DE102017214657B3

DE102017214657B3 - Method for evaluating radar data and motor vehicle

Info

Publication number: DE102017214657B3
Application number: DE102017214657.5A
Authority: DE
Inventors: Rachid Khlifi
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2037-08-23

Abstract

Verfahren zur Auswertung von mit wenigstens einem Radarsensor (2) in einem Kraftfahrzeug (1) aufgenommenen Radardaten, wobei die in dem Radarsensor (2) vorliegenden Radardaten als Eingangsdaten parallel einem ersten Auswertungspfad (20, 21) einer Auswertungseinrichtung (18) innerhalb des Radarsensors (2) selbst und wenigstens einem einen wenigstens teilweise zum ersten Auswertungspfad (20, 21) redundanten zweiten Auswertungspfad (23, 24) aufweisenden Steuergerät (14, 15) des Kraftfahrzeugs (1) bereitgestellt werden, wobei die Auswertungsergebnisse beider Auswertungspfade (20, 21, 23, 24) in dem Steuergerät (14, 15) zusammengeführt werden.

Method for evaluating radar data recorded by at least one radar sensor (2) in a motor vehicle (1), the radar data present in the radar sensor (2) being input data parallel to a first evaluation path (20, 21) of an evaluation device (18) within the radar sensor ( 2) itself and at least one control unit (14, 15) of the motor vehicle (1) having at least partially the first evaluation path (20, 21) redundant second evaluation path (23, 24), wherein the evaluation results of both evaluation paths (20, 21, 23, 24) in the control unit (14, 15) are brought together.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von mit wenigstens einem Radarsensor in einem Kraftfahrzeug aufgenommenen Radardaten und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for evaluating radar data recorded with at least one radar sensor in a motor vehicle and a motor vehicle.

Die Verwendung von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Radarsensoren werden heutzutage meist als Umfeldsensoren für einen mittleren und größeren Distanzbereich eingesetzt, um andere Verkehrsteilnehmer oder größere Objekte in Distanz, Winkel und Relativgeschwindigkeit bestimmen zu können. Derartige Radardaten können in Umfeldmodelle eingehen oder auch unmittelbar Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden. Nutzen aus Radardaten ziehen im bekannten Stand der Technik beispielsweise Längsführungssysteme, wie ACC, oder auch Sicherheitssysteme. Auch die Nutzung von Radarsensoren im Innenraum des Kraftfahrzeugs wurde bereits vorgeschlagen.The use of radar sensors in motor vehicles is already widely known in the art. Radar sensors are nowadays usually used as environment sensors for a medium and large distance range in order to determine other road users or larger objects in distance, angle and relative speed. Such radar data can enter into environmental models or even be made available to vehicle systems directly. Benefits of radar data draw in the prior art, for example, longitudinal guidance systems, such as ACC, or security systems. The use of radar sensors in the interior of the motor vehicle has already been proposed.

Radarsensoren herkömmlicher Bauart weisen meist eine größere Ausdehnung auf und sind eher klobig, nachdem die Antennen sowie die unmittelbar an der Antenne benötigten Elektronikkomponenten, also das Radar-Frontend, in einem Gehäuse integriert sind. Hauptsächlich bilden die Elektronikkomponenten dabei den Radar-Transceiver, der eine Frequenzsteuerung (üblicherweise umfassend eine Phasenregelschleife - PLL), Mischeinrichtungen, einem Low Noise Amplifier (LNA) und dergleichen enthält, oft werden jedoch auch Steuermodule und digitale Signalverarbeitungskomponenten antennennah realisiert, beispielweise um bereits aufbereitete Sensordaten, beispielsweise Objektlisten, auf einen angeschlossenen Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, geben zu können.Radar sensors of conventional design usually have a greater extent and are rather clunky, after the antennas and the electronic components required directly on the antenna, so the radar front end, are integrated in a housing. Mainly the electronic components thereby form the radar transceiver, which contains a frequency control (usually comprising a phase-locked loop - PLL), mixing devices, a low noise amplifier (LNA) and the like, but often also control modules and digital signal processing components are realized close to the antenna, for example already processed Sensor data, such as object lists, on a connected bus, such as a CAN bus to give.

Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology“, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746-2755, beschrieben.The realization of semiconductor-based radar components has long proved difficult, as expensive specialty semiconductors, particularly GaAs, have been required. Smaller radar sensors have been proposed, whose entire radar frontend is realized on a single chip in SiGe technology before solutions in CMOS technology became known. Such solutions are the result of extending CMOS technology to high frequency applications, often referred to as RF CMOS. Such a CMOS radar chip is realized extremely compact and does not use expensive special semiconductors, thus offers significant advantages over other semiconductor technologies, especially in the production. An exemplary implementation of a 77 GHz radar transceiver as a CMOS chip is described in the article by Jri Lee et al., "A Fully Integrated 77 GHz FMCW Radar Transceiver in 65 nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), pp. 2746-2755.

Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.After it has also been proposed to realize the chip and the antenna in a common package, a very low cost small radar sensor is possible, which can meet the space requirements significantly better and due to the short signal paths also has a very low signal-to-noise ratio and for high frequencies and larger, variable frequency bandwidths is suitable. Therefore, such small-sized radar sensors can also be used for short-range applications, for example in the range of 30 cm to 10 m.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.It has also been proposed to provide such a CMOS transceiver chip and / or a package with CMOS transceiver chip and antenna on a common circuit board with a digital signal processing processor (DSP processor) or the functions of the signal processing processor in the CMOS Integrate transceiver chip. Similar integration is possible for control functions.

Ein aktuelles Forschungsgebiet ist die wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, automatische Führung von Kraftfahrzeugen durch entsprechende Fahrzeugsysteme. Für zukünftige automatisierte Fahrfunktionen spielt die Verfügbarkeit der Sensorik, insbesondere auch der Radarsensoren, sowie die Datenqualität der Radardaten eine bedeutende Rolle, um die Qualität der automatisierten Fahrfunktionen zu sichern bzw. zu steigern. Insbesondere ist dabei ein wichtiger Aspekt die möglichst sichere Bereitstellung von Sensordaten, insbesondere Radardaten.A current field of research is the at least partial, in particular complete, automatic guidance of motor vehicles by means of corresponding vehicle systems. For future automated driving functions, the availability of the sensors, in particular the radar sensors, as well as the data quality of the radar data play an important role in order to ensure or increase the quality of the automated driving functions. In particular, an important aspect is the most reliable possible provision of sensor data, in particular radar data.

Radarsensoren für Kraftfahrzeuge werden häufig so konzipiert, dass ein Kompromiss zwischen den Kosten und der Funktionalität geschaffen wird. Dabei kann vorgesehen sein, Berechnungsresourcen innerhalb des Radarsensors zu reduzieren, womit eine Filterung der Radardaten einhergeht, um den Aufwand zu reduzieren.Automotive radar sensors are often designed to compromise cost and functionality. It can be provided to reduce computing resources within the radar sensor, whereby a filtering of the radar data is accompanied in order to reduce the effort.

DE 10 2014 014 307 A1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Mehrzahl von Radarsensoren in einem Kraftfahrzeug. Dort wird vorgeschlagen, eine aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs beschreibende Fahrsituationsdaten zur Ermittlung eines Anforderungsprofils an die Sensordaten der Radarsensoren auszuwerten und unter Berücksichtigung wenigstens der Erfassungseigenschaften aller Radarsensoren die Betriebsparameter der Radarsensoren auf das Anforderungsprofil anzupassen. Die Detektionsqualität kann dabei erhöht werden, wenn mehrere benachbarte Radarsensoren, deren Erfassungsbereiche in Überlappungsbereichen überlappen, bestimmte Objekte redundant detektieren können. DE 10 2014 014 307 A1 relates to a method for operating a plurality of radar sensors in a motor vehicle. There, it is proposed to evaluate a driving situation data describing a current driving situation of the motor vehicle for determining a requirement profile of the radar sensors and to adapt the operating parameters of the radar sensors to the requirement profile, taking into account at least the detection characteristics of all radar sensors. The detection quality can be increased if a plurality of adjacent radar sensors, whose detection ranges overlap in overlapping areas, can detect redundant objects.

DE 10 2014 221 007 A1 betrifft eine Vorrichtung über ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, wobei Standard-Solltrajektorien für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs mittels einer ersten Verarbeitungseinrichtung und einer zweiten Verarbeitungseinrichtung ermittelt werden und durch Vergleich der ersten und der zweiten Standard-Solltrajektorien entschieden werden soll, auf welcher der beiden Standard-Solltrajektorien das Kraftfahrzeug geführt werden soll. DE 10 2014 221 007 A1 relates to a device for a method for operating a vehicle, wherein standard target trajectories for at least partially automated guidance of the vehicle by means of a first processing device and a second processing device are determined and decided by comparing the first and the second standard target trajectories, on which the both standard target trajectories the motor vehicle should be performed.

DE 10 2015 201 747 A1 betrifft ein Sensorsystem für ein Fahrzeug und ein zugehöriges Verfahren. Das Sensorsystem weist eine Vielzahl von Sensoreinrichtungen auf, welche Rohdaten aus einer Umgebung des Fahrzeugs erfassen und selbst Belegungsgitter aus den erfassten Rohdaten berechnen. Diese Belegungsgitter werden an eine Steuereinrichtung übermittelt, welche basierend auf den einzelnen Belegungsgittern der Sensoreinrichtungen ein fusioniertes Belegungsgitter berechnet, für unterschiedliche Erfassungszeitpunkte zeitlich akkumuliert und ein akkumuliertes Belegungsgitter ausgibt. Konkret können auch aus beliebigen der Belegungsgitter bewegte Objekte erkannt und zu einer Objektliste zusammengeführt werden. Ferner können auch die Rohdaten an die Steuereinrichtung übermittelt werden und ein Erkennen der Objekte kann basierend auf den Rohdaten erfolgen. DE 10 2015 201 747 A1 relates to a sensor system for a vehicle and an associated method. The sensor system has a plurality of sensor devices which detect raw data from an environment of the vehicle and even calculate occupancy grids from the acquired raw data. These allocation grids are transmitted to a control device which calculates a fused allocation grid based on the individual allocation grids of the sensor devices, accumulates time for different acquisition times and outputs an accumulated allocation grid. In concrete terms, moving objects can also be detected from any of the allocation grids and combined to form an object list. Furthermore, the raw data can also be transmitted to the control device and recognition of the objects can be based on the raw data.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Erhöhung der Qualität und/oder der Sicherheit des Vorliegens von insbesondere für wenigstens teilweise automatisierte Führungsfunktionen eines Kraftfahrzeugs zu verwendende Radardaten anzugeben.The invention is based on the object of specifying an increase in the quality and / or safety of the presence of radar data to be used in particular for at least partially automated guidance functions of a motor vehicle.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.To solve this problem, the features of claim 1 are provided according to the invention in a method of the type mentioned.

Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, die, gegebenenfalls bereits vorausgewerteten, Radardaten redundant durch Kombination einer zentralen mit einer dezentralen Radarsignalverarbeitung auszuwerten. Dabei wird ein erster Auswertungspfad im Radarsensor selbst durchlaufen, während ein weiterer Auswertungspfad der Signalverarbeitung zentral, mithin extern zum Radarsensor, in einem zentralen Steuergerät (ECU) prozessiert wird. Somit wird eine redundante Radardatenauswertung geschaffen, die nicht nur eine Redundanz an sich ermöglicht, sondern auch die Nutzung von performanten zentralen Rechenresourcen, um mehr Gesamtperformance zu extrahieren.According to the invention, it is therefore proposed to evaluate the radar data, possibly already pre-evaluated, redundantly by combining a central and a decentralized radar signal processing. In this case, a first evaluation path is run through in the radar sensor itself, while a further evaluation path of the signal processing is processed centrally, and thus externally to the radar sensor, in a central control unit (ECU). Thus, a redundant radar data evaluation is created, which not only allows redundancy per se, but also the use of high-performance central computing resources to extract more overall performance.

Die Radardaten werden mithin einmal im einzelnen Radarsensor verarbeitet, einmal zentral im Steuergerät, wobei die Kombination der beiden Auswertungspfade einen Beitrag zur Mehrsicherheit und Mehrverfügbarkeit der Radardaten liefert, insbesondere bei der Nutzung für wenigstens teilweise automatisierte Fahrzeugführungsfunktionen. Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass die Auswertungsergebnisse einem zur wenigstens teilweise automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten Fahrzeugsystem bereitgestellt werden. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Zusammenführung der Auswertungsergebnisse auch eine Auswahl der Ausgangsdaten eines der Auswertungspfade umfassen kann, insbesondere, wenn diese einer unterschiedlichen Qualität entsprechen, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.The radar data are thus processed once in the individual radar sensor, once centrally in the control unit, the combination of the two evaluation paths contributing to the multiple security and more availability of radar data, especially when used for at least partially automated vehicle management functions. It may thus be provided in particular that the evaluation results are provided to a vehicle system designed for the at least partially automatic guidance of the motor vehicle. It should be noted that the combination of the evaluation results may also include a selection of the output data of one of the evaluation paths, in particular if they correspond to a different quality, which will be discussed in more detail below.

Konkret kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsdaten beider Auswertungspfade gleich sind und die Auswertungsergebnisse gegeneinander plausibilisiert und/oder statistisch zusammengeführt werden. Liefern die Auswertungspfade mithin, was der Normalfall ist, jeweils dieselbe Art von Auswertungsergebnissen, können diese miteinander verglichen werden, um eine Plausibilisierung zu ermöglichen. Derartiges ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn ein Auswertungspfad höherer Qualität und ein Auswertungspfad niedrigerer Qualität verwendet werden, nachdem dann die Auswertungsergebnisse/Ausgangsdaten des Ausgangspfades niedrigerer Qualität genutzt werden können, um die Auswertungsergebnisse/Ausgangsdaten des Auswertungspfades höherer Qualität zu plausibilisieren. Insbesondere bei vergleichbarer Qualität der Auswertungspfade ist es jedoch auch denkbar, die Auswertungsergebnisse statistisch zusammenzuführen, beispielsweise durch gegebenenfalls mit den Qualitäten der Auswertungspfade gewichteter Mittelung oder dergleichen.Specifically, it can be provided that the output data of both evaluation paths are the same and the evaluation results are plausibilized against one another and / or statistically combined. If the evaluation paths, that is the normal case, each deliver the same type of evaluation results, they can be compared with each other to allow a plausibility check. Such is particularly useful when a higher quality evaluation path and a lower quality evaluation path are used, after which the evaluation results / output data of the lower quality output path can be used to validate the evaluation results / output data of the higher quality evaluation path. However, in particular with comparable quality of the evaluation paths, it is also conceivable to statistically combine the evaluation results, for example by averaging weighted possibly with the qualities of the evaluation paths or the like.

Das erfindungsgemäße Vorgehen lässt sich letztlich beliebig skalieren, sowohl was die Zahl der beispielsweise verschiedenen Auswertungsschritten entsprechenden Auswertungspfade angeht als auch was die Zahl der Steuergeräte und/oder Radarsensoren angeht. So kann vorgesehen sein, dass mehrere erste und dazu wenigstens teilweise redundante zweite Auswertungspfade verwendet werden und/oder mehrere Steuergeräte mit jeweils wenigstens einem zweiten Ausführungspfad verwendet werden. Die Redundanz kann mithin hinsichtlich der Steuergeräte erweitert werden, indem mehrere Steuergeräte (ECUs) vorgesehen werden, die wiederum parallel wenigstens einen des wenigstens einen zweiten Auswertungspfades realisieren, um eine insbesondere weitere Erhöhung der Sicherheit/Erfüllung von Sicherheitsanforderungen zu erlauben. Lässt sich die Auswertung der Radardaten in verschiedene Auswertungsschritte unterteilen, können diese auch bezüglich der ersten und zweiten Auswertungspfade unterteilt werden, wobei dann jeweils eine Ausführung der Auswertungsschritte sowohl in den Radarsensoren als auch innerhalb des wenigsten einen Steuergeräts erfolgen kann. Hierzu können beispielsweise nach jedem Auswertungsschritt, mithin jedem ersten Auswertungspfad, Radardaten aus dem Radarsensor abgezweigt und auch an das Steuergerät weitergeleitet werden, um diese auch dort zu nutzen, um den entsprechenden zweiten Auswertungspfad auf diesen zu realisieren. Dies ist insbesondere bei Verwendung von mehreren Steuergeräten zweckmäßig, da dann beispielsweise ein Steuergerät einen einem ersten Auswertungsschritt zugeordneten zweiten Ausführungpfad und einen einem zweiten Auswertungsschritt zugeordneten zweiten Auswertungspfad, das andere jedoch gegebenenfalls nur einen dem zweiten Auswertungsschritt zugeordneten Auswertungspfad aufweisen kann. Dann können verschiedenste kombinierbare Auswertungsergebnisse am Ende des zweiten Auswertungsschritts erhalten werden, beispielsweise vollständig innerhalb des ersten Steuergeräts den ersten und den zweiten Auswertungsschritt durchlaufende Radardaten, vollständig im Radarsensor erhaltene Auswertungsergebnisse und bezüglich des ersten Auswertungsschritts im Radarsensor und bezüglich des zweiten Auswertungsschritts im zweiten Steuergerät ausgewertete Radardaten.The procedure according to the invention can ultimately be scaled arbitrarily, both as regards the number of evaluation paths corresponding, for example, to different evaluation steps, and as regards the number of control devices and / or radar sensors. Thus, it can be provided that a plurality of first and at least partially redundant second evaluation paths are used and / or a plurality of control devices are used, each with at least one second execution path. The redundancy can thus be extended with regard to the control units by providing a plurality of control units (ECUs) which in turn implement at least one of the at least one second evaluation path in order to allow a further increase in the security / fulfillment of security requirements. If the evaluation of the radar data can be subdivided into different evaluation steps, these can also be subdivided with respect to the first and second evaluation paths, wherein in each case an execution of the evaluation steps both in the radar sensors and within the at least one Control unit can be done. For this purpose, for example, after each evaluation step, thus every first evaluation path, radar data is diverted from the radar sensor and also forwarded to the control unit in order to use it there as well in order to implement the corresponding second evaluation path thereon. This is expedient in particular when using a plurality of control units, since then, for example, one control unit may have a second execution path assigned to a first evaluation step and a second evaluation path assigned to a second evaluation step, while the other may only have an evaluation path associated with the second evaluation step. Then, a wide variety of combinable evaluation results can be obtained at the end of the second evaluation step, for example radar data that passes completely through the first control device, the evaluation results obtained completely in the radar sensor and radar data evaluated with respect to the first evaluation step in the radar sensor and with respect to the second evaluation step in the second control device ,

Die hier erwähnten Auswertungsschritte bzw. im Allgemeinen die ersten und zweiten Auswertungspfade können sich auf verschiedenste, grundsätzlich bekannte Tätigkeiten während der Auswertung der Radardaten beziehen, beispielsweise auf die Bestimmung der Eintreffrichtung (DOA) bezogene Auswertungsschritte, auf die Erstellung von Objektlisten/die Zuordnung zu Objekten bezogene Auswertungsschritte, auf die Klassifizierung von Objekten bezogene Auswertungsschritte und/oder auf die Nachverfolgung von Objekten bezogene Auswertungsschritte.The evaluation steps mentioned here, or in general the first and second evaluation paths, can relate to the most varied, basically known activities during the evaluation of the radar data, for example evaluation steps relating to the determination of the arrival direction (DOA), to the creation of object lists / the assignment to objects related evaluation steps, evaluation steps related to the classification of objects and / or evaluation steps related to the tracking of objects.

Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Eingangsdaten unmittelbar von einem Radartransceiver des Radarsensors erhaltene Rohdaten und/oder wenigstens teilweise, insbesondere im Rahmen eines vorangehenden Auswertungspfads des Radarsensors, vorausgewertete Rohdaten umfassen. Beispielsweise können die Eingangsdaten mithin Detektionen, Reflexionen, Clusterlisten, Objekte, Objekthypothesen und/oder Fences umfassen. Vorangehende Auswertungspfade bzw. Auswertungsschritte können sich beispielhaft auf die Steuerung von Falschalarmraten (CFAR) und dergleichen beziehen.Accordingly, it can be provided that the input data comprise raw data obtained directly from a radar transceiver of the radar sensor and / or at least partially, in particular in the context of a preceding evaluation path of the radar sensor, pre-evaluated raw data. For example, the input data may thus include detections, reflections, cluster lists, objects, object hypotheses, and / or fences. Previous evaluation paths or evaluation steps may relate, for example, to the control of false alarm rates (CFAR) and the like.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangsdaten über eine von einer für wenigstens einen Teil der Auswertungsergebnisse vorgesehenen Hauptkommunikationsverbindung, insbesondere einer Busverbindung, getrennte, insbesondere eine schnellere Datenübertragung erlaubende Zusatzkommunikationsverbindung, insbesondere eine Ethernet-Verbindung, an das Steuergerät übertragen werden. Auf diese Weise können, insbesondere bei äußerst schneller Datenübertragung, bislang im Steuergerät nicht verfügbare Radardaten diesem als Eingangsdaten für einen dort realisierten zweiten Auswertungspfad bereitgestellt werden, der wiederum insbesondere eine höherqualitative Auswertung bereitstellen kann. Es kann mithin in besonders bevorzugter Weise vorgesehen sein, dass der zweite Auswertungspfad eine höhere Auswertungsqualität als der erste Auswertungspfad aufweist, insbesondere im Hinblick auf eine genauere Auswertung und/oder Verarbeitung der Radardaten. Denn, wie bereits dargelegt wurde, werden Radarsensoren häufig so konzipiert, dass dort im Sinne eines Kompromisses eine Limitierung der Berechnungsresourcen, insbesondere in der Auswertungseinrichtung, vorliegt. Im Rahmen der hier beschriebenen Ausgestaltung ist es nun möglich, eine hochperformante, zentrale Recheneinheit eines Steuergeräts heranzuziehen, um die Auswertungsqualität zu verbessern, was im Übrigen auch bezüglich der Menge der auswertbaren Eingangsdaten gilt.According to the present invention, it is provided that the input data is transmitted to the control unit via an additional communication connection, in particular an Ethernet connection, which is provided by a main communication connection, in particular a bus connection, which is intended for at least a part of the evaluation results. In this way, in particular in the case of extremely fast data transmission, radar data not available so far in the control unit can be made available to the latter as input data for a second evaluation path realized there, which in turn can in particular provide a higher-quality evaluation. It can therefore be provided in a particularly preferred manner that the second evaluation path has a higher evaluation quality than the first evaluation path, in particular with regard to a more accurate evaluation and / or processing of the radar data. Because, as has already been stated, radar sensors are often designed in such a way that, in the sense of a compromise, there is a limitation of the calculation resources, in particular in the evaluation device. In the context of the embodiment described here, it is now possible to use a high-performance, central processing unit of a control unit in order to improve the evaluation quality, which also applies with regard to the amount of evaluable input data.

So sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass ein zu einer Vorauswahl, insbesondere zum Ausschluss von Rauschanteilen, der Eingangsdaten verwendeter Schwellwert, insbesondere ein Detektionsschwellwert, für den ersten Auswertungspfad mehr Radardaten ausschließend als für den zweiten Auswertungspfad gewählt wird. Anhand einer niedrigen Detektionsschwelle selektierte Radardaten/Eingangsdaten sind als sehr verrauscht anzusehen, beinhalten allerdings alle für die verschiedenen Objekte relevanten Informationen, wobei die Berechnungsresourcen bzw. allgemein die Leistungsfähigkeit der Radarsensoren jedoch meist nicht ausreichend ist, um einen entsprechenden ersten Auswertungspfad in hinreichender Geschwindigkeit durchzurechnen. Allerdings kann diese größere Datenmenge innerhalb der leistungsfähigeren Recheneinheit des Steuergeräts durchaus verarbeitet werden, weshalb dort ein niedrigerer Detektionsschwellwert angesetzt werden kann als im Radarsensor. Der Auswertungspfad innerhalb des Radarsensors nutzt dabei einen höheren Detektionsschwellwert und prozessiert mithin eine niedrigere Datenmenge, da die Berechnungsresourcen innerhalb des Radarsensors begrenzt sind.Thus, a particularly advantageous development of the invention provides that a threshold value used for a preselection, in particular for excluding noise components, of the input data, in particular a detection threshold, is selected to exclude more radar data than for the second evaluation path for the first evaluation path. Radar data / input data selected on the basis of a low detection threshold are considered to be very noisy, but contain all the information relevant to the various objects, but the computation resources or, in general, the performance of the radar sensors is usually not sufficient to calculate a corresponding first evaluation path at a sufficient speed. However, this larger amount of data within the more powerful computing unit of the controller can certainly be processed, which is why there a lower detection threshold can be set as in the radar sensor. The evaluation path within the radar sensor uses a higher detection threshold and thus processes a lower amount of data, since the computing resources within the radar sensor are limited.

Durch diese Ausgestaltungen erlaubt es die vorliegende Erfindung mithin, die Datenqualität der Auswertungsergebnisse insgesamt zu verbessern, indem die bessere Leistungsfähigkeit von Steuergeräten im Vergleich zu Radarsensoren gezielt ausgenutzt wird.Due to these refinements, the present invention thus makes it possible to improve the overall data quality of the evaluation results by specifically exploiting the better performance of control devices compared to radar sensors.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass mehrere Radarsensoren verwendet werden, deren jeweilige zweite Auswertungspfade alle seitens des Steuergeräts durchgeführt werden. Dies stellt eine weitere Ausnutzung der größeren Leistungsfähigkeit des Steuergeräts dar, das mithin in der Lage ist, die Radardaten vieler Radarsensoren parallel zu bearbeiten und in entsprechenden zweiten Auswertungspfaden auszuwerten, so dass auch hier die hohe zentralisierte Performance genutzt wird, indem der Mehrzahl an Radarsensoren ein gemeinsames zentrales Steuergerät zugeordnet wird.It can also be provided that a plurality of radar sensors are used, whose respective second evaluation paths are all performed by the control unit. This constitutes one Further exploitation of the greater performance of the controller, which is therefore able to process the radar data of many radar sensors in parallel and evaluate in corresponding second evaluation paths, so that here the high centralized performance is used by the majority of radar sensors a common central control unit is assigned.

Die mehreren Radarsensoren können bevorzugt so angeordnet sein, dass eine 360 Grad-Umfelderfassung ermöglicht wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, acht Radarsensoren zu verwenden, von denen drei im vorderen Stoßfänger, drei im hinteren Stoßfänger und zwei seitlich, beispielsweise in Türen des Kraftfahrzeugs, verbaut sind. Die Radarsensoren können mit besonderem Vorteil auch in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar sein, beispielsweise mit unterschiedlichen Reichweiten und/oder Erfassungsbereichen.The plurality of radar sensors may preferably be arranged to enable 360 degree surround detection. For example, it may be provided to use eight radar sensors, of which three are installed in the front bumper, three in the rear bumper and two laterally, for example in doors of the motor vehicle. The radar sensors can be operated with particular advantage also in different operating modes, for example with different ranges and / or detection ranges.

Dabei ist in diesem Zusammenhang noch anzumerken, dass sich die vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil anwenden lässt, wenn als der wenigstens eine Radarsensor ein einen einen Radartransceiver realisierenden Halbleiterchip aufweisender Radarsensor verwendet wird, wobei der Halbleiterchip insbesondere als ein CMOS-Chip ausgebildet sein kann. Auf Halbleitertechnologie basierende Radarsensoren ermöglichen es insbesondere, unter Realisierung kurzer Signalpfade auch Steuerfunktionen und/oder Auswertungsfunktionen innerhalb des Radarsensors zu verorten, so dass zweckmäßigerweise durch den Halbleiterchip auch eine Steuereinheit des Radarsensors und/oder eine digitale Signalverarbeitungskomponente (DSP) des Radarsensors realisiert werden können. Die Steuereinheit und/oder die digitale Signalverarbeitungskomponente können hierbei zur Realisierung des ersten Auswertungspfades dienen. Um eine weitere Hochintegration zu erreichen und die Signalwege weiter zu verkürzen, kann zudem vorgesehen sein, dass der Halbleiterchip und eine Antennenanordnung des Radarsensors als ein Package realisiert sind.It should also be noted in this context that the present invention can be used with particular advantage if the at least one radar sensor is a radar transceiver realizing semiconductor chip exhibiting radar sensor is used, wherein the semiconductor chip may be formed in particular as a CMOS chip. Radar sensors based on semiconductor technology make it possible, in particular, to locate control functions and / or evaluation functions within the radar sensor, so that a control unit of the radar sensor and / or a digital signal processing component (DSP) of the radar sensor can advantageously be realized by the semiconductor chip. The control unit and / or the digital signal processing component can serve to realize the first evaluation path. In order to achieve a further high integration and to further shorten the signal paths, it can also be provided that the semiconductor chip and an antenna arrangement of the radar sensor are implemented as a package.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei einem Ausfall eines der Auswertungspfade die Ausgangsdaten des anderen Auswertungspfades alleinig weiterverwendet werden. Fällt hierbei das zentrale Steuergerät aus, ist weiterhin die Bereitstellung von Radardaten durch den einzelnen Radarsensor gewährleistet. Ist andererseits ein Radarsensor defekt, ist der redundante Auswertungspfad in dem Steuergerät (und insbesondere bezüglich der weiteren Radarsensoren) weiterhin gegeben. Das erfindungsgemäße Konzept gewährleistet mithin die Verfügbarkeit der Auswertungsergebnisse und die Bereitstellung höherer Sicherheitsanforderungen. Dies gilt insbesondere, wenn durch Überlappung von Erfassungsbereichen mehrerer Radarsensoren ohnehin eine redundante Erfassung von Objekten ermöglicht ist.In a further advantageous embodiment of the invention can be provided that in case of failure of one of the evaluation paths, the output data of the other evaluation path are used solely. If in this case the central control unit fails, the provision of radar data by the individual radar sensor is furthermore ensured. On the other hand, if a radar sensor is defective, the redundant evaluation path in the control unit (and in particular with regard to the other radar sensors) is still given. The inventive concept thus ensures the availability of the evaluation results and the provision of higher security requirements. This is especially true if a redundant detection of objects is made possible anyway by overlapping detection areas of multiple radar sensors.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Radarsensor mit einer Auswertungseinrichtung für Radardaten und wenigstens ein Radardaten des Radarsensors auswertendes Steuergerät, wobei der Radarsensor und das Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.In addition to the method, the invention also relates to a motor vehicle, comprising at least one radar sensor with an evaluation device for radar data and at least one radar data of the radar sensor evaluating control device, wherein the radar sensor and the control device are designed for carrying out the method according to the invention. All statements relating to the method according to the invention can be analogously transferred to the motor vehicle according to the invention, with which therefore also the already mentioned advantages can be obtained.

Wie bereits erwähnt wurde, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, wenn eine zur Realisierung des zweiten Auswertungspfades genutzte Recheneinheit (Auswertungseinheit) des Steuergeräts leistungsfähiger als die Auswertungseinrichtung ist. Auf diese Weise wird mithin zusätzliche Leistungsfähigkeit des Steuergeräts genutzt, um insbesondere bei der Auswertung zuvor abgezweigter Radardaten eine Qualitätsverbesserung herbeizuführen.As already mentioned, in the context of the present invention it is particularly preferred if a computing unit (evaluation unit) of the control unit used to implement the second evaluation path is more powerful than the evaluation device. In this way, additional performance of the controller is thus used to bring about a quality improvement, especially in the evaluation of previously branched radar data.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
2 den Aufbau eines verwendeten Radarsensors, und
3 eine Skizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Further advantages and details of the present invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:

1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention,
2 the structure of a radar sensor used, and
3 a sketch for explaining the method according to the invention.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist vorliegend acht Radarsensoren 2 auf, von denen drei im hinteren Stoßfänger, drei im vorderen Stoßfänger und zwei in den Türen des Kraftfahrzeugs 1 verdeckt verbaut sind. Nachdem es sich um Weitwinkel-Radarsensoren 2 mit einem Öffnungswinkel des Erfassungsbereich 3 im Azimut von 150° handelt, ist, wie die angedeuteten Erfassungsbereiche 3 anzeigen, eine Erfassung des Umfelds des Kraftfahrzeugs in einem 360-Grad-Radius möglich. 1 shows a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention 1 , This has eight radar sensors in the present case 2 of which three in the rear bumper, three in the front bumper and two in the doors of the motor vehicle 1 are installed concealed. After dealing with wide-angle radar sensors 2 with an opening angle of the detection area 3 in the azimuth of 150 ° is, as the indicated detection ranges 3 show, a detection of the environment of the motor vehicle in a 360-degree radius possible.

2 zeigt den Aufbau der verwendeten Radarsensoren 2 genauer. Jeder Radarsensor 2 ist in Halbleitertechnologie, hier konkret CMOS-Technologie, realisiert und wird in einem Frequenzband von 77-81 GHz mit einer Frequenzbandbreite von bis zu 4 GHz betrieben, um hochauflösende Radardaten zu liefern. Der Radarsensor weist ein Gehäuse 4 auf, in dem eine Leiterplatte 5 gehaltert ist, die ein Package 6 trägt, das aus einem Halbleiterchip 7 sowie einer Antennenanordnung 8 des Radarsensors 2 gebildet ist. Durch den Halbleiterchip 7, hier ein CMOS-Chip, sind neben einem Radartransceiver 9 auch eine Steuereinheit 10 des Radarsensors 2 und als Auswertungseinrichtung eine digitale Signalverarbeitungskomponente 11 (DSP) des Radarsensors 2 realisiert. Wie 2 ferner zeigt, weist jeder Radarsensor 2 vorliegend zwei Schnittstellen 12, 13 auf, wobei die Schnittstelle 12 eine Ethernet-Schnittstelle ist, die Schnittstelle 13 eine CAN-Bus-Schnittstelle. 2 shows the structure of the radar sensors used 2 more accurate. Every radar sensor 2 is realized in semiconductor technology, here specifically CMOS technology, and is operated in a frequency band of 77-81 GHz with a frequency bandwidth of up to 4 GHz in order to deliver high-resolution radar data. The radar sensor has a housing 4 on, in which a circuit board 5 is held, which is a package 6 carries that from a semiconductor chip 7 and an antenna arrangement 8th of the radar sensor 2 is formed. Through the semiconductor chip 7 , here a CMOS chip, are next to a radar transceiver 9 also a control unit 10 of the radar sensor 2 and as evaluation device, a digital signal processing component 11 (DSP) of the radar sensor 2 realized. As 2 also shows, each radar sensor 2 in the present case two interfaces 12 . 13 on, being the interface 12 An Ethernet interface is the interface 13 a CAN bus interface.

Wie 1 zeigt, sind in dem Kraftfahrzeug 1 beispielhaft zwei Steuergeräte 14, 15 vorgesehen. Jeder der Radarsensoren 2 ist mit den Steuergeräten 14, 15 über eine in 2 angedeutete Hauptkommunikationsverbindung 16 (CAN-Bus-Verbindung) und eine ebenso in 2 angedeutete Zusatzkommunikationsverbindung 17 (Ethernet-Verbindung) verbunden, um Radardaten und Auswertungsergebnisse weiterzugeben, wie im Hinblick auf 3 näher erläutert wird.As 1 shows are in the motor vehicle 1 exemplified two control units 14 . 15 intended. Each of the radar sensors 2 is with the controllers 14 . 15 about one in 2 indicated main communication connection 16 (CAN bus connection) and an equally in 2 indicated additional communication connection 17 (Ethernet connection) connected to radar data and evaluation results, as in terms of 3 is explained in more detail.

Die Auswertungseinrichtungen der Radarsensoren 2 und die Steuergeräte 14, 15 bilden gemeinsam ein Auswertungssystem für Radardaten der Radarsensoren 2, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, mithin zur redundanten Durchführung von Auswertungsschritten durch einen ersten Auswertungspfad in den Radarsensoren 2 und einen zweiten Auswertungspfad in wenigstens einem der Steuergeräte 14, 15. Eine konkrete Ausbildung wird im Hinblick auf 3 näher erläutert, die das funktionale Zusammenwirken der Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 bei der Auswertung von Radardaten näher erläutert. Dabei sind in den Radarsensoren 2 die Auswertungseinrichtungen 18 schematisch angedeutet, in denen verschiedene Auswertungsschritte realisierende erste Auswertungspfade 19, 20, 21 realisiert sind. Die Auswertungsschritte können beispielhaft Falschalarmratensteuerung, Bestimmung der Eintreffrichtung und Nachverfolgung sein. Nach Durchlaufen aller Auswertungsschritte werden die resultierenden Auswertungsergebnisse, wie grundsätzlich bekannt, über die Hauptkommunikationsverbindung 16 an die Steuergeräte 14, 15 übertragen. Diese weisen nun vorliegend auch jeweils eine Auswertungseinheit 22 auf, wobei in der Auswertungseinheit 22 des Steuergeräts 14 zweite, den Auswertungsschritten der ersten Auswertungspfade 20, 21 entsprechende zweite Auswertungspfade 23, 24 vorgesehen sind, während die Auswertungseinheit 22 des Steuergeräts 15 nur den zweiten Auswertungspfad 24 für den letzten Auswertungsschritt, hier beispielhaft Nachverfolgung, bereitstellt.The evaluation devices of the radar sensors 2 and the controllers 14 . 15 together form an evaluation system for radar data of the radar sensors 2 , which is designed for carrying out the method according to the invention, thus for the redundant implementation of evaluation steps by a first evaluation path in the radar sensors 2 and a second evaluation path in at least one of the control devices 14 . 15 , A concrete education will be given with regard to 3 explains in more detail the functional interaction of the components of the motor vehicle 1 explained in the evaluation of radar data. These are in the radar sensors 2 the evaluation facilities 18 schematically indicated, in which different evaluation steps realizing first evaluation paths 19 . 20 . 21 are realized. The evaluation steps can be, for example, false alarm rate control, determination of the arrival direction and follow-up. After passing through all the evaluation steps, the resulting evaluation results, as basically known, over the main communication link 16 to the control units 14 . 15 transfer. In the present case, these also each have an evaluation unit 22 on, in the evaluation unit 22 of the control unit 14 second, the evaluation steps of the first evaluation paths 20 . 21 corresponding second evaluation paths 23 . 24 are provided while the evaluation unit 22 of the control unit 15 only the second evaluation path 24 for the last evaluation step, here for example tracking.

Um die zweiten Auswertungspfade 23, 24 nutzen zu können, werden die entsprechenden Eingangsdaten im Radarsensor 2 wie ersichtlich vor den ersten Ausführungspfaden 20, 21 abgezweigt und mittels der Zusatzkommunikationsverbindung 17, als Ethernet-Verbindung äußerst schnell, an die Steuergeräte 14, 15 übermittelt. Nachdem die Steuergeräte 14, 15 eine höhere Rechenleistung aufweisen als die Auswertungseinrichtungen 18, können die Eingangsdaten aller Radarsensoren 2 gleichzeitig bearbeitet werden; zudem ist es auch möglich, dass die Auswertungseinheiten 22 in ihren zweiten Auswertungspfaden 23, 24 eine höhere Auswertungsqualität bereitstellen.To the second evaluation paths 23 . 24 to be able to use the corresponding input data in the radar sensor 2 as can be seen from the first execution paths 20 . 21 branched off and by means of Zusatzkommunikationsverbindung 17 as an Ethernet connection very fast, to the control units 14 . 15 transmitted. After the control units 14 . 15 have a higher computing power than the evaluation devices 18 , the input data of all radar sensors can 2 to be processed simultaneously; Moreover, it is also possible that the evaluation units 22 in their second evaluation paths 23 . 24 provide a higher evaluation quality.

In jedem Fall gilt im vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass Schwellwerte, die den tatsächlich auszuwertenden Anteil der Radardaten bestimmen, beispielsweise Rauschanteile reduzieren sollen, insbesondere Detektionsschwellwerte, seitens der ersten Auswertungspfade 20, 21 und der zweiten Auswertungspfade 23, 24 unterschiedlich gewählt werden, nämlich so, dass aufgrund der höheren Leistungsfähigkeit innerhalb der Steuergeräte 14, 15 eine größere Datenmenge prozessiert wird.In any case, in the present exemplary embodiment, threshold values which determine the proportion of radar data actually to be evaluated, for example, are intended to reduce noise components, in particular detection threshold values, on the part of the first evaluation paths 20 . 21 and the second evaluation path 23 . 24 be chosen differently, namely such that due to the higher performance within the control units 14 . 15 a larger amount of data is processed.

Die jeweils entstehenden Auswertungsergebnisse werden durch die Steuergeräte 14, 15, insbesondere durch die Auswertungseinheiten 22, zusammengeführt und beispielsweise an verschiedene, diese benötigende Funktionen 25 von Fahrzeugsystemen weitergeben, insbesondere von Fahrzeugsystemen zur wenigstens teilweise automatischen Führung des Kraftfahrzeugs 1.The resulting evaluation results are determined by the control units 14 . 15 , in particular by the evaluation units 22 , merged and, for example, to various functions that require them 25 of vehicle systems, in particular of vehicle systems for at least partially automatic guidance of the motor vehicle 1 ,

Die Zusammenführung der Auswertungsergebnisse kann dabei sowohl eine Plausibilisierung der einzelnen Ausgangsdaten gegeneinander als auch eine statistische Zusammenführung enthalten. Bei einem Ausfall eines der Auswertungspfade 20, 21, 23, 24 kann aufgrund der Redundanz der Strom an Auswertungsergebnissen mit dem jeweils anderen Auswertungspfad 23, 24, 20, 21 dennoch aufrecht erhalten werden.The combination of the evaluation results can include a plausibility check of the individual output data against each other as well as a statistical combination. In case of failure of one of the evaluation paths 20 . 21 . 23 . 24 Due to the redundancy, the stream of evaluation results can be compared to the other evaluation path 23 . 24 . 20 . 21 still be maintained.

Claims

Method for evaluating radar data recorded by at least one radar sensor (2) in a motor vehicle (1), the radar data present in the radar sensor (2) being input data parallel to a first evaluation path (20, 21) of an evaluation device (18) within of the radar sensor (2) itself and at least one control unit (14, 15) of the motor vehicle (1) having at least partially the first evaluation path (20, 21) redundant second evaluation path (23, 24), the evaluation results of both evaluation paths (20 , 21, 23, 24) in the control unit (14, 15) are combined, and wherein the input data via a provided for at least a part of the evaluation results main communication connection (16), in particular a bus connection, separate, in particular faster data transmission permitting additional communication connection (17), in particular an Ethernet connection, are transmitted to the control unit (14, 15).

Method according to Claim 1 , characterized in that the output data of both evaluation paths (20, 21, 23, 24) are equal and the evaluation results against each other plausibility and / or statistically combined.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the plurality of first and at least partially redundant second evaluation paths (20, 21, 23, 24) are used and / or a plurality of control devices (14, 15) each having at least one second execution path (23, 24) are used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the input data directly from a radar transceiver (9) of the radar sensor (2) obtained raw data and / or at least partially, in particular in the context of a preceding evaluation path (19) of the radar sensor (2), pre-evaluated raw data include.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a for the realization of the second evaluation path (23, 24) used computing unit (22) of the control device (14, 15) is more efficient than the evaluation device (18).

Method according to Claim 5 , characterized in that a to a preselection, in particular to the exclusion of noise, the input data used threshold, in particular a detection threshold for the first evaluation path (20, 21) excludes more radar data than for the second evaluation path (23, 24) is used.

Method according to Claim 5 or 6 , characterized in that a plurality of radar sensors (2) are used, whose respective second evaluation paths (23, 24) are all performed by the control unit (14, 15).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the event of failure of one of the evaluation paths (20, 21, 23, 24), the output data of the respective other evaluation path (20, 21, 23, 24) are reused on its own.

Motor vehicle (1), comprising at least one radar sensor (2) with an evaluation device (18) for radar data and at least one radar data of the radar sensor (2) evaluating control device (14, 15), wherein the radar sensor (2) and the control device (14, 15 ) are designed for carrying out a method according to one of the preceding claims.