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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Radarsensors in einem Kraftfahrzeug, wobei eine wenigstens einen Betriebsparameter des Radarsensors beschreibende Einstellungsinformation in Abhängigkeit von einer durchzuführenden Funktion eines Fahrzeugsystems des Kraftfahrzeugs und/oder des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs von einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs ermittelt und an den Radarsensor übertragen wird, wo eine Steuereinheit den wenigstens einen Betriebsparameter entsprechend der Einstellungsinformation anpasst. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Die Verwendung von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Radarsensoren werden heutzutage meist als Umfeldsensoren für einen mittleren und größeren Distanzbereich eingesetzt, um andere Verkehrsteilnehmer oder größere Objekte in Distanz, Winkel und Relativgeschwindigkeit bestimmen zu können. Derartige Radardaten können in Umfeldmodelle eingehen oder auch unmittelbar Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden. Nutzen aus Radardaten ziehen im bekannten Stand der Technik beispielsweise Längsführungssysteme, wie ACC, oder auch Sicherheitssysteme.
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Radarsensoren herkömmlicher Bauart weisen meist eine größere Ausdehnung auf und sind eher klobig, nachdem die Antennen sowie die unmittelbar an der Antenne benötigten Elektronikkomponenten, also das Radar-Frontend, in einem Gehäuse integriert sind. Hauptsächlich bilden die Elektronikkomponenten dabei den Radar-Transceiver, der eine Frequenzsteuerung (üblicherweise umfassend eine Phasenregelschleife – PLL), Mischeinrichtungen, einem Low Noise Amplifier (LNA) und dergleichen enthält, oft werden jedoch auch Steuermodule und digitale Signalverarbeitungskomponenten antennennah realisiert, beispielweise um bereits aufbereitete Sensordaten, beispielsweise Objektlisten, auf einen angeschlossenen Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, geben zu können.
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Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746–2755, beschrieben.
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Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.
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Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.
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Moderne Fahrerassistenzsysteme nutzen Radardaten von Radarsensoren, um den Fahrer bei kritischen Fahrsituationen zu unterstützen. Dabei sind die Empfindlichkeit und das Verhalten des Radarsensors häufig fest programmiert, das bedeutet, die Eigenschaften des Radarsensors bleiben im Fahrbetrieb unverändert. Nutzen mehrere Fahrzeugsysteme, insbesondere mehrere Fahrerassistenzsysteme, mit unterschiedlichen Anforderungen der Funktionen die Radardaten des Radarsensors, beispielsweise eine Objektliste, so ist in manchen Verkehrsszenarien kein optimales Funktionsverhalten möglich. So kann es beispielsweise vorkommen, dass der Radarsensor in manchen Situationen zu langsam Radardaten liefert, dafür aber äußerst genau misst, in anderen jedoch der Radarsensor hochdynamisch arbeitet, aber weniger genau. Um die vielen Funktionen der Fahrzeugsysteme sinnvoll mit Eingangsdaten beliefern zu können, ist letztlich ein Kompromiss in der Performance des Radarsensors zu schließen, so dass der Radarsensor nicht die beste Performance für alle adressierten Funktionen liefert. Dadurch kann es vorkommen, dass in bestimmten Szenarien Fehl- oder Falschwarnungen ausgelöst werden.
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Dabei wurden bereits Radarsensoren vorgeschlagen, die beispielsweise in ihrer Reichweite angepasst werden können, dabei aber üblicherweise einem Fahrzeugsystem bzw. einer Funktion, beispielsweise ACC, fest zugeordnet sind. Dies ist dann üblicherweise durch ein Umschalten zwischen mehreren fest definierten Betriebsmodi des Radarsensors realisiert, so dass auch hier keinerlei flexible Anpassung auf Anforderungen der Funktionen erfolgen kann. Zudem wird ein derartiger Ansatz immer dann problematisch, wenn die Sensordaten des Radarsensors von mehreren Funktionen unterschiedlicher Fahrzeugsysteme genutzt werden sollen, welche folglich auch unterschiedliche Anforderungen stellen können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Performance von Radarsensoren in einem Kraftfahrzeug in verschiedenen Verkehrssituationen vor allem in Fällen zu verbessern, in denen die Radardaten des Radarsensors von mehreren Fahrzeugsystemen und/oder mehreren Funktionen genutzt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein zentrales Steuergerät verwendet wird, in dem die Sensordaten einer Mehrzahl von Sensoren eines Kraftfahrzeugs, deren Sensordaten von Funktionen einer Mehrzahl von Fahrzeugsystemen benötigt werden, für die Funktionen aufbereitet werden, und das die Funktionen ausführt, wobei in einem Ermittlungsmodul des Steuergeräts die Einstellungsinformation auf Basis der Anforderungen wenigstens eines Teils der Funktionen ermittelt wird.
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Bevorzugt ist es dabei, wenn die Einstellungsinformation auf Basis der Anforderungen aller Funktionen ermittelt wird, die Radardaten des Radarsensors verwenden. Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es also, um den verschiedenen Anforderungen der diversen Funktionen gerecht zu werden, die Funktionen bzw. Anwendungen im Fahrbetrieb Einfluss auf die Radarsensor-Performance nehmen zu lassen. Das bedeutet, abhängig von der aktuellen Verkehrssituation, also dem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, können verschiedene Betriebsparameter des Radarsensors so verändert werden, dass möglichst optimal geeignete Radardaten für die diese nutzenden Funktionen, die im zentralen Steuergerät ausgeführt werden, erhalten werden, wobei ausgenutzt wird, dass im zentralen Steuergerät, das letztlich die Sensordatenfusion der Sensoren des Kraftfahrzeugs übernimmt und die diese auswertenden Funktionen auch allesamt ausführt, der beste Überblick über die Anforderungen der Funktionen bereits vorliegt, so dass es durch Hinzufügung des Ermittlungsmoduls besonders aufwandsarm realisierbar möglich ist, die optimalen Einstellungen für die aktuellen Anforderungen, die selbstverständlich auch von der aktuellen Verkehrssituation, also dem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, abhängen können, für die Funktionen zu finden, insbesondere also dynamisch den idealen und sinnvollsten Kompromiss in der Performance des Radarsensors aufzufinden.
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Derartige zentrale Steuergeräte sind im Stand der Technik bereits unter dem Schlagwort „Steuergerät eines zentralen Fahrerassistenzsystems” bekannt. Alle Sensoren liefern ihre Sensordaten an dieses zentrale Steuergerät, wo auch die Funktionen der verschiedenen Fahrerassistenzsysteme, allgemein Fahrzeugsysteme, ausgeführt werden, beispielsweise Kollisionsparameter bzw. Kollisionswahrscheinlichkeiten berechnet werden, die dann, beispielsweise über diverse Schwellwerte, Aktionen der Fahrzeugsysteme auslosen können. Die zugrundeliegende Erkenntnis der Erfindung ist es in diesem Kontext also, dass eine Rückkopplung zwischen dem zentralen Steuergerät und den Radarsensoren realisiert werden kann, womit die verschiedenen Funktionen im zentralen Steuergerät die Performance des Radarsensors beeinflussen können.
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Dabei kann neben dem Ermittlungsmodul selbstverständlich auch ein Sensordatenmanagementmodul („sensor data manager”) realisiert werden, das die Sensordaten der verschiedenen angeschlossenen Sensoren, also auch die Radardaten der Radarsensoren, entgegennimmt, um sie für die Funktionen aufzubereiten, mithin die funktionsspezifischen Eingangsdaten generiert. Dies kann im Übrigen über ein durch die Sensordaten ständig aktuell gehaltenes Umfeldmodell als Datenstruktur im zentralen Steuergerät realisiert werden. Selbstverständlich kann eine teilweise Auswertung von Sensordaten auch bereits im Sensor selbst erfolgen.
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Das Ermittlungsmodul, das auch als ein „sensor control manager” verstanden werden kann, wird genutzt, um die Eigenschaften von Sensoren, insbesondere des wenigstens einen Radarsensors, zu adaptieren. Die Eingangsdaten hierfür kommen unmittelbar von den Funktionen im zentralen Steuergerät, die letztlich ihre Anforderungen wiedergeben, und können zudem zusätzliche Informationen über den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beinhalten. Die Ausgabe des Ermittlungsmoduls sind insbesondere die einzustellenden Betriebsparameter für den Radarsensor, also die Einstellungsinformation, insbesondere Betriebsparameter, die die diversen Signalverarbeitungsalgorithmen in der Performance-Software des Radarsensors konfigurieren.
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Umgesetzt wird die Einstellungsinformation seitens einer Steuereinheit des Radarsensors, die zu entsprechenden Interpretationen der Einstellungsinformation ausgebildet ist. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Einstellungsinformation nicht zwangsläufig bereits explizit die Betriebsparameter enthalten muss, sondern es durchaus auch möglich ist, Anforderungen verschiedener Funktionen zusammenzufassen und als Einstellungsinformation zu übersenden, wenn diese die Betriebsparameter hinreichend genau beschreiben und von der Steuereinheit des Radarsensors interpretiert werden können.
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So kann in der Summe beispielsweise erreicht werden, dass, falls Radardaten aus bestimmten Erfassungsbereichen benötigt werden, eine Fokussierung des Radarsensors auf diese Erfassungsbereiche ermöglicht wird und dergleichen. Allgemein gesagt können durch die ganzheitliche Betrachtung der Anforderungen der Funktionen und die entsprechende Anpassung der Performance des Radarsensors Verbesserungen wie Reduzierung von Fehldetektionen, Reduzierung von Geisterzielen, Erhöhung der Detektionsdynamik, Erhöhung der Genauigkeit und dergleichen wie eine Reduzierung von Fehlern in den Funktionen selbst, die auf ungeeigneten Radardaten basieren, erzielt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht dabei vor, dass mehrere, bevorzugt das gesamte Umfeld des Kraftfahrzeugs abdeckende Radarsensoren verwendet werden, wobei Einstellungsinformationen, insbesondere jeweils unter Berücksichtigung der anderen Radarsensoren, für wenigstens einen Teil, bevorzugt alle, Radarsensoren ermittelt werden. Die ganzheitliche Betrachtungsweise hinsichtlich der durch das zentrale Steuergerät durchgeführten Funktionen lässt sich mithin auch auf die vorhandenen Radarsensoren übertragen, wenn beispielsweise eine 360°-Erfassung rund um das Kraftfahrzeug über beispielsweise acht Radarsensoren realisiert ist. Überlappen beispielsweise die Erfassungsbereiche der Radarsensoren wenigstens teilweise, kann eine Fokussierung eines Radarsensors durch eine Verbreiterung des Erfassungsbereichs eines anderen Radarsensors wenigstens teilweise ausgeglichen werden und dergleichen. Insgesamt ist somit eine Lösung gegeben, die Wechselwirkungen nicht nur zwischen einzelnen Funktionen, sondern auch zwischen unterschiedlichen Radarsensoren berücksichtigt und mithin optimierte Betriebsparameter und somit Einstellungsinformationen für alle Radarsensoren zur Verfügung stellen kann.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass bei konfliktierenden Anforderungen zweier Funktionen zur Auflösung des Konflikts eine Priorität der Funktionen berücksichtigt wird und/oder ein Optimierungsalgorithmus zur Ermittlung eines optimalen Kompromisses für die Betriebsparameter verwendet wird. Über einen Optimierungsalgorithmus kann mithin ein optimaler Kompromiss für die Betriebsparameter aufgefunden werden, so dass möglichst gut geeignete Radardaten für die Anforderungen unterschiedlicher Funktionen zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann bevorzugt zusätzlich eine Priorität von Funktionen berücksichtigt werden, wobei zweckmäßigerweise Funktionen eines Sicherheitssystems und/oder sicherheitsrelevanten Systems höher priorisiert werden als sonstige Funktionen. Besteht also beispielsweise bezüglich einer auf ein Sicherheitssystem zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung bezogenen Funktionen eine dringende Anforderung, Details aus einem bestimmten Erfassungsbereich eines Radarsensors zu erhalten, kann dies deutlich höher priorisiert werden, als eine Anforderung einer Funktion eines ACC-Systems, die nach letztem Stand ein entferntes Objekt als Folgeobjekt betrachtet. Entsprechende Prioritäten können Funktionen zugewiesen werden und/oder auch dynamisch abhängig von der aktuellen Verkehrssituation des Kraftfahrzeugs verändert werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass als Betriebsparameter die Reichweite und/oder die Dynamik und/oder der Erfassungsbereich und/oder die Genauigkeit des Radarsensors beeinflussende Parameter angepasst werden. Als konkrete Beispiele für Betriebsparameter können beispielsweise eine Anzahl von Trackingzyklen und/oder eine Frequenzbandbreite und/oder die Anzahl und/oder Art der Chirps und/oder wenigstens ein Schwellwert und/oder ein zu verwendender Algorithmus und/oder eine Zykluszeit und/oder ein Parameter einer schnellen Fouriertransformation angepasst werden. Hierzu seien einige Beispiele näher erläutert.
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Wird beispielsweise die Frequenzbandbreite, die von den Chirps überstrichen wird, geändert, ändert sich als Auswirkung die Abstandsauflösung, wobei jedoch die Reichweite beibehalten wird. Allerdings wird eine längere Zykluszeit erforderlich. Ergebnis einer Anpassung des Betriebsparameters der Frequenzbandbreite ist also eine Änderung der Trennfähigkeit zwischen Objekten und der Dynamik der Detektion.
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Wird in einem anderen Beispiel die Leistung im Ausgang des Radarsensors verändert, verändert sich auch die Reichweite, wobei jedoch bei unveränderter Frequenzbandbreite die Abstandsauflösung gleich bleibt. Ergebnis ist hier also eine mögliche Fokussierung auf den Nah- oder Fernbereich.
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Bei Radarsensoren wird bekannterweise ein Modulationsverfahren verwendet, bei dem insbesondere Frequenzen linear ansteigend (up-chirp) oder linear abfallend (down-chirp) verändert werden. Auch auf die Anzahl und Art dieser Chirps (Rampen im Frequenzraum) kann Einfluss genommen werden. Werden beispielsweise die Anzahl der Rampen (Chirps) verändert, ändert sich die Geschwindigkeitsauflösung und somit die gesamte Zykluszeit (Dynamik).
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Eine weitere Möglichkeit zur Anpassung von Betriebsparametern ist im Hinblick auf die schnelle Fouriertransformation (FFT) gegeben. Wird beispielsweise das FFT-Fenster verändert, ist auch hierdurch eine Veränderung der Sensorperformance möglich.
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Insbesondere im Hinblick auf die gemeinsame Berücksichtigung und Verwendung mehrerer Radarsensoren ist durch geeignete Einstellungsinformationen für die Radarsensoren auch die Möglichkeit zu redundanten Messungen gegeben. Hierbei werden dann mehrere Radarsensoren eingebunden und es findet eine parallele Verarbeitung statt, um redundante Radardaten eines Erfassungsbereiches zu erhalten. Beim Vorhandensein und bei der Berücksichtigung anderer Radarsensoren kann die Einstellungsinformation als Betriebsparameter auch die Abschaltung/Einschaltung wenigstens eines Radarsensors beschreiben, um die Detektionsperformance oder die Rechenperformance im gesamten Kraftfahrzeug bezüglich der Fahrzeugsysteme zu optimieren.
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Auch eine Fokussierung auf bestimmte Erfassungsbereiche (interessierende Bereiche – „regions of interest”) ist häufig eine gewünschte Einstellung bei Radarsensoren, wobei mit besonderem Vorteil die Radarsensoren dann auch genutzt werden können, um andere Sensoren des Kraftfahrzeugs zu ersetzen bzw. deren Daten zu ergänzen. Benötigen beispielsweise Funktionen zusätzlich zu Sensordaten anderer Sensoren, beispielsweise einer Kamera, weitere Informationen, kann die üblicherweise die Sensordaten des anderen Sensors, beispielsweise der Kamera, verwendende Funktion Einfluss auf die Radarperformance nehmen und die nötigen Daten in bestimmten Situationen vom Radarsensor anfordern, beispielsweise eine Radarsensordetektion in einem Erfassungsbereich, in dem die Kamera keinen Sichtbereich hat. Eine ähnliche Situation ergibt sich, wenn die Kameradaten eine weitere Plausibilisierung der darin enthaltenen Objekte anhand der Radardaten sinnvoll machen. Das Zusammenwirken unterschiedlicher Sensorarten kann selbstverständlich auch auf andere Art und Weise Einfluss auf die Einstellungsinformation haben, beispielsweise, wenn ein Objekt durch einen anderen Sensor, beispielsweise eine Kamera, als Fußgänger klassifiziert wurde und in Reaktion eine Funktion eines Sicherheitssystems genauere Informationen über diesen Fußgänger anfordert und dergleichen.
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Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass die Anpassung von Betriebsparametern auch die Parametrierung von Algorithmen oder gar das Umschalten zwischen unterschiedlichen Messverfahren, beispielsweise zur Winkelauflösung, zur Folge haben kann. Beispielsweise kann zur Winkelauflösung zwischen MUSIC (multiple signal classification) und Beamforming gewählt werden, so dass Einfluss auf die Winkelauflösung (Trennfähigkeit im Winkel) genommen werden kann. Beispielsweise kann für den Betriebszustand des Einparkens MUSIC verwendet werden, während für ein Autobahnszenario, bei dem beispielsweise die Funktion des ACC wesentlich ist, Beamforming verwendet wird.
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Radarsensoren, die eine Anpassung von Betriebsparametern erlauben, sind im Stand der Technik zwar bereits grundsätzlich bekannt, besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn ein Radarsensor mit einem Halbleiterchip, insbesondere einem CMOS-Chip, verwendet wird, durch den der Radar-Transceiver und die Steuereinheit realisiert sind. Gerade die CMOS-Technologie erlaubt es, konfigurierbare Schaltungen auf kleinstem Raum zu realisieren, die den entsprechenden Wechsel von Betriebsparametern, die sich auf die Signalverarbeitung insbesondere im Radar-Transceiver beziehen, beeinflussen. Ein zusätzlicher Vorteil solcher Radarsensoren ist, dass das Radar-Frontend äußerst kleinbauend realisiert werden kann, insbesondere dann, wenn auch die Antennen in einem gemeinsamen Package mit dem Halbleiterchip integriert sind.
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Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend ein zentrales, mehreren Fahrzeugsystemen zugeordnetes Steuergerät und wenigstens einen Radarsensor, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem die genannten Vorteile ebenso erhalten werden können. Bei dem zentralen Steuergerät handelt es sich dabei mithin um ein solches, in dem die Sensordaten einer Mehrzahl von Sensoren des Kraftfahrzeugs, umfassend auch den Radarsensor, für Funktionen einer Mehrzahl von Fahrzeugsystemen aufbereitet werden und dass die genannten Funktionen auch ausführt. In dem zentralen Steuergerät ist nun ferner ein Ermittlungsmodul realisiert, welches dazu ausgebildet ist, auf Basis der Anforderungen wenigstens eines Teils der Funktionen, insbesondere aller Radardaten des wenigstens einen Radarsensors auswertenden Funktionen, eine wenigstens einen Betriebsparameter des Radarsensors beschreibende Einstellungsinformation zu ermitteln und an den Radarsensor zu übertragen. Dieser wiederum weist eine Steuereinheit auf, die zur Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters entsprechend der Einstellungsinformation ausgebildet ist. Bevorzugt weist das Kraftfahrzeug mehrere, insbesondere das gesamte Umfeld des Kraftfahrzeugs abdeckende Radarsensoren auf, wobei Einstellungsinformationen auch unter Berücksichtigung jeweils anderer Radarsensoren ermittelt werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
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2 eine die Wechselwirkungen und Funktionseinheiten im erfindungsgemäßen Verfahren erläuternde Prinzipskizze.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist, um möglichst das gesamte Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 erfassen zu können, acht Radarsensoren 2 auf, die vorliegend an Ecken des Kraftfahrzeugs 1 in zueinander senkrechten Richtungen ausgerichtet angeordnet sind und als Weitwinkel-Radarsensoren 2 realisiert sind. Jeder der Radarsensoren 2 umfasst in seinem Radar-Frontend einen CMOS-Chip, durch den der Radar-Transceiver und eine Steuereinheit realisiert sind; mit dem CMOS-Chip in einem Package sind auch die Radarantennen realisiert, was der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht näher dargestellt ist. Auch eine digitale Signalverarbeitung kann bereits durch den CMOS-Chip realisiert werden. Entsprechend geben die Radarsensoren 2 als Radardaten Objektlisten über ein hier nur angedeutetes Bussystem 3 an ein zentrales Steuergerät 4 weiter. Das zentrale Steuergerät 4 ist mehreren Fahrzeugsystemen zugeordnet und führt die entsprechenden Funktionen der Fahrzeugsysteme, die von den Sensordaten verschiedener Sensoren, insbesondere auch der Radarsensoren 2, abhängen, durch. Bei den Fahrzeugsystemen kann es sich beispielsweise um verschiedene Fahrerassistenzsysteme handeln, die durch das gemeinsame, zentrale Steuergerät 4 realisiert sind. Das zentrale Steuergerät 4 ist auch mit weiteren Sensoren 5, wobei vorliegend nur beispielhaft eine Kamera 6 gezeigt ist, verbunden. Ferner liegt eine Kommunikationsverbindung, gegebenenfalls auch über das Bussystem 3, zu verschiedenen Aktoren 7 vor, beispielsweise Ausgabemitteln für Warnungen und/oder Eingriffsmitteln für Fahreingriffe, wie dies im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt ist.
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Das Steuergerät 4 ist nun dazu ausgebildet, Einstellungsinformationen für jeden der Radarsensoren 2 in Abhängigkeit der Anforderungen der Funktionen, die Radardaten verwenden, im aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und an die Radarsensoren 2 zu übertragen, wo eine Steuereinheit 10 für eine Anpassung entsprechender Betriebsparameter sorgt, so dass für die Funktionen tatsächlich benötigte und optimale Radardaten geliefert werden können. Mit anderen Worten existiert eine Rückkopplung von den im Steuergerät 4 ausgeführten Funktionen zu den Radarsensoren 2, um diese angepasst auf die aktuelle Verkehrssituation zu konfigurieren. Ferner ist das Steuergerät 4 im Übrigen auch ausgebildet, die Sensordaten der verschiedenen Sensoren 2, 5 zu sammeln und geeignet für die Funktionen aufzubereiten, beispielsweise als ein Umfeldmodell (Sensorfusion).
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Dies alles sei anhand der 2 näher für das Zusammenwirken eines Radarsensors 2 mit dem zentralen Steuergerät 4 dargestellt. Der Radarsensor 4 weist als Funktionseinheiten, wie bereits dargestellt wurde, wie grundsätzlich bekannt einen Radar-Transceiver 8, eine digitale Signalverarbeitungskomponente 9 (DSP) und eine Steuereinheit 10 auf, die vorliegend als CMOS-Chip realisiert sind. Die Steuereinheit 10 übernimmt auch die Kommunikation, übersendet also regelmäßig, insbesondere in einer Zykluszeit, die Radardaten gemäß dem Pfeil 11 an das Steuergerät 4, wo die Daten von einem entsprechenden Empfangsmodul 12 entgegengenommen werden, welches gegebenenfalls auch eine Vorverarbeitung vornehmen kann. Von diesen Empfangsmodulen 12 existieren, wie angedeutet, mehrere für die unterschiedlichen Sensoren 2, 5. Eine Schnittstelle 13 zu den Funktionen 14 übernimmt die Sensordatenfusion und verwaltet zu diesem Zweck beispielsweise ein Umfeldmodell, so dass die Sensordaten, insbesondere also auch die Radardaten, in einer für die Funktionen 14 optimal nutzbaren Form vorliegen.
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Allerdings ist die Schnittstelle 13 auch ausgebildet, die verschiedenen Anforderungen der Radardaten verwendenden Funktionen 14 entgegenzunehmen und an ein Ermittlungsmodul 16 weiterzugeben, welches hieraus die Betriebsparameter für jeweils einen Radarsensor 2 beschreibenden Einstellungsinformationen ermitteln kann, wobei dabei auch berücksichtigt wird, dass vorliegend acht Radarsensoren 2 in bestimmter Anordnung am Kraftfahrzeug 1 vorliegen, so dass beispielsweise redundante Messungen durchgeführt werden können und/oder ein Radarsensor 2 für einen anderen Radarsensor 2 einspringen kann, wenn dieser auf ein bestimmtes Objekt fokussiert wird. Die Einstellungsinformationen müssen dabei nicht unbedingt bereits explizite Betriebsparameter enthalten, sondern müssen nur geeignet sein, dass die Steuereinheit 10, an die sie gemäß des Pfeils 15 übertragen werden, dazu ausgebildet ist, die Betriebsparameter aus ihnen zu ermitteln.
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Bei der Ermittlung der Einstellungsinformation kann es in dem Ermittlungsmodul 16 selbstverständlich auch zu konfliktierenden Anforderungen von Funktionen 14 kommen, die im Ermittlungsmodul 16 unter Verwendung eines Optimierungsalgorithmus und einer den Funktionen 14 zugeordneten Priorität derart aufgelöst werden, dass sicherheitsrelevante Funktionen 14 in ihren Anforderungen mehr berücksichtigt werden als weniger sicherheitsrelevante Funktionen 14.
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Als Betriebsparameter können durch die Steuereinheit 10 unterschiedlichste Parameter angepasst werden, insbesondere die Reichweite und/oder die Dynamik und/oder den Erfassungsbereich und/oder die Genauigkeit des Radarsensors beeinflussende Parameter, konkret beispielsweise eine Anzahl von Trackingzyklen und/oder eine Frequenzbandbereite und/oder die Anzahl und/oder Art der Chirps und/oder wenigstens ein Schwellwert und/oder ein zu verwendender Algorithmus und/oder eine Zykluszeit und/oder ein Parameter einer schnellen Fouriertransformation, wobei diese Aufzählung nicht beschränkend ist. Beispiele für konkrete Maßnahmen, beispielsweise die Ergänzung von Sensordaten der Kamera 6 oder dergleichen, wurden bereits in der allgemeinen Beschreibung ausführlich dargelegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology”, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746–2755 [0004]
