DE102017123901A1 - Method for acquiring environment information - Google Patents

Method for acquiring environment information Download PDF

Info

Publication number
DE102017123901A1
DE102017123901A1 DE102017123901.4A DE102017123901A DE102017123901A1 DE 102017123901 A1 DE102017123901 A1 DE 102017123901A1 DE 102017123901 A DE102017123901 A DE 102017123901A DE 102017123901 A1 DE102017123901 A1 DE 102017123901A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
information
radar
spatially resolved
radar information
moving object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017123901.4A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017123901B4 (en
Inventor
Andreas Löffler
Thomas Fechner
Marc-Michael Meinecke
Thorsten Bagdonat
Michael Darms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH, Volkswagen AG filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority to DE102017123901.4A priority Critical patent/DE102017123901B4/en
Publication of DE102017123901A1 publication Critical patent/DE102017123901A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017123901B4 publication Critical patent/DE102017123901B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • G01S7/354Extracting wanted echo-signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • G01S7/356Receivers involving particularities of FFT processing

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts mittels eines Radarsystems (1), umfassend folgende Schritte:- Erfassen von ortsaufgelösten Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten (S10);- Erfassen von Bewegungsinformationen des bewegten Objekts (S11);- Berechnen von akkumulierten Radarinformationen durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts (S12).The invention relates to a method for detecting environmental information in the region of a moving object by means of a radar system (1), comprising the following steps: detecting spatially resolved radar information at different points in time (S10), detecting motion information of the moving object (S11); - Calculating accumulated radar information by correctly summing the received at different times, spatially resolved radar information or information derived therefrom, taking into account the movement information of the moving object (S12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen mittels eines Radarsystems sowie ein Radarsystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen.The invention relates to a method for detecting environmental information by means of a radar system and to a radar system for detecting environmental information.

Aus dem Stand der Technik sind Radartechniken bekannt, mittels denen hochauflösende Radarinformationen, nachfolgend auch als Radarbild bezeichnet, gewonnen werden können. Derartige hochauflösende Radarbilder sind insbesondere für das autonome Fahren von Fahrzeugen von hoher Relevanz. Insbesondere das Synthetische-Apertur-Radar (SAR) ermöglicht eine hohe räumliche Auflösung. Die Berechnung von hochauflösenden Radarinformationen, insbesondere bei SAR-Radarsystemen, erfordert einen sehr hohen Rechenaufwand, da das Radarbild pixelweise basierend auf Messwerten, die an unterschiedlichen Orten bei der Bewegung des Objekts aufgenommen wurden, berechnet werden. Dabei ist es wichtig, dass die Bewegungsbahn des Objekts, auch Trajektorie genannt, bestmöglich bekannt ist.Radar techniques are known from the prior art, by means of which high-resolution radar information, hereinafter also referred to as a radar image, can be obtained. Such high-resolution radar images are of particular relevance for the autonomous driving of vehicles. In particular, the synthetic aperture radar (SAR) allows a high spatial resolution. The calculation of high-resolution radar information, in particular in SAR radar systems, requires a very high computational effort, since the radar image is calculated pixel-by-pixel based on measured values which were recorded at different locations during the movement of the object. It is important that the trajectory of the object, also called trajectory, is best known.

Des Weiteren sind Radarsysteme mit realer Apertur bekannt (RAR: Real Aperture Radar). Anders als bei SAR-Radarsystemen wird bei RAR-Radarsystemen die Antennenapertur nicht auf arithmetischem Wege erhöht, so dass wesentlich geringere Rechnerleistung zur Erfassung der Umgebungsinformationen erforderlich ist, jedoch Einbußen bei der Auflösung des Radarbildes hinzunehmen sind.Furthermore, real aperture radar systems are known (RAR: Real Aperture Radar). Unlike SAR radar systems, RAR radar systems do not increase the antenna aperture in an arithmetic fashion, so much less computational power is required to capture the environmental information, but losses in resolving the radar image are to be expected.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen anzugeben, das eine möglichst vollständige Repräsentation der Umgebung bei reduziertem Rechenaufwand ermöglicht.Proceeding from this, it is an object of the invention to provide a method for acquiring environmental information that allows the most complete possible representation of the environment with reduced computational effort.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Radarsystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 14.The object is achieved by a method having the features of independent patent claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims. A radar system for detecting environmental information is the subject matter of the independent patent claim 14.

Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts, beispielsweise eines Fahrzeugs mittels eines Radarsystems. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:According to a first aspect, the invention relates to a method for detecting environmental information in the region of a moving object, for example of a vehicle by means of a radar system. The method comprises the following steps:

Zunächst werden ortsaufgelöste Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst. Diese Radarinformationen resultieren vorzugsweise aus mehreren Messungen bzw. Messzyklen, die zeitlich nacheinander vollzogen werden. Während dieser Messzyklen bewegt sich das Objekt vorzugsweise weiter, so dass sich das die Messungen vollziehende Radarsystem an unterschiedlichen Orten (bezogen auf einen geographischen Referenzpunkt) befindet.First, spatially resolved radar information is acquired at different times. This radar information preferably results from a plurality of measurements or measurement cycles, which are performed successively in time. During these measurement cycles, the object preferably continues to move so that the radar system performing the measurements is at different locations (relative to a geographic reference point).

Zudem werden Bewegungsinformationen des bewegten Objekts erfasst. Diese Bewegungsinformationen geben insbesondere die Bewegungsbahn (auch Trajektorie genannt) an, auf der sich das Objekt bewegt. Die Bewegungsinformationen können beispielsweise aus einem Odometriesystem eines Fahrzeugs stammen, das einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung der Bewegungsinformationen aufweist.In addition, movement information of the moving object is detected. This movement information in particular indicates the movement path (also called trajectory) on which the object moves. The movement information may, for example, come from an odometry system of a vehicle having one or more sensors for detecting the movement information.

Anschließend werden akkumulierte Radarinformationen berechnet, und zwar durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts. In anderen Worten werden damit die aus unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen ortsaufgelösten Radarinformationen durch Kompensation der Bewegung des Objekts lagerichtig übereinandergelegt und die den jeweiligen diskreten Ortsbereichen (z.B. korrelierend mit Rasterbereichen eines Radargrids) zugeordneten Radarinformationen der unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen werden aufaddiert. Aus diesen akkumulierten Radarinformationen können dann vorteilhafterweise die Umgebungsinformationen abgeleitet werden, beispielsweise durch geeignete Bild- oder Mustererkennungsalgorithmen.Subsequently, accumulated radar information is calculated by summing up the spatially resolved radar information or information derived therefrom at different times in consideration of the motion information of the moving object. In other words, the spatially resolved radar information obtained from different measurements or measurement cycles is thus superimposed by compensating for the movement of the object, and the radar information of the different measurements or measurement cycles assigned to the respective discrete location areas (for example, correlated with raster areas of a radar grid) is added up. From this accumulated radar information, the environmental information can then advantageously be derived, for example by means of suitable image or pattern recognition algorithms.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die akkumulierten Radarinformationen die Umgebung vollständiger repräsentieren als die Radarinformationen der jeweiligen Einzelmessungen, da jeweils an einem bestimmten Ortsbereich auftretende Detektionen mit einer geringeren Signalstärke, die beispielsweise von einem Umgebungsobjekt mit kleiner Rückstrahlfläche stammen, durch die Aufaddition verstärkt werden, wohingegen aufgrund von Rauschen lediglich sporadisch auftretende Detektionen sich typischer weise nicht kumulieren, da diese zumeist nicht in aufeinanderfolgenden Messungen jeweils im selben Ortsbereich auftreten. Dadurch können mit im Vergleich zu einem SAR-Radarsystem geringerem Rechenaufwand Umgebungsinformationen ermittelt werden, die beispielsweise zur Unterscheidung von befahrbarem und nicht befahrbarem Untergrund, zur Bordsteinklassifikation (z.B. Höhe des Bordsteins) oder zur Klassifikation der Fahrbahn (z.B. Asphalt, Kopfsteinpflaster, etc.) verwendbar sind.The essential advantage of the method according to the invention is that the accumulated radar information represents the environment more completely than the radar information of the respective individual measurements, since detections occurring at a certain local area with a lower signal strength, which originate for example from an environment object with a small retroreflective surface, by the addition are amplified, whereas due to noise only sporadically occurring detections typically do not cumulate, since these usually do not occur in successive measurements in each case in the same local area. As a result, compared to a SAR radar system lower computational effort environment information can be determined, for example, to distinguish between driveable and non-drivable, for curb classification (eg height of the curb) or for classification of the roadway (eg asphalt, cobblestones, etc.) used are.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfassen die ortsaufgelösten Radarinformationen ortsaufgelöste Leistungsdichtespektralwerte, die Informationen dahingehend enthalten, wieviel Leistung eines Radarsignals an einem bestimmten diskreten Ortsbereich reflektiert wurde. Damit enthalten die akkumulierten Radarinformationen Informationen darüber, wieviel Leistung des Radarsignals summiert über mehrere Messungen bzw. Messzyklen hinweg an einem bestimmten diskreten Ortsbereich reflektiert wurden. Dadurch wird basierend auf den akkumulierten Radarinformationen eine bessere Interpretierbarkeit der Umgebung ermöglicht.According to one embodiment, the spatially resolved radar information includes spatially resolved power density spectral values Information on how much power of a radar signal has been reflected at a certain discrete location area. Thus, the accumulated radar information contains information about how much power of the radar signal was summed over several measurements or measurement cycles away at a certain discrete location area reflected. This allows better interpretability of the environment based on the accumulated radar information.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die ortsaufgelösten Radarinformationen Radarrohdaten, die an einer Ausgangsschnittstelle einer Fast-Fourier-Transformationseinheit (FFT-Einheit) erhalten werden. Diese Radarrohdaten liegen ortsdiskret und vorzugsweise strukturiert gemäß einer mehrdimensionalen Datenstruktur (auch Radarcube genannt) vor. Zur Aufsummierung werden die jeweils einem diskreten Ortsbereich zugeordneten Radarinformationen mit aus weiteren Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen Radarinformationen desselben diskreten Ortsbereichs aufaddiert. Vor der Aufsummierung werden diese Radarinformationen basierend auf den Bewegungsinformationen räumlich kompensiert, d.h. die durch die Bewegung des Objekts vollzogene Bewegung im Raum wird arithmetisch aufgehoben. Anders ausgedrückt werden die aus unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen aufzusummierenden Radarinformationen quasi „übereinandergelegt“.According to one embodiment, the spatially resolved radar information is radar raw data obtained at an output interface of a fast Fourier transform unit (FFT unit). These radar raw data are location-discrete and preferably structured according to a multi-dimensional data structure (also called radar cube). For summation, the respective radar information assigned to a discrete location area is added up with radar information of the same discrete location area obtained from further measurements or measurement cycles. Prior to summation, this radar information is spatially compensated based on the motion information, i. the movement of space through the movement of the object is arithmetically suspended. In other words, the radar information to be summed up from different measurements or measurement cycles is quasi "superimposed".

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die akkumulierten Radarinformationen derart berechnet, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten, d.h. in zeitlich nacheinander vollzogenen Messungen bzw. Messzyklen erfassten Radarinformationen, die jeweils aus Reflektionen in einem bestimmten, diskreten Ortsbereich resultieren, aufaddiert werden. Dadurch führen selbst Reflexionen an stationären Umgebungsobjekten mit einer geringen Rückstrahlfläche zu signifikanten Werten in den akkumulierten Radarinformationen, wodurch das statische Umfeld im Bereich des bewegten Objekts besser erfassbar ist.According to one embodiment, the accumulated radar information is calculated such that at different times, i. radar information acquired in chronological successive measurements or measurement cycles, each resulting from reflections in a specific, discrete location area, are added up. As a result, even reflections on stationary surrounding objects with a small reflecting surface lead to significant values in the accumulated radar information, as a result of which the static environment in the area of the moving object can be better detected.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Beträge der ortsaufgelösten Radarinformationen aufsummiert, d.h. es wird eine inkohärente Summation ohne Berücksichtigung von Phaseninformationen vollzogen. Alternativ kann das Aufsummieren der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Berücksichtigung der Phase einer komplexen Radarinformation erfolgen, d.h. es wird eine kohärente Summation vollzogen.According to one embodiment, amounts of spatially resolved radar information are summed up, i. an incoherent summation is performed without consideration of phase information. Alternatively, the summation of the spatially resolved radar information may be done taking into account the phase of complex radar information, i. a coherent summation is made.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die akkumulierten Radarinformationen zweidimensionale oder dreidimensionale Informationen. In anderen Worten können die Umgebungsinformationen entweder in einer horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Ebene (beispielsweise basierend auf Azimut und Entfernung als Parameter) oder dreidimensional (beispielsweise basierend auf Azimut, Elevation und Entfernung als Parameter) mit Hilfe der akkumulierten Radarinformationen erfasst werden.According to one embodiment, the accumulated radar information is two-dimensional or three-dimensional information. In other words, the environmental information may be acquired either in a horizontal or substantially horizontal plane (for example, based on azimuth and distance as a parameter) or three-dimensional (for example, based on azimuth, elevation, and distance as parameters) using the accumulated radar information.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Radarsystem ein Radar mit realer Apertur. Dadurch kann die für die Erfassung der Umgebungsinformationen nötige Rechenleistung wesentlich reduziert werden.In one embodiment, the radar system includes a real aperture radar. As a result, the computing power required for acquiring the environmental information can be substantially reduced.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden beim Aufsummieren der ortsaufgelösten Radarinformationen lediglich diejenigen Radarinformationen berücksichtigt, die aus Reflexionen von statischen, nicht bewegten Umgebungsobjekten resultieren. Da bewegte Umgebungsobjekte in den in unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen Radarinformationen möglicherweise unterschiedlichen diskreten Ortsbereichen zugeordnet würden, würden diese die Erkennungsgenauigkeit verschlechtern, so dass vorzugsweise lediglich Radarinformationen herangezogen werden, deren Dopplerverschiebungsinformation auf eine stationäre Detektion hinweist.According to one embodiment, when summing the spatially resolved radar information, only those radar information resulting from reflections of static, non-moving environmental objects are taken into account. Since moving environment objects in the radar information obtained in different measurements or measurement cycles would possibly be assigned to different discrete location areas, these would worsen the recognition accuracy, so that preferably only radar information is used whose Doppler shift information points to a stationary detection.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die ortsaufgelösten Radarinformationen vor der Aufsummierung keiner oder im Wesentlichen keiner Filterung basierend auf einem unteren Schwellwert oder einer unteren Schwellwertkurve unterzogen. Dadurch können auch Umgebungsobjekte mit einem geringen Radarrückstrahlquerschnitt durch die Akkumulierung der durch diese hervorgerufenen Radarinformationen detektiert werden, was beispielsweise vorteilhaft bei der Fahrbahnerkennung ist.According to one embodiment, the spatially resolved radar information prior to summation is subjected to no or substantially no filtering based on a lower threshold or a lower threshold curve. As a result, ambient objects with a small radar return cross-section can also be detected by the accumulation of the radar information caused by them, which is advantageous, for example, in the case of the roadside recognition.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim Berechnen der akkumulierten Radarinformationen eine Kompensation des Antennengewinns in Azimut und/oder Elevation vollzogen. Dadurch kann erreicht werden, dass die aus dem richtungsabhängigen Antennengewinn resultierenden Unterschiede der Beträge der ortsaufgelösten Radarinformationen eliminiert werden.According to one embodiment, in calculating the accumulated radar information, compensation of the antenna gain in azimuth and / or elevation is performed. It can thereby be achieved that the differences in the amounts of spatially resolved radar information resulting from the directional antenna gain are eliminated.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim Berechnen der akkumulierten Radarinformationen eine entfernungsbedingte Abnahme der Leistung der erfassten Radarinformationen kompensiert. Dadurch kann erreicht werden, dass die aus der Freiraumdämpfung resultierenden Abschwächungen der Beträge der Radarinformationen, die von entfernt liegenden Umgebungsobjekten resultieren, eliminiert werden.According to one embodiment, when calculating the accumulated radar information, a distance-related decrease in the power of the detected radar information is compensated. As a result, it is possible to eliminate the attenuation of the amounts of radar information resulting from the free space attenuation resulting from remote surrounding objects.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Erfassung von Umgebungsinformationen mittels eines Radarsystems, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium mit Programmanweisungen umfasst, wobei die Programmanweisungen durch einen Prozessor ausführbar sind, um den Prozessor dazu zu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele auszuführen.According to a further aspect, the invention relates to a computer program product for detecting environmental information by means of a radar system, wherein the Computer program product comprises a computer-readable storage medium with program instructions, wherein the program instructions are executable by a processor to cause the processor to carry out a method according to one of the preceding embodiments.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Radarsystem zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts, aufweisend:

  • - zumindest einen Radarsensor der zur Erfassung von ortsaufgelösten Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgebildet ist;
  • - eine Schnittstelle, die zum Empfang von Bewegungsinformationen des bewegten Objekts ausgebildet ist; und
  • - eine Rechnereinheit, die zum Berechnen von akkumulierten Radarinformationen durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts ausgebildet ist.
According to a further aspect, the invention relates to a radar system for detecting environmental information in the region of a moving object, comprising:
  • - At least one radar sensor is designed to detect spatially resolved radar information at different times;
  • an interface adapted to receive motion information of the moving object; and
  • - A computing unit, which is designed to calculate accumulated radar information by correctly summing the received at different times, spatially resolved radar information or information derived therefrom, taking into account the movement information of the moving object.

„Statisch“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „unbewegt“, d.h. beispielsweise ein statisches Umgebungsobjekt vollzieht im relevanten Erfassungszeitraum keine Bewegung bezogen auf einen festen Bezugspunkt. Aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs, an dem das Radarsystem vorgesehen ist, kann zwischen dem Radarsystem und dem statischen Umgebungsobjekt eine Relativbewegung stattfinden."Static" in the sense of the present invention means "unmoved", i. For example, a static environment object does not move in the relevant detection period with respect to a fixed reference point. Due to the movement of the vehicle on which the radar system is provided, a relative movement can take place between the radar system and the static environment object.

Unter „bewegtes Objekt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein Fahrzeug oder ein Flugzeug bzw. Flugobjekt (Drohne, Satellit o.ä.) verstanden."Moving object" in the sense of the present invention is understood in particular to mean a vehicle or an aircraft or flying object (drone, satellite or the like).

Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.The expressions "approximately", "substantially" or "approximately" in the context of the invention mean deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of changes insignificant for the function ,

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 beispielhaft und schematisch ein Blockdiagramm eines Radarsystems;
  • 2 beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines bei einer ersten Messung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene;
  • 2a beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines nach der ersten Messung aus der Summationseinrichtung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene (identisch zum Diagramm aus 2);
  • 3 beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines bei einer zweiten Messung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene;
  • 3a beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines nach der zweiten Messung aus der Summationseinrichtung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene (identisch zum Diagramm aus 2);
  • 4 beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines bei einer dritten Messung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene;
  • 4a beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines nach der dritten Messung aus der Summationseinrichtung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene (identisch zum Diagramm aus 2);
  • 5 beispielhaft die den Diagrammen gemäß 2 bis 4 zugrundliegenden, ortsverteilten Reflexionspunkte; und
  • 6 beispielhaft ein das Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen veranschaulichendes Blockdiagramm.
The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:
  • 1 exemplary and schematic block diagram of a radar system;
  • 2 a diagram illustrating a power density spectrum obtained in a first measurement in a horizontal spatial plane;
  • 2a a diagram illustrating a power density spectrum obtained from the summation device after the first measurement in a horizontal spatial plane (identical to the diagram of FIG 2 );
  • 3 a diagram illustrating a power density spectrum in a horizontal spatial plane obtained in a second measurement;
  • 3a by way of example a diagram for illustrating a power density spectrum obtained from the summation device after the second measurement in a horizontal spatial plane (identical to the diagram of FIG 2 );
  • 4 a diagram illustrating a power density spectrum in a horizontal spatial plane obtained in a third measurement;
  • 4a by way of example a diagram for illustrating a power density spectrum obtained from the summation device after the third measurement in a horizontal spatial plane (identical to the diagram of FIG 2 );
  • 5 exemplified according to the diagrams 2 to 4 underlying, spatially distributed reflection points; and
  • 6 by way of example, a block diagram illustrating the method for acquiring environmental information.

1 zeigt beispielhaft und grob schematisch ein Blockschaltbild eines Radarsystems 1, das in einem bewegten Objekt, beispielsweise einem Fahrzeug, angeordnet ist. Das Radarsystem 1 weist einen mit TX bezeichneten Sendeabschnitt auf, mittels dem an einer Antenneneinheit 2 ein Radarsignal in die Umgebung abgestrahlt wird. 1 shows by way of example and roughly schematically a block diagram of a radar system 1 which is arranged in a moving object, for example a vehicle. The radar system 1 has one with you TX designated transmission section, by means of which an antenna unit 2 a radar signal is radiated into the environment.

Des Weiteren umfasst das Radarsystem 1 einen mit der RX bezeichneten Empfangsabschnitt. Der Empfangsabschnitt RX ist mit zumindest einer, vorzugsweise mehreren Antenneneinheiten 2 gekoppelt und kann einen oder vorzugsweise mehrere Empfangspfade aufweisen. In den jeweiligen Empfangspfaden kann beispielsweise ein Verstärker 3, ein Mischer 4 zur Frequenzumsetzung des empfangenen Signals, eine Filtereinheit 5, beispielsweise ein Tiefpassfilter oder ein Bandpassfilter etc. vorgesehen sein. Zudem sind in dem Empfangsabschnitt ein oder mehrere Analog-Digitalwandler (A/D-Wandler) 6 vorgesehen, mittels denen die empfangenen analogen Signale in digitale Signale umgesetzt werden. Diese digitalen Signale werden anschließend einer digitalen Signalverarbeitung unterzogen, insbesondere einer Frequenztransformation, besonders bevorzugt einer Fast-Fouriertransformation (FFT-Einheit 7).Furthermore, the radar system includes 1 one with the RX designated receiving section. The reception section RX is with at least one, preferably a plurality of antenna units 2 coupled and may have one or preferably a plurality of receive paths. In the respective Receiving path, for example, an amplifier 3 , a mixer 4 for frequency conversion of the received signal, a filter unit 5 For example, a low-pass filter or a band-pass filter may be provided. In addition, in the receiving section one or more analog-to-digital converters (A / D converters) 6 provided by means of which the received analog signals are converted into digital signals. These digital signals are then subjected to digital signal processing, in particular a frequency transformation, particularly preferably a fast Fourier transformation (FFT unit 7 ).

Bei dem Radarsystem 1 handelt es sich insbesondere um ein Radar mit realer Apertur, bei dem die antennenbedingte Apertur nicht synthetisch, d.h. durch rechnerische Maßnahmen künstlich erhöht ist. Anders ausgedrückt findet vorzugsweise kein Radarsystem mit synthetischer Apertur (SAR) Verwendung.In the radar system 1 In particular, it is a radar with a real aperture, in which the antenna-related aperture is not synthetic, ie is artificially increased by computational measures. In other words, preferably, no synthetic aperture radar system (SAR) is used.

Am Ausgang der FFT-Einheit 7 stehen beispielsweise Radarrohdaten zur Verfügung, die vorzugsweise gemäß einer mehrdimensionalen, beispielsweise würfelartigen Datenstruktur strukturiert sind. Diese Datenstruktur wird im Bereich der Radartechnik als sog. „Radarcube“ bezeichnet. Die Datenstruktur kann beispielsweise ortsaufgelöste Radarinformationen enthalten, beispielsweise basierend auf einem zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystem (beispielsweise kartesisches Koordinatensystem oder Polarkoordinatensystem). Zudem kann die Datenstruktur Informationen hinsichtlich der Dopplerverschiebung des jeweiligen empfangenen Radarsignal enthalten. Die in der Datenstruktur gespeicherten Werte können insbesondere ortsaufgelöste Leistungsdichtewerte sein, d.h. die reflektierte, spektrale Leistungsdichte an dem jeweiligen Reflektionsort angeben.At the output of the FFT unit 7 For example, radar raw data are available, which are preferably structured according to a multidimensional, for example, cube-like data structure. This data structure is referred to in the field of radar technology as so-called "radar cube". The data structure may, for example, contain spatially resolved radar information, for example based on a two- or three-dimensional coordinate system (for example Cartesian coordinate system or polar coordinate system). In addition, the data structure may contain information regarding the Doppler shift of the respective received radar signal. The values stored in the data structure can in particular be spatially resolved power density values, ie specify the reflected, spectral power density at the respective reflection location.

2 zeigt beispielhaft die aus einer Einzelmessung des Radarsystems 1 erhaltenen Leistungsdichtewerte, die aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Dabei wurden die in einer horizontalen Ebene ermittelten Leistungsdichtewerte (Leistungsdichtewerte für unterschiedliche Entfernungen und Azimutwinkel) in einem kartesischen Koordinatensystem eingetragen. Die unterschiedlichen Graufärbungen geben dabei den Betrag des jeweiligen Leistungsdichtewerts wieder, wobei der Betrag des jeweiligen Leistungsdichtewerts umso höher ist, je dunkler die Graufärbung ist. Das bewegte Objekt, insbesondere das Fahrzeug, an dem das Radarsystem vorgesehen ist, ist dabei im Ursprung des Koordinatensystems angeordnet (x=0; y=0). 2 shows an example of a single measurement of the radar system 1 obtained power density values due to reflections at several T-shaped arranged reflection points according to 5 to be obtained. The power density values (power density values for different distances and azimuth angles) determined in a horizontal plane were entered in a Cartesian coordinate system. The different gray colorations represent the amount of the respective power density value, the higher the value of the respective power density value, the darker the gray coloration. The moving object, in particular the vehicle on which the radar system is provided, is arranged at the origin of the coordinate system (x = 0, y = 0).

Um möglichst sensorunabhängige Daten am Ausgang des Radarsystems bereitstellen zu können, werden die vom Radarsystem ermittelten Radarinformationen in eine ortsfeste Radarkarte, auch Radar-Grid genannt, übertragen. Dabei werden in aus dem Stand der Technik bekannten Radarsystemen die ortsabhängig ermittelten Radarinformationen unter Berücksichtigung von Bewegungsdaten des bewegten Objekts, beispielsweise erhalten von einem oder mehreren Sensoren eines Fahrzeug-Odometriesystems, in die Radarkarte übertragen. Dabei werden schwache Detektionen, d.h. erkannte Reflektionen mit einem Leistungsdichtewert unterhalb eines bestimmten Schwellwerts vernachlässigt, um lediglich signifikante Delegationen in der Radarkarte zu erhalten.In order to be able to provide sensor-independent data at the output of the radar system as far as possible, the radar information determined by the radar system is transmitted to a stationary radar map, also called a radar grid. In this case, in radar systems known from the prior art, the radar information determined location-dependently, taking into account movement data of the moving object, for example obtained from one or more sensors of a vehicle odometry system, are transmitted to the radar chart. Thereby, weak detections, i. neglected detected reflections with a power density value below a certain threshold value in order to obtain only significant delegations in the radar map.

Um das Detektionsergebnis zu verbessern und insbesondere statische Umgebungsinformationen besser darstellen zu können, werden die aus der FFT- Einheit 7 erhaltenen ortsabhängigen Radarinformationen nicht direkt (d.h. nach der vorher beschriebenen Schwellwertfilterung) in die Radarkarte übertragen, sondern die ortsabhängigen Radarinformationen werden über mehrere Messungen hinweg aufaddiert.In order to improve the detection result and in particular to be able to display static environmental information better, those from the FFT unit 7 obtained location-dependent radar information not directly (ie after the previously described threshold filtering) in the radar map, but the location-dependent radar information is added up over several measurements.

Hierzu ist, wie in 1 dargestellt, eine Summationseinrichtung 8 vorgesehen, die die ortsaufgelösten Radarinformationen (d.h. beispielsweise im Radarcube enthaltene Informationen) über mehrere Messzyklen, d.h. über mehrere Sende-Empfangs-Zyklen des Radarsystems 1 hinweg, aufsummiert. Dadurch werden akkumulierte Radarinformationen erhalten, die beispielsweise einem Erkennungssystem 9 zugeführt werden können, um basierend auf den akkumulierten Radarinformationen Umgebungsinformationen erfassen zu können.For this, as in 1 shown, a summation device 8th provided that the spatially resolved radar information (ie, for example, information contained in Radarcube information) over several measuring cycles, ie over several transmission-reception cycles of the radar system 1 away, added up. As a result, accumulated radar information obtained, for example, a recognition system 9 can be supplied to capture environmental information based on the accumulated radar information.

Die Summationseinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, die ortsaufgelösten Radarinformationen unterschiedlicher Messzyklen, vorzugsweise unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgender Messzyklen lagerichtig aufzuaddieren. In anderen Worten werden also jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelte Radarinformationen, die einem bestimmten diskreten Ortsbereich, an dem die Reflektion erfolgte, zugeordnet sind, aufsummiert. Hierbei kann die Summation eine komplexe Summation sein, d.h. die ortsaufgelösten Radarinformationen sind komplexe Größen, die betrags- und phasenrichtig aufaddiert werden (kohärente Summation). Alternativ kann lediglich eine betragsmäßige Summation erfolgen, d.h. entweder liegen die ortsaufgelösten Radarinformationen lediglich als Betragsinformationen vor oder im Falle von komplexen ortsaufgelösten Radarinformationen werden diese lediglich betragsmäßig aufaddiert (inkohärente Summation).The summation device 8th is designed to add up the spatially resolved radar information of different measuring cycles, preferably directly in chronological successive measuring cycles in the correct position. In other words, radar information determined at different times, which are assigned to a specific discrete location area at which the reflection took place, are summed up. In this case, the summation can be a complex summation, ie the spatially resolved radar information are complex quantities which are added up in absolute value and in the correct phase (coherent summation). Alternatively, only an absolute summation can take place, ie either the spatially resolved radar information is present only as magnitude information or in the case of complex spatially resolved radar information, these are added up only in terms of amount (incoherent summation).

Für den Fall, dass lediglich statische, nichtbewegte Objekte in dem Umgebungsbereich des Radarsystems 1 erkannt werden sollen, können lediglich diejenigen Radarinformationen verwendet werden, die aufgrund der Dopplerverschiebung als stationäre Objekte (Geschwindigkeit v=0) erkannt wurden. In anderen Worten wird aus dem Radar-Cube lediglich der Bereich von Radarinformationen zur Umgebungserfassung herangezogen, dem die Geschwindigkeit v=0 zugeordnet ist. Dies kann beispielsweise ein matrixartiger Bereich sein, in dem die Radarinformationen gemäß ihrem Azimutwinkel und der radialen Entfernung abgelegt sind.In the event that only static, non-moving objects in the surrounding area of the radar system 1 be detected, only those radar information can be used which were detected as stationary objects (velocity v = 0) due to the Doppler shift. In other words, from the radar cube only the range of radar information for environment detection is used, to which the speed v = 0 is assigned. This may be, for example, a matrix-like region in which the radar information is stored according to its azimuth angle and the radial distance.

Durch die lagerichtige Aufsummierung der ortsaufgelösten Radarinformationen werden temporäre, nichtstatische Umgebungsobjekte herausgefiltert, da diese sich bei mehreren zeitlich hintereinander vollzogenen Messungen an unterschiedlichen Orten befinden und damit unterschiedlichen Bereichen im Radar-Cube zugeordnet sind. Jedoch werden statische Umgebungsobjekte, die stets in ein und denselben Bereich des Radar-Cubes fallen über mehrere Messungen hinweg aufaddiert, so dass diese besser detektierbar sind. Dadurch kann eine vollständigere Erfassung der Umgebungsinformationen im Bereich um das Radarsystem erfolgen.Due to the correct summation of the spatially resolved radar information temporary, non-static environment objects are filtered out because they are located at several temporally successive measurements at different locations and are thus associated with different areas in the radar cube. However, static environment objects that always fall into one and the same area of the radar cube are added over several measurements so that they are more easily detectable. This allows a more complete detection of the environmental information in the area around the radar system.

Wie zuvor beschrieben, zeigt 2 die aus einer ersten Einzelmessung (d.h. erster Messzyklus) des Radarsystems 1 erhaltenen Leistungsdichtewerte, die aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Diese werden der Summationseinrichtung 8 zugeführt. 2a zeigt die von der Summationseinrichtung 8 nach der ersten Einzelmessung bereitgestellten Informationen. Da davon ausgegangen wird, dass die Summationsvorrichtung 8 vor der ersten Einzelmessung keine Informationen enthalten hat, die zu den ortsaufgelösten Radarinformationen der ersten Einzelmessung hinzuaddiert werden, sind die in 2a gezeigten ortsaufgelösten Radarinformationen identisch zu den ortsaufgelösten Radarinformationen gemäß 2.As previously described, shows 2 from a first single measurement (ie first measurement cycle) of the radar system 1 obtained power density values due to reflections at several T-shaped arranged reflection points according to 5 to be obtained. These become the summation device 8th fed. 2a shows that of the summation device 8th information provided after the first single measurement. Since it is assumed that the summation device 8th before the first individual measurement, no information was included which is added to the spatially resolved radar information of the first individual measurement, the in 2a shown spatially resolved radar information identical to the spatially resolved radar information according to 2 ,

3 zeigt die aus einer zweiten Einzelmessung erhaltenen Radarinformationen (Leistungsdichtewerte), die zeitlich nach der ersten Einzelmessung ermittelt wurden und die wiederum aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Durch die Summationseinrichtung 8 werden die in 2 gezeigten Radarinformationen mit denen der 3 lagerichtig aufaddiert, d.h. unter Kompensation der Bewegung des Objekts, an dem das Radarsystem 1 angeordnet ist. Das Ergebnis der Summation ist in 3a gezeigt. 3 shows the radar information obtained from a second single measurement (power density values), which were determined in terms of time after the first individual measurement and which in turn due to reflections at several T-shaped arranged reflection points according to 5 to be obtained. By the summation device 8th will be in 2 shown radar information with those of 3 in the correct position, that is compensating for the movement of the object to which the radar system 1 is arranged. The result of the summation is in 3a shown.

4 zeigt die aus einer dritten Einzelmessung erhaltenen Radarinformationen (Leistungsdichtewerte), die zeitlich nach der zweiten Einzelmessung ermittelt wurden und die wiederum aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Durch die Summationseinrichtung 8 werden nun die in 2 bis 4 gezeigten Radarinformationen lagerichtig aufaddiert, d.h. unter Kompensation der Bewegung des Objekts, an dem das Radarsystem 1 angeordnet ist. Das Ergebnis der Summation der Einzelmessungen ist in 4a gezeigt. 4 shows the radar information obtained from a third individual measurement (power density values), which were determined in terms of time after the second individual measurement and which in turn due to reflections at a plurality of T-shaped arranged reflection points according to 5 to be obtained. By the summation device 8th Now the in 2 to 4 Radar information shown added up correctly, ie, with compensation for the movement of the object to which the radar system 1 is arranged. The result of the summation of the individual measurements is in 4a shown.

Es versteht sich, dass zwischen den in 2 bis 4 gezeigten Einzelmessungen eine Vielzahl von weiteren Einzelmessungen vorhanden sein kann, um die akkumulierten Radarinformationen gemäß 4a zu erhalten.It is understood that between the in 2 to 4 a plurality of further individual measurements may be present to measure the accumulated radar information according to 4a to obtain.

Wie aus 4a ersichtlich, wird durch die lagerichtige Addition der ortsaufgelösten Radarinformationen ein zunehmend schärferes Radarbild erhalten, in dem die in 5 gezeigte T-förmige Anordnung der Reflexionspunkte zunehmend erkennbar wird.How out 4a can be seen, the positionally correct addition of the spatially resolved radar information obtained an increasingly sharper radar image in which the in 5 shown T-shaped arrangement of the reflection points is increasingly recognizable.

Vorzugsweise kann die Aufsummierung der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Kompensation der Antennencharakteristika erfolgen. Bekanntermaßen weisen Antennen einen richtungsabhängigen Antennengewinn auf, d.h. der Antennengewinn in einer ersten Raumrichtung kann von dem Antennengewinn abweichen, der in einer zweiten Raumrichtung vorliegt, die beispielsweise um eine bestimme Winkeldifferenz im Azimut und/oder in der Elevation von der ersten Raumrichtung abweicht. Durch die Bewegung des Radarsystems 1 gegenüber einem zu erfassenden Umgebungsobjekt kann die Erfassung dieses Umgebungsobjekts in einer geänderten Raumrichtung erfolgen, in der die Empfangsantenne des Radarsystems 1 einen veränderten Antennengewinn aufweist. Um den Einfluss des veränderten Antennengewinns zu kompensieren, kann die aufzusummierende, ortsaufgelöste Radarinformation basierend auf Informationen hinsichtlich des Antennengewinns modifiziert werden. Diese Modifikation kann abhängig davon, ob zweidimensionale oder dreidimensionale Umgebungsinformationen erfasst werden, basierend auf zweidimensionalen oder dreidimensionalen Antennencharakteristika-Informationen erfolgen.Preferably, the summation of the spatially resolved radar information can be carried out with compensation of the antenna characteristics. As is known, antennas have a direction-dependent antenna gain, ie the antenna gain in a first spatial direction may deviate from the antenna gain, which exists in a second spatial direction which deviates, for example, from a certain angular difference in the azimuth and / or elevation from the first spatial direction. By the movement of the radar system 1 In contrast to an environment object to be detected, the detection of this environment object can take place in a changed spatial direction in which the receiving antenna of the radar system 1 has a changed antenna gain. In order to compensate for the influence of the changed antenna gain, the summed-up, spatially resolved radar information may be modified based on information regarding the antenna gain. This modification may be made based on two-dimensional or three-dimensional antenna characteristics information, depending on whether two-dimensional or three-dimensional environmental information is detected.

Alternativ oder zusätzlich kann die Aufsummierung der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Kompensation der Freifelddämpfung erfolgen. Dabei werden bekanntermaßen empfangene Radarsignalanteile, die aus weiter entfernt liegenden Reflektionen resultieren aufgrund des längeren Ausbreitungsweges stärker gedämpft als Radarsignalanteile, die aus Reflektionen im Nahfeld resultieren. Um den Einfluss der Freifelddämpfung zu kompensieren, kann die aufsummierende, ortsaufgelöste Radarinformation basierend auf Informationen der Entfernung des die Reflektion hervorrufenden Umgebungsobjekts modifiziert werden.Alternatively or additionally, the summation of the spatially resolved radar information can take place with compensation for the free-field damping. As is known, received radar signal components resulting from more distant reflections are attenuated more strongly than radar signal components resulting from reflections in the near field due to the longer propagation path. In order to compensate for the influence of the free-field damping, the summing, spatially-resolved radar information may be modified based on information of the distance of the reflection-causing surrounding object.

6 zeigt schematisch ein blockbasiertes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Umfeld eines bewegten Objekts. 6 schematically shows a block-based flowchart of a method for detecting environmental information in the environment of a moving object.

In Schritt S10 werden zunächst ortsaufgelöste Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten empfangen. Diese ortsaufgelösten Radarinformationen können beispielsweise aus mehreren zeitlich nacheinander vollzogenen Einzelmessungen bzw. Messzyklen resultieren.In step S10 initially, spatially resolved radar information is received at different times. This spatially resolved radar information can result, for example, from a plurality of individual measurements or measuring cycles performed one after the other.

Zudem werden Bewegungsinformationen des bewegten Objekts erfasst (S11). Diese Bewegungsinformationen können beispielsweise aus einem Fahrzeugodometriesystem erhalten werden. Basierend auf diesen Bewegungsinformationen ist es möglich, die Bewegung des Objekts im Raum bei der nachfolgenden Aufsummation der Radarinformationen zu kompensieren.In addition, movement information of the moving object is detected (S11). This movement information can be obtained, for example, from a vehicle odometry system. Based on this motion information, it is possible to compensate for the movement of the object in space during the subsequent summation of the radar information.

In Schritt S12 werden anschließend akkumulierte Radarinformationen berechnet, indem die ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleitete Informationen (beispielsweise durch vorgenannte Kompensierungen des richtungsabhängigen Antennengewinns und/oder der Freiraumdämpfung) unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts aufsummiert werden.In step S12 Then, accumulated radar information is calculated by summing the spatially resolved radar information or information derived therefrom (for example, by the aforementioned compensations of the directional antenna gain and / or the free space attenuation) in consideration of the motion information of the moving object.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.The invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that numerous changes and modifications are possible without thereby leaving the scope defined by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Radarsystemradar system
22
Antenneneinheitantenna unit
33
Verstärkeramplifier
44
Mischermixer
55
Filtereinheitfilter unit
66
A/D-WandlerA / D converter
77
FFT-EinheitFFT unit
88th
SummationseinrichtungSumming means
99
Umgebungserfassungssystem Area Learning System
TXTX
Sendeeinheittransmission unit
RXRX
Empfangseinheitreceiver unit

Claims (14)

Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts mittels eines Radarsystems (1), umfassend folgende Schritte: - Erfassen von ortsaufgelösten Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten (S10); - Erfassen von Bewegungsinformationen des bewegten Objekts (S11); - Berechnen von akkumulierten Radarinformationen durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts (S12).Method for detecting environmental information in the region of a moving object by means of a radar system (1), comprising the following steps: - detecting spatially resolved radar information at different times (S10); - Detecting motion information of the moving object (S11); - Calculating accumulated radar information by correctly summing the received at different times, spatially resolved radar information or information derived therefrom, taking into account the movement information of the moving object (S12). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsaufgelösten Radarinformationen ortsaufgelöste Leistungsdichtespektralwerte umfassen, die Informationen dahingehend enthalten, wieviel Leistung eines Radarsignals an einem bestimmten diskreten Ortsbereich reflektiert wurde.Method according to Claim 1 characterized in that the spatially resolved radar information includes spatially resolved power density spectral values that include information about how much power of a radar signal was reflected at a particular discrete location area. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsaufgelösten Radarinformationen Radarrohdaten sind, die an einer Ausgangsschnittstelle einer Fast-Fourier-Transformationseinheit (FFT-Einheit) (7) erhalten werden.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the spatially resolved radar information is radar raw data obtained at an output interface of a fast Fourier transform unit (FFT unit) (7). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akkumulierten Radarinformationen derart berechnet werden, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasste Radarinformationen, die jeweils aus Reflektionen in einem bestimmten, diskreten Ortsbereich resultieren, aufaddiert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulated radar information is calculated in such a way that radar information acquired at different times, each resulting from reflections in a specific, discrete location area, is added up. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Beträge der ortsaufgelösten Radarinformationen aufsummiert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that amounts of the spatially resolved radar information are added up. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsummieren der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Berücksichtigung der Phase einer komplexen Radarinformation erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the summation of the spatially resolved radar information takes place in consideration of the phase of a complex radar information. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akkumulierten Radarinformationen zweidimensionale oder dreidimensionale Informationen sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulated radar information is two-dimensional or three-dimensional information. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (1) ein Radar mit realer Apertur umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the radar system (1) comprises a radar with a real aperture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufsummieren der ortsaufgelösten Radarinformationen lediglich diejenigen Radarinformationen berücksichtigt werden, die aus Reflexionen von statischen, nicht bewegten Umgebungsobjekten resultieren. Method according to one of the preceding claims, characterized in that only the radar information resulting from reflections of static, non-moving environmental objects is taken into account when summing up the spatially resolved radar information. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsaufgelösten Radarinformationen vor der Aufsummierung keiner oder im Wesentlichen keiner Filterung basierend auf einem unteren Schwellwert oder einer unteren Schwellwertkurve unterzogen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spatially resolved radar information is subjected before the summation no or substantially no filtering based on a lower threshold or a lower threshold curve. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Berechnen der akkumulierten Radarinformationen eine Kompensation des Antennengewinns in Azimut und/oder Elevation vollzogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when calculating the accumulated radar information compensation of the antenna gain in azimuth and / or elevation is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Berechnen der akkumulierten Radarinformationen eine entfernungsbedingte Abnahme der Leistung der erfassten Radarinformationen kompensiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when calculating the accumulated radar information, a distance-related decrease in the power of the detected radar information is compensated. Computerprogrammprodukt zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts mittels eines Radarsystems (1), wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium mit Programmanweisungen umfasst, wobei die Programmanweisungen durch einen Prozessor ausführbar sind, um den Prozessor dazu zu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche auszuführen.A computer program product for detecting environmental information in the field of a moving object by means of a radar system (1), the computer program product comprising a computer readable storage medium with program instructions, the program instructions being executable by a processor to cause the processor to perform a method according to any one of the preceding claims perform. Radarsystem zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts, aufweisend: - zumindest einen Radarsensor der zur Erfassung von ortsaufgelösten Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgebildet ist; - eine Schnittstelle, die zum Empfang von Bewegungsinformationen des bewegten Objekts ausgebildet ist; und - eine Rechnereinheit, die zum Berechnen von akkumulierten Radarinformationen durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts ausgebildet ist.Radar system for detecting environmental information in the area of a moving object, comprising: - At least one radar sensor is designed to detect spatially resolved radar information at different times; an interface adapted to receive motion information of the moving object; and - A computing unit, which is designed to calculate accumulated radar information by correctly summing the received at different times, spatially resolved radar information or information derived therefrom, taking into account the movement information of the moving object.
DE102017123901.4A 2017-10-13 2017-10-13 Method for collecting environmental information Active DE102017123901B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017123901.4A DE102017123901B4 (en) 2017-10-13 2017-10-13 Method for collecting environmental information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017123901.4A DE102017123901B4 (en) 2017-10-13 2017-10-13 Method for collecting environmental information

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017123901A1 true DE102017123901A1 (en) 2019-04-18
DE102017123901B4 DE102017123901B4 (en) 2024-03-21

Family

ID=65910357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017123901.4A Active DE102017123901B4 (en) 2017-10-13 2017-10-13 Method for collecting environmental information

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017123901B4 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2417475A2 (en) * 2009-04-06 2012-02-15 Conti Temic microelectronic GmbH Radar system having arrangements and method for decoupling transmission and reception signals and suppression of interference radiation
DE102014223432A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-19 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar device, vehicle and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2417475A2 (en) * 2009-04-06 2012-02-15 Conti Temic microelectronic GmbH Radar system having arrangements and method for decoupling transmission and reception signals and suppression of interference radiation
DE102014223432A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-19 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar device, vehicle and method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017123901B4 (en) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015100134B4 (en) Method for detecting and tracking objects using multiple radar sensors
EP3175256B1 (en) Method for classifying an object in an area surrounding a motor vehicle, driver assistance system and motor vehicle
EP2800982B1 (en) Method and device for measuring the speed of a vehicle independently of the wheels
WO2016055455A1 (en) Imaging radar sensor with horizontal digital beam forming and vertical object measurement by phase comparison in mutually offset transmitters
EP2799901A2 (en) Traffic monitoring system for speed measurement and allocation of moving vehicles in a multi-target receiving module
DE102014218092A1 (en) Creating an image of the environment of a motor vehicle and determining the relative speed between the motor vehicle and objects in the environment
DE102016225590A1 (en) Radar device and sensor fusion system using these
DE102019115661A1 (en) SLIDING WINDOW INTEGRATION SCHEME FOR OBJECT DETECTION IN A RADAR SYSTEM
DE102018202289A1 (en) Angle-resolving broadband radar sensor for motor vehicles
DE102014010381A1 (en) Method for operating a vehicle system of a motor vehicle for protection against damage caused by unevenness of the ground and motor vehicle
DE102016119626A1 (en) Automatic three-dimensional geolocation of SAR targets and simultaneous estimation of tropospheric propagation delays using two long-aperture SAR images
DE102018000517A1 (en) Method for radar-based measurement and / or classification of objects in a vehicle environment
DE102007008944A1 (en) Radar system for detecting e.g. length of truck in traffic condition, has reception unit for receiving power reflected by objects such as motor vehicle, and signal processing units for processing received power
DE102018202864A1 (en) Method and system for synthetic aperture radar signal processing
DE102017123969B4 (en) Method for the classification of planar structures
DE102018217533A1 (en) Procedure for classifying an object
DE102018202293A1 (en) Estimation of cross velocities or Cartesian velocities of point targets with a radar sensor
DE102017123901B4 (en) Method for collecting environmental information
WO2019063393A1 (en) Method and system for determining at least one movement component of an absolute movement of an object in a stationary reference system
DE102019216879B3 (en) FMCW radar measuring device
DE102016224962B3 (en) Synthetic aperture radar method and synthetic aperture radar system
EP3752852A1 (en) Estimation of cartesian velocity of extended radar objects with a radar sensor
DE102019218932B3 (en) Determining a relative movement
WO2019072735A1 (en) Mehod for reducing the computation time in the calculation of radar information
DE102019220209B3 (en) Determining a relative movement

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: IPARCHITECTS, DE

R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: IPARCHITECTS, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, DE

Free format text: FORMER OWNERS: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE; VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, 38440 WOLFSBURG, DE

Owner name: CONTINENTAL AUTONOMOUS MOBILITY GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERNBERG, DE; VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, 38440 WOLFSBURG, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division