DE102016222821A1 - Radarvorrichtung für ein Fahrzeug und Zielobjektmessverfahren dafür - Google Patents

Radarvorrichtung für ein Fahrzeug und Zielobjektmessverfahren dafür Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, die das Messen einer Entfernung und einer Geschwindigkeit eines Zielobjekts ermöglicht, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, während sie eine Erkennungsleistung des Zielobjekts unter Verwendung eines Multi-Chirp-Signals mit verschiedenen Flanken sichert, und ein Zielobjektmessverfahren dafür. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Radarvorrichtung des FMCW-Typs für ein Fahrzeug vorgesehen, die eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne beinhaltet, die in einem Fahrzeug installiert sind, um ein Zielobjekt zu erkennen, das sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei die Radarvorrichtung für ein Fahrzeug Folgendes beinhaltet: eine Sendeeinheit, die konfiguriert ist, um ein Multi-Chirp-Signal mit verschiedenen Flanken als ein Sendesignal durch die Sendeantenne zu senden; eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um ein Empfangssignal, welches das an dem vor dem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektierte Sendesignal ist, durch die Empfangsantenne zu empfangen, wobei das Sendesignal von der Sendeeinheit gesendet wird; und eine Signalverarbeitungseinheit, die zum Berechnen einer Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, der Frequenzabweichung gemäß einer Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts zu berechnen, um die Entfernung und Geschwindigkeit des entsprechenden Zielobjekts zu messen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0163076 , angemeldet am 20. November 2015, die hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke vollumfänglich eingebunden wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Zielobjektmessverfahren dafür und insbesondere eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, die das Messen einer Entfernung und einer Geschwindigkeit eines Zielobjekts, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, ermöglicht, während sie eine Erkennungsleistung des Zielobjekts unter Verwendung eines Multi-Chirp-Signals mit verschiedenen Flanken sichert, und ein Zielobjektmessverfahren dafür.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine allgemeine Radarvorrichtung des FMCW-Typs für ein Fahrzeug erfasst Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen unter Verwendung einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal, das sich mit der Zeit allmählich ändert, und einem Empfangssignal, das sich nach einem Zielobjekt ändert. Hier wird, da ein demoduliertes Signal durch eine Entfernung und eine Geschwindigkeit des Zielobjekts erzeugte Frequenzabweichungen hat, die darin eingemischt sind, eine Kombination aus einem positiven Chirp, bei dem die Frequenz mit der Zeit allmählich zunimmt, und einem negativen Chirp, bei dem die Frequenz mit der Zeit allmählich abnimmt, verwendet, um die gemischten Frequenzabweichungen zu teilen, um die genaue Entfernung und Geschwindigkeit des Zielobjekts zu berechnen.
  • 1A ist ein Diagramm, das ein Sendesignal, das durch eine Sendeantenne gesendet wird, und ein Empfangssignal, welches das Sendesignal ist, das an einem Zielobjekt reflektiert wird und zurückkehrt, veranschaulicht. 1B ist ein Diagramm, das eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, die in 1A veranschaulicht werden, veranschaulicht. Die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts werden auf Basis der Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, die in 1B veranschaulicht wird, mathematisch berechnet.
  • Die Signalabweichung durch die Entfernung des Zielobjekts ist aber in einer spezifischen Richtung festgelegt und die Frequenzabweichung durch Geschwindigkeit des Zielobjekts ändert sich in zwei Richtungen gemäß der positiven (+) oder negativen (–) Geschwindigkeit. Daher hat eine Summe der entfernungsgemäßen Signalgeschwindigkeit und der geschwindigkeitsgemäßen Signalgeschwindigkeit einen negativen Wert (–), wie in 2 veranschaulicht wird, wenn ein Zielobjekt anwesend ist, das sich in geringer Entfernung von einer Radarvorrichtung befindet und ein großes Geschwindigkeitselement hat, das heißt, wenn ein Objekt vorhanden ist, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert. Dementsprechend kann das Problem eines nicht erkannten oder fälschlicherweise erkannten Zielobjekts, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, auftreten.
  • Für die Erfassung korrekter Zielobjektinformationen, das heißt Lösen eines Problems eines unerkannten oder fälschlicherweise erkannten Zielobjekts, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, gibt es zwei Verfahren, die Verfahren zum Ermöglichen des Unterscheidens eines negativen (–) Frequenzwerts durch I/Q-Schema-Hardware und zum Steilmachen der Flanke des Chirp-Signals, so dass das Auftreten eines derartigen Frequenzumkehrungsphänomen minimiert wird.
  • Die Implementierung eines I/Q-Schemas hat aber den Nachteil, dass es zusätzliche Hardwareressourcen und Berechnungsverarbeitungsabläufe erfordert, und ein Schema zum Steilmachen der Flanke eines Chirp-Signals hat den Nachteil, dass es die Genauigkeit der Geschwindigkeit eines Hochleistungs-ADU oder eines Zielobjekts verschlechtert.
  • [Liste der Anführungen]
  • [Patentdokument]
    • Patentanmeldung der Republik Korea Nr. 2014-0083709 (2015.05.14) mit dem Titel „FMCW radar system for detecting target using representative value and method therefor”
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, die das Messen einer Entfernung und einer Geschwindigkeit eines Zielobjekts ermöglicht, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, während sie eine Erkennungsleistung des Zielobjekts unter Verwendung eines Multi-Chirp-Signals mit verschiedenen Flanken sichert, und ein Zielobjektmessverfahren dafür bereitzustellen.
  • Eine Ausführungsform zur Erfüllung der Aufgabe sieht eine Radarvorrichtung des FMCW-Typs für ein Fahrzeug vor, die eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne beinhaltet, die in einem Fahrzeug installiert sind, um ein Zielobjekt zu erkennen, das sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei die Radarvorrichtung für ein Fahrzeug Folgendes beinhaltet: eine Sendeeinheit, die konfiguriert ist, um ein Multi-Chirp-Signal mit verschiedenen Flanken als ein Sendesignal durch die Sendeantenne zu senden; eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um ein Empfangssignal, welches das an dem vor dem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektierte Sendesignal ist, durch die Empfangsantenne zu empfangen, wobei das Sendesignal von der Sendeeinheit gesendet wird; und eine Signalverarbeitungseinheit, die zum Verarbeiten des Sendesignals und des Empfangssignals konfiguriert ist, um Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen des Zielobjekts zu berechnen, wobei die Signalverarbeitungseinheit konfiguriert ist, um unter Verwendung von Frequenzinformationen des Sendesignals und Frequenzinformationen des Empfangssignals jeweils i) eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, ii) die Frequenzabweichung gemäß einer Entfernung des Zielobjekts und iii) die Frequenzabweichung gemäß einer Geschwindigkeit des Zielobjekts zu berechnen.
  • Das Multi-Chirp-Signal kann ein erstes Chirp-Signal mit einer vorbestimmten ersten Flanke und ein zweites Chirp-Signal mit einem vorbestimmten zweiten Signal beinhalten, wobei die erste Flanke und die zweite Flanke verschieden sein können.
  • Die Signalverarbeitungseinheit kann Folgendes beinhalten: eine Berechnungseinheit, die zum Berechnen einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal in Bezug auf das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal und einem Empfangssignal, der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts konfiguriert ist; eine Ermittlungseinheit, die zum Ermitteln, ob eine Summe der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist, konfiguriert ist; und eine Zielobjektmesseinheit, die konfiguriert ist zum Messen auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung durch die Ermittlungseinheit von: der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das zweite Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden, wenn die Summe kleiner als null ist, und Messen der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden, wenn die Summe größer oder gleich null ist.
  • Die Flanke des zweiten Chirp-Signals kann so konfiguriert sein, dass sie steiler als die Flanke des ersten Chirp-Signals ist.
  • Außerdem sieht eine weitere Ausführungsform ein Zielobjektmessverfahren für eine Radarvorrichtung des FMCW-Typs für ein Fahrzeug vor, die eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne beinhaltet, die in einem Fahrzeug installiert sind, um ein Zielobjekt zu erkennen, das sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei das Zielobjektmessverfahren für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug Folgendes beinhaltet: Senden eines Multi-Chirp-Signals mit verschiedenen Flanken als ein Sendesignal durch die Sendeantenne; Empfangen eines Empfangssignals, welches das an dem vor dem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektierte Sendesignal ist, durch die Empfangsantenne, wobei das Sendesignal durch die Sendeeinheit gesendet wird; und Verarbeiten des Sendesignals und des Empfangssignals, um Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen des Zielobjekts zu berechnen, wobei das Messen einer Entfernung und einer Geschwindigkeit des Zielobjekts das Berechnen, unter Verwendung von zeitgemäßen Frequenzinformationen des Sendesignals und zeitgemäßen Frequenzinformationen des Empfangssignals, von jeweils i) einer Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, ii) der Frequenzabweichung gemäß einer Entfernung des Zielobjekts und iii) der Frequenzabweichung gemäß einer Geschwindigkeit des Ziels beinhaltet.
  • Das Multi-Chirp-Signal kann ein erstes Chirp-Signal mit einer vorbestimmten ersten Flanke und ein zweites Chirp-Signal mit einer vorbestimmten zweiten Flanke haben, wobei die erste Flanke und die zweite Flanke verschieden sein können.
  • Das Messen der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts kann Folgendes aufweisen: Berechnen einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal durch das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal und einem Empfangssignal, der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts; Ermitteln, ob eine Summe der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist; und Messen, auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung, der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wenn die Summe kleiner als null ist, wobei die Frequenzabweichungen durch das zweite Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden, und Messen der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wenn die Summe größer oder gleich null ist, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die vorliegende Offenbarung eine Entfernung und eine Geschwindigkeit eines Zielobjekts messen, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, während sie eine Erkennungsleistung des Zielobjekts unter Verwendung eines Multi-Chirp-Signals mit verschiedenen Flanken sichert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Obiges und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen besser erkennbar, bei denen:
  • 1A und 1B ein Diagramm ist, das ein Sendesignal und ein Empfangssignal, das ein konventionelles Chirp-Signal verwendet, und eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal anzeigt;
  • 2 ein Diagramm ist, das eine Umgebung anzeigt, in der eine Summe von entfernungsgemäßer Frequenzabweichung und geschwindigkeitsgemäßer Frequenzabweichung einen negativen (–) Wert hat;
  • 3 ein Diagramm zur Beschreibung einer Radarvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform ist;
  • 4 ein Diagramm zur Beschreibung der in 3 veranschaulichten Signalverarbeitungseinheit ist;
  • 5 ein Betriebsablaufdiagramm zur Beschreibung eines Zielobjektmessverfahrens für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform ist;
  • 6 ein Diagramm zur Beschreibung eines Multi-Chirp-Signals ist und
  • 7A und 7B ein Diagramm ist, das ein Sendesignal für jedes Multi-Chirp-Signal, ein Empfangssignal, entfernungsgemäße Frequenzabweichung und geschwindigkeitsgemäße Frequenzabweichung veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 3 veranschaulicht ein Diagramm zur Beschreibung einer Radarvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform und 4 veranschaulicht ein Diagramm zur Beschreibung der in 3 veranschaulichten Signalverarbeitungseinheit.
  • Eine Radarvorrichtung 1 für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform, Bezug nehmend auf 3, kann in einem Fahrzeug installiert sein und ein Zielobjekt erkennen, das sich vor dem Fahrzeug befindet.
  • Eine derartige Radarvorrichtung 1 für ein Fahrzeug ist eine Radarvorrichtung vom Typ des modulierten Dauerstrichradars (FMCW) für ein Fahrzeug und beinhaltet eine Sendeantenne 10, eine Empfangsantenne 20, eine Sendeeinheit 30, eine Empfangseinheit 40 und eine Signalverarbeitungseinheit 50.
  • Die Sendeeinheit 30 sendet ein Multi-Chirp-Signal mit verschiedenen Flanken mit verschiedenen Flanken durch die Sendeantenne 10.
  • Die oben beschriebene Sendeeinheit 30 sendet ein erstes Chirp-Signal und ein zweites Chirp-Signal, denen eine Sweep-Zeit zugeordnet ist, um die Genauigkeit der Geschwindigkeit des Zielobjekts zu verbessern, durch die Sendeantenne 10.
  • Hier haben das erste Chirp-Signal und das zweite Chirp-Signal verschiedene Flanken. Zum Beispiel kann das erste Chirp-Signal eine Flanke geringere Steilheit haben und das zweite Chirp-Signal kann eine steilere Flanke haben.
  • Das erste und das zweite Chirp-Signal sind ein Paar FMCW-Wellenformen mit einem positiven Chirp, der eine Wellenform ist, bei der die Frequenz mit zunehmender Zeit linear ansteigt, bzw. einem negativen Chirp, der eine Wellenform ist, bei der die Frequenz mit zunehmender Zeit linear abnimmt. Daher werden in der vorliegenden Beschreibung das erste Chirp-Signal und das zweite Chirp-Signal jeweils als sowohl positive Chirp- als auch negative Chirp-Signale einschließend beschrieben und ein Chirp-Signal wird, nach Bedarf, zum Beschreiben eines positiven Chirp-Signals und eines negativen Chirp-Signals beschrieben.
  • Die Empfangseinheit 40 empfängt ein Empfangssignal, welches ein gesendetes Sendesignal ist, das an dem voraus befindlichen Zielobjekt reflektiert wird und zurückkehrt, durch die Empfangsantenne 20.
  • Die oben beschriebene Empfangseinheit 40 empfängt ein Empfangssignal, welches ein Sendesignal ist, das an dem vor einem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektiert wird und zurückkehrt, durch eine Empfangsantenne 20, wobei das Sendesignal durch die Sendeantenne 10 gesendet wird. Hier empfängt die Empfangseinheit 40 durch die Empfangsantenne 20 ein Signal, bei dem eine Laufzeit, die einer Umlaufstrecke des Zielobjekts entspricht, und eine Frequenzverschiebung gemäß einer relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts stattgefunden haben.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 50 misst die Geschwindigkeit und Entfernung des Zielobjekts durch eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal.
  • Hier beinhaltet das Multi-Chirp-Signal ein erstes Chirp-Signal mit einer ersten Flanke und ein zweites Chirp-Signal mit einer zweiten Flanke, die von der ersten Flanke verschieden ist, um die Genauigkeit der Geschwindigkeit des Zielobjekts zu verbessern. Vorzugsweise ist die erste Flanke kleiner als die zweite Flanke, um die Korrektur des Zielobjekts mit einem negativen (–) Frequenzwert zu modifizieren, die vorliegenden Ausführungsformen sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Alternativ können das erste Chirp-Signal und das zweite Chirp-Signal verschiedene Perioden haben. Zum Beispiel kann eine Periode des ersten Chirp-Signals so konfiguriert sein, dass sie länger als eine Periode des zweiten Chirp-Signals ist. Eine Periode eines Chirp-Signals bedeutet die Zeit, während der ein positiver Chirp und ein negativer Chirp gesendet werden. Zum Beispiel kann eine Periode eines Chirp-Signals eine Zeitspanne bedeuten, während der ein Sende-Chirp-Signal einen positiven Chirp und einen negativen Chirp wiederholt und dieselbe Frequenz sendet. In diesem Fall können ein Frequenzabweichungsbereich gemäß der Zeit des ersten Chirp-Signals und ein Frequenzabweichungsbereich gemäß der Zeit des zweiten Chirp-Signals so konfiguriert sein, dass sie gleich sind. Alternativ können die Höchstfrequenzen und Mindestfrequenzen des ersten Chirp-Signals und des zweiten Chirp-Signals so konfiguriert sein, dass sie gleich sind.
  • Derweil können das erste Chirp-Signal und das zweite Chirp-Signal wiederholt gesendet werden. Zum Beispiel kann das zweite Chirp-Signal gesendet werden, nachdem das erste Chirp-Signal gesendet worden ist, und dann kann das erste Chirp-Signal erneut gesendet werden. Das heißt, das zweite Chirp-Signal kann zwischen dem Intervall der ersten Chirp-Signalsendungen gesendet werden. Zwischen dem ersten Chirp-Signal und dem zweiten Chirp-Signal kann es nach Bedarf eine Zeitlücke oder eine Überwachungszeit geben, wobei das Sendesignal eine vorbestimmte Zeit lang nicht gesendet wird. Alternativ können das erste Chirp-Signal und das zweite Chirp-Signal gemäß Zeitänderungen kontinuierlich gesendet werden.
  • Die oben beschriebene Signalverarbeitungseinheit 50 misst die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung einer Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal, welches das gesendete erste Chirp-Signal ist, und dem Empfangssignal, welches das Sendesignal ist, das an dem entsprechenden Zielobjekt reflektiert wird und zurückkehrt, die Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und die Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal erfasst werden.
  • Hier misst die Signalverarbeitungseinheit 50 die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, die durch das zweite Chirp-Signal erfasst werden, wenn ermittelt wird, dass das entsprechende Zielobjekt eine Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts hat, die eine negative (–) Frequenz hat.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 50, Bezug nehmend auf 4, beinhaltet eine Berechnungseinheit 51, eine Ermittlungseinheit 52 und eine Zielobjektmesseinheit 53. Die Berechnungseinheit 51 berechnet eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal, welches das von der Sendeeinheit 30 gesendete erste Chirp-Signal ist, und dem Empfangssignal, welches das an dem Zielobjekt reflektierte und von der Empfangseinheit 40 empfangene erste Chirp-Signal ist, die Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und die Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts.
  • Außerdem berechnet die Berechnungseinheit 51 eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal, welches das von der Sendeeinheit 30 gesendete zweite Chirp-Signal ist, und dem Empfangssignal, welches das an dem Zielobjekt reflektierte und von der Empfangseinheit 40 empfangene zweite Chirp-Signal ist, die Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und die Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts.
  • Die Ermittlungseinheit 52 ermittelt, ob eine Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist. Das heißt, wenn ein Fahrzeug in geringer Entfernung sich mit großer Geschwindigkeit nähert, ist ein Geschwindigkeitselement groß und die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts hat daher einen negativen (–) Frequenzwert.
  • Die Zielobjektmesseinheit 53 misst auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung durch die Ermittlungseinheit 34, wenn die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist, die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, die durch eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal, welches das gesendete zweite Chirp-Signal ist, und dem Empfangssignal, dass das an dem Zielobjekt reflektierte und empfangene zweite Chirp-Signal ist, erfasst.
  • Genauer misst die Zielobjektmesseinheit 53 die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung der Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das zweite Chirp-Signal berechnet werden, wenn die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist, und die Zielobjektmesseinheit 53 misst die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung der Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal berechnet werden, wenn die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts größer als null ist (alternativ ein Fall, bei dem die Summe größer oder gleich null ist).
  • Dementsprechend können eine Entfernung und eine Geschwindigkeit eines Zielobjekts durch Erkennen des Zielobjekts, dass sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, wie einer Notbremssituation, gemessen werden, so dass selbst ohne die Unterstützung zusätzlicher Hardware für eine sichere Fahrumgebung gesorgt werden kann.
  • Ein Zielobjektmessverfahren für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, die die obige Konfiguration hat, wird mit Bezug auf 5 wie folgt beschrieben.
  • 5 veranschaulicht ein Betriebsablaufdiagramm zur Beschreibung eines Zielobjektmessverfahrens für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • Eine in der Radarvorrichtung 1 für ein Fahrzeug enthaltene Sendeeinheit 30, Bezug nehmend auf 5, sendet S11 ein Multi-Chirp-Signal mit verschiedenen Flanken, das heißt einem ersten Chirp-Signal und einem zweiten Chirp-Signal, als ein Sendesignal durch eine Sendeantenne 10. Das erste und das zweite Chirp-Signal haben verschiedene Flanken, wobei das erste Chirp-Signal eine Flanke geringere Steilheit haben kann, das zweite Chirp-Signal aber eine steilere Flanke haben kann. Das erste und das zweite Chirp-Signal werden in 6 gut veranschaulicht.
  • Eine in der Radarvorrichtung 1 für ein Fahrzeug enthaltene Empfangseinheit 40 empfängt S13 durch eine Empfangsantenne 20 ein Empfangssignal, welches das an dem vor dem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektierte Sendesignal ist, wobei das Sendesignal durch die Sendeantenne 10 gesendet wird.
  • Eine in der Radarvorrichtung 1 für ein Fahrzeug enthaltene Signalverarbeitungseinheit 50 berechnet S15 eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal unter Verwendung des Sendesignals und des Empfangssignals durch das erste Chirp-Signal, der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 50 ermittelt S17, ob eine Summe der oben berechneten Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der oben berechneten Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts weniger als null ist.
  • Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 50 ermittelt, ob eine Summe der Frequenzabweichung (fR) gemäß der Entfernung des Zielobjekts und eine Frequenzabweichung (fD) gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist, wie in [GLEICHUNG 1] unten beschrieben. [GLEICHUNG 1]
    Figure DE102016222821A1_0002
  • Hier ist C die Lichtgeschwindigkeit, B ist eine Bandbreite (Fmax–Fmin), R ist die Entfernung eines Zielobjekts, v ist eine relative Geschwindigkeit, λ ist die Länge einer Frequenzwellenlänge und Tsweep ist die oben beschriebene Sweep-Zeit, das heißt die Zeit, während der eine Amplitude vom Mindestwert auf den Höchstwert ansteigt.
  • Auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung in Schritt S17, wenn die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist, das heißt, wenn die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts einen negativen (–) Wert hat, wie in 7A veranschaulicht, misst S19 die Signalverarbeitungseinheit 50 die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das zweite zweite Chirp-Signal berechnet werden.
  • Auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung in Schritt S17, wenn die Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts größer als null ist, misst S16 die Signalverarbeitungseinheit 50 die Entfernung und die Geschwindigkeit des Zielobjekts unter Verwendung der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal berechnet werden.
  • 7B veranschaulicht das Sendesignal, welches das gesendete zweite Chirp-Signal ist, das Empfangssignal, welches das an dem Zielobjekt reflektierte zweite Chirp-Signal ist, und die Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts. Wie in 7B gezeigt, bleibt, wenn das zweite Chirp-Signal verwendet wird, die Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts die gleiche wie in einem Fall, in dem das erste Chirp-Signal verwendet wird, die Frequenzabweichung gemäß einer Entfernung des Zielobjekts wird aber größer als die in einem Fall, in dem das erste Chirp-Signal verwendet wird. Daher werden die Entfernung und Geschwindigkeit eines Zielobjekts mit einer positiven Frequenz (+), das heißt kein Zielobjekt mit einer negativen Frequenz (–), reflektiert, so dass das Problem eines unerkannten oder fälschlicherweise erkannten Zielobjekts, das sich in geringer Entfernung mit großer Geschwindigkeit nähert, gelöst werden kann.
  • Die vorliegende Offenbarung wird durch die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt und kann vom Fachmann auf dem Gebiet, das im Sinn und Umfang der vorliegenden Offenbarung gemäß der Definition in den angehängten Ansprüchen eingeschlossen ist, verschiedentlich modifiziert und abgeändert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Sendeantenne
    20
    Empfangsantenne
    30
    Sendeeinheit
    40
    Empfangseinheit
    50
    Signalverarbeitungseinheit
    51
    Berechnungseinheit
    52
    Ermittlungseinheit
    53
    Zielobjektmesseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2015-0163076 [0001]
    • KR 2014-0083709 [0008]

Claims (12)

  1. Radarvorrichtung des FMCW-Typs für ein Fahrzeug, die eine Sendeantenne (10) und eine Empfangsantenne (20) beinhaltet, die in einem Fahrzeug installiert sind, um ein Zielobjekt zu erkennen, das sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei die Radarvorrichtung für ein Fahrzeug Folgendes beinhaltet: eine Sendeeinheit (30), die konfiguriert ist, um ein Multi-Chirp-Signal mit verschiedenen Flanken als ein Sendesignal durch die Sendeantenne (10) zu senden; eine Empfangseinheit (40), die konfiguriert ist, um ein Empfangssignal, welches das an dem vor dem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektierte Sendesignal ist, durch die Empfangsantenne (20) zu empfangen, wobei das Sendesignal von der Sendeeinheit (30) gesendet wird; und eine Signalverarbeitungseinheit (50), die zum Verarbeiten des Sendesignals und des Empfangssignals konfiguriert ist, um Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen des Zielobjekts zu berechnen, wobei die Signalverarbeitungseinheit (50) konfiguriert ist, um unter Verwendung von Frequenzinformationen des Sendesignals und Frequenzinformationen des Empfangssignals jeweils i) eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, ii) die Frequenzabweichung gemäß einer Entfernung des Zielobjekts und iii) die Frequenzabweichung gemäß einer Geschwindigkeit des Zielobjekts zu berechnen.
  2. Radarvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Multi-Chirp-Signal ein erstes Chirp-Signal mit einer vorbestimmten ersten Flanke und ein zweites Chirp-Signal mit einer vorbestimmten zweiten Flanke beinhaltet, wobei die erste Flanke und die zweite Flanke verschieden sind.
  3. Radarvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signalverarbeitungseinheit Folgendes aufweist: eine Berechnungseinheit (51), die zum Berechnen einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal in Bezug auf das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal und einem Empfangssignal, der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts konfiguriert ist; eine Ermittlungseinheit (52), die zum Ermitteln, ob eine Summe der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist, konfiguriert ist; und eine Zielobjektmesseinheit (53), die konfiguriert ist zum Messen auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung durch die Ermittlungseinheit (52) von: der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wenn die Summe kleiner als null ist, wobei die Frequenzabweichungen durch das zweite Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden, und Messen der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wenn die Summe größer oder gleich null ist, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden.
  4. Radarvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Flanke des zweiten Chirp-Signals steiler als eine Flanke des ersten Chirp-Signals ist.
  5. Radarvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Multi-Chirp-Signal ein erstes Chirp-Signal und ein zweites Chirp-Signal beinhaltet, wobei eine Periode des ersten Chirp-Signals und eine Periode des zweiten Chirp-Signals verschieden sind.
  6. Radarvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Periode des ersten Chirp-Signals so konfiguriert ist, dass sie länger als die Periode des zweiten Chirp-Signals ist.
  7. Zielobjektmessverfahren für eine Radarvorrichtung des FMCW-Typs für ein Fahrzeug, die eine Sendeantenne (10) und eine Empfangsantenne (20) beinhaltet, die in einem Fahrzeug installiert sind, um ein Zielobjekt zu erkennen, das sich vor dem Fahrzeug befindet, wobei das Zielobjektmessverfahren für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug Folgendes aufweist: Senden eines Multi-Chirp-Signals mit verschiedenen Flanken als ein Sendesignal durch die Sendeantenne (10); Empfangen eines Empfangssignals, welches das an dem vor dem Fahrzeug befindlichen Zielobjekt reflektierte Sendesignal ist, durch die Empfangsantenne (20), wobei das Sendesignal durch die Sendeeinheit (30) gesendet wird; und Verarbeiten des Sendesignals und des Empfangssignals, um Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen des Zielobjekts zu berechnen, wobei das Messen einer Entfernung und einer Geschwindigkeit des Zielobjekts das Berechnen, unter Verwendung von zeitgemäßen Frequenzinformationen des Sendesignals und zeitgemäßen Frequenzinformationen des Empfangssignals, von jeweils i) einer Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal, ii) der Frequenzabweichung gemäß einer Entfernung des Zielobjekts und iii) der Frequenzabweichung gemäß einer Geschwindigkeit des Ziels beinhaltet.
  8. Zielobjektmessverfahren nach Anspruch 7, wobei das Multi-Chirp-Signal ein erstes Chirp-Signal mit einer vorbestimmten ersten Flanke und ein zweites Chirp-Signal mit einer vorbestimmten zweiten Flanke beinhaltet, wobei die erste Flanke und die zweite Flanke verschieden sind.
  9. Zielobjektmessverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Messen der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts Folgendes aufweist: Berechnen einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal in Bezug auf das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal und einem Empfangssignal, der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts; Ermitteln, ob eine Summe der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der berechneten Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts kleiner als null ist; und Messen, auf Basis des Ergebnisses der Ermittlung: der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des entsprechenden Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des entsprechenden Zielobjekts, wenn die Summe kleiner als null ist, wobei die Frequenzabweichungen durch das zweite Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden; und der Entfernung und der Geschwindigkeit des Zielobjekts mittels einer Summe der Frequenzabweichung gemäß der Entfernung des Zielobjekts und der Frequenzabweichung gemäß der Geschwindigkeit des Zielobjekts, wenn die Summe größer oder gleich null ist, wobei die Frequenzabweichungen durch das erste Chirp-Signal in dem Sendesignal berechnet werden.
  10. Zielobjektmessverfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei eine Flanke des zweiten Chirp-Signals steiler als eine Flanke des ersten Chirp-Signals ist.
  11. Zielobjektmessverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Multi-Chirp-Signal ein erstes Chirp-Signal und ein zweites Chirp-Signal beinhaltet, wobei eine Periode des ersten Chirp-Signals und eine Periode des zweiten Chirp-Signals verschieden sind.
  12. Zielobjektmessverfahren nach Anspruch 11, wobei die Periode des ersten Chirp-Signals so konfiguriert ist, dass sie länger als die Periode des zweiten Chirp-Signals ist.
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