkeit vrel ist 2·Evrel/c = 1/TW/fs und beträgt damit Evrel = c/(2·TW·fs) = 352.9 km/h.For several targets i in the environment there is a linear superposition of frequencies fi = 2ri / c · FR / TR. In the radar system presented here, transmit and receive signals are fed to a mixer. At the mixer output the signal is sampled after amplification and filtering. As sampling period z. B. TRA = 12.8 μs is selected. The first 3.2 microseconds after the start of the ramp of the transmit beam are not sampled because filter settling times have to be taken into account and because the received signal arrives at the receiver at a delay, such as a delay. For example, the runtime is 1.2 μs for a target 180 meters away, and the measurement electronics require time for transients. The number of sampled values in this embodiment is M = 512, the sampling frequency fA = M / TRA = 40 MHz. In 3 on the left, the output signal of the mixer is shown in the time domain. The proportional measurement signal two targets with different distances to the radar system and the noise of the measuring system is plotted over the sampling points m = 1, 2, 3 ... 511. The sampled signal is subjected to DFT; the discrete grid points of the DFT correspond to the object distance. In 3 on the right, the frequency spectrum e (n, k) thus obtained is plotted over the running index k, k being proportional to the frequency and thus to the distance. For each ramp n, a frequency analysis is performed as described above. From ramp to ramp the distance of a relatively moving target changes slightly, the relative velocity is z. B. 45 km / h, the distance to the target has changed by 0.25 mm after 20 μs. The associated peak power is assigned to the same grid point, but has a shifted phase. With the numerical examples given here, the phase rotation is 45 ° at a relative speed of 45 km / h. The rotation of the phase g (l, k) of the frequency signal e (n, k) is in 4 shown. The frequency of the phase rotation of the peak power corresponds to the Doppler frequency and is thus proportional to the relative speed vrel. To determine the Doppler frequency, a second spectral analysis is performed on values occurring at the respective grid point in a plurality of frequency ramps n. Thus, spectral power peaks are detected at the respective grid point, with their frequency corresponding to the relative speed of objects. The uniqueness range of the relative velocity vrel is 2 · Evrel / c = 1 / TW / fs and is thus Evrel = c / (2 · TW · fs) = 352.9 km / h.

Die Auflösung der Relativgeschwindigkeit berechnet sich zu Δvrel = Evrel/N = 2.76 km/h. In 5 ist der Abstand über der Relativgeschwindigkeit von Zielen aufgetragen. Die beiden dunkel gefärbten Kästchen repräsentieren Ziel 1 und Ziel 2, die zuvor schon in 3 dargestellt wurden.The relative velocity resolution is calculated as Δvrel = Evrel / N = 2.76 km / h. In 5 the distance is plotted against the relative speed of targets. The two dark colored boxes represent Goal 1 and Goal 2, which were previously in 3 were presented.

In 6 ist das Radarmessverfahren dargestellt, bei dem mittels Antennenschwenk 17 Bereiche nacheinander erfasst werden. Ein Bereich umfasst ca. 1° in azimutaler Richtung und es wird von –8,5° bis +8,5° gescannt. In jedem Bereich werden N = 128 aufeinanderfolgenden Rampen gemessen und zur Berechnung des Geschwindigkeitsspektrum g(l, k, a) verwendet. Die Laufvariable a identifiziert den erfassten Winkelbereich. Die benötigte Aufnahmezeit für eine (virtuelle) Antennenkeule – die einen Bereich erfasst – beträgt TBeam = N·TW = 2.56 ms. Die Erfassungsbereiche grenzen in diesem Ausführungsbeispiel aneinander an, es könnte jedoch grundsätzlich eine beliebige Anordnung der Erfassungsbereiche realisiert werden. Die Schwenkgeschwindigkeit der Antenne wird so gewählt, dass sich Antennenstrahl während TBeam um 1° weiterbewegt.In 6 the radar measuring method is shown in which 17 areas are detected in succession by means of antenna pivot. An area is approximately 1 ° in the azimuthal direction and it is scanned from -8.5 ° to + 8.5 °. In each area, N = 128 consecutive ramps are measured and used to calculate the velocity spectrum g (l, k, a). The run variable a identifies the detected angle range. The required recording time for a (virtual) antenna lobe - which detects an area - is TBeam = N · TW = 2.56 ms. The detection areas adjoin one another in this exemplary embodiment, but in principle any arrangement of the detection areas could be realized. The slew rate of the antenna is selected so that the antenna beam travels 1 ° during TBeam.

In 7 sind Entfernung r, Relativgeschwindigkeit vrel und Erfassungsbereich a in einem Datenquader aufgetragen. Ein ausgedehntes Objekt, weist immer die gleiche Relativgeschwindigkeit auf, d. h. im Datenquader können ausgedehnte Objekte nur in Ebenen liegen, die die gleiche Relativgeschwindigkeit vrel aufweisen. Zur Auswertung wird dann in direkt benachbarten oder wenig entfernten Quaderkästchen nach Messsignalen gesucht, die zum gleichen Objekt gehören. Um die Datenmenge zu verringern, werden in diesem Ausführungsbeispiel für jeden Bereich a und jede Entfernung r nur die höchsten im Relativgeschwindigkeitsspektrum auftretenden Leistungsspitzen in komprimiertem Datenformat abgespeichert. Es wird eine zweite Spektralanalyse über am jeweiligen Rasterpunkt in mehreren Frequenzrampen n anfallende Werte durchgeführt. So werden spektrale Leistungsspitzen am jeweiligen Rasterpunkt detektiert, wobei deren Frequenz mit der Relativgeschwindigkeit von Objekten korrespondiert.In 7 are distance r, relative velocity vrel and detection area a plotted in a data cuboid. An extended object always has the same relative velocity, ie in the data cuboid, extended objects can lie only in planes that have the same relative velocity vrel. For evaluation, measurement signals which belong to the same object are then searched for in directly adjacent or little removed cuboid boxes. In order to reduce the amount of data, in this exemplary embodiment, for each region a and each distance r, only the highest peaks of power occurring in the relative velocity spectrum are stored in compressed data format. A second spectral analysis is carried out on values occurring at the respective grid point in a plurality of frequency ramps n. Thus, spectral power peaks are detected at the respective grid point, with their frequency corresponding to the relative speed of objects.

Claims (18)

Radarsystem zur Erfassung von Objekten mit Sendemitteln zur gerichteten Abstrahlung von Sendeleistung, Empfangsmitteln zum gerichteten Empfang von an Objekten reflektierter Sendeleistung und Signalverarbeitungsmitteln zur Prozessierung der empfangenen Leistung, wobei a) die Frequenz der abgestrahlten Sendeleistung derart moduliert ist, dass sie im Wesentlichen aus einer Folge linearer Rampen gleicher Steigung besteht, b) in den Signalverarbeitungsmitteln eine Mischung zwischen einem Signal mit der momentanen Sendefrequenz und der von den Empfangsmitteln empfangenen, an Objekten reflektierten Sendeleistung statt findet, c) das Ausgangssignal der Mischung, gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung, während zumindest zweier Frequenzrampe abgetastet wird, d) über die Abtastwerte jeder Rampe, gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung, eine erste Spektralanalyse in Form einer diskreten Fouriertransformation gerechnet wird, e) die Messwerte nach der DFT in Abhängigkeit von Ihrer Frequenz Rasterpunkten zugeordnet werden, f) zumindest für einen Teil der Rasterpunkte gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung eine zweite Spektralanalyse über am jeweiligen Rasterpunkt in mehreren Frequenzrampen anfallende Werte durchgeführt wird, um spektrale Leistungsspitzen am jeweiligen Rasterpunkt zu detektieren, und g) aus dem sich über aufeinanderfolgende oder wenig beabstandete Rasterpunkte ergebenden Amplitudenverlauf von Leistungsspitzen näherungsweise gleicher Frequenz auf die radiale Ausdehnung von Objekten geschlossen wird.Radar system for detecting objects with transmission means for directional emission of transmission power, receiving means for the directional reception of object-reflected transmission power and signal processing means for processing the received power, wherein a) the frequency of the radiated transmission power is modulated such that it consists essentially of a sequence of linear Ramps of the same slope, b) in the signal processing means, a mixture between a signal with the current send c) the output signal of the mixture, optionally after suitable preprocessing, is sampled during at least two frequency ramps; d) via the sampled values of each ramp, optionally after suitable preprocessing, a first spectral analysis e) the measured values after the DFT are assigned to grid points as a function of their frequency, f) at least for a part of the grid points, if appropriate after suitable pre-processing, a second spectral analysis is carried out on values occurring at the respective grid point in a plurality of frequency ramps g) from the amplitude profile of power peaks of approximately equal frequency on the radial end resulting from successive or slightly spaced halftone dots, in order to detect spectral power peaks at the respective halftone dot; Closing of objects is closed. Radarsystem nach Anspruch 1, wobei zur Bestimmung der radialen Objektausdehnung a) die Steigung der linearen Frequenzrampen und b) die Zahl von aufeinander folgenden Rasterpunkten mit Leistungsspitzen näherungsweise gleicher Frequenz und über einer vorgegebenen Schwelle liegenden Amplitude benutzt wird.Radar system according to claim 1, wherein for the determination the radial object extent a) the slope of the linear Frequency ramps and b) the number of consecutive halftone dots with Power peaks approximately same frequency and over a predetermined threshold amplitude is used. Radarsystem nach Anspruch 2, bei welchem die Schwelle für die Amplituden der Leistungsspitzen auf das Rauschniveau bezogen wird.A radar system according to claim 2, wherein the threshold for the Amplitudes of power peaks is related to the noise level. Radarsystem nach Anspruch 2, bei welchem die Schwelle für die Amplituden der Leistungsspitzen auf die Amplitude der größten zum jeweiligen Objekt gehörigen Leistungsspitze bezogen wird.A radar system according to claim 2, wherein the threshold for the Amplitudes of power peaks on the amplitude of the largest belonging to each object Power peak is related. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, bei welchem zur Bestimmung der radialen Objektausdehnung auch die für die diskrete Fouriertransformation verwendete Fensterfunktion berücksichtigt wird.Radar system according to one of the above claims, at which for determining the radial object extent also for the discrete Fourier transform used window function considered becomes. Radarsystem nach Anspruch 5, bei welchem das radiale Reflektionsprofil und daraus die radiale Ausdehnung von Objekten mit Hilfe einer inversen Faltung des sich über aufeinander folgende oder wenig beabstandete Rasterpunkte ergebenden Amplitudenverlaufs von Leistungsspitzen näherungsweise gleicher Frequenz mit der diskreten Fouriertransformierten der Fensterfunktion bestimmt wird.Radar system according to claim 5, wherein the radial Reflection profile and from this the radial extent of objects with the help of an inverse convolution of itself over successive or few spaced screen dots resulting amplitude curve of Power peaks approximately the same Frequency with the discrete Fourier transform of the window function is determined. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, welches in Azimutrichtung mehrere Strahlen aufweist, wobei die radiale Objektausdehnung aus den sich in gegebenenfalls mehreren Strahlen ergebenden zu einem Objekt gehörigen Werten bestimmt wird.Radar system according to one of the above claims, which In the azimuth direction has a plurality of beams, wherein the radial object dimension from which in possibly several rays resulting to a Belonging to the object Values is determined. Radarsystem nach Anspruch 7, bei welchem als radiale Objektausdehnung der sich über alle Strahlen ergebende größte Wert verwendet wird.Radar system according to claim 7, in which as radial Object expansion of over all rays resulting largest value is used. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, bei dem aus der radialen Objektausdehnung und aus der bekannten oder angenommenen Ausrichtung des jeweiligen Objekts auf seine Länge geschlossen wird.Radar system according to one of the above claims, at from the radial object extent and from the known or assumed orientation of the respective object closed to its length becomes. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, bei welchem die radiale Objektausdehnung und/oder Objektlänge für wenigstens eine Fahrerassistenzfunktion benutzt wird.Radar system according to one of the above claims, at which the radial object extent and / or object length for at least a driver assistance function is used. Fahrerassistenzsystem, welches ein Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche und noch weitere umfelderfassende Sensorik (z. B. Kamerasystem) beinhaltet.Driver assistance system, which a radar system after one of the above claims and even more surrounding sensor technology (eg camera system) includes. Fahrerassistenzfunktion nach Anspruch 11, bei welchem für Objekte neben der radialen Ausdehnung und/oder Länge noch weitere geometrische Eigenschaften (z. B. Breite, Höhe und Kontur) und/oder das Gewicht geschätzt oder bestimmt werden.A driver assistance function according to claim 11, wherein for objects in addition to the radial extent and / or length even more geometric Properties (eg width, height and contour) and / or the weight can be estimated or determined. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 12, bei welchem geometrische Objekteigenschaften und/oder das Objektgewicht in die Ermittlung der Relevanz von Objekten für die wenigstens eine Fahrerassistenzfunktion einfließen.A driver assistance system according to claim 12, wherein geometric object properties and / or object weight in the Determining the relevance of objects for the at least one driver assistance function incorporated. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 13, bei welchem geometrische Eigenschaften und/oder das Gewicht von relevanten Objekten in den Ausprägungsgrad der wenigstens einen Fahrerassistenzfunktion einfließen.A driver assistance system according to claim 13, wherein geometric properties and / or the weight of relevant objects in the degree of expression the at least one driver assistance function incorporated. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 13, bei welchem für detektierte stationäre Objekte mit Hilfe deren geometrischen Eigenschaften entschieden wird, ob sie ein Hindernis darstellen.A driver assistance system according to claim 13, wherein for detected stationary Objects by means of which geometric properties are decided whether they represent an obstacle. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 12, bei welchem geometrische Objekteigenschaften und/oder das Objektgewicht zur Klassifizierung von Objekten (z. B. PKW, LKW, Motorradfahrer, Fußgänger) benutzt wird.A driver assistance system according to claim 12, wherein geometric object properties and / or the object weight for Classification of objects (eg cars, trucks, motorcyclists, pedestrians) used becomes. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 16 zur Fußgängererkennung.Driver assistance system according to claim 16 for pedestrian detection. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 13 und 14 für Precrash-Funktionen.Driver assistance system according to one of claims 13 and 14 for Pre-crash functions.
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