CN110031845B - 控制雷达的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于控制雷达的设备和方法。更具体地，所公开的是一种设置安装至车辆的雷达的检测模式并根据检测模式控制雷达发射信号的方法。实施例提供了一种用于控制雷达的设备、控制雷达的方法以及系统，该设备包括：目标检测器，被配置成检测车辆周围的目标并将检测到的目标分类；发射方式设定器，被配置成基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式；以及发射信号控制器，被配置成根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并通过所选择的阵列天线辐射发射信号。

Description

控制雷达的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年1月10日提交的申请号为10-2018-0003150的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文用于如本文充分阐述的所有目的。
技术领域
本公开涉及一种用于控制雷达的设备和方法。
背景技术
当前，随着对安全性和驾驶员便利性的关注提升，已经开发了各种使用车辆雷达装置用于车辆安全性和便利性的技术。例如，已经开发了诸如智能巡航技术、自动驾驶技术和自动紧急制动技术的各种技术，以检测在前的车辆并自动跟随检测到的在前的车辆。
车辆雷达装置是一种用于发射信号并然后基于自物体所反射的信号检测周围环境的装置，并且车辆雷达装置的小尺寸和检测性能被突出显示为重要的技术议题。特别地，根据对自动驾驶车辆的需求的快速增长，对发展用于检测和确定周围物体的雷达装置的技术的需求正在增加。
车辆雷达装置需要具有准确检测位于长检测距离中的物体的功能，并且还要具有在短检测距离中准确进行大范围检测的功能。这是因为不仅要根据在前车辆的速度检测出适当距离，还要检测到例如突然出现在短程范围内的行人的目标。
此外，关于目标高度的信息的使用已经增加，并且对检测目标高度的方法的需求也已经增加。
发明内容
根据此背景，本公开提出了一种根据周围环境动态地设置雷达控制操作的用于控制雷达的设备和方法。
此外，本公开提出了控制雷达装置以保障车辆安全性并根据需要执行更精确的目标检测的操作。
根据本公开的一方面，提供用于控制雷达的设备。用于控制雷达的设备包括：目标检测器，其被配置成检测车辆周围的目标并将检测到的目标分类；发射方式设定器，其被配置成基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式；以及发射信号控制器，其被配置成根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线，并且通过所选择的阵列天线辐射发射信号。
根据本公开的另一方面，提供一种控制雷达的方法。控制雷达的方法包括：检测车辆周围的目标并将检测到的目标分类；根据检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个设置发射信号的发射方式；并且根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并通过所选择的阵列天线辐射发射信号。
根据本公开的另一方面，提供一种用于控制雷达的系统。用于控制雷达的系统包括：至少一个雷达传感器，其被安装至车辆以具有车辆的内部或外部的检测区域，并且被配置成捕获感测数据；至少一个驾驶员辅助系统控制器，其被安装至车辆并被配置成输出用于执行驾驶辅助功能的控制信号；以及域控制器，其被配置成处理感测数据并控制至少一个驾驶员辅助系统控制器，其中，域控制器使用感测数据检测车辆周围的目标并将检测到的目标分类，基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式，并且根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并控制雷达传感器通过所选择的阵列天线辐射发射信号。
如上所述，本公开提供了一种根据车辆的周围环境动态地控制雷达操作的效果。
此外，本公开具有根据需要通过动态地控制雷达装置来提高雷达检测性能并防止不必要的功率损耗的效果。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1示出了根据实施例的基于检测模式的检测距离和检测角度；
图2示出了根据实施例的基于检测模式的天线的配置；
图3示出了根据实施例的以周期性变化的检测模式辐射发射信号的方式；
图4示出了根据实施例的用于控制雷达的设备的配置；
图5示出了根据实施例的用于划分目标的操作；
图6示出了根据实施例的设置发射方式的操作；
图7示出了根据实施例的在未检测到远程目标时设置发射方式的示例；
图8示出了根据实施例的当检测到短程目标时设置发射方式的示例；
图9示出了根据实施例的当检测到远程目标时设置发射方式的示例；
图10示出了根据实施例的选择用于辐射发射信号的天线的操作；
图11是示出了根据实施例的控制雷达的方法的流程图；
图12是示出了根据实施例的发射方式设置操作的流程图；
图13示出了根据实施例的基于发射角度的发射信号辐射特性；
图14和图15示出了根据实施例的设置成在垂直于地面的方向上具有不同高度以便以不同发射角度辐射发射信号的阵列天线；以及
图16是示出了根据实施例的用于控制雷达的系统的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。在本公开的元件的描述中，可使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等。这些术语仅用于将一个结构的元件与其它结构的元件区分开，并且相应结构的元件的性质、顺序、次序等不受术语的限制。应当注意的是，如果说明书中描述一个组件与另一个组件“连接”、“联接”或“结合”，则第三组件可“连接”、“联接”、“结合”在第一组件和第二组件之间，但是第一组件可与第二组件直接连接、联接或结合。
在本说明书中，一种用于控制雷达的设备是一种用于控制雷达装置的装置，该雷达装置基于从对象反射和接收的发射信号所产生的接收信号来检测目标，并且对应于用于控制雷达的操作的控制单元。雷达装置主要被描述为安装到车辆的装置，然而不限于此，并且该描述可应用于例如军用雷达装置和商用雷达装置的各种雷达装置。
在下文中所描述的检测模式可根据可检测到目标的距离和角度来划分，并且可划分为用于检测远程对象的远程检测模式、用于检测中程对象的中程检测模式、以及用于检测短程对象的短程检测模式。例如，远程检测模式是在尽管发射信号通过多个阵列天线进行辐射但由于天线增益高而可检测到远距离对象的情况下，由于信号合成而形成窄的检测区域的模式。在另一示例中，因为发射信号是通过比远程检测模式中天线数量更少的天线来辐射，所以中程检测模式和短程检测模式是检测角度变宽而检测距离变短的模式。也就是说，在各个检测模式中，检测距离和检测角度根据发射信号的波束样式而变化，并且可根据阵列天线的数量和位置进行不同地设置。检测模式的数量可以根据预先设置来有变化地实现，并且在本说明书中为了便于描述，可通过示例的方式来描述例如远程检测模式、中程检测模式和短程检测模式的三种检测模式，但不限于此。
例如，可根据垂直于地面的垂直探测角度来划分本说明书中的检测模式。可替代地，可根据检测距离、水平检测角度或垂直检测角度中的至少一个的组合来划分检测模式。
同时，发射方式是重复检测模式以指示基于时间轴排列的检测模式的顺序的方式。例如，顺序地辐射用于短程检测的发射信号、用于中程检测的发射信号和用于远程检测的发射信号将被描述为一种发射方式。类似地，顺序地辐射用于短程检测的发射信号、用于中程检测的发射信号和再一次辐射用于短程检测的发射信号，而没有辐射用于远程检测的发射信号，将被描述为另一种发射方式。如上所述，可根据检测模式的顺序和频率以及是否省略特定的检测模式来有变化地设置发射方式，并且在下文中将主要描述一些发射方式，但不限于此。也就是说，发射方式可有变化地进行预设并根据设置来使用。可替代地，可根据目标检测和分类结果来动态确定发射方式。
同时，在本公开中使用的雷达传感器、雷达系统或雷达装置可包括至少一个雷达传感器，例如，安装至车辆前部的前部检测雷达传感器、安装至车辆后部的后部检测雷达传感器、或者安装至车辆每侧的侧部检测雷达传感器或后侧部检测雷达传感器中的一个或多个。雷达传感器或雷达系统可通过分析发射信号和接收信号来处理数据并根据处理的数据来检测关于对象的信息，并且因此，可包括电子控制单元(ECU)或处理器。可通过例如适当的车辆网络总线的通信链路来执行从雷达传感器到ECU的数据传输或信号通信。
雷达传感器包括用于发射雷达信号的一个或多个发射天线和用于接收从对象反射的信号的一个或多个接收天线。
同时，根据本实施例的雷达传感器可采用多维天线阵列和信号多输入多输出(MIMO)发射/接收方案，以便形成大于实际天线口径的虚拟天线口径。
例如，使用二维天线阵列来实现水平角度精度和水平角度分辨率，以及垂直角度精度和垂直角度分辨率。通过二维雷达天线阵列，由两次单独的水平扫描和垂直扫描(分时复用的)来发射/接收信号，并且可独立于二维雷达水平扫描和垂直扫描(分时复用的)来使用MIMO。
更具体地，根据本实施例的雷达传感器可采用由总共包括十二个发射天线(Tx)的发射天线单元和包括十六个接收天线(Rx)的接收天线单元组成的二维天线阵列，并且因此，该雷达传感器可总共具有一百九十二个虚拟接收天线布置。
发射天线单元包括三个发射天线组，每个发射天线组包括四个发射天线，其中第一发射天线组可以与第二发射天线组垂直地间隔开预定距离，并且第一发射天线组或第二发射天线组可以与第三发射天线组水平地间隔开预定距离(D)。
此外，接收天线单元可包括四个接收天线组，每个接收天线组包括四个接收天线，其中接收天线组彼此垂直地间隔开。此外，接收天线单元可以设置在彼此水平间隔开的第一发射天线组和第三发射天线组之间。
根据另一实施例，雷达传感器的天线以二维天线阵列设置。例如，每个天线贴片以菱形形状布置，从而能够减少不必要的旁瓣的数量。
可替代地，二维天线阵列可以包括V形天线阵列，其中多个径向贴片以V形设置，并且更具体地，可包括两个V形天线阵列。此时，在每个V形天线阵列的尖端执行信号馈电。
可替代地，二维天线阵列可以包括X形天线阵列，其中多个径向贴片以X形设置，并且更具体地，可以包括两个X形天线阵列。此时，在每个X形天线阵列的中心执行信号馈电。
此外，MIMO天线系统可用于根据实施例的雷达传感器，以实现精确的垂直和水平检测和分辨率。
更具体地，在MIMO系统中，每个发射天线可以发射具有彼此不同的独立波形的信号。也就是说，每个发射天线可以发射具有区别于其它发射天线的波形的独立波形的信号，并且每个接收天线可以根据信号的波形不同来识别哪个发射天线发射了由对象反射的反射信号。
此外，根据实施例的雷达传感器可包括：雷达外壳，其容纳电路和基体，其包括发射/接收天线；以及天线罩，其构成雷达外壳的外部。在这个配置中，天线罩由可以由减少发射/接收的雷达信号的衰减的材料制成，并且可以形成车辆的前/后缓冲器、护栅、车辆侧框架或车辆部件的外表面。
也就是说，雷达传感器的天线罩可以设置在车辆护栅、缓冲器或车架内。当雷达传感器设置为构成车辆的外表面的部件的一部分，例如车辆护栅、缓冲器的一部分和车架的一部分时，能够提高车辆的美观并提供安装雷达传感器的便利性。
在下文中，将参照附图描述根据本公开的用于控制雷达的设备和方法。在下面的描述中，根据检测距离和检测角度来划分检测模式，然而，本公开也可应用于如上描述的、根据在地面上的垂直检测角度来划分检测模式的实例。
图1示出了根据实施例的基于检测模式的检测距离和检测角度。
参照图1，车辆100可通过雷达装置检测车辆周围的对象。车辆100需要检测车辆附近的对象并且还检测前方远程的其它车辆。这是由车辆100所提供的驾驶员辅助系统需要检测各种对象。例如，为了通过智能巡航功能控制车辆100跟随另一在前的车辆，需要在远程连续检测另一特定车辆。与此不同的是，为了检测行人的进入或在相邻车道行驶的另一车辆因变道的进入，需要以广角检测车辆100的短程区域。
根据这样的需要，车辆100需要远程雷达(LRR)和短程雷达(SRR)。车辆100可将LRR和SRR作为单独的雷达装置来实现，然而，由于成本和效率，可将LRR和SRR配置成一个雷达装置以根据检测模式如LRR和SRR中的一个那样来操作。在下文中，远程模式被称为LRR，短程模式被称为SRR，并且中程模式被称为中程雷达，但术语不限于此。根据预设的距离参考来划分远程、中程和短程，并且根据检测模式的数量可对术语进行进一步细分。
如图1中所示，与SRR相比，LRR显示波束宽度较窄但距离较长。类似地，与LRR相比，SRR可以更宽的角度检测车辆周围的区域，但天线增益较低并因此检测距离较短。
图2示出了根据实施例的基于检测模式的天线的配置。
参照图2，可应用于本公开的雷达装置可包括发射器220和多个天线。雷达装置可进一步包括用于接收发射信号的反射信号的接收器，以及用于控制雷达操作的控制装置。
当雷达装置将发射信号辐射到LRR时，多个天线200可辐射发射信号。例如，当发射器220将预设发射信号传输并辐射到多个天线时，从多个天线辐射的信号可结合并因此具有LRR特性。
不同于此的是，当雷达装置将发射信号辐射到SRR时，单个天线或相较于LRR的较小数量的天线210可辐射发射信号。在这种情况下，未产生发射信号之间的结合，并且因此，检测角度变得较宽而检测距离根据天线增益变得较短。
图3示出了根据实施例的以周期性变化的检测模式辐射发射信号的方式。
参照图3，提供LRR和SRR的常规的雷达装置以两种类型交替地辐射发射信号。例如，雷达装置周期性地使LRR和SRR发射并接收其反射的信号，从而检测目标。当天线装置被配置成如图2中所示时，来自发射器的输出的发射器输出功率被同等地施加，但根据天线增益，LRR和SRR的有效各向同性辐射功率(EIRP)是不同的，因此检测距离和检测角度不同。EIRP表示提供给天线的发射器的功率与各向同性天线的绝对增益的乘积。
这种操作的问题在于，由于远程对象和短程对象是根据相同的周期来检测的，因此无法获得符合车辆的需要的动态检测结果。例如，即使在远程没有目标时，LRR模块也是根据相同的周期应用的，从而造成不必要的能量损耗并难以提高短程对象的检测性能。
本公开涉及一种自适应的设备和方法，该自适应的设备和方法用于控制雷达以解决该问题并具有(provide)提高检测性能的效果，并且用于通过动态地设置检测模式来防止不必要的能量消耗。
图4示出了根据实施例的用于控制雷达的设备的配置。
参照图4，用于控制雷达400的设备可包括：目标检测器410，其被配置成检测车辆周围的目标并将检测到的目标进行分类；发射方式设定器420，其被配置成基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息和检测到的目标的数量中的至少一个来设置发射信号的发射方式；以及发射信号控制器430，其被配置成根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线，并且控制待通过所选择的阵列天线辐射的发射信号。
目标检测器410可将检测到的目标分类为根据车辆的控制模式来控制车辆的控制目标以及外围目标。例如，当车辆500检测到其它的车辆510和车辆520以及人530时，目标检测器410可根据预设参考将控制目标和外围目标进行分类。例如，当车辆500中智能巡航控制功能被激活时，行驶在与车辆500行驶的车道相同的车道中的车辆510可被设置为控制目标，并且行驶在邻近车道中的车辆520以及人530可被设置为外围目标。可替代地，行驶在与车辆500相同车道中的在前的车辆510可被分类为控制目标，并且当用于检测邻近车道中可能改变车道的车辆的控制模式被激活时，在邻近车道中的车辆520也可被分类为控制目标。类似地，根据车辆500的控制模式，人530也可被分类为控制目标。可替代地，可根据检测到的目标和车辆500之间的相对距离来对控制目标和外围目标进行分类。也就是说，检测到在预设参考距离中的目标可被分类为控制目标，而检测到超过参考距离的目标可被分类为外围目标。可替代地，可通过考虑车辆的控制模式和相对距离两者来对目标进行分类。分类的目标可用作用于确定发射方式的要素。
在下文中，将分别描述用于确定发射方式的各个参考。可独立地应用各个参考，或者可应用各个参考的组合。
例如，发射方式设定器420可从每个检测到的目标与车辆之间的检测距离中来确定最大检测距离，并且可设置对应于最大检测距离的发射方式。
参照图6，发射方式设定器420可确定车辆500与其它车辆510、520和610及人530之间的相对距离。相对距离可基于每个目标的中心和车辆500的中心来确定，或者基于最短距离来确定。也就是说，可根据计算参考以变化的方式确定相对距离，并且相对距离没有限制。
可替代地，当控制目标和外围目标如上所述进行分类时，可通过使用来自除外围目标之外的控制目标的检测距离来确定发射方式。例如，行驶在与车辆500相同车道中的在前的车辆510、在邻近车道中的车辆520和人530可被分类为控制目标，而行驶在与车辆500相同车道中但它们之间有另一车辆510的在前的车辆610可被分类为外围目标。在这种情况下，发射方式设定器420可基于最大检测距离(K m)设置发射方式，该最大检测距离具有关于来自控制目标的检测距离的信息中的最长检测距离(K m)，该控制目标即是车辆510和车辆520以及人530。
不同于此的是，发射方式设定器420可确定关于所有检测到的目标的检测距离的信息，并且基于具有最大值的最大检测距离信息(在这个情况中，为车辆500和车辆610之间的相对距离信息)来设置发射方式。
在另一示例中，发射方式设定器420可基于检测位置信息确定检测到的目标相距车辆分布的最大角度，并且设置对应于最大角度的发射方式。返回参照图6，当检测到的目标仅是车辆510和车辆610时，发射方式设定器420可通过只具有窄的检测区域的发射信号来连续检测目标，并且因此可设置相应的发射方式。不同于此的是，当检测到的目标是车辆510、车辆520和车辆610以及人530时，发射方式设定器420可设置包括具有宽的检测范围的检测模式的发射方式，以监控目标520和目标530。
同时，如上所述，基于控制目标和外围目标的分类结果，发射方式设定器420可通过计算基于控制目标的角度来确定发射方式。
在另一示例中，发射方式设定器420可将关于检测到的目标的数量的信息与关于预设参考数量的信息进行比较，并且设置对应于比较结果的发射方式。例如，当检测到的目标的数量大于参考数量时，发射方式设定器420可设置包括各种检测模式的发射方式，以便监控更多数量的目标。与此不同的是，当目标的数量等于或小于参考数量时，发射方式设定器420可根据相应的目标的数量和目标的位置来设置其中特定检测模式频繁出现的发射方式。可替代地，发射方式设定器420可基于每个检测模式中可检测到的每个距离段中的目标的数量来设置其中特定检测模式频繁出现的发射方式。例如，当确定三个短程目标510、520和530并确定一个中程目标610时，可设置仅包括SRR和MRR的发射方式。可替代地，发射方式设定器420可设置其中SRR的频率高于MRR和LRR的频率的发射方式。
如上所述，根据本公开的用于控制雷达的设备可通过基于车辆周围的环境设置各种发射方式来控制雷达。因此，可动态设置适用于车辆周围的环境的雷达检测距离和雷达检测角度，从而防止不必要的能量消耗，而且可缩短所需区域的检测周期，从而提供更精确的检测性能。
同时，发射方式设定器420可以根据预设周期设置参考方式。参考方式是包括多个检测模式的发射方式，检测模式中的每一个出现一次并且可周期性地设置和辐射，以便执行用于目标分类的初始目标检测并检测目标变化。参考方式的周期可根据实施例和车辆设置来预先确定，或者根据用户的操作来设置。
此外，发射方式可包括根据可在其中检测到目标的距离和角度来划分的多个检测模式。此外，可基于多个检测模式设置的顺序或者多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个来设置发射方式。如上所述，检测模式可以划分为LRR、MRR和SRR，但不限于此。例如，可基于高达200m的检测距离将LRR进行分类，可基于高达120m的检测距离将MRR进行分类，并且可基于高达60m的检测距离将SRR进行分类。可替代地，检测模式可根据检测模式的检测角度来划分。
在下文中，将参照附图通过示例的方式来描述由发射方式设定器420设置的发射方式。以下的发射方式仅是示例，并且可根据预先配置的发射方式配置信息来设置其它的各种发射方式。
图7示出了根据实施例的在未检测到远程目标时设置发射方式的示例。
参照图7，发射方式设定器420可基于最大检测距离信息、目标位置信息和关于目标数量的信息中的至少一个设置用于检测远程目标的检测模式被省略的发射方式。例如，发射方式设定器420可根据参考方式周期而设置参考方式以进行初始目标检测，并且然后识别根据参考方式检测到的目标中没有远程目标或控制目标。在这种情况下，发射方式设定器420可将参考方式改成第一发射方式。第一发射方式可仅包括除LRR检测模式之外的SRR和MRR。在预定的时间处或根据预定的周期，重复地进行预定次数的第一发射方式，并且可根据参考方式周期再次设置参考方式。当发射方式被设置为参考方式且发射信号被发射时，如果未检测到远程目标，则发射方式设定器420可再次将发射方式改成第一发射方式。
通过该发射方式，可在例如很少有车辆经过的高速公路的环境中，通过在预定时间内不发射用于检测远程目标的辐射信号并更频繁地发射短程信号和中程信号，有效的利用雷达信号，应对突发情况。
图8示出了根据实施例的当检测到短程目标时设置发射方式的示例。
参照图8，发射方式设定器420可根据参考方式周期而设置参考方式以执行初始目标检测，并且然后，基于根据参考方式检测到的目标和分类的目标信息来设置发射方式。例如，如图6中所示的，当检测到三个短程控制目标、检测到一个中程目标、并且未检测到远程控制目标时，发射方式设定器420可设置用于提高短程目标的检测的性能的发射方式。也就是说，当根据参考方式完成目标检测和分类时，可设置对应于短程目标的数量的第二发射方式。第二发射方式可设置为包括时间轴上两次连续的SRR检测模式和一次MRR检测模式的方式。在LRR的情况下，没有远程控制目标，如图7中所示，可将发射方式设置成没有LRR发射模式。可替代地，可包括一次LRR检测模式。
在预定时间处或根据预定的周期，重复地施行预定次数的第二发射方式，并且可根据参考方式周期再次设置参考方式。当发射方式被设置为参考方式且发射信号被辐射时，如果短程目标的数量减少，则发射方式设定器420可将发射方式改成第一发射方式。
图9示出了根据实施例的当检测到远程目标时设置发射方式的示例。
参照图9，发射方式设定器420可根据在参考方式中设置的接收目标的检测结果来改变发射方式。例如，当远程目标的数量大于或等于参考数量时，或者当基于远程目标来选择最大检测距离信息时，可设置用于提高远程目标的检测性能的第三发射方式。第三发射方式被设置成包括两次LRR检测模式，并且因此可详尽地监控远程目标。
同时，如上所述，可根据预设周期设置参考方式。图9示出了一个发射方式被设置为参考方式周期的示例。也就是说，发射方式设定器420可设置参考方式、设置第三发射方式并然后再次设置参考方式。当设置每个参考方式，并且然后通过参考方式使用检测到的目标来设置下一发送方式时，如图9中所示，可在设置参考方式之后改变发射方式。
如上所述，可有变化地设置发射方式，并且包括在每个发射方式中的检测模式的配置可根据车辆周围环境和用户输入而改变。例如，可根据设置预先存储多个发射方式，并且根据发射方式设定器420的设置基于预设表(preset table)来选择对应于参考的发射方式。虽然仅通过示例描述了部分发射方式，然而本公开不限于此，并且可根据多种配置存储多个发射方式。
图10示出了根据实施例的选择用于辐射发射信号的天线的操作。
同时，发射信号控制器430可根据通过上述方法设置的发射方式来控制发射信号的辐射。
例如，发射信号控制器430可根据每个检测模式来选择辐射发射信号的阵列天线的数量。具体地，发射信号控制器430可识别包括在发射方式中的检测模式，识别对应于每个检测模式的预先存储的阵列天线的数量，并且选择相应的阵列天线的数量作为辐射发射信号的天线的数量。例如，当发射方式被设置为参考方式时，发射信号控制器430可选择一个阵列天线以SRR检测模式发射发射信号、选择两个阵列天线以MRR检测模式发射发射信号、并选择四个阵列天线以LRR检测模式发射发射信号。根据每个检测模式所选择的天线的数量可进行预设，然而不限于此。
当辐射发射信号的阵列天线的数量较大时，根据天线增益，检测距离变得较远且检测角度变得较窄。因此，当设置SRR检测模式时，发射信号控制器430可根据预设参考从天线1001至天线1004之中选择一个天线并辐射发射信号。不同于此的是，当设置LRR检测模式时，发射信号控制器430可选择所有的天线1001至天线1004并辐射发射信号。
同时，雷达装置可被配置为图2或图10中所示的。当雷达装置被配置为图2所示的，根据如图7和图8中所示的检测模式，发射输出没有变化。也就是说，从发射器输出的信号的功率是相同的，而不区分检测模式。不同于此，当雷达装置被配置成如图10中所示的，可如图9中所示的区别地设置根据检测模式的发射输出。例如，由于在SRR模式中使用一个天线，在LRR模式中使用四个天线，相比于SRR检测模式，LRR检测模式中的发射器的输出较高。这是根据每个天线是否直接连接到发射器且每个天线是否分支到一个发射器输出线而引起的。
同时，在另一示例中，发射信号控制器430可根据包括在发射方式中的检测模式而有区别地选择阵列天线的数量，并且根据目标的检测位置信息来选择阵列天线的标志(index)。例如，当根据SRR检测模式选择一个阵列天线时，如果从车辆来看目标位于车辆的左边，则发射信号控制器430可选择天线1001或天线1002并用其辐射发射信号。不同于此的是，如果目标位于车辆的右边，则发射信号控制器430可选择天线1003或天线1004并用其辐射发射信号。如上所述，发射信号控制器430能通过基于目标的位置选择天线的标志以更容易检测相应目标的角度发射辐射信号。
类似地，当根据MRR检测模式选择天线时，发射信号控制器430可选择天线1001和天线1003或选择天线1002和天线1003或天线1001和天线1004。由此，发射信号控制器430可更精密地控制检测距离或检测角度。
如上所述，根据本公开的雷达装置可根据车辆周围的环境来动态设置发射方式，选择适用于包括在设置发射方式中的检测模式的阵列天线，并且辐射发射信号，以对应于周围环境和周围状况动态地提高雷达性能。
在下文中，将参照附图描述一种控制雷达的方法，通过该方法可实现全部或部分提出的本实施例。
图11是示出了根据实施例的控制雷达的方法的流程图。
参照图11，控制雷达的方法可包括在S1110中检测车辆周围的目标和将检测到的目标分类的目标检测步骤。如上所述，目标检测步骤可根据车辆的控制模式将检测到的目标分类为用于车辆的控制的控制目标和外围目标。例如，当车辆中的智能巡航控制功能被激活时，与该车辆行驶在相同车道中的在前的车辆可被设置为控制目标，而行驶在邻近的车道中车辆以及人可被设置为外围目标。可替代地，当用于检测可能变道的车辆的控制模式被激活时，与车辆行驶在相同车道中的在前的车辆可被分类为控制目标，并且在邻近车道中的车辆也可被分类为控制目标。可替代地，在预设参考距离内的检测到的目标可被分类为控制目标，并且超出参考距离的检测到的目标可被分类为外围目标。
此外，控制雷达的方法可包括在S1120中基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息和关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个设置发射信号的发射方式的发射方式设置步骤。例如，发射方式设置步骤可通过计算检测到的目标中的每个和车辆之间的检测距离信息来选择最大检测距离，并且设置对应于最大检测距离的发射方式。在另一示例中，发射方式设置步骤可基于检测位置信息确定检测到的目标相距车辆分布的最大角度，并且设置对应于最大角度的发射方式。在另一示例中，发射方式设置步骤可将关于检测到的目标的数量的信息与预设参考数量信息进行比较，并且设置对应于比较结果的发射方式。在另一示例中，发射方式设置步骤可基于每个发射模式中可检测到的每个距离段中目标的数量来设置在其中特定检测模式频繁出现的发射方式。
同时，发射方式设置步骤可根据预设周期设置参考方式。参考方式是包括多个检测模式的发射方式，检测模式中的每一个出现一次，并且可周期性地设置和辐射，以便执行用于目标分类的初始目标检测并检测目标变化。参考方式的周期可根据实验和车辆设置来预先确定，或者根据用户的操作来设置。
控制雷达的方法可包括在S1130中的发射信号控制步骤，该步骤可根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并通过所选择的阵列天线辐射发射信号。例如，发射信号控制步骤可根据每个检测模式选择辐射发射信号的阵列天线的数量。具体地，发射信号控制步骤可识别包括在发射方式中的检测模式，识别对应于每个检测模式的预先存储的阵列天线的数量，并且选择相应的阵列天线的数量作为辐射发射信号的天线的数量。在另一示例中，发射信号控制步骤可根据包括在发射方式中的检测模式有区别地选择阵列天线的数量，并且根据车辆的检测位置信息选择阵列天线的标志。
此外，控制雷达的方法可包括执行参照图1至图10所逐步描述的操作的步骤，并且可省略部分步骤或改变上述步骤的顺序。
图12是示出了根据实施例的发射方式设置操作的流程图。
参照图12，控制雷达的方法可包括在S1200中的发射方式设置步骤。可基于关于相距目标的最大检测距离、目标位置信息和关于目标的数量的信息中的至少一个来设置发射方式。可根据每个参考预设发射方式，并且每个发射方式可包括具有不同顺序和不同频率的多个检测模式。
在S1210中，当发射方式被设置时，控制雷达的方法可根据设置发射方式选择天线并辐射发射信号。例如，根据包括在发射方式中的每个检测模式而选择天线的数量和天线的标志，并且可以使用选择的天线辐射发射信号。在这种情况下，发射器的输出在每个检测模式中可以是相同的或可以有区别地进行设置。
在S1220中，控制雷达的方法可识别参考方式发射周期是否到来。可以预设参考方式发射周期。在参考方式发射周期未到来时，可维持控制以根据预设发射方式辐射发射信号。
在S1230中，当参考方式发射周期到来时，控制雷达的方法根据参考方式辐射发射信号。为此，控制雷达的方法可以包括在预设参考方式中的检测模式辐射发射信号。
此后，在S1240中，控制雷达的方法可通过分析根据参考方式通过发射信号的辐射而检测到的目标来确定是否需要在参考方式之前改变发射方式。这可根据雷达装置是否由于其移动性而移动，或者是否根据目标的移动而更改用于改变发射方式的参考来确定。例如，由于没有远程检测目标而将发射方式设置为包括SRR和MRR，但如果在以参考方式中的LRR检测模式辐射发射信号之后新检测到远程检测目标，则需要将发射方式改变成包括LRR检测模式的发射方式。相反地，可存在其中即使检测到新的目标，也应该保持先前的发射方式的情况。例如，当一个目标被添加至短程目标时，可保持现有的为了检测短程目标而设置的发射方式。
当确定无需改变参考方式的先前的发射方式时，在S1210中，可根据参考方式的先前的发射方式来控制发射信号。相反地，当确定需要改变发射方式时，在S1250中，可将发射方式改变成根据发射方式设置参考的发射方式。
在下文中，将描述根据垂直于地面的检测角度而划分检测模式的情况。在下面的实施例中，可根据检测距离和水平检测角度的组合来划分检测模式。
图13示出了根据实施例的基于发射角度的发射信号辐射特性。
参照图13，车辆100可在垂直于地面的方向上发射具有不同发射角度的发射信号。例如，用于控制雷达的设备可辐射设置成具有平行于地面的角度的发射信号1310和具有与发射信号1310的角度不同的角度的发射信号1300。
为此，发射方式设定器可基于检测到的目标的检测高度信息来设置对应于检测高度信息的发射方式。发射方式可被设置成包括具有不同垂直检测角度的检测模式。
例如，发射方式可被设置成包括基于用于检测目标的发射角度而划分的多个检测模式，并且可基于多个检测模式设置的顺序或多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个来划分。
发射信号控制器可根据各个发射模式来选择辐射发射信号的不同阵列天线的标志，并且阵列天线可被设置成在垂直于地面的方向上具有不同的高度。
图14和图15示出了根据本公开的实施例的设置成在垂直于地面的方向上具有不同高度以便以不同发射角度辐射发射信号的阵列天线。
参照图14，被设置成在在垂直于地面的方向上具有不同高度的阵列天线可包括设置成具有高度1001至高度1004的第一垂直角度阵列天线1001至1004，以及设置成具有高度1401至高度1404的第二垂直角度阵列天线。也就是说，第一垂直角度阵列天线可与第二垂直角度阵列天线有高度差。然而，第一垂直角度阵列天线和第二垂直角度阵列天线的长度可彼此相同。
尽管图14示出了将第一垂直角度阵列天线和第二垂直角度阵列天线分别地设置在相同的平面上的结构，然而，第一垂直角度阵列天线和第二垂直角度阵列天线可如图15中示出前后配置。
图15是在其上设置阵列天线的基体的俯视图，并且第一垂直角度阵列天线和第二垂直角度阵列天线在深度方向上可配置在相同的平面上。
如上所述，在被设置成具有不同高度的阵列天线中，当用于控制雷达的设备第一次通过第一垂直角度阵列天线辐射发射信号并且第二次通过第二垂直角度阵列天线辐射发射信号时，可以与如图13所示的角度不同的角度辐射发射信号。
进一步考虑上述通过示例的方式描述的检测距离和垂直检测角度，用于控制雷达的设备可选择所有的天线1001至天线1004以具有LRR检测距离并在第一次发射第一发射信号。此后，用于控制雷达的设备可选择天线1001以具有SRR检测距离并在第二次发射第二发射信号。此后，用于控制雷达的设备可选择所有的天线1401至天线1404并在第三次发射第三发射信号以具有LRR检测距离，然而，形成与第一发射信号的垂直检测角度不同的垂直检测角度，并且可以选择天线1401并在第四次发射第四发射信号以具有SRR检测距离，并形成与第二发射信号的垂直检测角度不同的垂直检测角度。
如上所述，用于控制雷达的设备可考虑例如检测距离、水平检测角度和垂直检测角度的三个因素来配置多个检测模式，并且可确定根据各个检测模式的设置顺序和设置频率划分的发射方式。
图16是示出了根据实施例的用于控制雷达的系统的框图。
参照图16，用于控制雷达的系统可包括：至少一个雷达传感器12，其安装至车辆以具有车辆的内部或外部的感测区域并被配置成捕获感测数据；至少一个驾驶员辅助系统控制器21，其安装至车辆并被配置成输出用于执行驾驶辅助功能的控制信号；以及域控制器20，其被配置成处理感测数据并控制至少一个驾驶员辅助系统控制器。域控制器20可使用感测数据检测车辆周围的目标，将检测到的目标分类，基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息和关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式，根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线，并且控制雷达传感器12通过所选择的阵列天线辐射发射信号。
同时，车辆可包括域控制器20、图像传感器11、雷达传感器12、通信控制器13和车辆内部传感器14。
图像传感器11可包括：图像传感器，被配置成具有车辆的内部或外部的视野并捕获图像数据；以及处理器，被配置成处理捕获的图像数据。
例如，图像传感器可安装至车辆以具有车辆的内部或外部的视野。至少一个图像传感器可安装至车辆的每个部分以具有车辆的前部、侧部或后部的视野。
关于由图像传感器拍摄的图像的信息由图像数据组成，并且因此可指由图像传感器捕获的图像数据。在下文中，关于本公开中的图像传感器所获取的图像的信息表示由图像传感器捕获的图像数据。由图像传感器捕获的图像数据可以例如原始格式的AVI、MPEG-4、H.264、DivX和JPEG中的一种格式生成。
可通过处理器处理由图像传感器所捕获的图像数据。可操作处理器以处理由图像传感器捕获的图像数据。
处理器可通过使用处理图像数据和执行其它功能的诸如以下的电气单元中的至少一个在硬件中来实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器。
同时，雷达传感器12是不同于用于捕获图像的图像传感器11的传感器模块。例如，多个雷达传感器12可被安装至车辆以具有车辆的内部或外部的感测区域，并且被配置成捕获感测数据。多个雷达传感器12可包括例如雷达传感器、激光雷达传感器和超声波传感器。
通信控制器13执行车辆之间的通信、车辆和基础设施之间的通信、车辆和服务器之间的通信以及车辆内部通信的功能。为此，通信控制器13可由发射模块和接收模块组成。例如，通信控制器13可包括广播接收模块、无线互联网模块、短程通信控制器、位置信息模块、光通信控制器和V2X通信控制器。
车辆的车辆内部传感器14是用于感测车辆的内部信息的传感器。例如，车辆内部传感器14可以是用于感测转向扭矩的扭矩传感器、用于感测转向角的转向角传感器、用于感测关于转向电机的信息的电机位置传感器、车辆速度传感器、感测车辆的移动的车辆移动检测传感器和车辆位置检测传感器。此外，车辆内部传感器14可以是用于感测车辆内部的各种数据的传感器，并且车辆内部传感器的数量可以是一个或多个。
域控制器(DCU)20可以被配置成接收由至少一个非图像传感器捕获的感测数据并处理感测数据。对于该处理，域控制器20可包括至少一个处理器。
可替代地，域控制器20可以向图像传感器11、雷达传感器12、通信控制器13、车辆内部传感器14和驾驶员辅助系统控制器21中的至少一个发射数据或从图像传感器11、雷达传感器12、通信控制器13、车辆内部传感器14和驾驶员辅助系统控制器21中的至少一个接收数据，或者可以处理由此接收的数据。也就是说，域控制器20可以设置在车辆内部并且可以与安装在车辆内部的至少一个模块通信。为此，域控制器20可以进一步包括适当的数据链路或通信链路，例如用于数据传输或信号通信的车辆网络总线。
可以操作域控制器20以控制车辆所用的多个驾驶员辅助系统(DAS)中的一个或多个。例如，域控制器20可以基于从模块11、12、13、14或21中的至少一个所获得的数据来确定具体情况、状况、事件的发生和控制操作性能。
域控制器20可以基于所确定的信息传输用于控制包括在车辆中的各个驾驶员辅助系统控制器21的操作的信号。例如，驾驶员辅助系统控制器21可以包括盲点检测(BSD)系统控制器21a、车道保持辅助系统(LKAS)控制器21b和自适应智能巡航控制(ASCC)系统控制器21c。此外，包括在车辆中的驾驶员辅助系统控制器21可以是诸如以下系统的各个系统中的一个：车道偏离警告系统(LDWS)、车道变换辅助系统(LCAS)、停车辅助系统(PAS)。本文中所描述的驾驶员辅助系统的术语和名称仅用于示例，且不限于此。此外，驾驶员辅助系统控制器21可包括用于自动驾驶的自动驾驶模块。可替代地，域控制器可以通过控制包括在驾驶员辅助系统控制器21中的独立的系统控制器来控制车辆执行自动驾驶。
同时，根据本公开的域控制器20可从雷达传感器12接收感测数据，基于感测数据检测车辆周围的目标，将检测到的目标分类，并且基于检测到的目标的检测距离信息、检测位置信号、检测高度信号和关于检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式。域控制器20可根据发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线，并且控制雷达传感器通过所选择的阵列天线辐射发射信号。
域控制器20设置发射方式以包括根据用于检测目标的距离、高度或角度中的至少一个来划分的多个检测模式。发射方式可基于多个检测模式设置的顺序或多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个来划分。
如上所述，本公开提供一种根据车辆的周围环境动态地控制雷达操作的效果。此外，本公开具有根据需要通过动态地控制雷达装置来提高雷达检测性能并防止不必要的功率损耗的效果。
本实施例可通过多种方式实现。例如，本实施例可通过硬件、固件、软件或其组合来实现。
在通过硬件实现时，本实施例可以由以下方式中的一个或多个来实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器和微处理器。
在通过固件或软件实现时，本实施例能以用于执行上述功能或操作的装置、例程或功能的形式来实现。软件代码可以存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可位于处理器内部或外部，并通过各种已知方式与处理器交换数据。
术语“系统”、“处理器”、“控制器”、“组件”、“模块”、“界面”、“模型”和“单元”通常可指计算机相关的实体硬件、硬件和软件的组合、软件或正在执行的软件。例如，上述元件可以是由处理器、控制器、控制处理器、实体、执行的线程、程序和/或计算机执行的进程，但不限于此。例如，由控制器或处理器执行的应用、该控制器或处理器都可以是元件。一个或多个元件可以在进程和/或执行的线程内，并且可位于一个系统中或分布到两个或更多个的系统。
即使以上已经描述的是，本公开的实施例的所有组件联接为单个单元或联接以作为单个单元操作，但是本公开不一定限于这样的实施例。也就是说，在不脱离本公开的范围的情况下，可以选择性地连接和操作所有结构元件的至少两个元件。仅出于说明性目的地已描述了本公开的上述实施例，并且本领域的技术人员将理解的是，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对其进行各种修改和改变。本公开的范围应当基于所附权利要求来解释，使得包括在等同于权利要求的范围内的所有技术思想都属于本公开。

Claims (17)

1.一种用于控制雷达的设备，所述设备包括：
目标检测器，被配置成检测车辆周围的目标并将检测到的目标分类；
发射方式设定器，被配置成基于所述检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于所述检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式；以及
发射信号控制器，被配置成根据所述发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并通过选择的阵列天线辐射所述发射信号，
其中所述发射方式包括根据用于检测目标的距离和角度而划分的多个检测模式，包括远程模式即LRR、中程模式和短程模式，并且所述发射方式根据所述多个检测模式设置的顺序或所述多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个划分；
其中所述发射方式设定器根据预设周期而周期性地设置所述多个检测模式中的每一个出现一次的参考发射方式，并且通过所述参考发射方式使用检测到的目标设置下一发射方式。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述目标检测器根据所述车辆的控制模式而将所述检测到的目标分类成外围目标和用于控制所述车辆的控制目标。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射方式设定器从所述检测到的目标中的每一个和所述车辆之间的检测距离信息来确定最大检测距离，并且设置对应于所述最大检测距离的发射方式。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射方式设定器基于所述检测位置信息确定所述检测到的目标相距车辆分布的最大角度，并且设置对应于所述最大角度的发射方式。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射方式设定器将所述检测到目标的数量与预设参考数量进行比较，并且基于比较结果设置发射方式。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射方式设定器使用所述检测到的目标的所述检测高度信息来设置对应于所述检测高度信息的发射方式。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射信号控制器根据所述检测模式中的每一个确定辐射所述发射信号的阵列天线的数量。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射信号控制器根据包括在所述发射方式中的所述检测模式来确定所述阵列天线的数量，并且根据所述目标的所述检测位置信息来选择所述阵列天线的标志。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射方式被设置成包括根据用于检测所述目标的发射角度来划分的多个检测模式中的全部检测模式，并且基于所述多个检测模式设置的顺序或所述多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个来划分。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述发射信号控制器根据所述检测模式中的每一个来选择辐射所述发射信号的阵列天线标志。
11.一种控制雷达的方法，所述方法包括：
检测车辆周围的目标并将检测到的目标分类；
基于所述检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于所述检测到的目标的数量的信息中的至少一个设置发射信号的发射方式；并且
根据所述发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并通过选择的阵列天线辐射所述发射信号，
其中所述发射方式包括根据用于检测目标的距离和角度而划分的多个检测模式，包括远程模式即LRR、中程模式和短程模式，并且所述发射方式根据所述多个检测模式设置的顺序或所述多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个划分；
其中设置所述发射方式包括根据预设周期而周期性地设置所述多个检测模式中的每一个出现一次的参考发射方式，并且通过所述参考发射方式使用检测到的目标设置下一发射方式。
12.根据权利要求11所述的方法，其中设置所述发射信号的所述发射方式包括从所述检测到的目标中的每一个和所述车辆之间的检测距离信息确定最大检测距离，并且设置对应于所述最大检测距离的发射方式。
13.根据权利要求11所述的方法，其中选择所述至少一个阵列天线包括根据所述检测模式中的每一个确定辐射所述发射信号的所述阵列天线的数量。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述发射方式被设置成包括根据用于检测所述目标的发射角度而划分的多个检测模式中的全部检测模式，并且基于所述多个检测模式设置的顺序或所述多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个来划分。
15.根据权利要求14所述的方法，其中选择所述至少一个阵列天线包括根据所述检测模式中的每一个来选择辐射所述发射信号的阵列天线标志，并且所述阵列天线被设置成在垂直于地面的方向上具有不同的高度。
16.一种用于控制雷达的系统，所述系统包括：
至少一个雷达传感器，被安装至车辆以具有所述车辆的内部或外部的感测区域，并且被配置成捕获感测数据；
至少一个驾驶员辅助系统控制器，被安装至所述车辆并被配置成输出用于执行驾驶辅助功能的控制信号；以及
域控制器，被配置成处理所述感测数据并控制所述至少一个驾驶员辅助系统控制器，
其中所述域控制器被配置成：
使用所述感测数据检测所述车辆周围的目标并将检测到的目标分类；
基于所述检测到的目标的检测距离信息、检测位置信息、检测高度信息或关于所述检测到的目标的数量的信息中的至少一个来设置发射信号的发射方式；并且
根据所述发射方式从多个阵列天线中选择至少一个阵列天线并控制所述雷达传感器通过选择的阵列天线辐射所述发射信号，
其中所述发射方式包括根据用于检测目标的距离和角度而划分的多个检测模式，包括远程模式即LRR、中程模式和短程模式，并且所述发射方式根据所述多个检测模式设置的顺序或所述多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个划分；
其中所述域控制器根据预设周期而周期性地设置所述多个检测模式中的每一个出现一次的参考发射方式，并且通过所述参考发射方式使用检测到的目标设置下一发射方式。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述域控制器将所述发射方式设置成具有根据用于检测所述目标的距离、高度或角度中的至少一个来划分的多个检测模式，并且所述发射方式根据所述多个检测模式设置的顺序或所述多个检测模式中的每一个设置的频率中的至少一个来划分。
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