DE102006013449A1

DE102006013449A1 - Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung

Info

Publication number: DE102006013449A1
Application number: DE102006013449A
Authority: DE
Inventors: Chiharu Yamano; Ysuyuki Kariya Miyake
Original assignee: Denso Corp; Denso IT Laboratory Inc
Current assignee: Denso Corp; Denso IT Laboratory Inc
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2006-12-07
Also published as: US20070008211A1; JP2006284181A; JP4754856B2

Abstract

Eine Vorrichtung hat eine Sendeantenne zur Ausstrahlung von Sendesignalen über einen fächerförmigen Abtastbereich in einer Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs in einem konstanten Sendezyklus, Empfangsantennen zum Empfang reflektierter Wellen, die von einem Ziel reflektiert werden, und zur Ausgabe von Empfangssignalen, ein Spektrumsberechnungsmittel zur Berechnung eines Frequenzkomplexamplitudenspektrums aus den Empfangs- und Sendesignalen, ein Vorwärtbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs, ein Vorwärtsbewegungsrichtungsgliedextraktionsmittel zur Extraktion von Richtungsgliedern entsprechend der Vorwärtsbewegungsrichtung aus dem Frequenzkomplexamplitudenspektrum auf der Grundlage der ermittelten Vorwärtsbewegungsrichtung und zur Ausgabe von Rechenergebnisdaten, ein Entfernungs-Azimut-Spektrumsberechnungsmittel zur Berechnung eines Entfernungs-Azimut-Spektrums des eigenen Fahrzeugs und ein Zielerfassungsmittel zur Erfassung des Ziels, das in einer Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs vorhanden ist, auf der Grundlage des berechneten Entfernungs-Azimut-Spektrums.

Description

AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine fahrzeugmontierte Radarvorrichtung mit elektronisch gesteuerter Abtastung, die zur Erfassung eines in einer Vorwärtsrichtung vorhandenen, vorausliegenden Ziels verwendet wird.

Eine herkömmliche fahrzeugmontierte Radarvorrichtung zur Regelung eines Abstands zwischen Fahrzeugen ermittelt im Allgemeinen eine Entfernung zu einem Ziel und einen Azimut, wie in einem Bezugspatent 1 (wird später noch erwähnt) gezeigt, auf eine solche Art und Weise, dass mit einer Radarvorrichtung mit elektronisch gesteuerter Abtastung elektromagnetische Wellen, zum Beispiel Millimeterwellen, ausgestrahlt werden, um eine Entfernung zu einem Ziel, zum Beispiel einem in einer Vorwärtsrichtung vorhandenen, vorausliegenden Fahrzeug, und einen Azimut zu ermitteln, und zwei oder mehr Antennen reflektierte Wellen der elektromagnetischen Wellen empfangen, die von einem Ziel reflektiert worden sind, und die empfangenen Signale gemäß einem wohl bekannten Verfahren, zum Beispiel einer Entfernungsspektrumsumwandlung und einer Azimutspektrumsumwandlung, einer arithmetischen Verarbeitung unterzogen werden.

Im Allgemeinen bestehen in der Radartechnik die folgenden Probleme:

1. Ein Abtastbereich von Funksendewellen in seitlicher (horizontaler) Richtung ist wegen der Strahlungseigenschaften der Wellen fächerförmig. Weiterhin kommt es mit zunehmenden Entfernungen zu einer Energiedispersion und der Leistungspegel der von einem Ziel reflektierten Welle wird mit zunehmender Entfernung zu einem Ziel gedämpft. Wenn die reflektierte Welle weitgehend gedämpft ist und der Signalpegel der reflektierten Welle unter dem Rauschpegel eines Systems liegt, ist eine Erfassung der reflektierten Welle unmöglich. Dann ist der Entfernungsbereich, in dem Ziele erfassbar sind, eingeschränkt.
2. Bei der Verwendung eines Verarbeitungsverfahrens der hochauflösenden Azimutspektrumsumwandlung (MUSIC) als Mittel zur Erfassung des Azimuts hängt eine Leistung des aufgelösten Azimuts (Winkelfehler oder -auflösung) bekanntermaßen von einem Störabstand der einzugebenden reflektierten Welle ab, und mit zunehmender Entfernung zu einem Ziel nimmt der Störabstand einer vom Ziel reflektierten Welle ab.

[Bezugspatent 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2001-228239]

Außerdem wird vorausgesagt, dass die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung mehr unnötige reflektierte Wellen (unerwünschte Wellen) erfasst, die von Zielen außerhalb der Fahrspur des Fahrzeugs reflektiert werden, obwohl der zu erfassende Bereich eine Fahrspur des Fahrzeugs, zum Beispiel eine Straße, ist. Das führt zu einer Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit des Ziels, das im zu erfassenden Bereich vorhanden ist.

Insbesondere ist im Abtastbereich einer Radarvorrichtung mit zunehmender Entfernung von der Radarvorrichtung der prozentuale Anteil des Bereichs, der einen Bereich mit Fahrzeugbewegung ausschließt, hoch. Dann ist der Grad eingehender unerwünschter Wellen relativ hoch. Aus diesem Grund ist in dem Bereich mit Fahrzeugbewegung, der weit von der Radarvorrichtung entfernt ist, die Zielerfassung schwierig.

Die vorliegende Erfindung kann eine fahrzeugmontierte Radarvorrichtung mit elektronisch gesteuerter Abtastung zur genauen Erfassung des in einer Fahrspur des Fahrzeugs vorhandenen, vorausliegenden Ziels bereitstellen, um die oben erwähnte Schwierigkeit zu überwinden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine fahrzeugmontierte Radarvorrichtung zeigt; und
2 ist eine Ansicht, die beispielhaft eine Steuerung zur Bündelung von Strahlen in einem Abtastbereich und einem Fahrzeugspurbereich der fahrzeugmontierten Radarvorrichtung zeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung ist eine fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, umfassend:
eine Sendeantenne zur Ausstrahlung von Sendesignalen als elektromagnetische Wellen über einen fächerförmigen Abtastbereich in einer Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs in einem konstanten Sendezyklus;
zwei oder mehr Empfangsantennen zum entsprechenden Empfang reflektierter Wellen der elektromagnetischen Wellen, die von einem Ziel reflektiert werden, und zur entsprechenden Ausgabe von Empfangssignalen;
ein Spektrumsberechnungsmittel zur Berechnung eines Frequenzkomplexamplitudenspektrums im Abtastbereich aus den Empfangssignalen und den Sendesignalen;
ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel zur Berechnung und Ermittlung einer Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs;
ein Vorwärtsbewegungsrichtungsgliedextraktionsmittel zur Berechnung und Extraktion von Richtungsgliedern in den der Vorwärtsbewegungsrichtung entsprechenden Schranken aus dem Frequenzkomplexamplitudenspektrum im Abtastbereich auf der Grundlage der berechneten und ermittelten Vorwärtsbewegungsrichtung und zur Ausgabe von Rechenergebnisdaten;
ein Entfernungs-Azimut-Spektrumsberechnungsmittel zur Berechnung eines Entfernungs-Azimut-Spektrums des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage der Rechenergebnisdaten; und
ein Zielerfassungsmittel zur Erfassung des Ziels, das in einer Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs vorhanden ist, auf der Grundlage des berechneten Entfernungs-Azimut-Spektrums.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die Richtungsglieder, die der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs entsprechen, die durch das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ermittelt wird, aus dem Frequenzkomplexamplitudenspektrum im Abtastbereich berechnet und selektiv extrahiert, so dass die Empfangssignalelemente der Richtungen, die die Richtung ausschließen, die der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs entspricht, wirksam einschränkbar sind, wodurch der Störabstand des Empfangssignals verbessert wird. Das führt dazu, dass die Azimutauflösungsleistung des Entfernungs-Azimut-Spektrums verbesserbar und die genaue fahrzeugmontierte Radarvorrichtung bereitstellbar ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, wobei das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Fahrzeugspurbereichseinstellmittel zur Einstellung eines Fahrzeugspurbereichs mit einem vorgegebenen Winkelbereich mit der ermittelten Vorwärtsbewegungsrichtung in seinem Zentrum hat und das Vorwärtsbewegungsrichtungsgliedextraktionsmittel Richtungsglieder in den der Vorwärtsbewegungsrichtung entsprechenden Schranken aus dem Frequenzkomplexamplitudenspektrum im Abtastbereich auf der Grundlage des eingestellten Fahrzeugspurbereichs berechnet und extrahiert.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die Richtungsglieder der Schranken, die der Vorwärtsbewegungsrichtung des Frequenzkomplexamplitudenspektrums entsprechen, auf der Grundlage des Fahrzeugspurbereichs, der mit der Vorwärtsbewegungsrichtung in seinem Zentrum eingestellt ist, berechnet und extrahiert, so dass das Entfernungs-Azimut-Spektrum ermittelbar ist, in welchem die Signale angehoben werden, die in dem Bereich liegen, der dem Fahrzeugspurbereich, zum Beispiel einer Straße, in dem sich das eigene Fahrzeug vorwärts bewegt, entspricht, wodurch die genaue fahrzeugmontierte Radarvorrichtung bereitgestellt wird.
Außerdem ist ein anderer Aspekt der Erfindung die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, wobei das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Lenkwinkelerfassungsmittel zur Erfassung eines Lenkwinkels einer Lenkeinrichtung des eigenen Fahrzeugs und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Lenkwinkels hat.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist die Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs aus dem Lenkwinkel einer Lenkeinrichtung berechenbar, so dass die korrekte Vorwärtsbewegungsrichtung mit einer einfachen Struktur berechenbar ist.
Außerdem ist ein anderer Aspekt der Erfindung die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, wobei das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Fahrzeugspurabbildungsermittlungsmittel zur Ermittlung einer Abbildung des sich in der Vorwärtsrichtung erstreckenden Teils der Fahrzeugspur, in der sich das eigene Fahrzeug bewegt, und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage einer relativen Position des eigenen Fahrzeugs zur ermittelten Abbildung des sich in der Vorwärtsrichtung erstreckenden Teils der Fahrzeugspur hat.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist die Vorwärtsbewegungsrichtung aus der Abbildung des sich in der Vorwärtsrichtung erstreckenden Teils der Fahrzeugspur, in der sich das eigene Fahrzeug bewegt, berechenbar, wodurch unter Berücksichtigung der tatsächlichen Situation auf der Straße die Vorwärtsbewegungsrichtung ermittelt wird.
Außerdem ist ein anderer Aspekt der Erfindung die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, wobei das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Datenermittlungsmittel zur Ermittlung von Straßenpositionsdaten, die einen Ebenenpositionszustand einer Straße, auf der sich das eigene Fahrzeug gerade bewegt, und eine gegenwärtige Position des eigenen Fahrzeugs zeigen, und ein Vorwärts bewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage der ermittelten Straßenpositionsdaten und der gegenwärtigen Position des eigenen Fahrzeugs hat.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird die Vorwärtsbewegungsrichtung aus den Straßenpositionsdaten berechnet, die den Ebenenpositionszustand der Straße, auf der sich das eigene Fahrzeug gerade bewegt, und die gegenwärtige Position des eigenen Fahrzeugs zeigen, so dass eine vorhandene Automobilnavigationseinheit, die auf dem eigenen Fahrzeug montiert ist, verwendbar ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, wobei das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Straßeneinrichtungsermittlungsmittel zur Berechnung und Ermittlung von Informationen über eine Straßeneinrichtung, die in der Fahrzeugspur angeordnet ist, in der sich das eigene Fahrzeug bewegt, auf der Grundlage eines Radarsuchsignals hat und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Biegung der Straße aus den ermittelten Informationen über die Straßeneinrichtung und zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs hat.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird die Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf eine solche Art und Weise berechnet, dass die Informationen über die Straßeneinrichtung auf der Grundlage der bereits ermittelten Radarsuchsignale ermittelt werden und die Biegung der Straße aus den Informationen berechnet wird, so dass die Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs mühelos ohne eine spezielle Einheit zur Ermittlung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs, zum Beispiel eine Automobilnavigationseinheit, berechenbar ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen erklärt.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine fahrzeugmontierte Radarvorrichtung zeigt, und 2 ist eine Ansicht, die beispielhaft eine Steuerung zur Bündelung von Strahlen in einem Abtastbereich und einem Fahrzeugspurbereich der fahrzeugmontierten Radarvorrichtung zeigt.
Wie 1 zeigt, hat eine fahrzeugmontierte Radarvorrichtung 1 einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 2, und eine Sendeantenne 3 ist an den Oszillator 2 angeschlossen. Außerdem hat die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung eine Zahl K von Empfangsantennen 5, die K Kanäle umfassen, und die Zahl K von diesen Empfangsantennen 5 umfasst eine Array-Antenne. Ein an den Oszillator 2 angeschlossener Mischer 6 ist an jede Empfangsantenne 5 angeschlossen. Ein Bereichs-FFT-Abschnitt 9 (FFT = schnelle Fourier-Transformierte) ist über einen A/D-Umsetzer 7 an den Mischer 6 angeschlossen.
Ein Eigenfahrzeugspurazimutfilterabschnitt 10 ist an jeden Bereichs-FFT-Abschnitt 9 angeschlossen und ein Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 und ein Azimutspektrumsschätzabschnitt 12 sind an den Eigenfahrzeugspurazimutfilterabschnitt 10 angeschlossen. Ein Nachbehandlungsabschnitt 13 zur Implementierung einer arithmetischen Verarbeitung, zum Beispiel der Verarbeitung zur Erfassung eines vorausliegenden Fahrzeugs durch Verfolgen des Fahrzeugs während eines Zeitablaufs, ist an den Azimutspektrumsschätzabschnitt 12 angeschlossen. Da die genaue Verarbeitung, die im Nachbehandlungsabschnitt 13 erfolgt, zum Stand der Technik gehört, wovon Einzelheiten in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-270341 beschrieben sind, wird in der Beschreibung auf ihre Erläuterung verzichtet.
Die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung 1 hat den oben beschriebenen Aufbau. Der Oszillator 2 gibt mittels einer gesteuerten Spannung, die von einer Gleichstromquelle zur Modulation (nicht gezeigt) ausgegeben wird, eine modulierte Welle als Sendesignal OS an die Sendeantenne 3 aus und das Sendesignal OS wird von der Sendeantenne 3 als elektromagnetische Welle in einem vorgegebenen Sendezyklus über einen fächerförmigen Abtastbereich RG in der Vorwärtsrichtung eines eigenen Fahrzeugs 15, das die fahrzeugmontierte Radarvorrichtung 1 gemäß 2(a) hat, ausgestrahlt. Ein Teil der Sendesignale OS wird an einen Mischer 42 ausgegeben, der an jede Antenne 3 angeschlossen ist.
Die von der Sendeantenne 3 ausgestrahlten Sendesignale OS werden von Zielen, zum Beispiel von vorausliegenden Fahrzeugen und Wänden, die innerhalb des vorgegebenen Bereichs RG in der Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs 15 vorhanden sind, reflektiert und die reflektierten Wellen werden in die K Empfangsantennen 5 gestrahlt. Ein Sendesignal RS eines Kanals der K Kanäle, die jeweils den K Empfangsantennen 5 entsprechen, wird von jeder Empfangsantenne 5 an den Mischer 6 ausgegeben. Ein Teil der Sendesignale OS wird im Mischer 6 gemischt und die K Kanäle von Überlagerungssignalen BS, die Differentialsignale zwischen den Sendesignalen OS und den Empfangssignalen RS sind, werden jeweils an die A/D-Umsetzer 7 ausgegeben. Da das genaue Verarbeitungsverfahren zur Ermittlung des Überlagerungssignals BS auf der Grundlage des Empfangssignals RS und des Sendesignals OS zum Stand der Technik gehört, wovon Einzelheiten in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H11-133142 erwähnt sind, wird in der Beschreibung auf seine Erläuterung verzichtet.
Der A/D-Umsetzer 7 setzt das Überlagerungssignal BS, das ein analoges Signal ist, in ein digitales Signal mit einer Abtastfrequenz Fs und einer quantisierten Bitnummer q um. Die K Kanäle der digitalisierten Überlagerungssignale BS werden als eine Zahl M von Abtastdaten für jede Empfangsantenne 5 in jedem Sendezyklus der Sendesignale OS (Schnappschuss) extrahiert und die Daten werden jeweils in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert. Dann werden die Zahlen K × M der digitalen Daten pro Schnappschuss im Speicher als Abtastdaten gespeichert.
Die Daten eines Schnappschusses sind durch den Ausdruck (1) darstellbar. [Ausdruck 1]
Darin bezeichnet n = 1, 2 ... eine Schnappschusszahl, die die Reihenfolge der Schnappschüsse zeigt.
Die somit ermittelten Kanaldaten (Ausdruck 2) jedes Kanals entsprechend jeder Empfangsantenne 5 werden in den entsprechenden Bereichs-FFT-Abschnitt 9 eingegeben und ein Überlagerungsfrequenzamplitudenspektrum (Ausdruck 3) wird durch die diskrete Fourier-Transformation berechnet.
[Ausdruck 2]

(uk1[n] uk2[n] ... ukM[n])

[Ausdruck 3]

(xk1[n] xk2[n] ... xkM[n])

Dann werden die Zahlen K der Kanäle der Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektren X [n] als Matrix dargestellt, wie in Ausdruck (2) gezeigt. [Ausdruck 4]
Zum Zeitpunkt der diskreten Fourier-Transformation ist bei Bedarf eine Fensterfunktion multiplizierbar. Der Bereichs-FFT-Abschnitt 9 implementiert in der schnellen Fourier-Transformierten-Verarbeitung eine Nullstellenauffüllung, so dass im Ausdruck (2) die Zahl der Entfernungs-Richtungs-Spektren Nr sein kann.
Die K Kanäle der somit ermittelten Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektren werden an den Eigenfahrzeugspurazimutfilterabschnitt 10 ausgegeben.
Wie 2 zeigt, berechnet und ermittelt der Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 eine Vorwärtsbewegungsrichtung, in der sich das eigene Fahrzeug 15 von nun an vorwärts bewegen soll. Dazu werden verschiedene Verfahren verwendet. Konkret wird die Vorwärtsbewegungsrichtung RD, in der sich das eigene Fahrzeug von nun an vorwärts bewegen soll, aus Informationen über einen Lenkwinkel des eigenen Fahrzeugs 15 berechnet, die durch Mittel zur Erfassung des Lenkwinkels (nicht gezeigt) ermittelt werden.
Andernfalls wird die Vorwärtsbewegungsrichtung RD durch Berechnung einer Position einer Fahrzeugspur RA, die sich in der Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs 15 erstreckt, relativ zum eigenen Fahrzeug auf der Grundlage einer Abbildung der Fahrzeugspur RA, zum Beispiel einer Straße, berechnet, wobei die Abbildung mittels einer fahrzeugmontierten Kamera, die auf dem eigenen Fahrzeug 15 montiert ist, ermittelt wird. Als Alternative dazu wird die Vorwärtsbewegungsrichtung RD, in der sich das eigene Fahrzeug 15 von nun an vorwärts bewegen soll, berechnet durch Berechnung und Ermittlung von Straßenpositionsdaten, die einen Ebenenpositionszustand einer Straße, auf der sich das eigene Fahrzeug 15 gerade bewegt, und die gegenwärtige Position des eigenen Fahrzeugs 15 zeigen, in einer Automobilnavigationseinheit, die auf dem eigenen Fahrzeug 15 montiert ist, und durch Bezugnahme auf das ermittelte Ergebnis. Der Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 berechnet und stellt einen fächerförmigen Bereich als Fahrzeugspurbereich RR ein, der vorgegebene Winkelbereiche α1, α2 in den nach rechts und links gerichteten Vorwärtsbewegungsrichtungen des eigenen Fahrzeugs 15 mit der berechneten Vorwärtsbewegungsrichtung RD in seinem Zentrum hat. In diesem Fall wird der Fahrzeugspurbereich RR so eingestellt, dass er im Abtastbereich RG der von den Sendeantennen 3 ausgehenden Sendesignale OS eingeschlossen ist.
Außerdem ist der Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 ausrüstbar mit einem Straßeneinrichtungsermittlungsmittel zur zweckmäßigen Signalverarbeitung in den K Kanälen der Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektren, die vom Bereichs-FFT-Abschnitt 9 auszugeben sind, oder zur Ermittlung von Informationen über eine Straßeneinrichtung, zum Beispiel Leitplanken, die in der Fahrzeugspur RA, in der sich das eigene Fahrzeug bewegt, angeordnet ist, auf der Grundlage eines mittels eines separat bereitgestellten Radarmittels ermittelten Radarsuchsignals, und mit einem Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Straßenbiegung aus den Informationen über die Form der Straßeneinrichtung, die durch das Straßeneinrichtungsermittlungsmittel ermittelt werden, und zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung RD, in der sich das eigene Fahrzeug 15 von nun an vorwärts bewegen soll, aus dem Ergebnis der Straßenbiegungsberechnung.
Die Winkelbereiche α1, α2 werden zweckmäßig eingestellt, so dass sie die Fahrzeugspur, zum Beispiel eine Straße, einschließen, die sich in einer vorgegebenen Entfernung L vom eigenen Fahrzeug 15 weg in der Vorwärtsrichtung erstreckt. Als Winkelbereiche α1, α2 sind Festwerte verwendbar und die Breite der Fahrzeugspur RA ist so berechen- und einstellbar, dass sie zu der Breite des Fahrzeugspurbereichs RA passt, die aus den Straßenpositionsdaten ermittelt wird, die in einer fahrzeugmontierten Kamera oder einer Automobilnavigationseinheit gehalten werden. Die Winkelbereiche α1, α2 können gleich groß oder unterschiedlich groß sein.
Der Fahrzeugspurbereich RR, der durch den Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 berechnet und eingestellt wird, wird an den Eigenfahrzeugspurazimutfilterabschnitt 10 ausgegeben. Der Eigenfahrzeugspurazimutfilterabschnitt 10 implementiert eine Filterung, um Richtungsglieder innerhalb des Fahrzeugspurbereichs RR übrig zu lassen und die anderen Richtungsglieder im Abtastbereich RG auf den K Kanälen der Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektren X [n] zu beschränken, die eingegeben werden aus dem Bereichs-FFT-Abschnitt 9 für jede Entfernung BIN von jeder Sendeantenne 3 auf der Grundlage des Fahrzeugspurbereichs RR im Abtastbereich RG des eigenen Fahrzeugs, der aus dem Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 ausgegeben worden ist. Die Richtungsglieder im Fahrzeugspurbereich RR werden mit anderen Worten aus den K Kanälen der Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektren X [n] im Abtastbereich RG extrahiert. In diesem Fall ist der Arbeitsumfang reduzierbar und die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbesserbar, indem die Entfernung BIN, für die die Filterung implementiert wird, als konstante Schranken eingestellt wird.
Konkret wird eine Strahlenraummatrix B_M in der Entfernung BIN zwischen dem eigenen Fahrzeug 15 und dem Abtastbereich RG in der Schnappschusszahl n zu einem Zeitpunkt so berechnet, wie in Ausdruck (3) gezeigt ist. [Ausdruck 5]
Darin bezeichnet Ψ_k (k = 1, 2, ... K_BS) eine zentrale Richtung (die maximale Abtastrichtung) des Strahls, die durch jede Spaltenmatrix der Strahlenraummatrix B_M gebildet wird (siehe 2), und K_BS bezeichnet die Zahl von zwei oder mehr auszuwählenden Strahlen, die so eingestellt wird, dass K_BS < K gilt. Der Eigenfahrzeugspur azimutfilterabschnitt 10 steuert Ψ_k und ein Verfahren zur Auswahl von zwei oder mehr Strahlen, um die Schranken in der durch die Strahlenraummatrix B_M gebildeten Abtastrichtung mit dem Fahrzeugspurbereich RR, der durch den Abschnitt zur Ermittlung von Azimutinformationen in der Eigenfahrzeugspur 11 im Abtastbereich RG berechnet und eingestellt wird, in Einklang zu bringen (siehe 2(a), 2(b)).
Wenn somit, wie in Ausdruck (4) gezeigt, die berechnete Strahlenraummatrix B_M [n, r] mit dem Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektrum X [n] multipliziert wird, werden die Zufallssignalelemente aus dem Bereich, der den Fahrzeugspurbereich RR ausschließt, aus dem Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektrum x [n] ausgeschlossen, wodurch die Daten y ermittelt werden, bei denen der Störabstand verbessert ist. [Ausdruck 6]
In Ausdruck (4) bezeichnet H eine hermitesche Transponierte der Matrix.
Dann werden die Signalelemente im Fahrzeugspurbereich RR, in dem sich das eigene Fahrzeug 15 vorwärts bewegt, im Abtastbereich RG extrahiert, wo die Sendesignale OS abgetastet werden (siehe 2). Die Verfahren zur Extraktion der Signale im Fahrzeugspurbereich RR des eigenen Fahrzeugs 15 aus dem Überlagerungsfrequenzkomplexamplitudenspektrum X [n] sind neben dem oben erwähnten Strahlenraummatrixverfahren ein Operationsverfahren einer erzeugten Projektionsmatrix, ein Verfahren der Verwendung eines Ergebnisses einer digitalen Strahlenbündelung durch Ermittlung des Überlagerungssignals BS aus dem Sendesignal OS und dem Empfangssignal RS und dergleichen.
Die somit ermittelten Daten y werden an den Azimutspektrumsschätzabschnitt 12 ausgegeben. Der Azimutspektrumsschätzabschnitt 12 erzeugt eine spezielle Korrelationsmatrix Ry für jede einzelne Entfernung BIN mit Ausdruck (5). In Ausdruck (5) bezeichnet H eine hermitesche Transponierte der Matrix. Außerdem bezeichnet N_SSN die Zahl der für die Operation verwendeten Schnappschüsse (entgegengehaltenes Dokument: „Adaptive signal processing in array antenna" von Nobuo KIKUMA). [Ausdruck 7]
Ein Entfernungs-Azimut-Spektrum P_MU nach der somit ermittelten speziellen Korrelationsmatrix Ry wird nach einem wohl bekannten Verfahren, zum Beispiel dem MUSIC-Verfahren, ermittelt und das berechnete Ergebnis wird an den Nachbehandlungsabschnitt 13 ausgegeben. Konkret wird die Raumkorrelationsmatrix Ry einer Eigenwertzerlegung unterzogen, um einen Eigenvektor eines Rauschunterraums zu extrahieren, und eine Zahl Na von MUSIC-Pseudospektren in der Azimutrichtung wird unter Verwendung des Eigenvektors des Rauschunterraums als Entfernungs-Azimut-Spektrum P_MU ermittelt (siehe Ausdruck (6)). Dieses Verfahren ist ein wohl bekanntes Verfahren. Zur Berechnung des Entfernungs-Azimut-Spektrums P_MU sind die anderen wohl bekannten Hochauflösungsverfahren verwendbar (entgegengehaltenes Dokument: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-270341). [Ausdruck 8]
Das somit ermittelte Entfernungs-Azimut-Spektrum P_MU wird an den Nachbehandlungsabschnitt 13 in 1 ausgegeben. Der Nachbehandlungsabschnitt 13 implementiert eine wohl bekannte Verarbeitung zur Verfolgung während eines Zeitablaufs und berechnet und erfasst das Ziel, zum Beispiel ein vorausliegendes Fahrzeug, das in der Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs 15 vorhanden ist. Das berechnete Ergebnis wird als erfasste Fahrzeuginformationen F1 ausgegeben.
Durch Anbringen an einem Fahrzeug ist die Erfindung als fahrzeugmontierte Radarvorrichtung zur Erfassung eines Vorhandenseins eines vorausliegenden Fahrzeugs, das in einer Vorwärtsrichtung vorhanden ist, verwendbar.
Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der diskutierten beispielhaften Ausführungsformen erläutert worden. Zwar sind einige Variationen erwähnt worden, doch sind die in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichender und nicht einschränkender Natur. Der Schutzbereich der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche bestimmt und durch die Beschreibungen der spezifischen Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Folglich sind alle Umgestaltungen und Abänderungen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche so aufzufassen, dass sie im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind.

Claims

Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung, umfassend: eine Sendeantenne zur Ausstrahlung von Sendesignalen als elektromagnetische Wellen über einen fächerförmigen Abtastbereich in einer Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs in einem konstanten Sendezyklus, zwei oder mehr Empfangsantennen zum entsprechenden Empfang reflektierter Wellen der elektromagnetischen Wellen, die von einem Ziel reflektiert werden, und zur entsprechenden Ausgabe von Empfangssignalen, ein Spektrumsberechnungsmittel zur Berechnung eines Frequenzkomplexamplitudenspektrums im Abtastbereich aus den Empfangssignalen und den Sendesignalen, ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel zur Berechnung und Ermittlung einer Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs, ein Vorwärtsbewegungsrichtungsgliedextraktionsmittel zur Berechnung und Extraktion von Richtungsgliedern in den der Vorwärtsbewegungsrichtung entsprechenden Schranken aus dem Frequenzkomplexamplitudenspektrum im Abtastbereich auf der Grundlage der berechneten und ermittelten Vorwärtsbewegungsrichtung und zur Ausgabe von Rechenergebnisdaten, ein Entfernungs-Azimut-Spektrumsberechnungsmittel zur Berechnung eines Entfernungs-Azimut-Spektrums des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage der Rechenergebnisdaten, und ein Zielerfassungsmittel zur Erfassung des Ziels, das in einer Vorwärtsrichtung des eigenen Fahrzeugs vorhanden ist, auf der Grundlage des berechneten Entfernungs-Azimut-Spektrums.
Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Fahrzeugspurbereichseinstellmittel zur Einstellung eines Fahrzeugspurbereichs mit einem vorgegebenen Winkelbereich mit der ermittelten Vorwärtsbewegungsrichtung in seinem Zentrum hat und das Vorwärtsbewegungsrichtungsgliedextraktionsmittel Richtungsglieder in den der Vorwärtsbewegungsrichtung entsprechenden Schranken aus dem Frequenzkomplexamplitudenspektrum im Abtastbereich auf der Grundlage des eingestellten Fahrzeugspurbereichs berechnet und extrahiert.
Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Lenkwinkelerfassungsmittel zur Erfassung eines Lenkwinkels einer Lenkeinrichtung des eigenen Fahrzeugs und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Lenkwinkels hat.
Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Fahrzeugspurabbildungsermittlungsmittel zur Ermittlung einer Abbildung des sich in der Vorwärtsrichtung erstreckenden Teils der Fahrzeugspur, in der sich das eigene Fahrzeug bewegt, und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage einer relativen Position des eigenen Fahrzeugs zur ermittelten Abbildung des sich in der Vorwärtsrichtung erstreckenden Teils der Fahrzeugspur hat.
Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Datenermittlungsmittel zur Ermittlung von Straßenpositionsdaten, die einen Ebenenpositionszustand einer Straße, auf der sich das eigene Fahrzeug gerade bewegt, und eine gegenwärtige Position des eigenen Fahrzeugs zeigen, und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage der ermittelten Straßenpositionsdaten und der gegenwärtigen Position des eigenen Fahrzeugs hat.
Fahrzeugmontierte Radarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungs- und -ermittlungsmittel ein Straßeneinrichtungsermittlungsmittel zur Berechnung und Ermittlung von Informationen über eine Straßeneinrichtung, die in der Fahrzeugspur angeordnet ist, in der sich das eigene Fahrzeug bewegt, auf der Grundlage eines Radarsuchsignals hat und ein Vorwärtsbewegungsrichtungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Biegung der Straße aus den ermittelten Informationen über die Straßeneinrichtung und zur Berechnung der Vorwärtsbewegungsrichtung des eigenen Fahrzeugs hat.