WO2020104305A1 - Coding and encryption of radar data in a chip-radar sensor architecture, for data communication in a motor vehicle - Google Patents

Coding and encryption of radar data in a chip-radar sensor architecture, for data communication in a motor vehicle

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WO2020104305A1
WO2020104305A1 PCT/EP2019/081446 EP2019081446W WO2020104305A1 WO 2020104305 A1 WO2020104305 A1 WO 2020104305A1 EP 2019081446 W EP2019081446 W EP 2019081446W WO 2020104305 A1 WO2020104305 A1 WO 2020104305A1
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WO
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radar
data
radar data
channel
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PCT/EP2019/081446
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Martin Randler
Martin Hermann Hahn
Guillaume Bessiere
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • G01S7/006Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations using shared front-end circuitry, e.g. antennas

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device and a method for a radar sensor architecture.
  • Radar technology (“Radio Detection and Ranging”) relates to devices, methods and systems for locating and recognizing objects based on electromagnetic waves in the radio frequency range.
  • the radar sends an electromagnetic signal and receives echoes from objects.
  • a position can be determined, for example, by evaluating transit times and, taking frequency signal changes into account (Doppler effect), a relative speed of an object can be determined.
  • Radar technology is used, for example, in autonomous or semi-autonomous vehicles.
  • Autonomous vehicles receive the position and speed of objects such as other road users or obstacles using radar.
  • High radar resolution is particularly desirable for use in autonomous or semi-autonomous vehicles.
  • a high radar resolution is generally directly linked to the physical size of the active antenna area.
  • the maximum size and therefore the resolution is limited by a construction boundary condition.
  • One way to get around this is to increase the frequency of the radar signals.
  • this is technically complex and costly.
  • the object of the invention is to provide an electronic device and a method for a radar sensor architecture, with which the behavior of the radar sensor architecture is optimized.
  • This object is achieved by the sensor chip according to claim 1, the radar data processing unit according to claim 7, the radar architecture according to claim 9 and the method according to claim 10. Further advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention.
  • a sensor chip comprising an RF unit with one or more antennas, the RF unit being designed to generate radar data; and a channel coding unit configured to code the radar data generated by the RF unit with a channel code; wherein the sensor chip comprises the RF unit and the channel coding unit.
  • the sensor chip can be, for example, sensor chips, a device for detecting and locating objects based on electromagnetic waves in the radio frequency range.
  • the sensor chip can be an RF chipset.
  • the RF unit of the sensor chip can include several transmit antennas and receive antennas for the millimeter wave range, for example. By means of the antennas, the RF unit can generate radar signals and receive reflected signals and, on this basis, generate radar data, for example range Doppler data. If the sensor chip has several antennas that are connected to form a radar array, the sensor chip can also generate multidimensional radar data based on an azimuth and / or elevation angle on the basis of beamforming.
  • the RF unit of the sensor chip preferably carries out an A / D conversion of the radar data it generates and passes this on to the channel coding unit as an A / D-converted baseband signal.
  • the integration of the channel cadence unit on the RF chipset enables a high number of channels, an effective coding, and possibly also a data reduction to be achieved at low cost through high integration.
  • the channel coding unit is preferably designed to enable parallel transmission in MIMO mode.
  • the sensor chip can thus be combined with a number of other similar sensor chips to form a large-area radar architecture.
  • the channel-by-channel coding enables a high number of channels to be implemented.
  • the channel coding unit performs, for example, digital modulation of the baseband signal with a channel code, so that a full parallel MIMO transmission of the data is made possible by several sensors of the same type.
  • the channel coding unit uses an FFT / DMR code decorrelation technique for channel coding.
  • the FFT / DMR code decorrelation technology is known to the person skilled in the art from mobile radio.
  • the channel coding unit can also be designed to carry out modulation strategies such as code change and frequency hopping. Such modulation strategies are known to the person skilled in the art from mobile radio.
  • the sensor chip may also include a data compression unit implemented on the sensor chip, which is designed to compress the channel-coded radar data.
  • the data compression unit compresses, for example, the channel-coded baseband signal by means of intelligent data compression, which can contribute to a higher effective bandwidth in the data transmission. This facilitates subsequent, coherent use of the data from multiple sensor chips.
  • the sensor chip can also include a data encryption unit implemented on the sensor chip, which is designed to encrypt the channel-coded radar data.
  • Data encryption enables secure data transmission to a receiver, such as a processor unit, for further processing of the radar data.
  • the sensor chip can also include an interference signal monitoring unit implemented on the sensor chip.
  • the interference signal monitoring unit can be a jamming monitor, for example, which The parameters of the RF unit changed, for example the frequency of the radar signal emitted.
  • the sensor chip can also include a risk monitoring unit implemented on the sensor chip.
  • the risk monitoring unit for example, monitors the sensor chip in accordance with the ASIL standard (Automotive Safety Integrity Level). This enables a risk analysis to be carried out, in which a potential risk from hardware faults is determined on the basis of the severity, the exposure and the controllability of the operating scenario of the vehicle.
  • ASIL standard Automotive Safety Integrity Level
  • the embodiments also disclose a radar data processing unit that includes a processor configured to receive radar data provided by multiple sensor chips and to decorrelate the received radar data with predetermined channel codes specified for the respective sensor chips are.
  • the radar data processing unit can be, for example, the central control unit (“vehicle controller”) of a motor vehicle, in particular the central control unit of an autonomous or partially autonomous vehicle.
  • vehicle controller vehicle controller
  • the radar data processing unit can also be a control unit for autonomous driving or a central radar processing unit of the vehicle.
  • the radar data processing unit can also be a distributed system for radar data processing or a plurality of processing units which process the radar data independently of one another.
  • the radar data processing unit can also be designed to carry out a synchronization for a coherent processing of the radar data from several sensor chips.
  • the exemplary embodiments also disclose a radar architecture comprising one or more sensor chips, as described above and in the detailed leadership examples are described, in each of which an RF unit and a channel coding unit are formed, and a radar data processing unit which decorrelates the radar data provided by the sensor chips with a specific channel code.
  • the radar data processing unit can optionally also decrypt and decompress the received radar data.
  • the sensor chips can provide the radar data to the radar data processing unit, for example, via a vehicle communication network.
  • the vehicle communication network can be, for example, a serial connection with a high data rate, for example a data connection according to the interface standard LVDS ("Low Voltage Differential Signaling") or an Ethernet data network. Since the individual sensor chips communicate with the radar data processing unit via a uniform channel-coded communication technology, the complexity of the radar architecture is reduced.
  • the exemplary embodiments also disclose a method comprising generating radar data by means of an RF unit with one or more antennas; and encoding the generated radar data with a channel code.
  • CPU central processing unit
  • Potential target objects are, for example, road users or obstacles on a road that are detected by the radar unit.
  • the radar control unit no further lossy further processing of the radar data is carried out - apart from the filtering, in which parts of the radar data in which no potential target object is contained are eliminated. This prevents the radar sensor hardware from becoming complex and expensive due to several processing steps in the radar unit (radar sensor). Because - apart from the elimination of parts of the radar data in which no potential target object is contained - no strong model-based data reduction is used, the data transmitted by the radar unit can be analyzed by a downstream evaluation unit such as a central control unit. Unit of a motor vehicle or a control unit for autonomous or partially autonomous driving can be reconstructed. The overall performance of the radar control unit according to the invention is therefore increased and is sufficient, for example, for automated driving. High-performance algorithms (such as "deep learning”) can thus be applied to the radar data and a coherent processing of the data from several radar sensors of the system is also possible.
  • a downstream evaluation unit such as a central control unit.
  • Unit of a motor vehicle or a control unit for autonomous or partially autonomous driving can be reconstructed.
  • the preprocessing of the radar data in the radar control unit is virtually loss-free.
  • the intelligent lossless data compression in the radar sensor and by unpacking in the vehicle control unit make it possible to transmit the radar raw data losslessly from the radar sensor to a control unit of the vehicle in order to allow the central control unit full data access.
  • the radar control unit of the exemplary embodiments thus does not transmit "target lists" or tracked objects determined on the basis of models, but raw radar data in which only those parts have been eliminated in which no potential target object is contained.
  • the filtering of the radar data can include, for example, the implementation of a CFAR algorithm for recognizing the parts of the radar data in which no potential target object is contained.
  • the detection of a constant false alarm rate relates to a common form of an adaptive algorithm that is used in radar systems to detect a target object against a background of noise and interference.
  • the radar data can be present, for example, in the form of range Doppler data, for example as a range Doppler card.
  • range Doppler data for example as a range Doppler card.
  • cells of the range Doppler card for example, in which no potential target object is contained, are eliminated.
  • those parts of the radar data in which no potential target object is contained can be eliminated in order to reduce the amount of radar data. Since only those cells of the spectrum that do not contain a potential target object are eliminated, no significant losses, so that the preprocessing of the radar raw data can be described as lossless.
  • the radar control unit comprises a communication interface which can be connected to an antenna arrangement in order to receive the radar data obtained from the antenna arrangement.
  • An antenna arrangement comprises, for example, one or more antennas, the antennas being patch antennas that are implemented on the chip.
  • the transmit and receive patch antennas can, for example, be constructed on a substrate. 4 to 16 patch antennas or more can be built on a substrate to form an antenna array. The more patch antennas used, the narrower the antenna pattern of the group. It is also possible to use only one antenna for transmitting and receiving a radar signal, in which case a switch is provided in order to switch between the transmission state and the reception state.
  • the radar control unit can further comprise a communication interface that can be connected to a vehicle communication system in order to transmit the filtered radar data to an evaluation unit.
  • the communication interface is preferably an interface to a vehicle communication system with a high bandwidth, such as Ethernet or an LVDS bus. In this way, the bandwidth can be controlled and cost-efficient interfaces and connections for the transmission of the radar data are made possible.
  • the evaluation unit can be, for example, a central control unit of a motor vehicle or a control unit for autonomous or semi-autonomous driving.
  • the evaluation unit could also be a dedicated evaluation unit for the post-processing of radar raw data.
  • the evaluation unit determines, for example, model-based “target lists” or tracked objects from the raw data received by the radar control unit.
  • the processor of the radar control unit can also be designed to perform lossless compression of the filtered radar data.
  • the radar control unit can optionally perform a further lossless compression of the filtered radar data. If data is compressed without loss, the original data can be recovered from the compressed data without loss after compression.
  • Lossless compression can be based, for example, on algorithms such as run length coding (RLC), variable length coding (VLC), Huffman coding or arithmetic coding. If compression is carried out without loss, the raw radar data can be reconstructed from the compressed radar data. The loss-free compressed radar raw data continues to carry the full information content of the radar raw data - apart from the eliminated parts in which there are no target objects.
  • RLC run length coding
  • VLC variable length coding
  • Huffman coding arithmetic coding
  • the exemplary embodiments also show a system comprising a radar control unit as described above and in the detailed exemplary embodiments, and an evaluation unit for receiving the radar data filtered by the radar control unit, the evaluation unit comprising a processor which is designed to fill those parts of the radar data that were eliminated by the filtering with expected noise.
  • the evaluation unit could be a control unit for autonomous driving or a central control unit of a motor vehicle.
  • the control unit for autonomous driving e.g. an "autopilot"
  • the processor can be, for example, a computing unit such as a central processing unit (CPU) that executes program instructions.
  • the evaluation unit can be located in the vehicle, or also outside or partially outside the vehicle.
  • the pipe radar data can be transferred from the vehicle to a server or to a cloud system, where based on the transmitted pipe radar data and a planned driving maneuver, an optimal driving position of the vehicle is determined and the result is transmitted back to the vehicle.
  • the central control unit or control logic can also be located entirely or partially outside the vehicle.
  • the control logic can be an algorithm that runs on a server or a cloud system.
  • the exemplary embodiments also disclose a motor vehicle which comprises a radar control unit and / or an evaluation unit, as described above and in the exemplary embodiments.
  • the vehicle can be, for example, an autonomous or semi-autonomous motor vehicle such as a car, a truck or the like.
  • the embodiments also disclose a method comprising filtering radar data obtained from an antenna arrangement, wherein when filtering the radar data, portions of the radar data that do not contain a potential target object are eliminated in order to reduce the amount of radar data ren.
  • the method can perform all the functions described above with respect to the radar control unit and evaluation unit.
  • FIG. 1 shows a block diagram schematically illustrating the configuration of a vehicle with a control unit for autonomous (or semi-autonomous) driving
  • FIG. FIG. 2 shows a block diagram illustrating an exemplary configuration of a control unit (ECU 1, 2, 3, 4 and 5 in FIG. 1),
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of an exemplary radar architecture known from the prior art
  • FIG. 4 shows, as a schematic block diagram, a further exemplary radar architecture known from the prior art
  • FIG. 5 shows a radar architecture according to an embodiment of the invention as a schematic block diagram
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a radar architecture with a plurality of highly integrated sensor chips
  • FIG. 7 shows a method for providing channel-coded radar data.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a vehicle with a control unit for autonomous (or semi-autonomous) driving according to an embodiment of the present invention.
  • the autonomous vehicle is a vehicle that can operate on the road without the influence of a human driver.
  • the control system of the vehicle takes over the role of the driver entirely or as far as possible.
  • Autonomous (or semi-autonomous) vehicles can use various sensors to perceive their surroundings, determine their position and the other road users from the information obtained, and use the vehicle's control system and navigation software to navigate to the destination and act accordingly on the road.
  • the autonomous vehicle 1 comprises a number of electronic components which are connected to one another via a vehicle communication network 28.
  • the vehicle communication network 28 can be, for example, a standard vehicle communication network installed in the vehicle, such as a CAN bus (controller area network), a LIN bus (local interconnect network), an Ethernet-based LAN bus (local area network), a MOST -Bus, an LVDS bus or the like.
  • the autonomous vehicle 1 includes a control unit 12 (ECU 1).
  • This control unit 12 controls a steering system.
  • the Steering system refers to the components that enable directional control of the vehicle.
  • the autonomous vehicle 1 further includes a control unit 14 (ECU 2) that controls a braking system.
  • the braking system refers to the components that allow the vehicle to brake.
  • the autonomous vehicle 1 further includes a control unit 16 (ECU 3) that controls a drive train.
  • the drivetrain relates to the drive components of the vehicle.
  • the drive train may include an engine, a transmission, a drive Z propeller shaft, a differential, and an axle drive.
  • the autonomous vehicle 1 further comprises a control unit for autonomous driving 18 (ECU 4).
  • the control unit for autonomous driving 18 is designed to control the autonomous vehicle 1 in such a way that it can operate in whole or in part without the influence of a human driver in road traffic.
  • the control unit for autonomous driving 18 controls one or more vehicle subsystems while the vehicle is operated in the autonomous mode, namely the braking system 14, the steering system 12 and the drive system 14.
  • the control unit for autonomous driving 18 can, for example, via the vehicle communication network 28 communicate with the corresponding control units 12, 14 and 16.
  • the control units 12, 14 and 16 can also receive vehicle operating parameters from the above-mentioned vehicle subsystems, which parameters can be detected by means of one or more vehicle sensors.
  • Vehicle sensors are preferably such sensors that detect a state of the vehicle or a state of vehicle parts, in particular their state of motion.
  • the sensors may include a vehicle speed sensor, a yaw rate sensor, an acceleration sensor, a steering wheel angle sensor, a vehicle load sensor, temperature sensors, pressure sensors, and the like.
  • sensors can also be arranged along the brake line in order to output signals which indicate the brake fluid pressure at various points along the hydraulic brake line. Other sensors in the vicinity of the wheel can be provided which detect the wheel speed and the brake pressure which is applied to the wheel.
  • the vehicle sensor system of the autonomous vehicle 1 further comprises a satellite navigation unit 24 (GPS unit) and one or more optical sensors 20, which are designed to detect optical information.
  • the optical sensors 20 can be arranged inside the vehicle or outside the vehicle.
  • a camera can be installed in a front area of the vehicle 1 for taking pictures of an area in front of the vehicle.
  • the autonomous vehicle 1 further comprises a radar unit 26.
  • the radar unit 26 can be, for example, a continuous wave radar (CW radar) or a modulated continuous wave radar (FMCW radar). Radar data are acquired by the radar unit 26 and, for example, transmitted to a central control unit 22 (or alternatively to the control unit for autonomous driving, ECU 4).
  • CW radar continuous wave radar
  • FMCW radar modulated continuous wave radar
  • the central control unit 22 is designed to receive the radar data from the radar unit 26 and to process the radar data.
  • the radar data include information such as the time shift between transmit and receive radar beams and Doppler frequency. Based on the time shift, a distance between the autonomous vehicle 1 and an object is determined and a relative movement is determined by the Doppler frequency.
  • the central control unit 22 can itself evaluate the information received or, for example, transmit it to the control unit for autonomous driving 18.
  • the control unit for autonomous driving 18 determines, on the basis of available data about a predetermined travel distance, on the basis of the data received by the radar unit 26, on the basis of data recorded by environmental sensors Ambient data, as well as parameters for the autonomous operation of the vehicle (for example target speed, target torque, distance to the vehicle in front, distance to the vehicle) based on vehicle operating parameters detected by the vehicle sensors and supplied to the control unit 18 by the control units 12, 14 and 16 Lane edge, steering process and the like).
  • FIG. 2 shows a block diagram illustrating an exemplary configuration of a control unit (ECU 1, 2, 3, 4 and 5 in FIG. 1).
  • the control unit can be, for example, a control unit (electronic control unit ECU or electronic control module ECM).
  • the control unit includes a processor 210.
  • the processor 210 can be, for example, a computing unit such as a central processing unit (CPU) that executes program instructions.
  • RAM Random Access Memory
  • DRAM dynamic RAM
  • SDRAM synchronously DRAM
  • the radar control unit for storing data and programs includes a storage drive 260, such as, for example, a hard disk drive (HDD), a flash memory drive or a non-volatile solid state drive (SSD).
  • the control unit further includes a vehicle communication network interface 240, via which the control unit can communicate with the vehicle communication network (28 in FIG. 2).
  • Each of the units of the control unit is connected via a communication network 250.
  • the control unit of FIG. 2 as an implementation of the central control unit 22, ECU 5, FIG. 1, with ROM 230, RAM 220 and storage drive 260 serving as a program storage area for programs for evaluating radar data (for example the process of FIG. 11) and as a data storage area for radar data.
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of an exemplary radar architecture known from the prior art.
  • a radar unit 26 has an RF chip 301.
  • the RF chip 301 can be, for example, a single-chip radar, in which a plurality of antennas for, for example, the millimeter-wave range (here n transmit antennas TX and m receive antennas RX) are formed in one chip. Such integration is possible because the radar frequency range makes tiny antennas possible. The size of other necessary components, such as inductivities, is reduced, so that the RF chip 301 is produced in a mass production semiconductor process, as is used for microprocessors can.
  • the RF chip 301 generates the radar signals and receives the reflected signals.
  • the RF chip 301 also carries out an A / D conversion of the generated data and passes it on as an A / D-converted baseband signal to an interface 302 which serves as an interface to a vehicle communication network 28, for example a serializer / de- Serializer.
  • the processor unit 303 can be, for example, the central control unit 22 (“vehicle controller”) from FIG. 1, the control unit 18 for autonomous driving from FIG. 1, or a central radar processing unit that is used for further processing the radar data is provided.
  • the vehicle communication network 28 is a serial connection with a high data rate, for example a data connection according to the interface standard LVDS (“Low Voltage Differential Signaling”) or an Ethernet data network.
  • the high data rate of the vehicle communication network 28 enables a direct transmission of the A / D-converted baseband signal to the processor unit 303.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of a further exemplary radar architecture known from the prior art.
  • a radar unit 26 has an RF chip 301 with a plurality of antennas for, for example, the millimeter wave range (here n transmit antennas TX and m receive antennas RX), which are formed in one chip.
  • the RF chip 301 generates the radar signals and receives the reflected signals.
  • the RF chip 301 also carries out an A / D conversion of the generated data and forwards this as an A / D-converted baseband signal to a radar microprocessor 304.
  • the radar microprocessor 304 pre-processes the radar data.
  • the radar microprocessor 304 generates a target object list (“untracked”) or an object list (“tracked”) from the radar data and forwards this to the interface 302 to the vehicle communication network 28.
  • the processor unit 303 can be, for example, the central control unit 22 (“vehicle controller”) from FIG. 1, the control unit 18 for autonomous driving from FIG. 1, or a central radar Act processing unit that is provided for the further processing of the radar data.
  • the vehicle communication network 28 is a serial connection with a lower data rate, for example a data connection according to the interface standard CAN-FD (“Low Voltage Differential Signaling”). Since the entire A / D-converted baseband signal is not transmitted, a lower data rate is sufficient for the transmission to the processor unit 303.
  • FIG. 5 shows a radar architecture according to an exemplary embodiment of the invention as a schematic block diagram.
  • a radar unit 26 has a highly integrated sensor chip 50, on which a plurality of antennas are formed in an RF unit 501 for example the millimeter wave range (here n transmit antennas TX and m receive antennas RX).
  • the RF unit 501 generates the radar signals and receives the reflected signals.
  • the RF unit 501 also carries out an A / D conversion of the generated data and passes this as an A / D-converted baseband signal to a channel coding unit 506 which is also formed on the sensor chip 50.
  • the channel coding unit 506 encodes the baseband signal of the RF unit 501 with a channel code.
  • This coding of the baseband signal of the RF unit 501 with a channel code enables parallel transmission of multiple transmitters in the MIMO mode.
  • the sensor chip 50 can thus be combined with a number of other similar sensor chips to form a large-area radar architecture. A high number of channels can be realized through the channel-by-channel coding.
  • the baseband signals of the various transmitters (here sensor chips) are decorated using the channel codes. In the receiver (see CPU 303), the data from the various transmitters can be decorrelated using the channel codes.
  • the channel coding unit 506 digitally modulates the baseband signal with the channel code, which enables a full parallel MIMO transmission of the data from a plurality of sensors of the same type.
  • a data compression unit 507 formed on the sensor chip 50 compresses the channel-coded baseband signal. Intelligent data compression leads to a higher effective bandwidth for data transmission, which facilitates the coherent use of data from multiple sensors. For example, any spectrum compression can be used. Uncompressed transmission of data from a single high-resolution sensor would require data rates of> 10Gb / s, which would mean high costs for the interface. This is avoided by the compressed transmission of the data.
  • a data encryption unit 508 formed on the microchip pC encrypts the compressed, channel-coded baseband signal. This data encryption enables secure data transmission to the processor unit 303.
  • An interface 502 which serves as an interface to the vehicle communication system 28, for example a line driver, sends the encrypted, compressed, channel-coded baseband signal to a processor unit 303.
  • the processor unit 303 can be, for example, the central control unit 22 (“vehicle controller” 1 from FIG. 1 to control unit 18 for autonomous driving from FIG.
  • the vehicle communication network 28 is a serial connection with a high data rate, e.g. a data connection according to the LVDS interface standard ("Low Voltage Differential Signaling") or an Ethernet data network.
  • the high data rate of the vehicle communication network 28 enables a direct transmission of the complete baseband signal to the processor unit 303.
  • a jamming monitor 509 which is also formed on the sensor chip 50, controls the RF unit 501 on the basis of the channel-coded baseband signal.
  • the jamming monitor 509 carries out an online monitoring of the baseband signal generated by the RF unit 501 and checks it for potential influences from interference signals. If the jamming monitor 509 detects a fault, it changes parameters of the RF unit, for example by changing the frequency of the radar signal emitted.
  • a monitoring unit 510 which is also formed on the sensor chip 50, monitors the sensor chip in accordance with the ASIL standard.
  • the monitoring unit 510 can, for example, carry out hardware monitoring in accordance with the ASIL-B standard or ASIL-C standard.
  • ASIL Automotive Safety Integrity Level
  • ISO 26262 standard - functional safety for road vehicles.
  • ASIL enables a risk analysis to be carried out, in which a potential risk from hardware faults is determined based on the degree of severity, the exposure and the controllability of the operating scenario of the vehicle.
  • the result of the ASIL monitoring can be sent from the monitoring unit 510 via the vehicle communication system 28 to the process unit 303, which carries out an ASIL risk classification of the entire operating scenario and, if appropriate, issues warnings to the driver or the vehicle occupants or initiates emergency measures.
  • the central control unit 22 transmits control signals for the synchronization of the (pseudo) coherent processing of a plurality of sensor chips.
  • This synchronization enables, for example, synchronization in the range of ⁇ 1 ps or less for (pseudo) coherent processing of the signals from multiple sensors.
  • the line driver 502 is implemented as a second microchip separate from the microchip 50. In alternative exemplary embodiments, however, the line driver 502 could also be formed on the highly integrated microchip 50 together with the units 501, 506, 507, 508 and 509.
  • the units 501, 506, 507, 508 and 509 are formed on an RF chipset.
  • the integration of the units 501, 506, 507, 508 and 509 on the RF chipset makes it possible to achieve a high number of channels, an effective coding and data reduction at low cost through high integration.
  • the sensor chip 50 can be referred to as a fully integrated radar chip and can be implemented using RF-CMOS technology, for example.
  • the sensor chip can be formed on silicon, for example. Since the units 501, 506, 507, 508 and 509 are highly integrated as hardware on the sensor chip, in particular software on the sensor can be dispensed with, which further reduces the complexity of the system. This is advantageous compared to the solution from FIG. 4, where the radar data is preprocessed using software on a radar microcontroller 304.
  • One or more of such highly integrated sensor chips 50 of FIG. 5 can serve as a highly integrated radar architecture for a distributed radar set-up. This is illustrated in the following Figure 6.
  • a radar architecture 26 comprises a number N of sensor chips 50.
  • Each of the sensor chips 50 is connected to a vehicle communication system 28 and uses this to transmit a channel-coded baseband signal to a receiver, for example to a central control unit 22, a control unit for autonomous driving , and / or a central radar processing unit 60.
  • MIMO technology is used for the efficient transmission of the sensor data.
  • the receiver can decorate the signals of the various sensor chips 50 and, if necessary, decrypt and decompress them. Since the individual sensor chips communicate with the processing units via a uniform channel-coded communication technology, the radar architecture is reduced in complexity.
  • Radar data is generated in step S100.
  • the radar data is channel coded.
  • monitoring for interference signals is carried out.
  • the channel encoded radar data is compressed.
  • the channel encoded radar data is encrypted.
  • the channel coded radar data is transmitted to a receiver via a vehicle communication system. Reference sign

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Abstract

The invention relates to a method and control unit for a radar sensor architecture sensor chip, comprising a RF unit (501) having one or more antennas (TX, RX), the RF unit being designed to generate radar data; a channel coding unit (506) which is designed to code the radar data generated by the RF unit with a channel code; the RF unit (501) and the channel coding unit (506) being formed on the sensor chip (50).

Description

KODIERUNG UND VERSCHLÜSSELUNG VON RADARDATEN IN EINER CHIP-RADARSENSOR-ARCHITEKTUR ZUR DATENKOMMUNIKATION IM KFZ  ENCODING AND ENCRYPTION OF RADARD DATA IN A CHIP RADAR SENSOR ARCHITECTURE FOR DATA COMMUNICATION IN THE VEHICLE
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektronische Vorrichtung und ein Verfah ren für eine Radarsensorarchitektur. The present disclosure relates to an electronic device and a method for a radar sensor architecture.
TECHNISCHER HINTERGRUND TECHNICAL BACKGROUND
Die Radar-Technologie („Radio Detection and Ranging“) bezieht sich auf Vorrichtun gen, Verfahren und Systeme zur Ortung und Erkennung von Objekten auf Basis von elektromagnetischen Wellen im Radiofrequenzbereich. Das Radar sendet ein elekt romagnetisches Signal und empfängt Echos von Objekten. Mittels der Radar- Technologie kann beispielsweise über die Auswertung von Laufzeiten eine Position und unter Berücksichtigung von Frequenzsignaländerung (Doppler-Effekt) eine relati ve Geschwindigkeit eines Objekts ermittelt werden. Radar technology (“Radio Detection and Ranging”) relates to devices, methods and systems for locating and recognizing objects based on electromagnetic waves in the radio frequency range. The radar sends an electromagnetic signal and receives echoes from objects. Using radar technology, a position can be determined, for example, by evaluating transit times and, taking frequency signal changes into account (Doppler effect), a relative speed of an object can be determined.
Die Radar-Technologie wird beispielsweise in autonomen oder teilautonomen Fahr zeugen eingesetzt. Autonome Fahrzeuge erhalten mittels Radar Position und Ge schwindigkeiten von Objekten, wie anderen Verkehrsteilnehmern oder Hindernissen. Radar technology is used, for example, in autonomous or semi-autonomous vehicles. Autonomous vehicles receive the position and speed of objects such as other road users or obstacles using radar.
Insbesondere für Anwendung in autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen ist eine hohe Radarauflösung erwünscht. Eine hohe Radarauflösung ist im Allgemeinen di rekt verknüpft mit der physikalischen Größe der aktiven Antennenfläche. Durch Ein baurandbedingungen ist die maximale Größe und damit die Auflösung jedoch be grenzt. Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, die Frequenz der Radar signale zu erhöhen. Dies ist jedoch technisch aufwendig und kostenintensiv. High radar resolution is particularly desirable for use in autonomous or semi-autonomous vehicles. A high radar resolution is generally directly linked to the physical size of the active antenna area. However, the maximum size and therefore the resolution is limited by a construction boundary condition. One way to get around this is to increase the frequency of the radar signals. However, this is technically complex and costly.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren für eine Radarsensorarchitektur bereitzustellen, womit das Verhalten der Radarsensorarchitektur optimiert wird. Diese Aufgabe wird durch den Sensor-Chip nach Anspruch 1 , die Radardaten- Verarbeitungseinheit nach Anspruch 7, die Radararchitektur nach Anspruch 9 und das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Proceeding from this, the object of the invention is to provide an electronic device and a method for a radar sensor architecture, with which the behavior of the radar sensor architecture is optimized. This object is achieved by the sensor chip according to claim 1, the radar data processing unit according to claim 7, the radar architecture according to claim 9 and the method according to claim 10. Further advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention.
Gemäß den unten beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein Sensor-Chip be reitgestellt, umfassend eine RF-Einheit mit ein oder mehreren Antennen, wobei die RF-Einheit dazu ausgelegt ist, Radardaten zu erzeugen; und eine Kanalkodierungs einheit, die dazu ausgelegt ist, die von der RF-Einheit erzeugten Radardaten mit ei nem Kanalcode zu kodieren; wobei der Sensor-Chip die RF-Einheit und die Kanalko dierungseinheit umfasst. According to the exemplary embodiments described below, a sensor chip is provided, comprising an RF unit with one or more antennas, the RF unit being designed to generate radar data; and a channel coding unit configured to code the radar data generated by the RF unit with a channel code; wherein the sensor chip comprises the RF unit and the channel coding unit.
Bei dem Sensor-Chip kann es sich beispielsweise Sensor-Chips eine Vorrichtung zur Erkennung- und Ortung von Objekten auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Sensor-Chip um einen RF-Chipsatz handeln. Die RF-Einheit des Sensor-Chips kann mehrere Sende antennen und Empfangsantennen für beispielsweise den Millimeterwellenbereich umfassen. Mittels der Antennen kann die RF-Einheit Radarsignale erzeugen und re flektierte Signale empfangen und auf dieser Grundlage Radardaten, beispielsweise Range-Doppler-Daten erzeugen. Weist der Sensor-Chip mehrere Antennen auf, die zu einem Radar-Array zusammengeschaltet sind, kann der Sensor-Chip auf der Grundlage von Beamforming auch mehrdimensionale Radardaten gemäß einem Azimuth- und/oder Elevationswinkel erzeugen. The sensor chip can be, for example, sensor chips, a device for detecting and locating objects based on electromagnetic waves in the radio frequency range. In particular, the sensor chip can be an RF chipset. The RF unit of the sensor chip can include several transmit antennas and receive antennas for the millimeter wave range, for example. By means of the antennas, the RF unit can generate radar signals and receive reflected signals and, on this basis, generate radar data, for example range Doppler data. If the sensor chip has several antennas that are connected to form a radar array, the sensor chip can also generate multidimensional radar data based on an azimuth and / or elevation angle on the basis of beamforming.
Vorzugsweise führt die RF-Einheit des Sensor-Chips eine A/D-Konvertierung der er zeugten Radardaten durch und gibt diese als A/D-konvertiertes Basisbandsignal an die Kanalkodierungseinheit weiter. The RF unit of the sensor chip preferably carries out an A / D conversion of the radar data it generates and passes this on to the channel coding unit as an A / D-converted baseband signal.
Die Integration der Kanalkadierungseinheit auf dem RF-Chipsatz ermöglicht es, eine hohe Kanalzahl, eine effektive Kodierung, und ggf. auch eine Datenreduktion kos tengünstig durch Hochintegration zu erreichen. Die Kanalkodierungseinheit ist vorzugsweise dazu ausgelegt, ein paralleles Senden im MIMO Betrieb zu ermöglichen. Damit kann der Sensor-Chip zusammen mit meh reren anderen gleichartigen Sensor-Chips zu einer großflächigen Radararchitektur kombiniert werden. Durch die kanalweise Kodierung kann eine hohe Kanalzahl reali siert werden. Die Kanalkodierungseinheit führt beispielsweise eine digitale Modulati on des Basisbandsignals mit einem Kanalcode durch, so dass eine volle parallele MIMO-Übertragung der Daten von mehreren gleichartigen Sensoren ermöglicht wird. The integration of the channel cadence unit on the RF chipset enables a high number of channels, an effective coding, and possibly also a data reduction to be achieved at low cost through high integration. The channel coding unit is preferably designed to enable parallel transmission in MIMO mode. The sensor chip can thus be combined with a number of other similar sensor chips to form a large-area radar architecture. The channel-by-channel coding enables a high number of channels to be implemented. The channel coding unit performs, for example, digital modulation of the baseband signal with a channel code, so that a full parallel MIMO transmission of the data is made possible by several sensors of the same type.
Gemäß einer Ausführungsform setzt die Kanalkodierungseinheit eine FFT/DMR Code-Decorrelation-Technik für die Kanalkodierung ein. Die FFT/DMR Code- Decorrelation-Technik ist dem Fachmann aus dem Mobilfunk bekannt. In one embodiment, the channel coding unit uses an FFT / DMR code decorrelation technique for channel coding. The FFT / DMR code decorrelation technology is known to the person skilled in the art from mobile radio.
Die Kanalkodierungseinheit kann ferner dazu ausgelegt sein, Modulationsstrategien wie Code-Wechsel und Frequency-Hopping durchzuführen. Solche Modulationsstra tegien sind dem Fachmann aus dem Mobilfunk bekannt. The channel coding unit can also be designed to carry out modulation strategies such as code change and frequency hopping. Such modulation strategies are known to the person skilled in the art from mobile radio.
Der Sensor-Chip kann ferner auch eine auf dem Sensor-Chip implementierte Daten kompressionseinheit umfassen, die dazu ausgelegt ist, die kanalkodierten Radarda ten zu komprimieren. Die Datenkompressionseinheit komprimiert beispielsweise das kanalkodierte Basisbandsignal mittels intelligenter Datenkompression, was zu einer einer höheren effektiven Bandbreite bei der Datenübertragung beitragen kann. Damit wird eine nachgelagerte kohärente Nutzung der Daten mehrerer Sensor-Chips er leichtert. The sensor chip may also include a data compression unit implemented on the sensor chip, which is designed to compress the channel-coded radar data. The data compression unit compresses, for example, the channel-coded baseband signal by means of intelligent data compression, which can contribute to a higher effective bandwidth in the data transmission. This facilitates subsequent, coherent use of the data from multiple sensor chips.
Der Sensor-Chip kann ferner auch eine auf dem Sensor-Chip implementiert Daten verschlüsselungseinheit umfassen, die dazu ausgelegt ist, die kanalkodierten Radar daten zu verschlüsseln. Eine Datenverschlüsselung ermöglicht eine sichere Daten übertragung zu einem Empfänger, wie einer Prozessoreinheit zur Weiterverarbeitung der Radardaten. The sensor chip can also include a data encryption unit implemented on the sensor chip, which is designed to encrypt the channel-coded radar data. Data encryption enables secure data transmission to a receiver, such as a processor unit, for further processing of the radar data.
Der Sensor-Chip kann ferner auch eine auf dem Sensor-Chip implementierte Stör signalsüberwachungseinheit umfassen. Bei der Störsignalsüberwachungseinheit kann es sich beispielsweise um einen Jamming-Monitor handeln, der bei einer Stö- rung Parameter der RF-Einheit verändert, beispielsweise die Frequenz des ausge sandten Radarsignals. The sensor chip can also include an interference signal monitoring unit implemented on the sensor chip. The interference signal monitoring unit can be a jamming monitor, for example, which The parameters of the RF unit changed, for example the frequency of the radar signal emitted.
Der Sensor-Chip kann ferner auch eine auf dem Sensor-Chip implementierte Risiko überwachungseinheit umfassen. Die Risikoüberwachungseinheit führt beispielsweise ein Monitoring des Sensor-Chips gemäß dem ASIL-Standard (Automotive Safety In- tegrity Level) durch. Dies ermöglicht die Durchführung einer Risikoanalyse, bei der eine potenzielle Gefährdung durch Hardware-Fehler anhand des Schweregrades, der Exposition und der Kontrollierbarkeit des Betriebsszenarios des Fahrzeugs ermit telt wird. The sensor chip can also include a risk monitoring unit implemented on the sensor chip. The risk monitoring unit, for example, monitors the sensor chip in accordance with the ASIL standard (Automotive Safety Integrity Level). This enables a risk analysis to be carried out, in which a potential risk from hardware faults is determined on the basis of the severity, the exposure and the controllability of the operating scenario of the vehicle.
Die Ausführungsbeispiele offenbaren auch eine Radardaten-Verarbeitungseinheit, die einen Prozessor umfasst, der dazu ausgelegt ist, Radardaten zu empfangen, die von mehreren Sensor-Chips bereitgestellt werden, und die empfangenen Radardaten mit vorbestimmten Kanalcodes zu dekorrelieren, die für die jeweiligen Sensor-Chips spezifiziert sind. Bei der Radardaten-Verarbeitungseinheit kann es sich beispielswei se um ein elektronisches Steuergerät (engl. ECU = electronic control unit oder ECM = electronic control module) einer Radararchitektur handeln. Bei der Radardaten- Verarbeitungseinheit kann es sich beispielsweise um die Zentralsteuerungseinheit („Fahrzeug-Controller“) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere die Zentralsteuerungs einheit eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs handeln. Bei der Radarda- ten-Verarbeitungseinheit kann es sich auch um eine Steuereinheit für autonomes Fahren oder um eine zentrale Radar-Verarbeitungseinheit des Fahrzeugs handeln. Bei der Radardaten-Verarbeitungseinheit kann es sich auch um ein verteiltes System zur Radardatenverarbeitung handeln, oder um mehrere Verarbeitungseinheiten, wel che die Radardaten unabhängig voneinander verarbeiten. The embodiments also disclose a radar data processing unit that includes a processor configured to receive radar data provided by multiple sensor chips and to decorrelate the received radar data with predetermined channel codes specified for the respective sensor chips are. The radar data processing unit can be, for example, an electronic control unit (ECU = electronic control unit or ECM = electronic control module) of a radar architecture. The radar data processing unit can be, for example, the central control unit (“vehicle controller”) of a motor vehicle, in particular the central control unit of an autonomous or partially autonomous vehicle. The radar data processing unit can also be a control unit for autonomous driving or a central radar processing unit of the vehicle. The radar data processing unit can also be a distributed system for radar data processing or a plurality of processing units which process the radar data independently of one another.
Die Radardaten-Verarbeitungseinheit kann ferner dazu ausgelegt sein, eine Syn chronisierung für eine kohärente Verarbeitung der Radardaten von mehreren Sen sorchips durchzuführen. The radar data processing unit can also be designed to carry out a synchronization for a coherent processing of the radar data from several sensor chips.
Die Ausführungsbeispiele offenbaren auch eine Radararchitektur, umfassend ein o- der mehrere Sensor-Chips, wie sie oben und in den nachfolgenden detaillieren Aus- führungsbeispielen beschrieben sind, in denen jeweils eine RF-Einheit und einer Ka nalkodierungseinheit ausgebildet sind, sowie eine Radardaten-Verarbeitungseinheit, welche die von den Sensor-Chips bereitgestellt Radardaten mit einem spezifischen Kanalcode dekorreliert. Die Radardaten-Verarbeitungseinheit kann die empfangenen Radardaten ggf. auch entschlüsseln und dekomprimieren. Die Sensor-Chips können die Radardaten beispielsweise über ein Fahrzeugkommunikationsnetz der Radarda- ten-Verarbeitungseinheit bereitstellen. Bei dem Fahrzeugkommunikationsnetz kann es beispielsweise um eine serielle Verbindung mit hoher Datenrate, z.B. um eine Da tenverbindung gemäß dem Schnittstellenstandard LVDS („Low Voltage Differential Signaling“) oder um ein Ethernet-Datennetz handeln. Da die einzelnen Sensor-Chips über eine einheitliche kanalkodierte Kommunikationstechnologie mit der Radardaten- Verarbeitungseinheit kommunizieren, ergibt sich eine reduzierte Komplexizität der Radararchitektur. The exemplary embodiments also disclose a radar architecture comprising one or more sensor chips, as described above and in the detailed leadership examples are described, in each of which an RF unit and a channel coding unit are formed, and a radar data processing unit which decorrelates the radar data provided by the sensor chips with a specific channel code. The radar data processing unit can optionally also decrypt and decompress the received radar data. The sensor chips can provide the radar data to the radar data processing unit, for example, via a vehicle communication network. The vehicle communication network can be, for example, a serial connection with a high data rate, for example a data connection according to the interface standard LVDS ("Low Voltage Differential Signaling") or an Ethernet data network. Since the individual sensor chips communicate with the radar data processing unit via a uniform channel-coded communication technology, the complexity of the radar architecture is reduced.
Die Ausführungsbeispiele offenbaren auch ein Verfahren, umfassend ein Erzeugen von Radardaten, mittels einer RF-Einheit mit ein oder mehreren Antennen; und ein Kodieren der erzeugten Radardaten mit einem Kanalcode. The exemplary embodiments also disclose a method comprising generating radar data by means of an RF unit with one or more antennas; and encoding the generated radar data with a channel code.
Bei dem Prozessor der Radarsteuerungseinheit kann es sich beispielsweise um eine Recheneinheit wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = central Processing unit) handeln, die Programminstruktionen ausführt. The processor of the radar control unit can be, for example, a computing unit such as a central processing unit (CPU = central processing unit) that executes program instructions.
Potentielle Zielobjekte sind beispielsweise Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse auf einer Straße, die vom der Radareinheit erfasst werden. Potential target objects are, for example, road users or obstacles on a road that are detected by the radar unit.
Vorzugsweise wird in der Radarsteuerungseinheit - bis auf die Filterung, bei der Tei le der Radardaten, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, eliminiert wer den - keine weitere verlustbehaftete Weiterverarbeitung der Radardaten vorgenom men. Dadurch wird vermieden, dass aufgrund mehrerer Verarbeitungsschritte in der Radareinheit (Radarsensor) die Radarsensorhardware aufwendig und teuer wird. Dadurch, dass - bis auf die Eliminierung von Teilen der Radardaten, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, keine starke modellbasierte Datenreduktion an gewendet wird, können die von der Radareinheit übertragenen Daten von einer nachgeschalteten Auswerteeinheit wie beispielsweise einer zentralen Steuerungs- einheit eines Kraftfahrzeugs oder einer Steuerungseinheit für autonomes oder teilau tonomes Fahren rekonstruiert werden. Die Gesamtleistung der erfindungsgemäßen Radarsteuerungseinheit ist daher erhöht und reicht beispielsweise für das automati sierte Fahren aus. So können Hochleistungsalgorithmen (wie zum Beispiel„Deep- learning“) auf die Radardaten angewendet werden und wird auch eine kohärente Verarbeitung der Daten mehrerer Radarsensoren des Systems möglich. In the radar control unit, no further lossy further processing of the radar data is carried out - apart from the filtering, in which parts of the radar data in which no potential target object is contained are eliminated. This prevents the radar sensor hardware from becoming complex and expensive due to several processing steps in the radar unit (radar sensor). Because - apart from the elimination of parts of the radar data in which no potential target object is contained - no strong model-based data reduction is used, the data transmitted by the radar unit can be analyzed by a downstream evaluation unit such as a central control unit. Unit of a motor vehicle or a control unit for autonomous or partially autonomous driving can be reconstructed. The overall performance of the radar control unit according to the invention is therefore increased and is sufficient, for example, for automated driving. High-performance algorithms (such as "deep learning") can thus be applied to the radar data and a coherent processing of the data from several radar sensors of the system is also possible.
Da in der erfindungsgemäßen Radarsteuerungseinheit lediglich Teile der Radardaten eliminiert werden, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, ist die Vorverar beitung der Radardaten in der Radarsteuerungseinheit quasi verlustfrei. Durch die intelligente verlustfreie Datenkompression im Radarsensor und durch Entpacken in der Fahrzeugsteuereinheit wird es möglich, die Radarrohdaten verlustfrei vom Ra darsensor an eine Steuereinheit des Fahrzeugs zu übertragen, um der zentralen Steuerungseinheit vollen Datenzugriff zu ermöglichen. Die Radarsteuerungseinheit der Ausführungsbeispiele überträgt somit nicht modellbasiert ermittelte "Ziellisten" oder verfolgte Objekte, sondern Radarrohdaten, in denen lediglich jene Teile elimi niert wurden, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist. Since only parts of the radar data in which no potential target object is contained are eliminated in the radar control unit according to the invention, the preprocessing of the radar data in the radar control unit is virtually loss-free. The intelligent lossless data compression in the radar sensor and by unpacking in the vehicle control unit make it possible to transmit the radar raw data losslessly from the radar sensor to a control unit of the vehicle in order to allow the central control unit full data access. The radar control unit of the exemplary embodiments thus does not transmit "target lists" or tracked objects determined on the basis of models, but raw radar data in which only those parts have been eliminated in which no potential target object is contained.
Die Filterung der Radardaten kann beispielsweise das Durchführen eines CFAR- Algorithmus zur Erkennung der Teile der Radardaten umfassen, in denen kein poten tielles Zielobjekt enthalten ist. Die Erfassung einer konstanten Fehlalarm rate bezieht sich auf eine übliche Form eines adaptiven Algorithmus, der in Radarsystemen ver wendet wird, um ein Zielobjekt vor einem Hintergrund von Rauschen und Interferenz zu detektieren. The filtering of the radar data can include, for example, the implementation of a CFAR algorithm for recognizing the parts of the radar data in which no potential target object is contained. The detection of a constant false alarm rate relates to a common form of an adaptive algorithm that is used in radar systems to detect a target object against a background of noise and interference.
Die Radardaten können beispielsweise in Form von Range-Doppler-Daten, bei spielsweise als eine Range-Doppler-Karte vorliegen. Bei der Filterung werden bei spielsweise Zellen der Range-Doppler-Karte, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, eliminiert. Durch dieses Herausfiltern von Zellen der Range-Doppler- Karte, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, können jene Teile der Ra dardaten, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, eliminiert werden, um die Menge an Radardaten zu reduzieren. Da lediglich jene Zellen des Spektrums elimi niert werden, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, treten keine wesentli- chen Verluste auf, so dass die Vorverarbeitung der Radarrohdaten als verlustfrei be zeichnet werden kann. The radar data can be present, for example, in the form of range Doppler data, for example as a range Doppler card. During filtering, cells of the range Doppler card, for example, in which no potential target object is contained, are eliminated. By filtering out cells of the range Doppler map in which no potential target object is contained, those parts of the radar data in which no potential target object is contained can be eliminated in order to reduce the amount of radar data. Since only those cells of the spectrum that do not contain a potential target object are eliminated, no significant losses, so that the preprocessing of the radar raw data can be described as lossless.
Gemäß der Ausführungsbeispiele umfasst die Radarsteuerungseinheit eine mit einer Antennenanordnung verbindbare Kommunikationsschnittstelle, um die von der An tennenanordnung gewonnenen Radardaten entgegenzunehmen. Eine Antennenano rdnung umfasst beispielsweise eine oder mehrere Antennen, wobei die Antennen Patch-Antennen sein können, die auf dem Chip implementiert sind. Die Sende- und Empfangs-Patch-Antennen können beispielsweise auf einem Substrat aufgebaut sein. 4 bis 16 Patch-Antennen oder mehr können auf einem Substrat gebaut werden, um ein Antennenarray zu bilden. Je mehr Patch-Antennen verwendet werden, desto schmaler ist das Antennenmuster der Gruppe. Es ist auch möglich, nur eine Antenne zum Senden und Empfangen eines Radarsignals zu verwenden, wobei in diesem Fall ein Schalter vorgesehen ist, um zwischen dem Sendezustand und dem Emp fangszustand umzuschalten. According to the exemplary embodiments, the radar control unit comprises a communication interface which can be connected to an antenna arrangement in order to receive the radar data obtained from the antenna arrangement. An antenna arrangement comprises, for example, one or more antennas, the antennas being patch antennas that are implemented on the chip. The transmit and receive patch antennas can, for example, be constructed on a substrate. 4 to 16 patch antennas or more can be built on a substrate to form an antenna array. The more patch antennas used, the narrower the antenna pattern of the group. It is also possible to use only one antenna for transmitting and receiving a radar signal, in which case a switch is provided in order to switch between the transmission state and the reception state.
Die Radarsteuerungseinheit kann ferner eine mit einem Fahrzeugkommunikations system verbindbare Kommunikationsschnittstelle umfassen, um die gefilterten Ra dardaten an eine Auswertungseinheit zu übertragen. Bei der Kommunikationsschnitt stelle handelt es sich bevorzugt um eine Schnittstelle zu einem Fahrzeugkommunika tionssystem mit hoher Bandbreite, wie beispielsweise Ethernet oder einen LVDS- Bus. So kann die Bandbreite kontrolliert werden und es werden kosteneffiziente Schnittstellen und Verbindungen für die Übertragung der Radardaten ermöglicht. The radar control unit can further comprise a communication interface that can be connected to a vehicle communication system in order to transmit the filtered radar data to an evaluation unit. The communication interface is preferably an interface to a vehicle communication system with a high bandwidth, such as Ethernet or an LVDS bus. In this way, the bandwidth can be controlled and cost-efficient interfaces and connections for the transmission of the radar data are made possible.
Bei der Auswertungseinheit kann es sich beispielsweise um eine zentrale Steue rungseinheit eines Kraftfahrzeugs oder eine Steuerungseinheit für autonomes oder teilautonomes Fahren handelt. Auch könnte es sich bei der Auswertungseinheit um eine dedizierte Auswertungseinheit für die Nachverarbeitung von Radarrohdaten handeln. Die Auswertungseinheit ermittelt beispielsweise modellbasiert "Ziellisten" oder verfolgte Objekte aus den von der Radarsteuerungseinheit empfangenen Roh daten. Der Prozessor der Radarsteuerungseinheit kann ferner dazu ausgelegt sein, eine verlustfreie Kompression der gefilterten Radardaten vorzunehmen. So kann die Ra darsteuerungseinheit optional auch eine weitere verlustfreie Kompression der gefil terten Radardaten vornehmen. Wenn Daten verlustfrei komprimiert werden, können die ursprünglichen Daten nach der Komprimierung aus den komprimierten Daten ver lustfrei wiederhergestellt werden. Die verlustfreie Komprimierung kann beispielsweise auf Algorithmen wie Lauflängenkodierung (RLC), Variabellängenkodierung (VLC), Huffman-Kodierung oder arithmetische Kodierung basieren. Wird verlustfrei kompri miert, so können die Radarrohdaten aus den komprimierten Radardaten rekonstruiert werden. Die verlustfrei komprimierten Radarrohdaten tragen - bis auf die eliminierten Teile, in denen keine Zielobjekte vorhanden sind - weiterhin den vollen Informations gehalt der Radarrohdaten. The evaluation unit can be, for example, a central control unit of a motor vehicle or a control unit for autonomous or semi-autonomous driving. The evaluation unit could also be a dedicated evaluation unit for the post-processing of radar raw data. The evaluation unit determines, for example, model-based “target lists” or tracked objects from the raw data received by the radar control unit. The processor of the radar control unit can also be designed to perform lossless compression of the filtered radar data. For example, the radar control unit can optionally perform a further lossless compression of the filtered radar data. If data is compressed without loss, the original data can be recovered from the compressed data without loss after compression. Lossless compression can be based, for example, on algorithms such as run length coding (RLC), variable length coding (VLC), Huffman coding or arithmetic coding. If compression is carried out without loss, the raw radar data can be reconstructed from the compressed radar data. The loss-free compressed radar raw data continues to carry the full information content of the radar raw data - apart from the eliminated parts in which there are no target objects.
Die Ausführungsbeispiele zeigen auch ein System umfassend eine Radarsteue rungseinheit, wie sie oben und in den detaillierten Ausführungsbeispielen beschrie ben wird, sowie eine Auswerteeinheit für den Empfang der von der Radarsteue rungseinheit gefilterten Radardaten, wobei die Auswerteeinheit einen Prozessor um fasst, der dazu ausgelegt ist, jene Teile der Radardaten, die durch die Filterung eli miniert wurden, mit erwartetem Rauschen zu füllen. The exemplary embodiments also show a system comprising a radar control unit as described above and in the detailed exemplary embodiments, and an evaluation unit for receiving the radar data filtered by the radar control unit, the evaluation unit comprising a processor which is designed to fill those parts of the radar data that were eliminated by the filtering with expected noise.
Bei der Auswerteeinheit kann es sich beispielsweise um ein Steuergerät (engl. ECU = electronic control unit oder ECM = electronic control module) handeln. Die Auswer teeinheit könnte eine Steuerungseinheit für autonomes Fahren sein oder eine zentra le Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs sein. Die Steuereinheit für autonomes Fahren (z.B. ein„Autopilot“) kann beispielsweise in einem autonomen Fahrzeug eingesetzt werden, so dass dieses ganz oder teilweise ohne Einfluss eines menschlichen Fah rers im Straßenverkehr agieren kann. Bei dem Prozessor kann es sich beispielswei se um eine Recheneinheit wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = central Processing unit) handeln, die Programminstruktionen ausführt. The evaluation unit can be, for example, a control device (ECU = electronic control unit or ECM = electronic control module). The evaluation unit could be a control unit for autonomous driving or a central control unit of a motor vehicle. The control unit for autonomous driving (e.g. an "autopilot") can be used in an autonomous vehicle, for example, so that it can operate in full or in part without the influence of a human driver in road traffic. The processor can be, for example, a computing unit such as a central processing unit (CPU) that executes program instructions.
Die Auswerteeinheit kann sich im Fahrzeug befinden, oder auch außerhalb oder teil weise außerhalb des Fahrzeugs. Die Rohradardaten können von dem Fahrzeug zu einem Server oder in ein Cloud-System übertragen werden, wo auf Grundlage der übermittelten Rohradardaten und eines geplanten Fahrmanövers eine optimale Fahrposition des Fahrzeugs ermittelt wird und das Ergebnis wieder an das Fahrzeug rückübermittelt wird. Demgemäß ist vorgesehen, dass die Zentralsteuerungseinheit bzw. Steuerlogik ganz oder teilweise auch außerhalb des Fahrzeugs liegen kann. So kann es sich bei der Steuerlogik beispielsweise um einen Algorithmus handeln, der auf einem Server oder einem Cloud-System abläuft. The evaluation unit can be located in the vehicle, or also outside or partially outside the vehicle. The pipe radar data can be transferred from the vehicle to a server or to a cloud system, where based on the transmitted pipe radar data and a planned driving maneuver, an optimal driving position of the vehicle is determined and the result is transmitted back to the vehicle. Accordingly, it is provided that the central control unit or control logic can also be located entirely or partially outside the vehicle. For example, the control logic can be an algorithm that runs on a server or a cloud system.
Die Ausführungsbeispiele offenbaren auch ein Kraftfahrzeug, das eine Radarsteue rungseinheit und/oder eine Auswertungseinheit, wie oben und in den Ausführungs beispielen beschrieben, umfasst. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein autonomes oder teilautonomes Kraftfahrzeug wie einen PKW, einen LKW oder dergleichen handeln. The exemplary embodiments also disclose a motor vehicle which comprises a radar control unit and / or an evaluation unit, as described above and in the exemplary embodiments. The vehicle can be, for example, an autonomous or semi-autonomous motor vehicle such as a car, a truck or the like.
Die Ausführungsbeispiele offenbaren ferner auch ein Verfahren, umfassend ein Fil tern von Radardaten, die von einer Antennenanordnung gewonnenen wurden, wobei bei der Filterung der Radardaten Teile der Radardaten, in denen kein potentielles Zielobjekt enthalten ist, eliminiert werden, um die Menge an Radardaten zu reduzie ren. Das Verfahren kann sämtliche oben bezüglich der Radarsteuerungseinheit und Auswertungseinheit beschriebenen Funktionen ausführen. The embodiments also disclose a method comprising filtering radar data obtained from an antenna arrangement, wherein when filtering the radar data, portions of the radar data that do not contain a potential target object are eliminated in order to reduce the amount of radar data ren. The method can perform all the functions described above with respect to the radar control unit and evaluation unit.
Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beige fügten Zeichnungen beschrieben, in denen: Embodiments will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 ein Blockdiagramm zeigt, das schematisch die Konfiguration eines Fahrzeugs mit einer Steuerungseinheit für autonomes (oder teilautonomes) Fahren, FIG. 1 shows a block diagram schematically illustrating the configuration of a vehicle with a control unit for autonomous (or semi-autonomous) driving,
FIG. 2 ein Blockdiagramm zeigt, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steue rungseinheit (ECU 1 , 2, 3, 4 und 5 in FIG. 1 ) darstellt, FIG. FIG. 2 shows a block diagram illustrating an exemplary configuration of a control unit (ECU 1, 2, 3, 4 and 5 in FIG. 1),
FIG. 3 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine aus dem Stand der Technik be kannte beispielhafte Radararchitektur, FIG. 4 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte beispielhafte Radararchitektur, FIG. 3 shows a schematic block diagram of an exemplary radar architecture known from the prior art, FIG. 4 shows, as a schematic block diagram, a further exemplary radar architecture known from the prior art,
FIG. 5 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine Radararchitektur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 5 shows a radar architecture according to an embodiment of the invention as a schematic block diagram,
FIG. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Radararchitektur mit mehreren hochinte grierten Sensor-Chips, FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a radar architecture with a plurality of highly integrated sensor chips,
FIG. 7 zeigt ein Verfahren zur Bereitstellung von kanalkodierten Radardaten. FIG. 7 shows a method for providing channel-coded radar data.
FIG. 1 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Fahrzeugs mit einer Steuerungseinheit für autonomes (oder teilautonomes) Fahren gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das autonome Fahr zeug ist ein Fahrzeug, das ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers im Straßen verkehr agieren kann. Beim autonomen Fahren übernimmt das Steuerungssystem des Fahrzeugs vollständig oder weitestgehend die Rolle des Fahrers. Autonome (bzw. teilautonome) Fahrzeuge können mit Hilfe verschiedener Sensoren ihre Umge bung wahrnehmen, aus den gewonnenen Informationen ihre Position und die ande ren Verkehrsteilnehmer bestimmen und mithilfe des Steuerungssystems und der Na vigationssoftware des Fahrzeugs das Fahrziel ansteuern und im Straßenverkehr ent sprechend agieren. FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a vehicle with a control unit for autonomous (or semi-autonomous) driving according to an embodiment of the present invention. The autonomous vehicle is a vehicle that can operate on the road without the influence of a human driver. In autonomous driving, the control system of the vehicle takes over the role of the driver entirely or as far as possible. Autonomous (or semi-autonomous) vehicles can use various sensors to perceive their surroundings, determine their position and the other road users from the information obtained, and use the vehicle's control system and navigation software to navigate to the destination and act accordingly on the road.
Das autonome Fahrzeug 1 umfasst mehrere elektronische Komponenten, welche via ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 28 miteinander verbunden sind. Das Fahr zeugkommunikationsnetzwerk 28 kann beispielsweise ein im Fahrzeug eingebautes standardgemäßes Fahrzeugkommunikationsnetzwerk wie etwa ein CAN-Bus (Con troller area network), ein LIN-Bus (local interconnect network), ein Ethernet-basierter LAN-Bus (local area network), ein MOST-Bus, ein LVDS-Bus oder dergleichen sein. The autonomous vehicle 1 comprises a number of electronic components which are connected to one another via a vehicle communication network 28. The vehicle communication network 28 can be, for example, a standard vehicle communication network installed in the vehicle, such as a CAN bus (controller area network), a LIN bus (local interconnect network), an Ethernet-based LAN bus (local area network), a MOST -Bus, an LVDS bus or the like.
In dem in FIG. 1 dargestellten Beispiel umfasst das autonome Fahrzeug 1 eine Steu erungseinheit 12 (ECU 1 ). Diese Steuerungseinheit 12 steuert ein Lenksystem. Das Lenksystem bezieht sich dabei auf die Komponenten, die eine Richtungssteuerung des Fahrzeugs ermöglichen. Das autonome Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Steue rungseinheit 14 (ECU 2), die ein Bremssystem steuert. Das Bremssystem bezieht sich dabei auf die Komponenten, die ein Bremsen des Fahrzeugs ermöglichen. Das autonome Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Steuerungseinheit 16 (ECU 3), die einen Antriebsstrang steuert. Der Antriebsstrang bezieht sich dabei auf die Antriebskompo nenten des Fahrzeugs. Der Antriebsstrang kann einen Motor, ein Getriebe, eine An- triebs-ZPropellerwelle, ein Differential und einen Achsantrieb umfassen. In the in FIG. 1, the autonomous vehicle 1 includes a control unit 12 (ECU 1). This control unit 12 controls a steering system. The Steering system refers to the components that enable directional control of the vehicle. The autonomous vehicle 1 further includes a control unit 14 (ECU 2) that controls a braking system. The braking system refers to the components that allow the vehicle to brake. The autonomous vehicle 1 further includes a control unit 16 (ECU 3) that controls a drive train. The drivetrain relates to the drive components of the vehicle. The drive train may include an engine, a transmission, a drive Z propeller shaft, a differential, and an axle drive.
Das autonome Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Steuerungseinheit für autonomes Fahren 18 (ECU 4). Die Steuerungseinheit für autonomes Fahren 18 ist dazu ausge legt, das autonome Fahrzeug 1 so zu steuern, dass dieses ganz oder teilweise ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers im Straßenverkehr agieren kann. Die Steue rungseinheit für autonomes Fahren 18 steuert ein oder mehrere Fahrzeugsubsyste me, während das Fahrzeug im autonomen Modus betrieben wird, nämlich das Bremssystem 14, das Lenksystem 12 und das Antriebssystem 14. Hierfür kann die Steuerungseinheit für autonomes Fahren 18 beispielsweise über das Fahrzeugkom munikationsnetzwerk 28 mit den entsprechenden Steuerungseinheiten 12, 14 und 16 kommunizieren. The autonomous vehicle 1 further comprises a control unit for autonomous driving 18 (ECU 4). The control unit for autonomous driving 18 is designed to control the autonomous vehicle 1 in such a way that it can operate in whole or in part without the influence of a human driver in road traffic. The control unit for autonomous driving 18 controls one or more vehicle subsystems while the vehicle is operated in the autonomous mode, namely the braking system 14, the steering system 12 and the drive system 14. For this purpose, the control unit for autonomous driving 18 can, for example, via the vehicle communication network 28 communicate with the corresponding control units 12, 14 and 16.
Die Steuerungseinheiten 12, 14 und 16 können ferner von den oben genannten Fahrzeugsubsystemen Fahrzeugbetriebsparameter empfangen, die diese mittels ei nem oder mehreren Fahrzeugsensoren erfassen. Fahrzeugsensoren sind vorzugs weise solche Sensoren, die einen Zustand des Fahrzeugs oder einen Zustand von Fahrzeugteilen erfassen, insbesondere deren Bewegungszustand. Die Sensoren können einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Gierraten-Sensor, einen Be schleunigungssensor, einen Lenkradwinkelsensor, einen Fahrzeuglastsensor, Tem peratursensoren, Drucksensoren und dergleichen umfassen. Beispielsweise können auch Sensoren entlang der Bremsleitung angeordnet sein, um Signale auszugeben, die den Bremsflüssigkeitsdruck an verschiedenen Stellen entlang der hydraulischen Bremsleitung anzeigen. Andere Sensoren in der Nähe des Rades können vorgese hen sein, welche die Radgeschwindigkeit und den Bremsdruck erfassen, der am Rad aufgebracht wird. Die Fahrzeugsensorik des autonomen Fahrzeugs 1 umfasst ferner eine Satellitenna vigationseinheit 24 (GPS-Einheit) und einen oder mehrere optische Sensoren 20, die dazu ausgelegt sind, optische Informationen zu erfassen. Die optischen Sensoren 20 können innerhalb des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Kamera in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs 1 zur Aufnahme von Bildern eines vor dem Fahrzeug befindlichen Bereichs eingebaut sein. The control units 12, 14 and 16 can also receive vehicle operating parameters from the above-mentioned vehicle subsystems, which parameters can be detected by means of one or more vehicle sensors. Vehicle sensors are preferably such sensors that detect a state of the vehicle or a state of vehicle parts, in particular their state of motion. The sensors may include a vehicle speed sensor, a yaw rate sensor, an acceleration sensor, a steering wheel angle sensor, a vehicle load sensor, temperature sensors, pressure sensors, and the like. For example, sensors can also be arranged along the brake line in order to output signals which indicate the brake fluid pressure at various points along the hydraulic brake line. Other sensors in the vicinity of the wheel can be provided which detect the wheel speed and the brake pressure which is applied to the wheel. The vehicle sensor system of the autonomous vehicle 1 further comprises a satellite navigation unit 24 (GPS unit) and one or more optical sensors 20, which are designed to detect optical information. The optical sensors 20 can be arranged inside the vehicle or outside the vehicle. For example, a camera can be installed in a front area of the vehicle 1 for taking pictures of an area in front of the vehicle.
Das autonome Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Radareinheit 26. Bei der Radareinheit 26 kann es sich beispielsweise um ein Dauerstrichradar (CW- Radar) oder ein modu liertes Dauerstrichradar (FMCW-Radar) handeln. Radardaten werden von der Rada reinheit 26 erfasst und beispielsweise an eine Zentralsteuerungseinheit 22 (oder al ternativ an die Steuerungseinheit für autonomes Fahren, ECU 4) übertragen. The autonomous vehicle 1 further comprises a radar unit 26. The radar unit 26 can be, for example, a continuous wave radar (CW radar) or a modulated continuous wave radar (FMCW radar). Radar data are acquired by the radar unit 26 and, for example, transmitted to a central control unit 22 (or alternatively to the control unit for autonomous driving, ECU 4).
Die Zentralsteuerungseinheit 22 ist dazu ausgelegt, die Radardaten von der Radar einheit 26 zu empfangen und die Radardaten zu verarbeiten. Die Radardaten umfas sen Informationen, wie beispielsweise die zeitliche Verschiebung zwischen Sende- und Empfangsradarstrahlen und Dopplerfrequenz. Basierend auf der Zeitverschie bung wird ein Abstand zwischen dem autonomen Fahrzeug 1 und einem Objekt be stimmt und eine relative Bewegung wird durch die Dopplerfrequenz bestimmt. Die Zentralsteuerungseinheit 22 kann die erhaltene Information selbst auswerten oder beispielsweise an die Steuerungseinheit für autonomes Fahren 18 weiter übertragen. The central control unit 22 is designed to receive the radar data from the radar unit 26 and to process the radar data. The radar data include information such as the time shift between transmit and receive radar beams and Doppler frequency. Based on the time shift, a distance between the autonomous vehicle 1 and an object is determined and a relative movement is determined by the Doppler frequency. The central control unit 22 can itself evaluate the information received or, for example, transmit it to the control unit for autonomous driving 18.
Wenn steuerungsseitig oder fahrerseitig ein Betriebszustand für das autonome Fah ren aktiviert ist, bestimmt die Steuerungseinheit für autonomes Fahren 18, auf Grundlage von zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene Fahrtstrecke, auf Grundlage der von der Radareinheit 26 empfangenen Daten, auf Grundlage von mittels Umweltsensoren aufgenommenen Umgebungsdaten, sowie auf Grundlage von mittels den Fahrzeugsensoren erfassten Fahrzeugbetriebsparametern, die der Steuerungseinheit 18 von den Steuerungseinheiten 12, 14 und 16 zugeleitet werden, Parameter für den autonomen Betrieb des Fahrzeugs (beispielsweise Soll- Geschwindigkeit, Soll-Moment, Abstand zum Vorausfahrzeug, Abstand zum Fahr bahnrand, Lenkvorgang und dergleichen). FIG. 2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steue rungseinheit (ECU 1 , 2, 3, 4 und 5 in FIG. 1 ) darstellt. Bei der Steuerungseinheit kann es sich beispielsweise um ein Steuergerät (electronic control unit ECU oder electronic control module ECM) handeln. Die Steuerungseinheit umfasst einen Pro zessor 210. Bei dem Prozessor 210 kann es sich beispielsweise um eine Rechen einheit wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = central Processing unit) han deln, die Programminstruktionen ausführt. Die Radarsteuerungseinheit umfasst fer ner einen Nur-Lese-Speicher, ROM 230 (ROM = Read-only memory) und einem Di rektzugriffsspeicher, RAM 220 (RAM = Random Access Memory) (z. B. dynamischer RAM ("DRAM"), synchron DRAM ("SDRAM") usw.), die als Programmspeicherbe reich und als Datenspeicherbereich dienen. Ferner umfasst die Radarsteuerungsein heit zur Speicherung von Daten und Programmen ein Speicherlaufwerk 260, wie bei spielsweise ein Festplattenlaufwerk (hard disk drive: HDD), ein Flashspeicher- Laufwerk oder ein nicht flüchtiges Festkörperlaufwerk (solid state drive: SSD). Die Steuerungseinheit umfasst ferner eine Fahrzeugkommunikationsnetzwerk-Interface 240, über welche die Steuerungseinheit mit dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk (28 in FIG. 2) kommunizieren kann. Jede der Einheiten der Steuerungseinheit ist über ein Kommunikationsnetzwerk 250 verbunden. Insbesondere kann die Steue rungseinheit der FIG. 2 als eine Implementierung der Zentralsteuerungseinheit 22, ECU 5, der FIG. 1 dienen, wobei ROM 230, RAM 220 und Speicherlaufwerk 260 als Programmspeicherbereich für Programme zur Auswertung von Radardaten (z.B. dem Prozess der FIG. 11 ) und als Datenspeicherbereich für Radardaten dienen. If an operating state for the autonomous driving is activated on the control side or on the driver side, the control unit for autonomous driving 18 determines, on the basis of available data about a predetermined travel distance, on the basis of the data received by the radar unit 26, on the basis of data recorded by environmental sensors Ambient data, as well as parameters for the autonomous operation of the vehicle (for example target speed, target torque, distance to the vehicle in front, distance to the vehicle) based on vehicle operating parameters detected by the vehicle sensors and supplied to the control unit 18 by the control units 12, 14 and 16 Lane edge, steering process and the like). FIG. 2 shows a block diagram illustrating an exemplary configuration of a control unit (ECU 1, 2, 3, 4 and 5 in FIG. 1). The control unit can be, for example, a control unit (electronic control unit ECU or electronic control module ECM). The control unit includes a processor 210. The processor 210 can be, for example, a computing unit such as a central processing unit (CPU) that executes program instructions. The radar control unit further comprises a read-only memory, ROM 230 and a direct access memory, RAM 220 (RAM = Random Access Memory) (e.g. dynamic RAM ("DRAM"), synchronously DRAM ("SDRAM"), etc.) that are rich in program memory and serve as data storage area. Furthermore, the radar control unit for storing data and programs includes a storage drive 260, such as, for example, a hard disk drive (HDD), a flash memory drive or a non-volatile solid state drive (SSD). The control unit further includes a vehicle communication network interface 240, via which the control unit can communicate with the vehicle communication network (28 in FIG. 2). Each of the units of the control unit is connected via a communication network 250. In particular, the control unit of FIG. 2 as an implementation of the central control unit 22, ECU 5, FIG. 1, with ROM 230, RAM 220 and storage drive 260 serving as a program storage area for programs for evaluating radar data (for example the process of FIG. 11) and as a data storage area for radar data.
FIG. 3 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine aus dem Stand der Technik be kannte beispielhafte Radararchitektur. Eine Radareinheit 26 weist einen RF-Chip 301 auf. Bei dem RF-Chip 301 kann es sich beispielsweise um einen Single-Chip-Radar handeln, bei dem mehrere Antennen für beispielsweise den Millimeterwellenbereich (hier n Sendeantennen TX und m Empfangsantennen RX) in einem Chip ausgebildet sind. Eine solche Integration ist möglich, da der Radar-Frequenzbereich winzige An tennen möglich macht. Die Größe anderer notwendiger Komponenten, wie z.B. In duktivitäten ist reduziert, so dass der RF-Chip 301 in einem Massenproduktions- Halbleiterprozess, wie er für Mikroprozessoren verwendet wird, hergestellt werden kann. Der RF-Chip 301 erzeugt die Radarsignale und empfängt die reflektierten Sig nale. Der RF-Chip 301 führt ferner eine A/D-Konvertierung der erzeugten Daten durch und gibt diese als A/D-konvertiertes Basisbandsignal an ein Interface 302 wei ter, das als Schnittstelle zu einem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 28 dient, bei spielsweise ein Serialisierer/De-Serialisierer. Die Radareinheit 26 ist über dieses Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 28 mit einer Prozessoreinheit 303 („CPU“ = Cent ral Processing Unit) verbunden. Bei der Prozessoreinheit 303 kann es sich bei spielsweise um die Zentralsteuerungseinheit 22 („Fahrzeug-Controller“) aus Fig. 1 , um die Steuerungseinheit 18 für autonomes Fahren aus Fig. 1 , oder um eine zentrale Radar-Verarbeitungseinheit handeln, die für die Weiterverarbeitung der Radardaten vorgesehen ist. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Fahrzeugkommunikati onsnetzwerk 28 um eine serielle Verbindung mit hoher Datenrate, z.B. um eine Da tenverbindung gemäß dem Schnittstellenstandard LVDS („Low Voltage Differential Signaling“) oder um ein Ethernet-Datennetz. Die hohe Daten rate des Fahrzeugkom munikationsnetzwerks 28 ermöglicht eine direkte Übermittlung des A/D-konvertiertes Basisbandsignals an die Prozessoreinheit 303. FIG. 3 shows a schematic block diagram of an exemplary radar architecture known from the prior art. A radar unit 26 has an RF chip 301. The RF chip 301 can be, for example, a single-chip radar, in which a plurality of antennas for, for example, the millimeter-wave range (here n transmit antennas TX and m receive antennas RX) are formed in one chip. Such integration is possible because the radar frequency range makes tiny antennas possible. The size of other necessary components, such as inductivities, is reduced, so that the RF chip 301 is produced in a mass production semiconductor process, as is used for microprocessors can. The RF chip 301 generates the radar signals and receives the reflected signals. The RF chip 301 also carries out an A / D conversion of the generated data and passes it on as an A / D-converted baseband signal to an interface 302 which serves as an interface to a vehicle communication network 28, for example a serializer / de- Serializer. The radar unit 26 is connected via this vehicle communication network 28 to a processor unit 303 (“CPU” = central processing unit). The processor unit 303 can be, for example, the central control unit 22 (“vehicle controller”) from FIG. 1, the control unit 18 for autonomous driving from FIG. 1, or a central radar processing unit that is used for further processing the radar data is provided. In this example, the vehicle communication network 28 is a serial connection with a high data rate, for example a data connection according to the interface standard LVDS (“Low Voltage Differential Signaling”) or an Ethernet data network. The high data rate of the vehicle communication network 28 enables a direct transmission of the A / D-converted baseband signal to the processor unit 303.
FIG. 4 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte beispielhafte Radararchitektur. Wie im Beispiel der FIG. 3 weist eine Radareinheit 26 einen RF-Chip 301 mit mehreren Antennen für beispielsweise den Millimeterwellenbereich (hier n Sendeantennen TX und m Empfangsantennen RX) auf, die in einem Chip ausgebildet sind. Der RF-Chip 301 erzeugt die Radarsig nale und empfängt die reflektierten Signale. Der RF-Chip 301 führt ferner eine A/D- Konvertierung der erzeugten Daten durch und gibt diese als A/D-konvertiertes Basis bandsignal an einen Radar-Mikroprozessor 304 weiter. Der Radar-Mikroprozessor 304 führt eine Vorverarbeitung der Radardaten durch. Beispielsweise erzeugt der Radar-Mikroprozessor 304 aus den Radardaten eine Zielobjekt-Liste („ungetrackt“) oder eine Objekt-Liste („getrackt“) und gibt diese an das Interface 302 zum Fahr zeugkommunikationsnetzwerk 28 weiter. Die Radareinheit 26 ist über dieses Fahr zeugkommunikationsnetzwerk 28 mit einer Prozessoreinheit 303 („CPU“ = Central Processing Unit) verbunden. Bei der Prozessoreinheit 303 kann es sich beispielswei se um die Zentralsteuerungseinheit 22 („Fahrzeug-Controller“) aus Fig. 1 , um die Steuerungseinheit 18 für autonomes Fahren aus Fig. 1 , oder um eine zentrale Radar- Verarbeitungseinheit handeln, die für die Weiterverarbeitung der Radardaten vorge sehen ist. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Fahrzeugkommunikationsnetz werk 28 um eine serielle Verbindung mit geringerer Datenrate, z.B. um eine Daten verbindung gemäß dem Schnittstellenstandard CAN-FD („Low Voltage Differential Signaling“). Da nicht das gesamte A/D-konvertierte Basisbandsignal übertragen wird, reicht eine geringere Daten rate für die Übertragung an die Prozessoreinheit 303 aus. FIG. 4 shows a schematic block diagram of a further exemplary radar architecture known from the prior art. As in the example of FIG. 3, a radar unit 26 has an RF chip 301 with a plurality of antennas for, for example, the millimeter wave range (here n transmit antennas TX and m receive antennas RX), which are formed in one chip. The RF chip 301 generates the radar signals and receives the reflected signals. The RF chip 301 also carries out an A / D conversion of the generated data and forwards this as an A / D-converted baseband signal to a radar microprocessor 304. The radar microprocessor 304 pre-processes the radar data. For example, the radar microprocessor 304 generates a target object list (“untracked”) or an object list (“tracked”) from the radar data and forwards this to the interface 302 to the vehicle communication network 28. The radar unit 26 is connected via this vehicle communication network 28 to a processor unit 303 (“CPU” = Central Processing Unit). The processor unit 303 can be, for example, the central control unit 22 (“vehicle controller”) from FIG. 1, the control unit 18 for autonomous driving from FIG. 1, or a central radar Act processing unit that is provided for the further processing of the radar data. In this example, the vehicle communication network 28 is a serial connection with a lower data rate, for example a data connection according to the interface standard CAN-FD (“Low Voltage Differential Signaling”). Since the entire A / D-converted baseband signal is not transmitted, a lower data rate is sufficient for the transmission to the processor unit 303.
FIG. 5 zeigt als schematisches Blockdiagramm eine Radararchitektur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Radareinheit 26 weist einen hochintegrier ten Sensor-Chip 50 auf, auf dem in einer RF-Einheit 501 mehrere Antennen für bei spielsweise den Millimeterwellenbereich (hier n Sendeantennen TX und m Emp fangsantennen RX) ausgebildet sind. Die RF-Einheit 501 erzeugt die Radarsignale und empfängt die reflektierten Signale. Die RF-Einheit 501 führt ferner eine A/D- Konvertierung der erzeugten Daten durch und gibt diese als A/D-konvertiertes Basis bandsignal an eine ebenfalls auf dem Sensor-Chip 50 ausgebildete Kanalkodie rungseinheit 506 weiter. FIG. 5 shows a radar architecture according to an exemplary embodiment of the invention as a schematic block diagram. A radar unit 26 has a highly integrated sensor chip 50, on which a plurality of antennas are formed in an RF unit 501 for example the millimeter wave range (here n transmit antennas TX and m receive antennas RX). The RF unit 501 generates the radar signals and receives the reflected signals. The RF unit 501 also carries out an A / D conversion of the generated data and passes this as an A / D-converted baseband signal to a channel coding unit 506 which is also formed on the sensor chip 50.
Die Kanalkodierungseinheit 506 kodiert das Basisbandsignal der RF-Einheit 501 mit einem Kanalcode. Diese Kodierung des Basisbandsignals der RF-Einheit 501 mit einem Kanalcode ermöglicht ein paralleles Senden multipler Sender im MIMO Be trieb. Damit kann der Sensor-Chip 50 zusammen mit mehreren anderen gleichartigen Sensor-Chips zu einer großflächigen Radararchitektur kombiniert werden. Durch die kanalweise Kodierung kann eine hohe Kanalzahl realisiert werden. Mittels der Kanal codes werden die Basisbandsignale der verschiedenen Sender (hier Sensorchips) dekorelliert. Im Empfänger (siehe CPU 303) können die Daten der verschiedenen Sender mittels der Kanalcodes dekorreliert werden. Die Kanalkodierungseinheit 506 führt beispielsweise eine digitale Modulation des Basisbandsignagis mit dem Kanal code durch, die eine volle parallele MIMO-Übertragung der Daten von mehreren gleichartigen Sensoren ermöglicht. Die Kanalkodierungseinheit 506 kann beispiels weise die dem Fachmann aus dem Mobilfunk bekannte FFT/DMR Code- Decorrelation einsetzen, um die Kanalkodierung zu realisieren („DMR“ =„Digitam Mobile Radio“). Aus dem Mobilfunk bekannte Modulationsstrategien wie Code- Wechsel und Frequency-Hopping können übernommen werden, um die Mehrkanal- Datenübertragung zu optimieren. Eine auf dem Sensor-Chip 50 ausgebildete Datenkompressionseinheit 507 kompri miert das kanalkodierte Basisbandsignal. Eine intelligente Datenkompression führt zu einer höheren effektiven Bandbreite bei der Datenübertragung, was eine kohärente Nutzung der Daten mehrerer Sensoren erleichtert. Beispielsweise kann eine beliebi ge Spektrum-Kompression eingesetzt werden. Eine unkomprimierte Übertragung der Daten eines einzelnen hochauflösenden Sensors würde Datenraten von über >10Gb/s erfordern, was hohe Kosten für die Schnittstelle bedeuten würden. Dies wird durch die komprimierte Übertragung der Daten vermieden. The channel coding unit 506 encodes the baseband signal of the RF unit 501 with a channel code. This coding of the baseband signal of the RF unit 501 with a channel code enables parallel transmission of multiple transmitters in the MIMO mode. The sensor chip 50 can thus be combined with a number of other similar sensor chips to form a large-area radar architecture. A high number of channels can be realized through the channel-by-channel coding. The baseband signals of the various transmitters (here sensor chips) are decorated using the channel codes. In the receiver (see CPU 303), the data from the various transmitters can be decorrelated using the channel codes. The channel coding unit 506, for example, digitally modulates the baseband signal with the channel code, which enables a full parallel MIMO transmission of the data from a plurality of sensors of the same type. The channel coding unit 506 can, for example, use the FFT / DMR code decorrelation known to the person skilled in the art from mobile radio in order to implement the channel coding (“DMR” = “Digitam Mobile Radio”). Modulation strategies known from mobile radio such as code change and frequency hopping can be adopted in order to optimize the multi-channel data transmission. A data compression unit 507 formed on the sensor chip 50 compresses the channel-coded baseband signal. Intelligent data compression leads to a higher effective bandwidth for data transmission, which facilitates the coherent use of data from multiple sensors. For example, any spectrum compression can be used. Uncompressed transmission of data from a single high-resolution sensor would require data rates of> 10Gb / s, which would mean high costs for the interface. This is avoided by the compressed transmission of the data.
Eine auf dem Mikrochip pC ausgebildete Datenverschlüsselungseinheit 508 ver schlüsselt das komprimierte, kanalkodierte Basisbandsignal. Diese Datenverschlüs selung ermöglicht eine sichere Datenübertragung zur Prozessoreinheit 303. A data encryption unit 508 formed on the microchip pC encrypts the compressed, channel-coded baseband signal. This data encryption enables secure data transmission to the processor unit 303.
Ein Interface 502, das als Schnittstelle zum Fahrzeugkommunikationssystem 28 dient, beispielsweise eine Line-Driver, sendet das verschlüsselte, komprimierte, ka nalkodierte Basisbandsignal an eine Prozessoreinheit 303. Bei der Prozessoreinheit 303 kann es sich beispielsweise um die Zentralsteuerungseinheit 22 („Fahrzeug- Controller“) aus Fig. 1 , um die Steuerungseinheit 18 für autonomes Fahren aus Fig.An interface 502, which serves as an interface to the vehicle communication system 28, for example a line driver, sends the encrypted, compressed, channel-coded baseband signal to a processor unit 303. The processor unit 303 can be, for example, the central control unit 22 (“vehicle controller” 1 from FIG. 1 to control unit 18 for autonomous driving from FIG.
1 , oder um eine zentrale Radar-Verarbeitungseinheit handeln, die für die Weiterver arbeitung der Radardaten vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 28 um eine serielle Verbindung mit hoher Datenrate, z.B. um eine Datenverbindung gemäß dem Schnittstellenstandard LVDS („Low Voltage Differential Signaling“) oder um ein Ethernet-Datennetz. Die ho he Daten rate des Fahrzeugkommunikationsnetzwerks 28 ermöglicht eine direkte Übermittlung des vollständigen Basisbandsignals an die Prozessoreinheit 303. 1, or act as a central radar processing unit, which is provided for the further processing of the radar data. In this embodiment, the vehicle communication network 28 is a serial connection with a high data rate, e.g. a data connection according to the LVDS interface standard ("Low Voltage Differential Signaling") or an Ethernet data network. The high data rate of the vehicle communication network 28 enables a direct transmission of the complete baseband signal to the processor unit 303.
Ein ebenfalls auf dem Sensor-Chip 50 ausgebildeter Jamming-Monitor 509 führt auf Grundlage des kanal kodierten Basisbandsignals eine Steuerung der RF-Einheit 501 durch. Der Jamming-Monitor 509 führt eine Online-Überwachung des von der RF- Einheit 501 erzeugten Basisbandsignals durch und überprüft dieses auf potentiell auftretende Einflüsse durch Störsignale. Entdeckt der Jamming-Monitor 509 eine Störung, so verändert er Parameter der RF-Einheit, beispielsweise indem die Fre quenz des ausgesandten Radarsignals verändert wird. Eine ebenfalls auf dem Sensor-Chip 50 ausgebildete Überwachungseinheit 510 führt ein Monitoring des Sensor-Chips gemäß dem ASIL-Standard durch. Die Überwa chungseinheit 510 kann beispielsweise eine Hardware-Überwachung gemäß dem ASIL-B-Standard oder ASIL-C-Standard durchführen. ASIL (Automotive Safety Integ- rity Level) ist eine Risikoklassifizierung nach der Norm ISO 26262 - Funktionale Si cherheit für Straßenfahrzeuge. ASIL ermöglicht die Durchführung einer Risikoanaly se, bei der eine potenzielle Gefährdung durch Hardware-Fehler anhand des Schwe regrades, der Exposition und der Kontrollierbarkeit des Betriebsszenarios des Fahr zeugs ermittelt wird. Das Ergebnis der ASIL-Überwachung kann von der Überwa chungseinheit 510 über das Fahrzeugkommunikationssystem 28 an die Prozesso reinheit 303 gesendet werden, die eine ASIL-Risikoklassifizierung des gesamten Be triebsszenarios vornimmt und ggf. Warnungen an den Fahrer oder die Fahrzeugin sassen ausgibt oder Notfallmaßnahmen einleitet. A jamming monitor 509, which is also formed on the sensor chip 50, controls the RF unit 501 on the basis of the channel-coded baseband signal. The jamming monitor 509 carries out an online monitoring of the baseband signal generated by the RF unit 501 and checks it for potential influences from interference signals. If the jamming monitor 509 detects a fault, it changes parameters of the RF unit, for example by changing the frequency of the radar signal emitted. A monitoring unit 510, which is also formed on the sensor chip 50, monitors the sensor chip in accordance with the ASIL standard. The monitoring unit 510 can, for example, carry out hardware monitoring in accordance with the ASIL-B standard or ASIL-C standard. ASIL (Automotive Safety Integrity Level) is a risk classification according to the ISO 26262 standard - functional safety for road vehicles. ASIL enables a risk analysis to be carried out, in which a potential risk from hardware faults is determined based on the degree of severity, the exposure and the controllability of the operating scenario of the vehicle. The result of the ASIL monitoring can be sent from the monitoring unit 510 via the vehicle communication system 28 to the process unit 303, which carries out an ASIL risk classification of the entire operating scenario and, if appropriate, issues warnings to the driver or the vehicle occupants or initiates emergency measures.
Die Zentralsteuerungseinheit 22 sendet Steuersignale für die Synchronisierung der (pseudo)-kohärenten Verarbeitung von mehreren Sensorchips durch. Diese Syn chronisierung ermöglicht beispielsweise eine Synchroniserung im Bereich von ~ 1 ps oder weniger für eine (pseudo) kohärente Verarbeitung der Signale mehrerer Senso ren. The central control unit 22 transmits control signals for the synchronization of the (pseudo) coherent processing of a plurality of sensor chips. This synchronization enables, for example, synchronization in the range of ~ 1 ps or less for (pseudo) coherent processing of the signals from multiple sensors.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist der Line-Driver 502 als ein vom Mikrochip 50 separater zweiter Mikrochip realisiert. In alternativen Ausführungsbeispielen könnte der Line-Driver 502 jedoch auch zusammen mit den Einheiten 501 , 506, 507, 508 und 509 auf dem hochintegrierten Mikrochip 50 ausgebildet sein. In the exemplary embodiment in FIG. 5, the line driver 502 is implemented as a second microchip separate from the microchip 50. In alternative exemplary embodiments, however, the line driver 502 could also be formed on the highly integrated microchip 50 together with the units 501, 506, 507, 508 and 509.
Im Ausführungbeispiel der Fig. 5 sind die Einheiten 501 , 506, 507, 508 und 509 auf einem RF-Chipsatz ausgebildet. Die Integration der Einheiten 501 , 506, 507, 508 und 509 auf dem RF-Chipsatz ermöglicht es, eine hohe Kanalzahl, eine effektive Kodie rung, und eine Daten red uktion kostengünstig durch Hochintegration zu erreichen.5, the units 501, 506, 507, 508 and 509 are formed on an RF chipset. The integration of the units 501, 506, 507, 508 and 509 on the RF chipset makes it possible to achieve a high number of channels, an effective coding and data reduction at low cost through high integration.
Der Sensor-Chip 50 kann als voll-integriertert Radar-Chip bezeichnet werden und beispielsweise mit RF-CMOS-Technologie umgesetzt werden. Der Sensor-Chip kann beispielsweise auf Silizium ausgebildet werden. Da die Einheiten 501 , 506, 507, 508 und 509 als Hardware auf dem Sensor-Chip hochintegriert werden, kann insbeson dere auf Software auf dem Sensor verzichtet werden, was die Komplexität des Sys tems weiter verringert. Dies ist vorteilhaft gegenüber der Lösung aus Fig. 4, wo eine Vorverarbeitung der Radardaten mittels Software auf einem Radar-Mikrokontroller 304 stattfindet. The sensor chip 50 can be referred to as a fully integrated radar chip and can be implemented using RF-CMOS technology, for example. The sensor chip can be formed on silicon, for example. Since the units 501, 506, 507, 508 and 509 are highly integrated as hardware on the sensor chip, in particular software on the sensor can be dispensed with, which further reduces the complexity of the system. This is advantageous compared to the solution from FIG. 4, where the radar data is preprocessed using software on a radar microcontroller 304.
Ein oder mehrere solcher hochintegrierter Sensor-Chips 50 der Fig. 5 können als eine hochintegrierte Radar-Architektur für ein verteiltes Radar-Set-Up dienen. Dies ist in der folgenden Figur 6 veranschaulicht. One or more of such highly integrated sensor chips 50 of FIG. 5 can serve as a highly integrated radar architecture for a distributed radar set-up. This is illustrated in the following Figure 6.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Radararchitektur mit mehreren hochinte grierten Sensor-Chips. Eine Radararchitektur 26 umfasst eine Anzahl N an Sensor- Chips 50. Jeder der Sensor-Chips 50 ist mit einem Fahrzeugkommunikationssystem 28 verbunden und überträgt über dieses ein kanal kodiertes Basisbandsignal an ei nen Empfänger, beispielsweise an eine Zentralsteuerungseinheit 22, eine Steuerein heit für autonomes Fahren, und/oder eine zentrale Radarverarbeitungseinheit 60. In diesem Ausführungsbeispiel wird zur effizienten Übertragung der Sensordaten eine MIMO-Technik verwendet. Der Empfänger kann mittels der Kanalcodes die Signale der verschiedenen Sensor-Chips 50 dekorellieren und diese ggf. entschlüsseln und dekomprimieren. Da die einzelnen Sensor-Chips über eine einheitliche kanalkodierte Kommunikationstechnologie mit den Verarbeitungeinheiten kommunizieren, ergibt sich eine reduzierte Komplexizität der Radararchitektur. 6 shows an exemplary embodiment of a radar architecture with a plurality of highly integrated sensor chips. A radar architecture 26 comprises a number N of sensor chips 50. Each of the sensor chips 50 is connected to a vehicle communication system 28 and uses this to transmit a channel-coded baseband signal to a receiver, for example to a central control unit 22, a control unit for autonomous driving , and / or a central radar processing unit 60. In this exemplary embodiment, MIMO technology is used for the efficient transmission of the sensor data. Using the channel codes, the receiver can decorate the signals of the various sensor chips 50 and, if necessary, decrypt and decompress them. Since the individual sensor chips communicate with the processing units via a uniform channel-coded communication technology, the radar architecture is reduced in complexity.
Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Bereitstellung von kanalkodierten Radardaten. Bei Schritt S100 werden Radardaten erzeugt. Bei Schritt S110 werden die Radardaten kanalkodiert. Bei Schritt S120 erfolgt eine Überwachen auf Störsignale. Bei Schritt S130 werden die kanal kodierten Radardaten komprimiert. Bei Schritt S140 werden die kanal kodierten Radardaten verschlüsselt. Bei Schritt S140 werden die kanalko dierten Radardaten über ein Fahrzeugkommunikationssystem an einen Empfänger übermittelt. Bezuqszeichen 7 shows a method for providing channel-coded radar data. Radar data is generated in step S100. At step S110, the radar data is channel coded. In step S120, monitoring for interference signals is carried out. At step S130, the channel encoded radar data is compressed. At step S140, the channel encoded radar data is encrypted. At step S140, the channel coded radar data is transmitted to a receiver via a vehicle communication system. Reference sign
Steuerungseinheit für Lenksystem Control unit for steering system
Steuerungseinheit für Bremssystem Control unit for brake system
Steuerungseinheit für Antriebstrang Control unit for drive train
Steuerungseinheit für autonomes Fahren Control unit for autonomous driving
optische Sensoren optical sensors
Zentralsteuerungseinheit Central control unit
Satellitennavigationseinheit Satellite navigation unit
Radareinheit Radar unit
Fahrzeugkommunikationsnetzwerk  Vehicle communication network
Prozessor einer Steuerungseinheit  Processor of a control unit
RAM einer Steuerungseinheit  RAM of a control unit
ROM einer Steuerungseinheit  ROM of a control unit
Fahrzeugkommunikationsnetzwerk-Interface einer  Vehicle communication network interface one
Steuerungseinheit  Control unit
Kommunikationsnetzwerk einer Steuerungseinheit externes Speicherlaufwerk einer Steuerungseinheit  Communication network of a control unit external storage drive of a control unit
RF-Chip RF chip
Interface zum Fahrzeugkommunikationssystem  Interface to the vehicle communication system
(Serialisierer/De-Serialisierer) (Serializer / de-serializer)
Prozessoreinheit  Processor unit
Radar-mO  Radar mO
hochintegrierten Chips highly integrated chips
RF-Einheit des hochintegrierten Chips  RF unit of the highly integrated chip
Interface zum Fahrzeugkommunikationssystem (Line-Driver) Interface to the vehicle communication system (line driver)
Kanalkodierungseinheit des hochintegrierten Chips Channel coding unit of the highly integrated chip
Datenkompressions-Einheit des hochintegrierten Chips Data compression unit of the highly integrated chip
Datenverschlüsselungs-Einheit des hochintegrierten ChipsData encryption unit of the highly integrated chip
Jamming-Monitor des hochintegrierten Chips Highly integrated chip jamming monitor
ASIL-Monitoring des hochintegrierten Chips  ASIL monitoring of the highly integrated chip

Claims

Ansprüche Expectations
1. Sensor-Chip, umfassend 1. Sensor chip, comprehensive
eine RF-Einheit (501 ) mit ein oder mehreren Antennen (TX, RX), wobei die RF- Einheit dazu ausgelegt ist, Radardaten zu erzeugen; an RF unit (501) with one or more antennas (TX, RX), the RF unit being designed to generate radar data;
eine Kanalkodierungseinheit (506), die dazu ausgelegt ist, die von der RF-Einheit erzeugten Radardaten mit einem Kanalcode zu kodieren; a channel coding unit (506) configured to encode the radar data generated by the RF unit with a channel code;
wobei die RF-Einheit (501 ) und die Kanalkodierungseinheit (506) auf dem Sensor- Chip (50) ausgebildet sind. wherein the RF unit (501) and the channel coding unit (506) are formed on the sensor chip (50).
2. Sensor-Chip nach Anspruch 1 , wobei die Kanalkodierungseinheit (506) dazu ausgelegt ist, ein paralleles Senden im MIMO Betrieb zu ermöglichen. 2. Sensor chip according to claim 1, wherein the channel coding unit (506) is designed to enable parallel transmission in MIMO mode.
3. Sensor-Chip nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kanalkodie rungseinheit (506) eine FFT/DMR Code-Decorrelation-Technik für die Kanalkodie rung einsetzt. 3. Sensor chip according to one of the preceding claims, wherein the channel coding unit (506) uses an FFT / DMR code decorrelation technique for the channel coding.
4. Sensor-Chip nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kanalkodie rungseinheit (506) dazu ausgelegt ist, Modulationsstrategien wie Code-Wechsel und4. Sensor chip according to one of the preceding claims, wherein the channel encoding unit (506) is designed to modulation strategies such as code change and
Frequency-Hopping durchzuführen. Perform frequency hopping.
5. Sensor-Chip nach einem der vorstehenden Ansprüche, der ferner eine auf dem Sensor-Chip (50) ausgebildete Datenkompressionseinheit (507) umfasst, die dazu ausgelegt ist, die kanal kodierten Radardaten zu komprimieren, und/oder eine auf dem Sensor-Chip (50) ausgebildete Datenverschlüsselungseinheit (508) umfasst, die dazu ausgelegt ist, die kanal kodierten Radardaten zu verschlüsseln. 5. Sensor chip according to one of the preceding claims, further comprising a data compression unit (507) formed on the sensor chip (50), which is designed to compress the channel-coded radar data, and / or one on the sensor chip (50) trained data encryption unit (508), which is designed to encrypt the channel-coded radar data.
6. Sensor-Chip nach einem der vorstehenden Ansprüche, der ferner eine auf dem Sensor-Chip (50) implementierte Störsignalsüberwachungseinheit (509) und/oder eine auf dem Sensor-Chip (50) implementierte Risikoüberwachungseinheit (510) umfasst. 6. Sensor chip according to one of the preceding claims, further comprising an interference signal monitoring unit (509) implemented on the sensor chip (50) and / or a risk monitoring unit (510) implemented on the sensor chip (50).
7. Radardaten-Verarbeitungseinheit, die einen Prozessor (210, 303) umfasst, der dazu ausgelegt ist, Radardaten zu empfangen, die von mehreren Sensor-Chips (50) bereitgestellt werden, und die empfangenen Radardaten mit vorbestimmten Kanal codes zu dekorrelieren, die für die jeweiligen Sensor-Chips (50) spezifiziert sind. 7. Radar data processing unit, comprising a processor (210, 303), which is designed to receive radar data provided by a plurality of sensor chips (50) and to decorrelate the received radar data with predetermined channel codes that are used for the respective sensor chips (50) are specified.
8. Radardaten-Verarbeitungseinheit nach Anspruch 7, die dazu ausgelegt ist, eine Synchronisierung einer kohärenten Verarbeitung der Radardaten von mehreren Sensorchips (50) durchzuführen. 8. Radar data processing unit according to claim 7, which is designed to carry out a synchronization of a coherent processing of the radar data from a plurality of sensor chips (50).
9. Radararchitektur, umfassend ein oder mehrere Sensor-Chips (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in denen jeweils eine RF-Einheit (501 ) und einer Kanalkodie rungseinheit (506) ausgebildet sind, sowie eine Radardaten-Verarbeitungseinheit (18, 22, 60, 303) nach Anspruch 7, welche die von den Sensor-Chips (50) bereitge stellten Radardaten mit einem spezifischen Kanalcode dekorreliert. 9. radar architecture comprising one or more sensor chips (50) according to one of claims 1 to 6, in each of which an RF unit (501) and a channel coding unit (506) are formed, and a radar data processing unit (18, 22, 60, 303) according to claim 7, which decorrelates the radar data provided by the sensor chips (50) with a specific channel code.
10. Verfahren, umfassend 10. Process comprising
Erzeugen von Radardaten, mittels einer RF-Einheit (501 ) mit ein oder mehreren An tennen (TX, RX); und  Generating radar data by means of an RF unit (501) with one or more antennas (TX, RX); and
Kodieren der erzeugten Radardaten mit einem Kanalcode.  Encoding the generated radar data with a channel code.
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