CN110678772B - 用于车辆雷达系统的增强的竖直对象检测 - Google Patents

用于车辆雷达系统的增强的竖直对象检测 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种车辆雷达传感器单元(2)，该车辆雷达传感器单元被布置成获得多个雷达检测，并且包括天线装置(3)、发射器单元(4)、接收器单元(5)和处理单元(6)。该天线装置(3)包括至少两个发射器天线(7,8)和至少两个接收器天线(9,10,11,12)，其中两个发射器天线(7,8)具有其相应相位中心(17,18)之间的竖直间距(h)，该竖直间距超过所发射的信号的自由空间波长的一半。处理单元(5)被布置成：‑通过在多个雷达周期期间跟踪离每个雷达检测的径向距离(r)的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；‑确定与第一径向速度最佳匹配的第二径向速度；‑跟踪随径向距离(r)变化的多个实测高度(z)；并且‑在所跟踪的实测高度(z)之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度(ZGT)。

Description

用于车辆雷达系统的增强的竖直对象检测
公开内容的描述
本公开涉及一种车辆雷达传感器单元，该车辆雷达传感器单元包括天线装置、发射器单元、接收器单元和处理单元。天线装置包括至少两个发射器天线和至少两个接收器天线，其中两个发射器天线具有其相应相位中心之间的竖直间距。
如今，车辆雷达系统被布置成检测对象以便实现诸如速度控制和防撞之类的功能，以及其他功能。随着对可靠性的要求不断提高，希望将不重要的障碍物如桥梁和跨线桥与用于实现所述功能的道路上的重要对象区分开。
文献WO 2016/055455描述了使用至少两个可切换的发射天线(它们具有其对应相位中心的不同竖直位置)以及串联布置的多个接收天线。发射天线的相位中心相对于彼此竖直地偏移一定值，该值小于或等于所发射的信号的自由空间波长的一半。
然而，希望发射天线的相位中心之间具有更大的竖直偏移，这是由于这会产生更大的有效天线孔径，从而提高准确性。然而，发射天线的相位中心之间更大的竖直偏移会产生几何模糊。
因此需要被布置用于检测高度的车辆雷达系统，其中该系统与现有技术相比提高了准确性。
这通过车辆雷达传感器单元实现，该车辆雷达传感器单元包括天线装置、发射器单元、接收器单元和处理单元。天线装置包括至少两个发射器天线和至少两个接收器天线，其中两个发射器天线具有其相应相位中心之间的第一水平间距以及其相应相位中心之间的竖直间距。车辆雷达传感器单元被布置成发射TDM(时分复用)信号并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距超过所发射的信号的自由空间波长的一半。所述处理单元被布置成：
-通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度。
-通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度。
-在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离变化的多个实测高度。
-在所跟踪的实测高度之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度。
这也通过用于车辆雷达传感器单元的方法实现，该车辆雷达传感器单元使用具有至少两个发射器天线和至少两个接收器天线的天线装置。两个发射器天线具有其相应相位中心之间的第一水平间距以及其相应相位中心之间的竖直间距。车辆雷达传感器单元用于发射TDM(时分复用)信号并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距超过所发射的信号的自由空间波长的一半。
该方法包括：
通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度。
通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度。
在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离变化的多个实测高度。
在所跟踪的实测高度之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度。
根据一些方面，所述处理单元被布置成对方程
Figure BDA0002291003690000021
求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号的自由空间波长，并且其中
Δm＝(m-mGT)，
其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。
根据一些方面，所述处理单元被布置成根据以下不等式确定几何模糊指数m：
Figure BDA0002291003690000031
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。主要获得了被布置用于检测高度的车辆雷达系统，其中该系统与现有技术相比提高了准确性。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本公开，在附图中：
图1示出了具有雷达传感器单元的车辆的示意性俯视图；
图2示出了雷达传感器单元的示意性表示；
图3示出了车辆的示意性侧视图；
图4示出了天线装置的示意性表示；
图5示出了所发射的线性调频信号的示意性表示；并且
图6示出了根据本公开的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，其示出了第一示例，主车辆1包括车辆雷达传感器单元2，该车辆雷达传感器单元继而包括天线装置3、发射器单元4、接收器单元5和处理单元6。主车辆1以一定主车辆速度vh移动，并且在车辆的路径附近存在目标对象检测点13，其中车辆雷达传感器单元2检测到目标对象24。车辆雷达传感器单元2被布置用于以先前已知种类的包括多个频率斜坡的FMCW(调频连续波)线性调频信号14a、14b的形式生成和发射扫频信号，并且接收所反射的信号，其中所发射的线性调频信号14a、14b已由目标对象24反射。
参考图2，为雷达传感器单元2呈现了示意图，公开了天线装置3包括第一发射器天线7、第二发射器天线8、第一接收器天线9、第二接收器天线10、第三接收器天线11和第四接收器天线12。发射器单元4和接收器单元5彼此连接并连接到处理单元6，该处理单元包括雷达控制单元15，该雷达控制单元继而具有数字信号处理能力。处理单元6连接到雷达传感器单元端口16，该雷达传感器单元端口被布置用于从雷达传感器单元2接收信号并向该雷达传感器单元发送信号。
发射器天线7、8具有其相应相位中心17、18之间的第一水平间距S1以及其相应相位中心17、18之间的竖直间距h，使得第二发射器天线8定位在比第一发射器天线7更高的位置处。接收器天线具有其相应相位中心19、20之间的第二水平间距S2(为清楚起见，仅对第一接收器天线9和第二接收器天线10进行指示)并且不具有其相应相位中心19、20之间的竖直间距。
天线7、8；9、10；11、12被示意性地指示为线性微带贴片天线阵列，但其他天线构型当然也是可能的，诸如偶极天线。为清楚起见，仅指示了一些贴片21、22、23。一个或多个天线根据一些方面由一个或多个阵列天线构成或另选地由单个天线元件构成。
参考图3，其示出了车辆1的侧视图，目标对象24定位在一定高度z处，其中对应于实际高度的高度z的值被表示为zGT，其中GT代表标注真实(Ground Truth)。竖直间距h容许以一定高度角el检测标高。
重新参考图1，目标对象检测点13在第一时刻具有第一位置x1、y1，并且由于车辆移动，对应的随后目标对象检测点13’在随后第二时刻具有第二位置x2、y2。相应地，第一距离r后跟第二距离r’，并且第一方位角az后跟第二方位角az’，其中针对在车辆的向前运行方向上延伸的参考线25来测量方位角az、az’。这样，通过两个或更多个连续检测来跟随目标对象24，换句话讲，使用跟踪器在多个帧内跟踪和跟随检测点。
跟踪器(其也可由点跟踪器构成)一般由跟踪算法构成，该跟踪算法被布置成跟踪对象上的多个特征，例如拐角、最近点、最左边等。此类跟踪算法具有用于预期测量和运动行为的一定模型，并且包括时域滤波；根据一些方面，通过使用经典(扩展)卡尔曼滤波来进行。其具有每个特征点的不同状态(例如位置、速度和加速度)，并且被布置成使用测量值来计算这些状态。一般来讲，特征点跟踪器可包含多个跟踪，其中每个跟踪对应于该模型的一个时刻。这样，为多个帧确定了位置x1、y1；x2、y2。
参考图4，其示出了天线装置3的示意图，在第一时间t1(n)(n＝1…N)激活第一发射器天线7，其中N是第一线性调频信号14a的雷达周期中的频率斜坡数量，使得接收器天线9、10、11、12用于在第一位置处接收所反射的信号，在该第一位置处，用实线来指示这些接收器天线。
在第二时间t2(n)(n＝1…N)激活第二发射器天线装置8，其中N是第二线性调频信号14b的雷达周期中的频率斜坡数量，使得接收器天线9’、10b’、11c’、12d’用于在第二位置处接收所反射的信号，在该第二位置处，用虚线来指示这些接收器天线。这样，获得大小为真实孔径两倍的合成孔径以及八个接收通道。以交错的方式反复激活发射器天线7、8，如下文将更详细描述。根据一些方面，第二水平间距S2等于一定距离d，并且第一水平间距S1等于所述一定距离的三倍，即3d。
如图5所示，在具有Y轴上的频率和X轴上的时间的相同曲线图中示出了第一线性调频信号14a和第二线性调频信号14b。频率在每个斜坡过程中从第一频率fstart变化到第二频率fstop，其中第一频率fstart的量级降至低于第二频率fstop的量级。第一线性调频信号14a包括第一多个频率斜坡的重复周期，并且第二线性调频信号14b包括第二多个频率斜坡的重复周期，其中构成雷达周期的每个周期具有周期时间tc的持续时间。根据一些方面，线性调频信号14a、14b在每个周期内具有相同数量的斜坡。
一般来讲，在这个背景下，雷达周期也可被视为一个观察阶段，在该观察阶段期间，车辆雷达传感器单元2被布置成采集数据、在几个信号处理水平上处理所述数据并且发出可用结果。
每个斜坡持续一定斜坡时间tr，根据一些方面，该斜坡时间tr对于第一线性调频信号14a和第二线性调频信号14b是相同的。在第一线性调频信号14a的两个连续斜坡之间(第二线性调频信号14b也是这样)存在斜坡时间tr和延迟时间tD。线性调频信号14a、14b被定时，使得在第一线性调频信号14a的两个连续斜坡之间存在第二线性调频信号14b的斜坡并且反之亦然，使得线性调频信号14a、14b彼此交错，在一个线性调频信号与另一个线性调频信号的两个连续斜坡之间出现延迟时间tD。
如本领域中众所周知的，所接收的反射的信号与所发射的线性调频信号14a、14b在接收器单元5中混合，使得获得IF(中频)信号，然后对该信号进行滤波。经滤波的IF信号的频率与目标距离相关并且被转换为数字IF信号，该数字IF信号被馈送到雷达控制单元15中，该雷达控制单元适于通过众所周知的FFT(快速傅里叶变换)处理来进行雷达信号处理。距离FFT函数(即，第一FFT)被布置成将经滤波的数字IF信号转换为距离域，并且多普勒FFT函数(即，第二FFT)被布置成将来自连续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成多普勒域，从而产生距离多普勒矩阵。
由于已经有关于多普勒的信息，因此在第二FFT之后检索的该信息可用于消除对象移动引起的所接收的信号的相移。然而，相移是模糊的，因为两个发射器天线7、8的两个连续斜坡之间的时间是多普勒信号采样率的时间的一半，从而引起速度模糊。实际速度v与实测速度vm的关系如下：
v＝vm+kA+噪声，   (0)
其中
Figure BDA0002291003690000061
是整数，并且A是速度模糊。对应于实际速度v的k值被表示为kGT，其中GT代表标注真实(Ground Truth)。
当确定速度模糊时，众所周知的是从一个雷达周期到另一个雷达周期的速度的最大可能变化比速度模糊小得多。一旦确定哪个模糊是正确的，就可确定哪个是由通过取已知速度的最接近可能值得出的测量值表示的实际速度。
当为对象建立跟踪时，实际速度一开始是未知的。径向相对速度是距离相对于时间的导数。在雷达周期的持续时间tc中，具有径向相对速度v的对象的距离按照v*tc变化。通过在若干雷达周期内观察距离，可确定最佳匹配的速度。
根据本公开，构成竖直间距h的发射器天线竖直位移距离h在车辆雷达传感器单元2的中心工作频率下超过半波长的距离。相对较大的间距提供更大的天线孔径，继而得到更高的准确性。然而，这将会引起必须要解析的模糊：多普勒模糊、引起发射器天线7、8之间的相位差的速度模糊、以及由于标高相位引起的标高或高度值的几何模糊。解析这些模糊将在下文解释。
如此前所讨论，跟踪器已提供速度的估计值，并且该估计值用于确定哪一个是正确速度模糊。现在存在需要解析的一个或两个可能标高值。对于实际高度而言，在检测到距离r超过约40米时仅存在一个标高值。对于在远处检测到的对象而言，已经解析出了这些模糊。当在远处检测到的对象近到存在标高的两个可能值时，已经知道哪一个是正确值。当对象在近距离处出现时，由于没有高度的可用估计值，因此需要替代方法。
应当注意，对于本示例中的竖直间距而言，存在一个或两个可能标高值；对于更大的竖直间距而言，可存在更多的可能值。此外，竖直间距自身很重要，而哪个发射器天线7、8更高无关紧要。
根据本公开，在若干雷达周期内跟踪对象检测点13、13’的高度z，使得获得随离对象检测点13、13’的距离变化(即，随距离r变化)的高度z。因此随距离r变化来跟踪高度z，并且该高度被假定为常数。于是获得方程
Figure BDA0002291003690000071
其中zm是实测高度，λ是所发射的信号的自由空间波长，并且h表示发射器天线竖直位移距离，如此前所提及。
将对方程(1)求解Δm，其中
Δm＝(m-mGT)   (2)。
此处，m表示几何模糊指数，并且mGT表示标注真实几何模糊指数，即正确几何模糊指数。
由于对象检测点13、13’的高度z被假定为常数，方程(1)将等于零或接近零。使用该知识，通过跟踪所有可能高度、然后在假设高度不变的情况下确定正确高度z来获得mGT。
现在将更详细地描述如何实现上述目标。
此处，
Figure BDA0002291003690000081
y＝r sin az
z＝r sin el
其中
-(x；y；z)是对象检测点13、13’的笛卡尔坐标；
-r是距离；
-az是方位角；并且
-el是高度角。
2个通道之间的相位差取决于入射波的方位、各天线之间的水平间距、标高、各天线之间的竖直间距以及速度。现在为所有8个通道考虑距离多普勒图，即每个通道的关于距离和多普勒的2D-FFT输出。由于两个发射器天线7、8在水平方向和竖直方向上都分开，因此信号处理涉及比方位的单个FFT更多的步骤。
对于方位和标高中的给定到达方向，两个通道i＝(Rxri；Txti)和j＝(Rxrj；Txtj)之间的相对相位的模型被写成：
Figure BDA0002291003690000082
其中：
-ΔΦi,j是两个通道之间的相对相位；
-Δdi,j是水平距离；Δdi,j＝d(rj-ri)+3d(tj-ti)
-Δhi,j是竖直距离；Δhi,j＝h(tj-ti)
-uaz＝sin az；
-uel＝sin el；
-v是相对径向速度(多普勒)；并且
-Δti,j是不同发射器天线的时间差。
在上文中且也如下文所用，以上项3d是本示例中的发射器天线7、8之间的水平间距的值，并且根据一些方面可具有另一个值。
该多普勒引起了发射器天线7、8之间的相位差，如果要组合这8个通道，则需要校正该相位差。已从先前的处理步骤获得该多普勒，但仅以该模糊为模。用于多普勒相位校正的两个可能值是：
Figure BDA0002291003690000091
ΔΦd2＝Φd1+π   (5)，
其中vm是实测速度。
用于多普勒相位校正的对应相量被写成：
Figure BDA0002291003690000092
Figure BDA0002291003690000093
使用d1＝3d进行方位校正的相量被写成：
Figure BDA0002291003690000094
发射器天线7、8之间的相对相量由下式给出：
Figure BDA0002291003690000095
此处，项Tx3和Tx4分别与发射器天线7、8相关。
将上述结果组合成标高相量的两种可能性，得到：
Figure BDA0002291003690000101
Figure BDA0002291003690000102
其中
Figure BDA0002291003690000103
现在在发射器天线7、8之间获得标高相量。已根据跟踪器确定的速度来选择多普勒假设之一：
Figure BDA0002291003690000104
其中Φel,k是两个通道之间的实测相位。
为了能够以不太复杂的方式处理这些模糊，实测相位Φel,k被选择为使得0≤Φel,k<2π，因此仅具有2个分支而不是3个，其中该相位根据下式以2π为模来限定：
Figure BDA0002291003690000105
其中
Figure BDA0002291003690000106
是整数。这得出：
Figure BDA0002291003690000107
最终得出：
Figure BDA0002291003690000108
调查m的不同值得到：
Figure BDA0002291003690000111
已知
Figure BDA0002291003690000112
由此得出
Figure BDA0002291003690000113
应当注意，分支的数量取决于竖直间距h。
现在将提供具有数量的示例。应当注意，这仅是带着赋予对本公开的理解的意图的示例。
根据一些方面，每个雷达周期总共包括128个斜坡，每个发射器天线7、8有64个斜坡，其中每个斜坡采集1024个样本。
根据一些方面，对于标高模式而言，第二水平间距S2等于一定距离d＝0.5λ，并且第一水平间距S1等于所述一定距离的三倍，即3d＝2λ，并且h＝0.79λ，这大约等于77GHz下的3.1mm。
由此得出主瓣和第一旁瓣是不模糊的，对应于±15的高度角。128个FMCW斜坡用于雷达周期，在各有64个斜坡的发射器天线7、8之间切换。在距离FFT(快速傅里叶变换)和多普勒FFT之后，获得8个通道，这些通道各有320个距离库和64个多普勒库。
根据数值例，
Figure BDA0002291003690000114
于是方程(17)声明-1.79≤m≤0.79。由于m是整数，因此m∈{-1，0}。
如此前所讨论，跟踪器已提供速度的估计值，并且该估计值用于确定哪个是正确速度模糊，因此k＝kGT。
于是方程(16)被改写为：
Figure BDA0002291003690000121
由此得出：
Figure BDA0002291003690000122
实际高度zGT与距离r和实际高度角elGT的关系如下：
zGT＝ruel，GT   (20).
由于已知高度z主要为常数，因此可作出下列假设：
Figure BDA0002291003690000123
对于m的一个值(m的一个假设)而言，下式被写成：
Figure BDA0002291003690000124
由此得出：
Figure BDA0002291003690000125
方程(22)提供了寻找正确模糊mGT的方式。由于在此例中m∈{-1，0}，一般取决于竖直间距h，下式的可能值
Figure BDA0002291003690000131
是
Figure BDA0002291003690000132
通过比较估计值与理论值，在假定相对移动的情况下随时间推移评估，可确定m的正确值。
Figure BDA0002291003690000133
在下表中，给出了m取不同值时的可能值：
Figure BDA0002291003690000134
Figure BDA0002291003690000135
由于感兴趣的是dzm/dr，因此不应随时间变化而是应随距离变化来跟踪z的变化。使用时间作为基变量意味着必须校正速度，其中在相对速度为0时需要特别留意。在假设跳变附近需要特别留意。存在两种可能性：
-m＝0时的值为正确值，并且m＝-1时的值受下式影响
Figure BDA0002291003690000136
-m＝-1时的值为正确值，并且m＝0时的值受下式影响
Figure BDA0002291003690000141
对于这2种可能性中的每一种而言，需要两个卡尔曼滤波；一个采用恒定高度模型，并且另一个受下式影响
Figure BDA0002291003690000142
在每个雷达周期，对于每种可能性而言，两个实测值与最近跟踪值相关联。在一段时间内对该新方法的比较给出正确的假设。如果存在仅具有一个标高值的周期，则这些假设之一无效。
因此本公开涉及跟踪所有可能高度z，并且在假设高度不变的情况下，挑选出正确的高度zGT。
参考图6，本公开还涉及用于车辆雷达传感器单元2的方法，该车辆雷达传感器单元使用具有至少两个发射器天线7、8和至少两个接收器天线9、10、11、12的天线装置3。两个发射器天线7、8具有其相应相位中心17、18之间的第一水平间距S1以及其相应相位中心17、18之间的竖直间距h。车辆雷达传感器单元2用于发射TDM(时分复用)信号14a、14b并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距h超过所发射的信号的自由空间波长的一半。该方法包括：
26：通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离r的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度。
27：通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度。
28：在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离r变化的多个实测高度z。
29：在所跟踪的实测高度z之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度zGT。
本公开不限于以上示例，而可以在所附权利要求书的范围内自由变化。例如，雷达传感器装置3的微波部件被假定为具有先前已知的设计，并且根据一些方面，雷达传感器装置3包括比所示更多的部件，并且例如以先前已知的方式连接到车辆1中包括的警报和/或信息设备。
计算和确定过程由处理单元6执行，其中处理单元6应被视为处理单元装置，该处理单元装置为一个单元或若干单元的形式，该若干单元协作或者或多或少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。
示例中给出的所有细节当然仅作为本公开的说明而给出，并且不应被视为以任何方式进行限制。
在这个背景下，帧合适地涉及一组多个雷达信号或一组雷达信号。
可存在多于或少于所述的四个接收器天线9、10、11、12，但应存在至少两个接收器天线。如果存在多于两个接收器天线，则根据一些方面，不同对的相邻接收器天线具有其相应相位中心之间的不同水平间距。
可存在多于所述的两个发射器天线7、8，但应存在至少两个发射器天线7、8，其中至少两个发射器天线7、8具有其相应相位中心17、18之间的竖直间距h。如果存在多于两个发射器天线，则根据一些方面，不同对的相邻发射器天线具有其相应相位中心之间的不同水平间距。
线性调频信号14a、14b可包括任何合适频率斜坡配置的信号，例如锯齿信号和下降斜坡，其中fstart<fstop。一般来讲，车辆雷达传感器单元(2)被布置成发射任何类别的TDM(时分复用)信号14a、14b，诸如FMCW信号。
只有极近距离处的可超限运行对象才需要负假设的模糊部分。一种可能性是仅跟踪正/唯一标高值。应当留意不要对这些对象进行错误分类。
另一种可能性将是拒绝不模糊区之外的所有检测，因为这些检测是可超限运行的或可低限运行的。由于高电平的噪声，这可能会减少太多有效跟踪区。
如图1所示，车辆1包括安全控制单元30和安全装置31，例如紧急致动系统和/或警报信号设备。安全控制单元30被布置成根据来自雷达传感器单元2的输入来控制安全装置31。此类输入可经由处理单元6输入。
一般来讲，本公开涉及车辆雷达传感器单元2，该车辆雷达传感器单元包括天线装置3、发射器单元4、接收器单元5和处理单元6，其中天线装置3包括至少两个发射器天线7、8和至少两个接收器天线9、10、11、12，其中两个发射器天线7、8具有其相应相位中心17、18之间的第一水平间距S1以及其相应相位中心17、18之间的竖直间距h，其中车辆雷达传感器单元2被布置成发射TDM(时分复用)信号14a、14b并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距h超过所发射的信号的自由空间波长的一半，其中所述处理单元5被布置成：
-通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离r的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；
-通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度；
-在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离r变化的多个实测高度z；并且
-在所跟踪的实测高度z之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度zGT。
根据一些方面，所述处理单元5被布置成对方程
Figure BDA0002291003690000161
求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号14a、14b的自由空间波长，并且其中
Δm＝m-mGT，
其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。
根据一些方面，所述处理单元5被布置成确定
Figure BDA0002291003690000162
其中uel,k,m表示基于k和m的sin el，其中el是一定目标对象检测点13、13’的高度角，并且
Figure BDA0002291003690000171
是整数，其中此外，Φel,k是两个通道之间的实测相位。
根据一些方面，所述处理单元5被布置成根据以下不等式确定几何模糊指数m：
Figure BDA0002291003690000172
一般来讲，本公开还涉及用于车辆雷达传感器单元2的方法，该车辆雷达传感器单元使用具有至少两个发射器天线7、8和至少两个接收器天线9、10、11、12的天线装置3，其中两个发射器天线7、8具有其相应相位中心17、18之间的第一水平间距S1以及其相应相位中心17、18之间的竖直间距h，其中车辆雷达传感器单元2用于发射TDM(时分复用)信号14a、14b并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距h超过所发射的信号的自由空间波长的一半，其中该方法包括：
26通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离r的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；
27通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度；
28在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离r变化的多个实测高度z；以及
29在所跟踪的实测高度z之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度zGT。
根据一些方面，该方法包括对方程
Figure BDA0002291003690000173
求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号14a、14b的自由空间波长，并且其中
Δm＝m-mGT，
其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。
根据一些方面，该方法包括确定
Figure BDA0002291003690000181
其中uel,k,m表示基于k和m的sin el，其中el是一定目标对象检测点13、13’的高度角，并且
Figure BDA0002291003690000184
是整数，其中此外，Φel,k是两个通道之间的实测相位。
根据一些方面，该方法包括根据以下不等式确定几何模糊指数m：
Figure BDA0002291003690000183

Claims (8)

1.一种车辆雷达传感器单元(2)，所述车辆雷达传感器单元包括天线装置(3)、发射器单元(4)、接收器单元(5)和处理单元(6)，其中所述天线装置(3)包括至少两个发射器天线(7,8)和至少两个接收器天线(9,10,11,12)，其中两个发射器天线(7,8)具有其相应相位中心(17,18)之间的第一水平间距(S1)以及其相应相位中心(17,18)之间的竖直间距(h)，其中所述车辆雷达传感器单元(2)被布置成发射TDM(时分复用)信号(14a,14b)并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测，其特征在于所述竖直间距(h)超过所发射的信号的自由空间波长的一半，其中所述处理单元(5)被布置成：
-通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离(r)的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；
-通过选择与所述第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度；
-在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离(r)变化的多个实测高度(z)；并且
-在所跟踪的实测高度(z)之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度(zGT)。
2.根据权利要求1所述的车辆雷达传感器单元(2)，其特征在于所述处理单元(5)被布置成对方程
Figure FDA0004047653760000011
求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号(14a,14b)的自由空间波长，h是所述两个发射器天线(7,8)的相应相位中心(17,18)之间的竖直间距，r是离每个雷达检测的径向距离，并且其中
Δm＝(m-mGT)，
其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。
3.根据权利要求2所述的车辆雷达传感器单元(2)，其特征在于所述处理单元(5)被布置成确定
Figure FDA0004047653760000021
其中uel,k,m表示基于k和m的sin el，其中el是一定目标对象检测点(13,13’)的高度角，并且
Figure FDA0004047653760000023
是整数，其中此外，Φel,k是两个通道之间的实测相位。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的车辆雷达传感器单元(2)，其特征在于所述处理单元(5)被布置成根据以下不等式确定所述几何模糊指数m：
Figure FDA0004047653760000022
5.一种用于车辆雷达传感器单元(2)的方法，所述车辆雷达传感器单元使用具有至少两个发射器天线(7,8)和至少两个接收器天线(9,10,11,12)的天线装置(3)，其中两个发射器天线(7,8)具有其相应相位中心(17,18)之间的第一水平间距(S1)以及其相应相位中心(17,18)之间的竖直间距(h)，其中所述车辆雷达传感器单元(2)用于发射TDM(时分复用)信号(14a,14b)并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测，其特征在于所述竖直间距(h)超过所发射的信号的自由空间波长的一半，其中所述方法包括：
(26)通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离(r)的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；
(27)通过选择与所述第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度；
(28)在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离(r)变化的多个实测高度(z)；以及
(29)在所跟踪的实测高度(z)之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度(zGT)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法包括对方程
Figure FDA0004047653760000031
求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号(14a,14b)的自由空间波长，h是所述两个发射器天线(7,8)的相应相位中心(17,18)之间的竖直间距，r是离每个雷达检测的径向距离，并且其中
Δm＝(m-mGT)，
其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述方法包括确定
Figure FDA0004047653760000032
其中uel,k,m表示基于k和m的sin el，其中el是一定目标对象检测点(13,13’)的高度角，并且
Figure FDA0004047653760000034
是整数，其中此外，Φel,k是两个通道之间的实测相位。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括根据以下不等式确定所述几何模糊指数m：
Figure FDA0004047653760000033
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