CN109477892A - 用于环境检测的车辆雷达 - Google Patents

用于环境检测的车辆雷达 Download PDF

Info

Publication number
CN109477892A
CN109477892A CN201780040947.7A CN201780040947A CN109477892A CN 109477892 A CN109477892 A CN 109477892A CN 201780040947 A CN201780040947 A CN 201780040947A CN 109477892 A CN109477892 A CN 109477892A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radar
radar system
spectral density
signal
measurement point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780040947.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109477892B (zh
Inventor
塞巴斯蒂安·马希
周毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Electronics Sweden
Original Assignee
Swede Sweden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swede Sweden filed Critical Swede Sweden
Publication of CN109477892A publication Critical patent/CN109477892A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109477892B publication Critical patent/CN109477892B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/895—Side looking radar [SLR]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9004—SAR image acquisition techniques
    • G01S13/9017—SAR image acquisition techniques with time domain processing of the SAR signals in azimuth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/356—Receivers involving particularities of FFT processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • G01S2013/0263—Passive array antenna
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9314—Parking operations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93274—Sensor installation details on the side of the vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本公开涉及车辆FMCW多普勒雷达系统(3)，所述雷达系统包括发射器装置(4)、接收器装置(7)和至少一个控制单元(15)。所述雷达系统(3)被布置成发射信号(11)、接收反射信号(12)，并且在至少两个雷达周期期间沿主视场(10)从所接收的反射信号(12)中获得多个测量结果，其中每个雷达周期包括多个FMCW斜坡。对于每个雷达周期，所述控制单元(15)被布置成从沿所述主视场(10)的测量点(14)形成频谱密度图(30)，其中每个测量结果生成测量点(14)。所述控制单元(15)被布置成将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。本公开还涉及一种对应的方法。

Description

用于环境检测的车辆雷达
公开内容的描述
本公开涉及一种车辆多普勒雷达系统，该系统包括发射器装置、接收器装置和至少一个控制单元。该雷达系统被布置为安装在具有向前行驶方向的车辆中。发射器装置包括信号发生器和被布置用于发射信号的发射器天线装置。接收器包括接收器和被布置用于接收反射信号的接收器天线装置。
如今，一个或多个雷达系统经常用在车辆中以检测周围环境中的障碍物。这种雷达系统通常通过以先前熟知的方式使用多普勒效应来将单个目标从周围环境中区分或分辨出来。
许多车辆雷达系统包括雷达收发器，雷达收发器被布置用于生成利用组成雷达系统的相应天线发射、反射和接收的雷达信号。雷达信号可例如为FMCW(调频连续波)信号的形式。
除了用于冲突检测器装置，雷达可例如用于检测停车位的可用空间，在停放车辆时辅助，以及用于所有辅助驾驶，诸如或多或少完全自动化的驾驶辅助。
在检测周围环境诸如例如停车位的可用空间时，需要估计可能的停车位的尺寸，特别是其深度和长度。对于或多或少完全自动化的驾驶辅助，还需要精确检测周围环境。
这样的一种雷达系统描述于EP 2881754中，其中使用雷达收发器来获取测量点，其中控制单元被布置成使每个测量点经受概率分析，以确定某个测量点表示物体的存在的概率。
然而，需要改进的方法。
因此，本公开的目的是提供用于环境检测的改进的车辆雷达。
所述目的利用车辆FMCW(调频连续波)多普勒雷达系统实现，该系统包括发射器装置、接收器装置和至少一个控制单元。该雷达系统被布置为安装在具有向前行驶方向的车辆中。发射器装置包括被布置用于发射信号的发射器天线装置，并且接收器装置包括被布置用于接收反射信号的接收器天线装置。该雷达系统被布置成在至少两个雷达周期期间沿主视场从所接收的反射信号中获得多个测量结果，其中每个雷达周期包括多个FMCW斜坡。对于每个雷达周期，控制单元被布置成从沿主视场的测量点形成频谱密度图，其中每个测量结果生成测量点。所述控制单元被布置成将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
所述目的还利用一种用于车辆多普勒雷达系统的方法来实现，该多普勒雷达系统用于具有前进方向的车辆中。该方法包括：
-发射信号。
-接收反射信号。
-在至少两个雷达周期期间，沿主视场从所接收的反射信号获得多个测量结果。
-对于每个雷达周期，从沿主视场的测量点形成频谱密度图，其中每个测量结果生成测量点。
-将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
根据一个示例，频谱密度图包括距离和角度谱。
根据另一示例，控制单元被布置为利用来自距离FFT(快速傅立叶变换)函数的数据或多普勒FFT函数来计算频谱密度图，其中雷达系统包括被布置为执行所述FFT函数的DSP(数字信号处理器)功能。
根据另一示例，所述控制单元被布置成为每个测量点确定相邻FMCW斜坡之间的相位差，以确定每个测量点的包括方向和量值的测量向量，并且利用所述相位差执行每个测量向量的旋转，使得对应于静止测量点的旋转测量向量的相位增大。
根据另一示例，接收器天线装置包括至少两个接收器天线设备，这些天线设备具有对应的接收通道。控制单元被布置成通过波束形成将所述接收器天线装置的接收通道组合，其中对应于所接收的反射信号的每个波前以一定的延迟时间到达相邻的接收器天线设备，延迟时间对应于某个延迟距离和取决于到达方向(DOA)角的某个延迟相。控制单元被布置为通过补偿每个天线设备的所确定的复杂信号的旋转来补偿所述延迟相。
其他示例在从属权利要求中公开。
通过本公开获得了多个优点。大体上，公开了一种车辆雷达系统，其中诸如误判等的检测错误的风险降至最低。
附图说明
现在用参考附图更详细地描述本公开，附图中：
图1示出了车辆的示意性侧视图；
图2示出了根据本公开的雷达系统的简化示意图；
图3示出了一种线性调频信号；
图4示出了经过停车位的车辆的简化顶视图；
图5示出了接收器天线装置的简化示意图；
图6示出旋转和增加的测量向量；
图7示出了经过停车位的车辆的简化顶视图，其中形成用于完整距离和角度谱的笛卡尔网格；并且
图8示出了根据本公开的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出了在前进方向F上以特定车辆速度vF在道路2上行驶的车辆1的侧视图，其中车辆1包括车辆雷达系统3，该车辆雷达系统被布置成通过以先前众所周知的方式使用多普勒效应来从周围环境中辨别和/或分辨单个目标，即利用多普勒效应叠加和识别来自相同点的连续回波。在该示例中，雷达系统3位于车辆的右手侧，并且具有主视场10，该主视场瞄准波束指向P，该波束指向P或多或少地垂直于向前方向F延伸。
还参考图2，雷达系统3包括收发器装置5，该收发器装置被布置用于生成和发射FMCW(调频连续波)线性调频信号11的形式的扫描信号，并接收反射信号12，其中发送的线性调频信号11已被物体31反射。
收发器装置5包括具有发射天线装置8的发射器装置4、具有接收器天线装置9的接收器装置7、模数转换器(ADC)装置32，以及采样和定时装置33。
更详细地，参考图3，存在发射信号11，其构成所谓的线性调频信号，其呈连续正弦曲线形式，其中频率在一个斜坡的过程中从第一频率fstart到第二频率fstop变化，其中第一频率fstart的量值低于第二频率fstop的量值。
线性调频信号11包括具有多个(N个)频率斜坡r的重复周期，其中线性调频信号4的雷达周期持续某个雷达周期时间tc，每个斜坡持续某个斜坡时间tr，并且其中在相邻斜坡之间存在某个延迟时间tD。每个斜坡r具有周期T，其等于斜坡时间tr和延迟时间tD之和。延迟时间tD可基本上为零。
重新参考图2，接收器装置7经由接收器天线装置9接收反射信号12。由反射的雷达回波构成的接收信号12随后与接收器装置9中的发射线性调频信号11混合。这可以是单通道混频器，或包括同相分离和正交分量两者的双通道混频器。这样，获取IF(中频)信号34，其可以是实信号，或者在正交混频器的情况下可以是虚信号。IF信号34在IF滤波器35中被滤波，使得获取经滤波的IF信号36。
经滤波的IF信号36的频率与目标距离有关并被传输到对应的ADC装置32，在那里经滤波的IF信号36以某个预定的采样频率fs被采样并以先前已知的方式被转换成包括采样点的数字IF信号37，采样频率fs以采样和定时信号38的形式提供，该采样和定时信号由连接到ADC装置32的采样和定时装置33产生。
ADC装置32连接到DSP装置39，该DSP装置适于雷达信号，利用众所周知的FFT(快速傅里叶变换)来处理FMCW雷达信号，从而提取视场10内的物体。对于这样的处理，一般地，距离FFT函数被布置为将经滤波的数字IF信号36转换到距离域，并且多普勒FFT函数被布置为将来自连续的线性调频信号斜坡或其他合适的多普勒雷达周期的结果组合到多普勒域中。这导致输出40包括距离-多普勒矩阵，其被传输用于进一步处理，这里不再进一步讨论，这种进一步处理的许多示例在本领域中是公知的。
雷达系统3还包括控制单元15。控制单元15应被视为控制单元装置，该装置为一个单元或若干单元的形式，这些单元彼此合作或者多或少地独立地处理不同的任务。在若干单元的情况下，这些单元可以彼此相邻放置，或者以分布式方式放置。这里的控制单元被示为与DSP装置39连接，当然这不是必需的；控制单元15可以连接到多个部件和/或其他控制单元。
还参考图1，当使用时，发射器天线装置6在车辆1经过停车位13时在波束指向P上横向地发送信号，雷达系统3具有沿停车位13而过的所述特定视场10。雷达系统3随后利用接收器天线装置8接收发射信号11的回波，其中发射信号11已被物体31反射。视场10以先前已知的方式对应于天线装置6、9的波束宽度。
当车辆在向前方向F沿停车位13移动时，根据需要在预定频带上重复上述操作许多次，以获得关于可能的停车位的所需信息。
根据本公开，还参考图4，每次测量产生一个测量点14，其中控制单元被布置成，对于沿主视场10的每个雷达周期，使用每个测量点14来形成频谱密度图30，如图7中所示。当车辆1在向前方向F上移动时，主视场10随之移动，并且以这种方式，通过将来自对应的多个雷达周期的若干频谱密度图组合，获得某个区域的完整频谱密度图。控制单元15因此被布置成将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
在这种情况下，雷达周期是其中雷达获取数据、在几个信号处理水平上处理数据并且发出可用结果的一个观察阶段。这可以是固定时间间隔(即40至60毫秒)，或者它可以是取决于环境条件和处理负载的动态时间间隔。
根据一些方面，频谱密度图30包括距离和角度谱数据。一般来讲，频谱密度图30包括从静止测量点计算出的能量的返回量。包括在频谱密度图30中的数据可以取自距离FFT函数或多普勒FFT函数。
因此，当车辆1在多个采样时间期间在向前方向F上移动时，每个测量点被检测若干次，其中在每个采样时间检测具有视场10的测量点。对于每次这样的检测，根据在测量点14和发射器天线装置之间延伸的目标距离T，以及在向前方向F和目标距离T的延伸部分18之间延伸的目标角来确定车辆相对于测量点14的位置的位置。当车辆接近某个测量点14时，目标角增大。
根据一些方面，静止目标诸如测量点14具有由控制单元15计算的相对速度vrel，该速度为车辆速度vF乘以目标角的余弦，即 根据相对速度vrel，控制单元15计算两个相邻FMCW斜坡之间的相位差α，如下所述。
对于特定目标角只有静止物体对于雷达周期中的所有斜坡r呈现相同的相位差α。对于每个斜坡r，每个测量点产生一个复数，该复数由控制单元15从距离FFT函数得出，并且在斜坡之间以相位差α转变。每个复数包括相位和量值，其中方向在相邻斜坡之间以相位差α转变。在知道相位差α的情况下，控制单元15根据一些方面被布置成使用所计算的相位差α来旋转特定对象的所有测量向量，使得它们的相位增大。这意味着连续的测量向量被旋转整数k乘以相位差α，其中整数k从0到V-1，其中V是测量向量的数量。
这在图6中示出，其中存在第一向量v1，第二向量v2，第三向量v3和第四向量v4。第一向量v1被用作参考向量并被旋转0°，使得经旋转的第一向量v1等于第一向量v1。第二向量v2具有相对于第一向量v1的相位差α并且被向后旋转α以形成经旋转的第二向量v2’，第三向量v3具有相对于第二向量v2的相位差α并且被向后旋转2α以形成经旋转的第三向量v3’，并且第四向量v4具有相对于第三向量v3的相位差α并且被向后旋转3α以形成经旋转的第四向量v4’。由于测量点静止，因此第一向量v1和经旋转的向量v2’、v3’、v4’的相位都增大。在图6中，出于解释的原因，仅示出了几个向量。
通常，这意味着连续的测量向量v1,v2,v3,v4…vV被旋转整数k乘以相位差α，其中整数k从0到V-1，其中V是测量向量的数量。
这样，只考虑了静止物体，移动物体不会产生相位增大的测量向量；随着时间的推移，这些物体将导致测量向量或多或少地抵消，并且因此将只考虑静止物体。为所获取的距离和角度谱中的每个角度都这样做。对于每个接收通道，以这种方式形成了距离和角度谱。在这种背景下，术语“静止”是指相对于车辆雷达系统3静止。
相邻斜坡之间的相位差α的计算公式为
其中dnyq是奈奎斯特距离，其计算公式为：
dnyq＝dres·N (2),
其中dres是多普勒分辨率，其计算公式如下：
其中c0是真空中的光速。
此外，根据一些方面，通过波束成形来将对应于接收器天线设备9a、9b、9c、9d的所有接收通道组合。
如图5所示，接收器天线装置9包括四个接收器天线设备：第一接收器天线设备9a、第二接收器天线设备9b、第三接收器天线设备9c和第四接收器天线设备9d。反射信号12包括这里在两个时间处示出的波前，其包括第一时间波前26a和第二时间波前26b，第一时间波前26a和第二时间波前26b因此示出在两个不同时间的相同波前。
存在接收器天线孔径平面A和垂直于接收器天线孔径平面A延伸的视轴方向B。反射信号12具有相对于视轴方向B的倾斜度β，其中倾斜度β构成到达方向(DOA)，β构成DOA角。
DOA角β导致第一时间波前26a首先到达第一接收器天线设备9a，然后到达第二接收器天线设备9b，依此类推。因此，在第一时间波前26a到达第一接收器天线设备9a的时间和第二时间波前26b到达第二接收器天线设备9b的时间之间存在延迟时间Δt，并且该延迟时间Δt对应于某个延迟距离d和某个延迟相位ξ，并取决于DOA角β。
由于每个静止测量点的角度是已知的，根据一些方面，延迟时间Δt由控制单元15计算，然后得出对应的延迟相位差ξ。根据以下公式进行计算：
其中a是相邻接收器天线设备之间的距离，在图5中是第一接收器天线设备9a和第二接收器天线设备9b之间的距离，其中λc是中心频率波长，即
公式(4)遵循图5中的三角法。
通过增加由于多普勒效应引入的相位旋转，在所有接收通道上分别进行这样的处理，其中对特定天线处的确定的复信号执行相位旋转。由于相对于系统具有不同角度的静止物体具有不同的相对速度，因此将从物体接收的能量分成不同的角度。
根据本公开，如图7所示，在笛卡尔网格24中获取了完整的频谱密度图30，该笛卡尔网格是在通过在主视场10期间从所有周期组合而成并具有一定深度R，从而提供能量归还的密集估计14,25(图中仅示出了几个)而不是单个单独的检测点。能量归还是例如来自测量点14的任何类型的接收反射。这样，获得了停车位13的二维详细顶视图，其中考虑了所有能量归还。
适当地，根据一些方面，相机设备和图像处理算法用于物体的识别和分类。在图4和图7中，示出了三个物体20a、20b、20c。
保留所有信息的优点在于例如尾灯反射器提供相对高的反射程度，但是其本身不提供确定车辆延伸所需的所有数据。专注具有高反射程度的检测并丢弃其他检测的雷达系统将丢失有价值的信息。
利用现在获得的距离和角度频谱密度图，可以高精度地检测停车空间，即可以确定是否存在可用的有用停车位21，即具有足够深度22和足够长度23来允许停放车辆1的停车位。
为了清楚起见，并非图3中的所有测量都在图5中示出。
根据一些方面，可替代地可以是前视雷达系统，或覆盖车辆周围的若干场的若干雷达系统。这种覆盖对于自动驾驶员辅助系统是期望的，该系统中车辆1的控制和驱动或多或少地自动化。
参考图8，本公开还涉及用于在具有向前行驶方向F的车辆1中使用的车辆多普勒雷达系统3的方法。该方法包括以下步骤：
42：发射信号11。
43：接收反射信号12。
44：在至少两个雷达周期期间，沿主视场10从所接收的反射信号12获得多个测量结果。
45：对于每个雷达周期，从沿主视场10的测量点14形成频谱密度图30，其中每个测量结果产生测量点14。
46：将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
根据一个示例，对于每个测量点14，该方法还包括：
47：针对每个FMCW斜坡r，确定包括方向和量值的测量向量v1、v2、v3、v4。
48：确定相邻FMCW斜坡r之间的相位差α。
49：使用多个所述相位差α执行测量向量v1、v2、v3、v4的旋转，使得对应于静止测量点14的旋转测量向量v1、v2’、v3’、v4’相位增大。
本公开不限于以上示例，而是可以在所附权利要求的范围内自由变化。例如，雷达系统可在任何类型的车辆中实现，诸如汽车、卡车和公共汽车以及船和飞机。
所有附图都被简化，仅示出了被认为与本公开的充分描述有关的部分。应当理解，这种雷达系统的总体设计在本领域中是众所周知的。
包括在发射器天线装置6和接收器天线装置9中的天线设备的结构可以是任何合适的设计，诸如贴片天线的缝隙天线。发射器天线装置6和接收器天线装置9可以组合在被布置用于利用例如时分来进行发射和接收两者的一个天线装置中。
包括在发射器天线装置6和接收器天线装置9中的天线设备的数量可以变化；应有至少一个发射器天线设备和至少一个接收器天线设备9a、9b、9c、9d。
通常，本公开涉及车辆FMCW(调频连续波)多普勒雷达系统3，其包括发射器装置4、接收器装置7和至少一个控制单元15，雷达系统3被布置成安装在车辆1中，其中发射器装置4包括被布置用于发射信号11的发射器天线装置6，并且其中接收器装置7包括被布置用于接收反射信号12的接收器天线装置9，雷达系统3被布置成在至少两个雷达周期期间沿着主视场10从所接收的反射信号12获得多个测量结果，其中每个雷达周期包括多个FMCW斜坡。对于每个雷达周期，所述控制单元15被布置成沿主视场10从测量点14形成频谱密度图30，其中每个测量结果产生测量点14，其中所述控制单元15被布置成将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
根据一个示例，每个频谱密度图30包括距离和角度谱。
根据另一示例，所述控制单元15被布置成利用来自距离FFT(快速傅立叶变换)函数的数据或多普勒FFT函数来计算每个频谱密度图30，其中雷达系统3包括被布置成执行所述FFT函数的DSP(数字信号处理器)功能39。
根据一个示例，所述控制单元15被布置成为每个测量点14确定相邻FMCW斜坡之间的相位差α，以确定每个测量点14的包括方向和量值的测量向量v1、v2、v3、v4，并且利用所述相位差α执行每个测量向量v1、v2、v3、v4的旋转，使得对应于静止测量点14的旋转测量向量v1’、v2’、v3’、v4’的相位增大。
根据一个示例，接收器天线装置9包括至少两个具有对应接收通道的接收器天线设备9a、9b、9c、9d，其中所述控制单元15被布置成利用波束成形将所述接收器天线设备9a、9b、9c、9d的接收通道组合，其中对应于所接收的反射信号12的每个波前12a、12b以延迟时间Δt到达相邻的接收器天线设备9a、9b、9c、9d，延迟时间Δt对应于某个延迟距离d和取决于到达方向DOA角β的某个延迟相位ξ，其中所述控制单元15被布置成通过补偿每个天线设备9a、9b、9c、9d的已确定的复信号的旋转来补偿所述延迟相位ξ。
根据一个示例，雷达系统3被布置成确定是否有足够可用的停车空间。
一般来说，本发明还涉及一种用于在车辆1中使用的车辆FMCW(调频连续波)多普勒雷达系统3的方法，该方法包括：
42：发射信号11。
43：接收反射信号12。
44：在至少两个雷达周期期间，沿主视场10从所接收的反射信号12获得多个测量结果。
45：对于每个雷达周期，从沿主视场10的测量点14形成频谱密度图30，其中每个测量结果生成测量点14。
46：将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
根据一个示例，每个频谱密度图30使用距离和角度谱。
根据一个示例，通过使用来自距离FFT(快速傅立叶变换)函数的数据或使用多普勒FFT函数来计算每个频谱密度图30。
根据一个示例，对于每个测量点14，该方法还包括：
47：针对每个FMCW斜坡r，确定包括方向和量值的测量向量v1、v2、v3、v4。
48：确定相邻FMCW斜坡r之间的相位差α。
49：使用多个所述相位差α执行测量向量v1、v2、v3、v4的旋转，使得对应于静止测量点14的旋转测量向量v1、v2’、v3’、v4’相位增大。
根据一个示例，雷达系统3包括至少两个具有对应接收通道的接收器天线设备9a、9b、9c、9d，其中该方法包括使用波束成形将所述接收器天线设备9a、9b、9c、9d的接收通道组合，其中对应于所接收的反射信号12的每个波前12a、12b以延迟时间Δt到达相邻的接收器天线设备9a、9b、9c、9d，延迟时间Δt对应于某个延迟距离d和取决于到达方向(DOA)角β的某个延迟相位ξ，其中该方法还包括通过对每个天线设备9a、9b、9c、9d执行对已确定的复信号的旋转的补偿来补偿所述延迟相位ξ。
根据一个示例，该方法包括确定是否有足够可用的停车空间。

Claims (12)

1.一种车辆FMCW即调频连续波多普勒雷达系统(3)，包括发射器装置(4)、接收器装置(7)和至少一个控制单元(15)，所述雷达系统(3)被布置成安装在车辆(1)中，其中所述发射器装置(4)包括被布置用于发射信号(11)的发射器天线装置(6)，并且其中所述接收器装置(7)包括被布置用于接收反射信号(12)的接收器天线装置(9)，所述雷达系统(3)被布置成在至少两个雷达周期期间沿主视场(10)从所接收的反射信号(12)获得多个测量结果，其中每个雷达周期包括多个FMCW斜坡，所述雷达系统特征在于对于每个雷达周期，所述控制单元(15)被布置成沿所述主视场(10)从测量点(14)形成频谱密度图(30)，其中每个测量结果生成测量点(14)，其中所述控制单元(15)被布置成将至少两个频谱密度图组合以形成组合频谱密度图。
2.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，每个频谱密度图(30)包括距离和角度谱。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的雷达系统，其特征在于，所述控制单元(15)被布置成利用来自距离FFT即快速傅立叶变换函数的数据或多普勒FFT函数来计算每个频谱密度图(30)，其中所述雷达系统(3)包括被布置成执行所述FFT函数的DSP即数字信号处理器功能(39)。
4.根据前述权利要求中任一项的雷达系统，其特征在于所述控制单元(15)被布置成为每个测量点(14)确定相邻FMCW斜坡(r)之间的相位差(α)，以确定每个测量点(14)的包括方向和量值的测量向量(v1、v2、v3、v4)，并且利用所述相位差(α)执行每个测量向量(v1、v2、v3、v4)的旋转，使得对应于静止测量点(14)的旋转测量向量(v1’、v2’、v3’、v4’)的相位增大。
5.根据前述权利要求中任一项的雷达系统，其特征在于所述接收器天线装置(9)包括至少两个具有对应接收通道的接收器天线设备(9a、9b、9c、9d)，其中所述控制单元(15)被布置成利用波束成形将所述接收器天线设备(9a、9b、9c、9d)的所述接收通道组合，其中对应于所述所接收的反射信号(12)的每个波前(12a、12b)以延迟时间(Δt)到达相邻的接收器天线设备(9a、9b、9c、9d)，所述延迟时间(Δt)对应于某个延迟距离(d)和取决于到达方向即DOA角(β)的某个延迟相位(ξ)，其中所述控制单元(15)被布置成通过补偿每个天线设备(9a、9b、9c、9d)的已确定的复信号的旋转来补偿所述延迟相位(ξ)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的雷达系统，其特征在于所述雷达系统(3)被布置成确定是否有足够可用的停车空间。
7.一种用于在车辆(1)中使用的车辆FMCW即调频连续波多普勒雷达系统(3)的方法，其中所述方法包括：
(42)发射信号(11)；
(43)接收反射信号(12)；以及
(44)在至少两个雷达周期期间，沿主视场(10)从所接收的反射信号(12)获得多个测量结果，
其特征在于所述方法还包括：
(45)对于每个雷达周期，从沿主视场(10)的测量点(14)形成频谱密度图(30)，其中每个测量结果生成测量点(14)；以及
(46)将至少两个频谱密度图(30)组合以形成组合频谱密度图。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于每个频谱密度图(30)使用距离和角度谱。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的方法，其特征在于通过使用来自距离FFT即快速傅立叶变换函数的数据或使用多普勒FFT函数来计算每个频谱密度图(30)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，对于每个测量点(14)，所述方法还包括：
(47)针对每个FMCW斜坡(r)，确定包括方向和量值的测量向量(v1、v2、v3、v4)；
(48)确定相邻FMCW斜坡(r)之间的相位差(α)；以及
(49)使用多个所述相位差(α)执行测量向量(v1、v2、v3、v4)的旋转，使得对应于静止测量点(14)的旋转测量向量(v1、v2’、v3’、v4’)相位增大。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于所述雷达系统(3)使用至少两个具有对应接收通道的接收器天线设备(9a、9b、9c、9d)，其中所述方法包括使用波束成形将所述接收器天线设备(9a、9b、9c、9d)的所述接收通道组合，其中对应于所述所接收的反射信号(12)的每个波前(12a、12b)以延迟时间(Δt)到达相邻的接收器天线设备(9a、9b、9c、9d)，所述延迟时间(Δt)对应于某个延迟距离(d)和取决于到达方向即DOA角(β)的某个延迟相位(ξ)，其中所述方法还包括通过对每个天线设备(9a、9b、9c、9d)执行对已确定的复信号的旋转的补偿来补偿所述延迟相位(ξ)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括确定是否有足够可用的停车空间。
CN201780040947.7A 2016-07-01 2017-06-29 用于环境检测的车辆雷达 Active CN109477892B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16177581.2 2016-07-01
EP16177581.2A EP3264131A1 (en) 2016-07-01 2016-07-01 A vehicle radar for environmental detection
PCT/EP2017/066152 WO2018002233A1 (en) 2016-07-01 2017-06-29 A vehicle radar for environmental detection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109477892A true CN109477892A (zh) 2019-03-15
CN109477892B CN109477892B (zh) 2023-06-23

Family

ID=56292618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780040947.7A Active CN109477892B (zh) 2016-07-01 2017-06-29 用于环境检测的车辆雷达

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11105919B2 (zh)
EP (2) EP3907529A1 (zh)
JP (1) JP6751993B2 (zh)
KR (1) KR102176025B1 (zh)
CN (1) CN109477892B (zh)
WO (1) WO2018002233A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180372A (zh) * 2020-08-19 2021-01-05 福瑞泰克智能系统有限公司 一种基于双角雷达的目标检测方法、装置和雷达系统
CN114144936A (zh) * 2019-07-23 2022-03-04 维宁尔美国公司 组合波导和天线结构及相关传感器组件

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018104243B3 (de) * 2018-02-26 2019-05-16 Autoliv Development Ab Verfahren und System zur Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken
CN112534298A (zh) * 2018-08-07 2021-03-19 株式会社村田制作所 雷达装置
DE112019005851T5 (de) * 2018-11-22 2021-09-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Radarvorrichtung, fahrzeug und objektpositionserfassungsverfahren
KR20200100469A (ko) * 2019-02-18 2020-08-26 삼성메디슨 주식회사 아날로그 빔포머
KR20210082946A (ko) 2019-12-26 2021-07-06 삼성전자주식회사 레이더 신호 처리 장치 및 방법
KR20210101957A (ko) 2020-02-11 2021-08-19 삼성전자주식회사 레이더 시스템에서의 객체 속도 검출 방법 및 장치
CN111783595B (zh) * 2020-06-24 2022-12-13 中国第一汽车股份有限公司 一种车辆泊车方法、装置、车载设备及存储介质
RU2761928C1 (ru) * 2021-03-26 2021-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ИТЭЛМА" (ООО "НПП "ИТЭЛМА") Радиолокационный датчик для предупреждения столкновений транспортного средства

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003202373A (ja) * 2002-01-07 2003-07-18 Omron Corp 移動物体検知装置および移動物体検知方法
JP2003344533A (ja) * 2002-05-08 2003-12-03 Daimler Chrysler Ag レーダを用いた駐車スペース探知装置
DE102004052521A1 (de) * 2004-10-29 2006-05-04 Robert Bosch Gmbh FMCW-Radar mit Standzielunterdrückung
DE102014213190A1 (de) * 2014-06-10 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Objektortung mit einem FMCW-Radar
US20160018511A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Texas Instruments Incorporated Distributed Radar Signal Processing in a Radar System
DE102014218092A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Erstellen eines Abbilds der Umgebung eines Kraftfahrzeugs und Bestimmen der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und Objekten in der Umgebung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4561507B2 (ja) * 2005-07-08 2010-10-13 株式会社デンソー 道路形状認識装置
US7400290B2 (en) * 2005-12-30 2008-07-15 Valeo Raytheon Systems, Inc. Vehicle radar system having multiple operating modes
US8203481B2 (en) * 2006-10-06 2012-06-19 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Radar system for detecting the surroundings with compensation of interfering signals
US7639171B2 (en) * 2007-09-27 2009-12-29 Delphi Technologies, Inc. Radar system and method of digital beamforming
JP5468304B2 (ja) * 2009-05-20 2014-04-09 株式会社東芝 レーダ装置
JP2011220779A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Toyota Motor Corp 障害物検出装置
US9594159B2 (en) * 2013-07-15 2017-03-14 Texas Instruments Incorporated 2-D object detection in radar applications
FR3013849B1 (fr) * 2013-11-26 2015-11-27 Thales Sa Radar anticollision, notamment pour un aeronef au roulage et systeme anticollision
EP2881754A1 (en) 2013-12-06 2015-06-10 Autoliv Development AB Vehicle radar for environmental detection
JP6406601B2 (ja) * 2014-08-05 2018-10-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーダ装置および物体検知方法
US9784820B2 (en) * 2014-09-19 2017-10-10 Delphi Technologies, Inc. Radar system with phase based multi-target detection
US9470777B2 (en) * 2014-09-19 2016-10-18 Delphi Technologies, Inc. Radar system for automated vehicle with phase change based target catagorization
US10061016B2 (en) * 2014-12-29 2018-08-28 Texas Instruments Incorporated Phase noise measurement in a cascaded radar system
EP3098623A1 (en) * 2015-05-25 2016-11-30 Autoliv Development AB A vehicle radar system
US10775489B2 (en) * 2016-12-15 2020-09-15 Texas Instruments Incorporated Maximum measurable velocity in frequency modulated continuous wave (FMCW) radar

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003202373A (ja) * 2002-01-07 2003-07-18 Omron Corp 移動物体検知装置および移動物体検知方法
JP2003344533A (ja) * 2002-05-08 2003-12-03 Daimler Chrysler Ag レーダを用いた駐車スペース探知装置
DE102004052521A1 (de) * 2004-10-29 2006-05-04 Robert Bosch Gmbh FMCW-Radar mit Standzielunterdrückung
DE102014213190A1 (de) * 2014-06-10 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Objektortung mit einem FMCW-Radar
US20160018511A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Texas Instruments Incorporated Distributed Radar Signal Processing in a Radar System
DE102014218092A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Erstellen eines Abbilds der Umgebung eines Kraftfahrzeugs und Bestimmen der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und Objekten in der Umgebung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘春阳: "天波超视距雷达评述", 《现代防御技术》 *
黄世锋等: "多通道雷达数字接收机数字下变频设计", 《电子技术应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114144936A (zh) * 2019-07-23 2022-03-04 维宁尔美国公司 组合波导和天线结构及相关传感器组件
CN114144936B (zh) * 2019-07-23 2023-01-31 维宁尔美国有限责任公司 天线模块
CN112180372A (zh) * 2020-08-19 2021-01-05 福瑞泰克智能系统有限公司 一种基于双角雷达的目标检测方法、装置和雷达系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3264131A1 (en) 2018-01-03
CN109477892B (zh) 2023-06-23
WO2018002233A1 (en) 2018-01-04
JP6751993B2 (ja) 2020-09-09
JP2019525145A (ja) 2019-09-05
US20190170870A1 (en) 2019-06-06
EP3907529A1 (en) 2021-11-10
KR102176025B1 (ko) 2020-11-06
US11105919B2 (en) 2021-08-31
KR20190014061A (ko) 2019-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109477892A (zh) 用于环境检测的车辆雷达
CN107683422B (zh) 车辆雷达系统
CN106249214B (zh) 雷达信号处理设备及其信号处理方法
JP7081046B2 (ja) レーダセンサにおける角度測定誤差を検出する方法
US10126409B2 (en) Method and MIMO radar device for determining a position angle of an object
US11249180B2 (en) Method and device for ascertaining transverse relative velocity components of radar targets
EP3324205B1 (en) Decentralised radar system
KR102437345B1 (ko) 하나 이상의 표적의 반경방향 상대 가속도를 결정하기 위한 방법 및 레이더 장치
JP3821688B2 (ja) レーダ装置
US11841416B2 (en) Radar system for a vehicle
CN114114164A (zh) 解决空间模糊性的多模式雷达
CN114167420A (zh) 雷达系统和用于运行雷达系统的方法
EP3454080B1 (en) Single scatterer test using phase change
US20210080562A1 (en) Method for signal evaluation in a locating system that includes multiple radar sensors
CN111279216B (zh) 对停车行定向的检测
Vu et al. Moving target detection by forcusing for frequency domain algorithms in UWB low frequency SAR
KR20200120685A (ko) 대형 안테나 어레이를 갖는 자동차용 레이더 센서의 각도 추정 및 모호정수 결정
CN114594466A (zh) 用于确定目标的自有速度估计值和角度估计值的方法
JP6943347B2 (ja) レーダ装置、車両および物体位置検出方法
US11493596B2 (en) Estimation of cartesian velocities of extended radar objects using a radar sensor
US12000950B2 (en) Estimation of transverse velocities or cartesian velocities of point targets with a radar sensor
US20200371199A1 (en) Estimation of transverse velocities or cartesian velocities of point targets with a radar sensor
US20200049815A1 (en) Angular localization via controlled motion of radar system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Sweden Wajiada

Patentee after: Magna Electronics Sweden

Country or region after: Sweden

Address before: Sweden Wajiada

Patentee before: Vennell Sweden

Country or region before: Sweden