CN112305544A - 具有雷达传感器的机动车和用于运行机动车的方法 - Google Patents
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Abstract
一种机动车(1)，具有至少一个雷达传感器(3)，其被安装在雷达罩(11)的后方和/或具有雷达罩，特别是雷达罩由机动车的能被透射的部件形成，机动车还具有：具有至少一个雷达能探测到的标记的参考结构(5)，其能以能由调节装置(6)操控的方式运动到雷达传感器的在雷达罩外部的检测区域中的测量位置中；控制装置(13)，用于当存在指示出在雷达罩上的潜在的、限制雷达传感器的性能的沉积物的触发信号时，操控调节装置以使参考结构运动到测量位置中，通过将由雷达传感器记录的、描述在测量位置中的参考结构的雷达数据与存储在控制装置中的、在雷达罩上无沉积物的情况下记录的比较数据组相比较而对雷达数据进行评估，以探测潜在的沉积物。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车，该机动车具有至少一个雷达传感器，所述至少一个雷达传感器被安装在雷达罩的后方和/或具有雷达罩，特别是所述雷达罩由机动车的能被透射的部件形成。本发明还涉及一种用于运行这种机动车的方法。
背景技术
雷达传感器在机动车中的使用在现有技术中是广泛已知的。如今，雷达传感器主要用作中距离和远距离范围的环境传感器，以便能够确定其它道路使用者或较大对象的距离、角度和相对速度。这种雷达数据可以包含在环境模型中或也可以被直接提供给车辆系统。在已知的现有技术中，例如诸如ACC的纵向引导系统、安全系统和其它车辆系统得益于雷达数据。雷达传感器对于机动车的全自动引导也特别重要。
出于设计原因并且也为了保护雷达传感器，雷达传感器大多被隐藏地安装在机动车中，就是说，在车辆的、在测量的范围内待被雷达辐射透射的部件后面。这种能被透射的部件可以理解为雷达传感器的雷达罩，这是因为这些部件在检测区域中将雷达传感器覆盖。但是，在其它情况下，通常也为雷达传感器配设壳体，该壳体至少部分地设计为雷达罩。
雷达传感器在机动车中的性能可能会由于在构成机动车的外表面的一部分的雷达罩上的沉积物层而受到损害。这种沉积物可能例如由雪、冰、水、污物等形成。这可能导致，在雷达传感器的检测区域中延迟地检测对象或甚至无法检测到对象，其中，这种影响可以被称为“阻尼”。由于雷达罩上的沉积物而引起的另一个可能的影响是，通过雷达传感器感知到被探测对象的位置发生了偏移(“角度畸变”)。
在现有技术中已经提出了算法，以便能够识别出这些妨碍雷达测量的影响并能够启动适当的措施，例如，如果可能的话，采取纠正措施、对分配给雷达数据的可靠性值进行调整和/或甚至停用雷达传感器。这里的问题是，对于沉积物的识别算法最终不存在“基本事实”，并且需要很长的时间段、例如在30秒到几分钟之间，才能得出关于沉积物的清晰的结论。这是因为，为获得可接受的误报率而做出折中。在雷达传感器的感知受损的状态与雷达传感器对该限制的识别之间产生的过渡特别关键，并且可能导致使用雷达传感器的雷达数据的功能异常。
文献DE 10 2017 209 591 A1涉及一种用于车辆的车身部件以及一种用于识别车辆的设备。在此提出，特别是在机动车的后侧上设置有多个限定的雷达反射器，这些雷达反射器至少部分地使入射到雷达反射器上的雷达辐射在发射雷达辐射的辐射源的方向上反射，并且这些雷达反射器被集成到车身部件中。以此方式，将以节省成本和节省空间的方式改进基于雷达的车辆识别。
文献DE 10 2013 010 922 A1涉及一种测试设备，用于确保在机动车的生产过程中安装在机动车前部或后部的雷达传感器的功能可靠性。为此，在生产过程中与机动车分开设置的测试设备被如此调整，使得在机动车的两侧分别布置一个激光源。这些激光源垂直于旋转轴的延伸方向对准如下的横梁，该横梁安装在车辆前部的前面或车辆后部的后面并且能在其相对于机动车的定向中调整。第一测量目标位于该横梁上，该第一测量目标有利地与激光源这样共同作用，使得横梁可以相对于旋转轴和激光源精确地定向。以这种方式，可以容易且有利地实现实际测试过程所需的横梁位置。该测试设备可以具有带有不同回射特性的雷达反射器，以便模拟雷达目标相对于雷达传感器辐射中心的规定的按照方向的定位和不同距离。在此，雷达反射器可以是角反射器/三镜装置。
文献DE 10 2010 018 782 A1涉及一种用于驾驶员辅助系统的测试设备，该测试设备可以借助于联接器与运载车辆的后部连接，并且可以借助于车轮在行车道表面上行驶。该测试设备包括第一承载件和第二承载件，该第一承载件和第二承载件可以相对彼此调节。可以在第一支撑元件上设置人造雷达目标点、例如角反射器。
发明内容
本发明的目的是，提出一种改进的且特别是更快的可能性，以可靠地识别出在机动车中的能被透射的雷达传感器盖上的沉积物。
为了实现该目的，在开头所述的类型的机动车中根据本发明提出，机动车还具有：
-具有至少一个雷达能探测到的标记的参照结构，该参照结构能以能由调节装置操控的方式运动到雷达传感器的在雷达罩外部的检测区域中的测量位置中，以及
-控制装置，该控制装置被设计为用于，当存在指示出在雷达罩上的潜在的、限制雷达传感器的性能的沉积物的触发信号时，操控调节装置以使参考结构运动到测量位置中，通过将由雷达传感器记录的、描述在测量位置中的参考结构的雷达数据与存储在控制装置中的、在雷达罩上无沉积物的情况下记录的比较数据组相比较而对所述雷达数据进行评估，以用于探测潜在的沉积物。
因此提出，为雷达传感器提供一种集成在机动车中的可能性，测量具有在先前已知的情形下的先前已知特性的对象、在此是标记，从而雷达传感器能够“立即”确定其检测的性能。为了在机动车的正常运行期间并且因此也在雷达传感器的正常运行期间不损害雷达传感器的检测能力，在这种情况下，参考结构不处于雷达传感器的检测区域内部，而是处于优选隐藏的、不影响机动车外观的静止位置中。但是，如果存在限制性能的第一迹象，则会给出触发信号，该触发信号指示出在雷达罩上可能存在沉积物，并且优选地由雷达传感器本身产生该触发信号，控制装置操控调节装置，将测量结构带入规定的测量位置或测量部位中，从而标记至少处于雷达传感器的检测区域中，其中，该测量位置对应于雷达传感器已在预先测量中记录了比较数据组的情形。形成机动车外表面的一部分的雷达罩在此可以是机动车部件的一部分，在该机动车部件的后方安装有雷达传感器，或者特别是在非隐藏安装的情况下，也可以形成雷达传感器的一部分，特别也就是形成壳体部分。
这种预先测量例如在机动车制造过程中进行，但无论如何也在清洁的机动车中进行，即，优选在理想的测量条件下进行，因此该预先测量优选提供参考结构在测量位置中的比较数据组，其中，雷达传感器的性能最多会受到雷达罩本身的影响。比较数据组被存储在控制装置的存储器中。
在稍后的时间点时——在该时间点时出现性能限制的第一迹象并因此产生触发信号，参考结构会再次短暂地移入雷达传感器的检测区域中的规定的测量位置中，以便再次记录特别是有关标记的雷达数据。现在，即使是较小的性能限制、特别是由于雷达罩上的沉积物造成的性能限制，也表现为当前雷达数据与比较数据组之间的偏差，使得在比较中确认相关的偏差时可以采取相应的措施。例如，可以提供比较标准，该比较标准评估偏差，并且如果偏差太大，则假定由于沉积物限制测量运行而要求采取措施。应当注意，在评估雷达数据和比较的范围内，当然也可以确定其它评估信息，例如沉积物强度，校正信息等。
此外，此时应注意的是，比较数据组和参考结构的当前雷达数据可以以雷达传感器的惯用的测量模式记录，但是特殊的测量模式也可以专门用于记录这些待比较的数据组。例如，可以想到的是，使用与正常运行相比增加的频率带宽来记录比较数据组的比较数据和参考结构在测量位置中的当前雷达数据。频率带宽的增加导致距离分辨率的提高，从而可以更可靠地探测紧靠在雷达传感器(和雷达罩)前方的对象、此处是标记。在任何情况下通常适宜的是，将参考结构布置在相对紧靠在雷达传感器前方的检测区域中，例如相距几厘米，例如小于10cm。这也具有以下优点，即，参考结构不必从机动车中延伸出很远。特别地，例如可以考虑将参考结构直接或非常靠近雷达罩定位，例如由保险杠构件或雷达传感器的壳体形成，从而有利地为沉积物留下一定的公差间隙。
如已经说明的那样，如果在机动车的运行期间出现触发信号，则参考结构仅短暂地定位在雷达传感器的检测区域中，从而仅需短暂地中断其它测量运行。这不是问题，因为可以非常快速地执行雷达测量。例如可以规定，在记录了雷达数据之后，控制装置被设计为用于操控调节装置，以使参考结构从测量位置中远离，特别是返回到前述的静止位置中，其中，参考结构位于测量位置中的时长优选小于10秒、优选小于2秒。
雷达数据的评估、特别是与比较数据组的比较，主要、特别甚至是仅仅涉及与标记有关的雷达数据和比较数据，以便使在其它方面变化的环境的影响保持尽可能小。通过该标记已经提供了清晰定义的雷达目标，该雷达目标提供了原则上已知的反射图案，这是因为标记在参考结构上的预先规定的布置也是已知的。
可以特别有利地提出，参考结构具有至少一个回射器，所述至少一个回射器在测量位置中相对于雷达传感器处于预先确定的位置，特别是具有角反射器。回射器是一种无论入射方向和反射器的取向如何、都可以在电磁波的发射方向上大幅度反射入射的电磁波的设备。因此，这种类型的、可以设计为角反射器的回射器形成突出的雷达标记，即使在距雷达传感器很近的距离处，也可以良好地探测和识别该回射器的反射中心。具体可以规定，将至少一个回射器布置在支撑元件上，特别是布置在弓形架上。优选地，以相对较少的材料保持支撑元件，以便能够容易地、但是稳定地实施反射器结构。就诸如迎面风之类的影响而言，足够的稳定性是适宜的。
在本发明的一个具体的实施方式中可以规定，指向机动车的前方区域的雷达传感器被隐藏地安装在机动车的前部中，参考结构——特别是在使用盖板的情况下——可以从前部中的隐藏的静止位置中移动到测量位置中。在此例如可以规定，能被透射的部件是保险杠的保险杠构件和/或散热器格栅，调节装置被安装在保险杠或散热器格栅中，其中，参考结构在静止位置中被隐藏地布置在保险杠或散热器格栅中。然而，本发明不限于指向机动车的前方区域的雷达传感器，而是还可以特别适用于例如安装在后侧的保险杠中、指向机动车的后部空间的雷达传感器或者侧向取向的雷达传感器。
除了机动车之外，本发明还涉及一种用于运行根据本发明的机动车的方法，其中，
-当在雷达罩上不存在沉积物时，通过雷达传感器记录位于测量位置中的参考结构的比较数据组并将该比较数据组存储在控制装置中，
-当存在指示出在雷达罩上的潜在的、限制雷达传感器的性能的沉积物的触发信号时，使参考结构运动到测量位置中，通过将由雷达传感器记录的、描述在测量位置中的参考结构的雷达数据与存储在控制装置中的、在雷达罩上无沉积物的情况下记录的比较数据组相比较而对所述雷达数据进行评估，以用于探测潜在的沉积物。
与根据本发明的机动车有关的所有实施方式可以类似地转用于根据本发明的方法且反之亦然，其中，机动车的运行当前与由控制装置、具有调节装置的参考结构和雷达传感器形成的雷达装置的运行有关。应该注意的是，控制装置也可以至少部分地或全部地在雷达传感器本身内部实现，特别是在以半导体技术、特别是CMOS技术设计的雷达传感器的情况下。例如，雷达传感器的控制单元可以形成控制装置的一部分甚至整个控制装置。
如已经说明的那样，当在雷达罩上发现沉积物时，特别是当满足至少一个与措施关联的比较标准时，可以通过控制装置触发至少一个措施，特别是利用在比较的范围内确定的沉积物强度进行参数化。具体而言，所述措施可以是：向机动车的驾驶员输出指示；和/或雷达数据的、特别是使用比较结果的校正过程；和/或输出对降低的可靠性——特别是根据沉积物强度——进行描述的可靠性值及相关雷达数据。相应的措施在现有技术中是已知的，并且在此不必详细说明。特别是关于校正过程，还应注意的是，对于确定类型的沉积物和/或沉积物强度合适的校正值等，也可以例如在查找表中存储在控制装置的存储器中。此外，当然也可以在沉积物非常多或性能受损的情况下至少暂时停用雷达传感器。
适宜地，可以通过评估雷达传感器的雷达数据来确定触发信号，然而替代地或附加地，也可以通过评估沉积物传感器的传感器数据和/或根据天气传感器和/或天气数据源的天气数据来确定触发信号。虽然已经提供了传感器系统来提供关于天气本身的信息或者具体的关于在机动车上形成的沉积物的信息，但是根据本发明特别优选的是，在雷达传感器本身内部或者通过控制装置通过评估雷达数据来产生触发信号。例如可以具体规定，当针对触发信号评估雷达传感器的雷达数据时，评估通过雷达数据描述的噪声特性和/或近距离反射特性。特别是在基于半导体技术、特别是CMOS技术的雷达传感器的情况下，还可以特别良好地在雷达数据中探测并进而分析来自近距离的探测结果和/或噪声波动，从而推断出由沉积物引起的雷达数据特性变化正是归因于这种沉积物。如果发现这种对沉积物的性能限制的迹象——这例如在已经提到的控制单元中可能发生，则产生触发信号并记录参考结构的当前雷达数据。
附图说明
本发明的其它优点和细节由下面描述的实施例以及根据附图得出。在此示出：
图1示出根据本发明的机动车的前视图的原理图，
图2示出参考结构在测量位置中的示意性前视图，和
图3示出参考结构在测量位置中的示意性侧视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的机动车1的示意性前视图。该机动车具有隐藏地安装在保险杠2中的雷达传感器3，该雷达传感器指向机动车1的前方区域。雷达传感器3被分配有测量装置4，该测量装置包括调节装置和参考结构5，在此，参考结构同样被隐藏地安装在保险杠2中的盖板后面，其中，参考结构5处于静止位置中。
借助于也在图2中示出的调节装置6，可以将参考结构5从在图1中示出的静止位置带入位于雷达传感器3前方的、在图2和图3中所示的测量位置、即其检测区域中，例如通过箭头7表明。
可以看出，参考结构5当前具有支撑元件8、特别是金属弓形架，设计为角反射器的5个回射器9当前作为标记固定在该支撑元件上。在测量位置中，所有回射器9都位于雷达传感器3的检测区域中。在图2中仅简略示出保险杠构件10，雷达传感器3被隐藏地安装在该保险杠构件的后方，如图3所示，保险杠构件形成雷达传感器3的雷达罩11，因此雷达传感器3的雷达辐射在测量模式下透射保险杠构件10，以便能够进行测量。替代地，如果雷达传感器3未被隐藏地安装，则雷达传感器的壳体的一部分也可以形成雷达罩11并且同时形成机动车1的外表面的一部分。
保险杠构件10形成机动车1的外表面的一部分，使得例如由雪、冰等形成的沉积物12(在图3中示出)可能形成在该保险杠构件上。这种类型的沉积物12会损害雷达传感器3的性能。
因此，由测量装置4和雷达传感器3构成的雷达装置的控制装置13被设计为用于执行根据本发明的方法，该控制装置在图2中也示意性示出。
就是说，在雷达罩11上无沉积物12的时间点，例如在生产过程中或在车间中在机动车1处于清洁状态的情况下，参考结构5被有针对性地移动到雷达传感器3的检测区域中的测量位置中，以便使用雷达传感器记录比较数据组，该比较数据组存储在控制装置13或控制装置13的相应存储器中。
在机动车1和雷达传感器3的后续运行中，控制装置13——在这种情况下以雷达传感器3的控制单元的形式——连续地检查，是否存在在雷达罩11上出现沉积物12的迹象。为此，当前对雷达传感器3的雷达数据在噪声特性方面以及关于近距离反射进行评估，以便识别出可能指示出沉积物12的性能下降。一旦存在该指示，因此例如满足相应的触发标准，就产生触发信号，该触发信号使控制装置13操控调节装置6，以便将参考结构5重新移回到雷达传感器3的检测区域中，具体地是移至预定的测量位置中。一旦发生了这种情况，雷达传感器3就会记录参考结构5的当前雷达数据，随后在短时间段、例如少于2秒之后，控制装置13就再次操控调节装置6，以将参考结构5移回到静止位置中。
在当前情况下，控制装置13评估参考结构5的当前的雷达数据，其方式是，与比较数据组进行比较，更确切地说关于形成标记的回射器9，该回射器即使在短距离上也形成清晰的反射中心。如果指示出相关的沉积物12的偏差具有确定的强度，则满足与至少一个措施关联的比较标准。如果满足相应的比较标准，则关联的措施由控制装置13执行，例如向机动车1的驾驶员输出指示；和/或进行校正过程，特别是通过比较结果进行参数化，和/或将未来记录的雷达数据识别为可靠性较低。如果根本不能再使用雷达传感器3的雷达数据，则雷达传感器3也可以被至少暂时地停用。
如果相应地装备了机动车1，则措施也可以包括操控用于雷达罩11或保险杠构件10的除霜装置。
总体而言以这种方式更快速且更可靠地识别出对雷达传感器3的传感器感知的限制。
Claims (10)
1.一种机动车(1)，该机动车具有至少一个雷达传感器(3)，所述至少一个雷达传感器被安装在雷达罩(11)的后方和/或具有雷达罩(11)，特别是所述雷达罩由机动车(1)的能被透射的部件形成，
其特征在于，
机动车(1)还具有：
-具有至少一个雷达能探测到的标记的参考结构(5)，该参考结构能以能由调节装置(6)操控的方式运动到雷达传感器(3)的在雷达罩(11)外部的检测区域中的测量位置中，
-控制装置(13)，该控制装置被设计为用于，当存在指示出在雷达罩(11)上的潜在的、限制雷达传感器(3)的性能的沉积物的触发信号时，操控调节装置(6)以使参考结构(5)运动到测量位置中，通过将由雷达传感器(3)记录的、描述在测量位置中的参考结构(5)的雷达数据与存储在控制装置(13)中的、在雷达罩(11)上无沉积物的情况下记录的比较数据组相比较而对所述雷达数据进行评估，以用于探测潜在的沉积物。
2.根据权利要求1所述的机动车(1)，其特征在于，参考结构(5)具有至少一个回射器(9)，所述至少一个回射器在测量位置中相对于雷达传感器(3)处于预先确定的位置，特别是具有角反射器。
3.根据权利要求2所述的机动车(1)，其特征在于，所述至少一个回射器(9)被布置在支撑元件(8)上，特别是被布置在弓形架上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车(1)，其特征在于，指向机动车(1)的前方区域的雷达传感器(3)被隐藏地安装在机动车(1)的前部中，参考结构(5)——特别是在使用盖板的情况下——能从前部中的隐藏的静止位置中移动到测量位置中。
5.根据权利要求4所述的机动车(1)，其特征在于，能被透射的部件是保险杠(2)的保险杠构件(10)和/或散热器格栅，调节装置(6)被安装在保险杠(2)或散热器格栅中，其中，参考结构(5)在静止位置中被隐藏地布置在保险杠(2)或散热器格栅中。
6.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的机动车(1)的方法，其中，
-当在雷达罩(11)上不存在沉积物时，通过雷达传感器(3)记录位于测量位置中的参考结构(5)的比较数据组并将该比较数据组存储在控制装置(13)中，
-当存在指示出在雷达罩(11)上的潜在的、限制雷达传感器(3)的性能的沉积物的触发信号时，使参考结构(5)运动到测量位置中，通过将由雷达传感器(3)记录的、描述在测量位置中的参考结构(5)的雷达数据与存储在控制装置(13)中的、在雷达罩(11)上无沉积物的情况下记录的比较数据组相比较而对所述雷达数据进行评估，以用于探测潜在的沉积物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当在雷达罩(11)上发现沉积物时，通过控制装置(13)触发至少一个措施，特别是利用在比较的范围内确定的沉积物强度进行参数化。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述措施是：向机动车(1)的驾驶员输出指示；和/或雷达数据的、特别是使用比较结果的校正过程；和/或输出对降低的可靠性——特别是根据沉积物强度——进行描述的可靠性值及相关雷达数据。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，通过评估雷达传感器(3)的雷达数据和/或通过评估沉积物传感器的传感器数据和/或根据天气传感器和/或天气数据源的天气数据来确定所述触发信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当评估雷达传感器(3)的雷达数据时，在触发信号方面，评估通过雷达数据描述的噪声特性和/或近距离反射特性。
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