DE102018106841B4 - Werkzeug zum automatischen Kalibrieren mehrerer Radarvorrichtungen - Google Patents

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Abstract

Verfahren (400) zum Messen einer Entfernung zwischen einem auf einem Fahrzeug (100) angeordneten ersten Radarsystem (202) und einem auf dem Fahrzeug (100) angeordneten zweiten Radarsystem (204), umfassend:Bewegen (402) eines Zielreflektors (210, 300) entlang einer Spur (212) zu einem Ort entlang einer Mittelsenkrechten (214) einer Grundlinie (206), die das erste Radarsystem (202) und das zweite Radarsystem (204) verbindet;Erhalten (402, 404, 406, 408) einer direkten Entfernungsmessung für mindestens eines aus dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) und einer bistatischen Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204); undErmitteln (410) der Entfernung (d) zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) unter Verwendung der direkten Entfernungsmessung, der bistatischen Entfernungsmessung, und einer radialen Länge (r) des Zielreflektors (210, 300).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Der Gegenstand der Offenbarung betrifft das Kalibrieren mehrerer Radarsysteme und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Entfernung zwischen einem ersten Radarsystem und einem zweiten Radarsystem, um das erste Radarsystem und das zweite Radarsystem zusammenwirkend zu verwenden.
  • Einleitung
  • Fahrzeugverfolgungssysteme beinhalten Radarsysteme (d. h. Radarsender und - empfänger), die Objekte im Umfeld des Fahrzeugs, sowie auch verschiedene Parameter erfassen, die sich auf das Objekt beziehen, wie seine Entfernung zum Fahrzeug und seine Geschwindigkeit im Verhältnis zum Fahrzeug. Einige Fahrzeugsysteme beinhalten mehrere Radargeräte, die an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs positioniert sind. Diese mehreren Radargeräte können als ein bistatisches Radarsystem verwendet werden, indem ein Radarsignal von einem Sender an einem Ort gesendet wird und eine Reflexion des Radarsignals von dem Objekt an einem anderen Ort empfangen wird. Solche bistatischen Radarmessungen werden verwendet, um Parameter des Objekts unter Verwendung der Kenntnis der Entfernung zwischen dem Sender und dem Empfänger zu ermitteln. Derartige Entfernungen sind jedoch nicht wohlbekannt für Radarsysteme, die in nichtplanare Oberflächen eines Fahrzeugs integriert sind. Darüber hinaus ist es schwierig, Kenntnisse darüber zu erlangen, wenn die Radarsysteme sich nicht in einer direkten Blicklinie zueinander befinden.
  • Die DE 102 52 091 A1 beschreibt eine multistatische Sensoranordnung für eine Entfernungsmessung zu einem Objekt. Die Sensoranordnung weist eine Sende- und eine Empfangseinheit auf, welche jeweils einen Hochfrequenzoszillator und einen Pulsgenerator aufweisen. Die Pulsgeneratoren sind mit Taktsignalen aus Signalgeneratoren speisbar, wobei die Taktsignale über einen gemeinsamen Datenbus an die Sende- und die Empfangseinheit übertragbar sind, wodurch ein deterministisches Phasenverhältnis der Hochfrequenzsignale aus den Hochfrequenzoszillatoren erzeugbar ist. Beim Verfahren zum Betrieb insbesondere der obigen Sensoranordnung werden zwei Taktsignale über einen gemeinsamen Datenbus jeweils in eine Sende- und eine Empfangseinheit eingespeist und das Signal von einer Sendeeinheit zu einem Objekt ausgestrahlt und das vom Datenbus erhaltene und durch die Empfangseinheit passierte Signal mit dem vom Objekt reflektierten Empfangssignal gemischt, um daraus ein auswertbares Messsignal zu erzeugen, wobei eine Kalibrierung eines Messsignals an einer Entfernungsachse anhand einer Nullpunktbestimmung der Taktsignale auf dem gemeinsamen Datenbus ausgeführt wird, welche die Phasen zweier Taktsignale über den Datenbus vergleicht.
  • Die DE 10 2014 208 899 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kalibrierung eines Antennendiagramms eines MIMO-Radarsensors mit Ntx Sende-Antennenelementen und Nrx Empfangs-Antennenelementen, das die folgenden Schritte umfasst: vor Inbetriebnahme des Radarsensors: Speichern eines Antennendiagramms, das jedem von mehreren Winkeln einen jeweiligen Steuerungsvektor zuordnet, der sich zusammensetzt aus einem Sende-Steuerungsvektor und einem Empfangs-Steuerungsvektor; nach Inbetriebnahme: Ausführen einer Radarmessung zur Ortung eines Objekts, Prüfen, ob das geortete Objekt ein Einzelziel oder ein Mehrfachziel ist; wenn es ein Einzelziel ist: Ausführen einer SIMO-Messung mit jedem der Sende-Antennenelemente, Schätzen des Winkels des Objekts anhand der Messergebnisse, Berechnen einer ersten, von den Komponenten des Sende-Steuerungsvektors abhängigen Vergleichsgröße für jedes Sende-Antennenelement, Berechnen einer zweiten, von den Ergebnissen der SIMO-Messungen abhängigen Vergleichsgröße für jedes Sende-Antennenelement, und Korrigieren des Sende-Steuerungsvektors anhand einer bekannten Beziehung zwischen den ersten und zweiten Vergleichsgrößen für jedes Sende-Antennenelement.
  • Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kalibrierungsverfahren und eine Kalibrierungsvorrichtung zum Ermitteln einer Entfernung zwischen in einem Fahrzeug integrierten Radarsystemen bereitzustellen, um dem Fahrzeug eine bistatische Radarfähigkeit bereitzustellen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Messen einer Entfernung zwischen einem auf einem Fahrzeug angeordneten ersten Radarsystem und einem auf dem Fahrzeug angeordneten zweiten Radarsystem offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Bewegen eines Zielreflektors entlang einer Spur zu einem Ort entlang einer Mittelsenkrechten einer Grundlinie, die das erste Radarsystem und das zweite Radarsystem verbindet, und das Erhalten einer direkten Entfernungsmessung für mindestens eines aus dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem und einer bistatischen Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem. Die Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem wird unter Verwendung der direkten Entfernungsmessung, der bistatischen Entfernungsmessung, und einer radialen Länge des Zielreflektors bestimmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner das Ermitteln einer Radarmessung eines Objekts basierend auf der ermittelten Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem.
  • In einer Ausführungsform wird das Fahrzeug mit Bezug auf das Objekt basierend auf der ermittelten Radarmessung manövriert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Bewegen des Zielreflektors zu dem Ort entlang der Mittelsenkrechten das Bewegen des Zielreflektors zu dem Ort, an dem eine erste direkte Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem und dem Zielreflektor mit einer zweiten direkten Entfernungsmessung zwischen dem zweiten Radarsystem und dem Zielreflektor übereinstimmt oder weitgehend übereinstimmt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Zielreflektor ein sphärischer Reflektor und die radiale Länge ist ein Radius des sphärischen Reflektors.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Reflektor eine reflektierende Oberfläche, die sich von der Spur durch ein radiales Element erstreckt und die radiale Länge ist eine Länge des radialen Elements. In der Ausführungsform, in der der Reflektor eine reflektierende Oberfläche ist, wird die direkte Entfernungsmessung erhalten, während die reflektierende Oberfläche sich an einer Winkelstellung befindet und die bistatische Entfernungsmessung wird erhalten, während die reflektierende Oberfläche sich an einer anderen Winkelposition befindet.
  • In verschiedenen Ausführungsformen befinden sich das erste Radarsystem und das zweite Radarsystem nicht in einer Blicklinie zueinander.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Entfernung zwischen einem auf einem Fahrzeug angeordneten ersten Radarsystem und einem auf dem Fahrzeug angeordneten zweiten Radarsystem offenbart. Die Vorrichtung beinhaltet eine Spur, die parallel zu einer Grundlinie des ersten Radarsystems und des zweiten Radarsystems angeordnet ist und eine Mittelsenkrechte der Grundlinie schneidet, einen Zielreflektor, der sich entlang der Spur bewegt, und einen Prozessor, der mit dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem verbunden ist. Der Prozessor ist konfiguriert, eine direkte Entfernungsmessung für mindestens eines aus dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem zu erhalten und eine bistatische Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem zu erhalten, wenn der Zielreflektor an einer Überschneidung der Mittelsenkrechten und der Spur positioniert ist, und die Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem unter Verwendung der direkten Entfernungsmessung, der bistatischen Entfernungsmessung, und einer radialen Länge des Zielreflektors zu ermitteln.
  • In einer Ausführungsform ermittelt der Prozessor eine Radarmessung eines Objekts basierend auf der ermittelten Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem.
  • In einer Ausführungsform wird das Fahrzeug mit Bezug auf das Objekt basierend auf der ermittelten Radarmessung manövriert.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Zielreflektor ein sphärischer Reflektor und die radiale Länge ist ein Radius des sphärischen Reflektors.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Reflektor eine reflektierende Oberfläche, die sich von einem sich auf der Spur befindlichen Schwenkpunkt durch ein radiales Element erstreckt und die radiale Länge ist eine Länge des radialen Elements.
  • In einer weiteren Ausführungsform, in der der Reflektor die reflektierende Oberfläche ist, wird die reflektierende Oberfläche in einer Winkelposition positioniert, um die direkte Entfernungsmessung zu erhalten und wird in einer anderen Winkelposition positioniert, um die bistatische Entfernungsmessung zu erhalten.
  • In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Messen einer Entfernung zwischen einem auf einem Fahrzeug angeordneten ersten Radarsystem und einem auf dem Fahrzeug angeordneten zweiten Radarsystem offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Anordnen einer Spur parallel zu einer Grundlinie, die das erste Radarsystem und das zweite Radarsystem verbindet, das Bewegen eines Zielreflektors entlang einer Spur zu einem ausgewählten Ort, bei dem der Zielreflektor die Mittelsenkrechte der Grundlinie überschneidet, das Erhalten einer direkten Entfernungsmessung für mindestens eines aus dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem und einer bistatischen Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem, und das Ermitteln der Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem und dem zweiten Radarsystem unter Verwendung der direkten Entfernungsmessung, der bistatischen Entfernungsmessung, und einer radialen Länge des Zielreflektors.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Bewegen des Zielreflektors zum ausgewählten Ort das Ermitteln des Orts, an dem eine erste direkte Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem und dem Zielreflektor mit einer zweiten direkten Entfernungsmessung zwischen dem zweiten Radarsystem und dem Zielreflektor übereinstimmt oder weitgehend übereinstimmt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Zielreflektor ein sphärischer Reflektor und die radiale Länge ist ein Radius des sphärischen Reflektors.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Reflektor eine reflektierende Oberfläche, die sich von einem Schwenkpunkt aus durch ein radiales Element erstreckt und die radiale Länge ist eine Länge des radialen Elements.
  • In der Ausführungsform, in der der Reflektor eine reflektierende Oberfläche ist, wird die direkte Entfernungsmessung erhalten, während die reflektierende Oberfläche sich an einer Winkelposition befindet, und die bistatische Entfernungsmessung wird erhalten, während die reflektierenden Oberfläche sich an einer anderen Winkelposition befindet.
  • In einer Ausführungsform befinden sich das erste Radarsystem und das zweite Radarsystem nicht in einer Blicklinie zueinander.
  • Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in welchen:
    • 1 eine Draufsicht eines Fahrzeugs zeigt, das mehrere integrierte Radarsysteme beinhaltet, die sich für Fahrzwecke eignen, gemäß einer Ausführungsform;
    • 2 eine Kalibrierungsvorrichtung zum Ermitteln einer Entfernung zwischen einem ersten Radarsystem und einem zweiten Radarsystem in einer Ausführungsform veranschaulicht;
    • 3 einen Zielreflektor zeigt, der eine gelenkige reflektierende Oberfläche beinhaltet, die mit der Kalibrierungsvorrichtung aus 2 verwendbar ist, in einer alternativen Ausführungsform; und
    • 4 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zum Ermitteln eines Abstands zwischen zwei Radarsystemen in einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Offenbarung, zeigt 1 eine Draufsicht eines Fahrzeugs 100, das mehrere integrierte Radarsysteme beinhaltet, die sich gemäß einer Ausführungsform für Fahrzwecke eignen. Das Fahrzeug in 1 betreibt ein autonomes Fahrsystem 102, das ein Radarsteuersystem 108, eine Steuereinheit 116 und ein Kollisionsvermeidungssystem 112 beinhaltet. Das Radarsystem betreibt mehrere Radarwandler 110a, 110b, 110c, 110d, die an separaten Stellen des Fahrzeugs 100 angeordnet sind.
  • Jeder der Radarwandler 110a, 110b, 110c und 110d kann mindestens eines aus einem Sender und einem Empfänger beinhalten. In einer Ausführungsform beinhaltet jeder Radarwandler 110a, 110b, 110c, and 110d sowohl einen Sender als auch einen Empfänger. Die Radarwandler 110a, 110b, 110c, 110d sind signalgesteuert mit dem Radarsteuersystem 108 verbunden, das den Betrieb der Radarwandler 110a, 110b, 110c, 110d steuert, um Quellensignale auszusenden und empfangene reflektierte Signale zu empfangen. Jeder Radarwandler 110a, 110b, 110c, 110d kann auf unabhängige Art und Weise direkte Entfernungsmessungen für verschiedene Objekte in seiner Umgebung erhalten. Zusätzlich oder alternativ können die Radarwandler 110a, 110b, 110c und 110d verwendet werden, um bistatische Entfernungsmessungen zu erhalten. In einem Beispiel einer bistatischen Entfernungsmessung aktiviert das Radarsteuersystem 108 einen Sender eines ausgewählten Radarwandlers (z. B. Radarwandler 110c) um ein Radarquellensignal 122 außerhalb vom Fahrzeug 100 auszusenden. Zu Veranschaulichungszwecken wird das Radarquellensignal 122 durch ein erstes Objekt 104 und ein zweites Objekt 106 reflektiert. Das reflektierte Signal 124 vom ersten Objekt 104 wird am Radarwandler 110b empfangen. Das reflektierte Signal 126 vom zweiten Objekt 106 wird am Radarwandler 110d empfangen. Die Entfernung und die Dopplerfrequenz des ersten Objekts 104 kann basierend auf der Kenntnis einer Entfernung zwischen dem Radarwandler 110c und dem Radarwandler 110b ermittelt werden. Auf ähnliche Weise kann die Entfernung und die Dopplerfrequenz des zweiten Objekts 106 basierend auf der Kenntnis einer Entfernung zwischen dem Radarwandler 110c und dem Radarwandler 110d ermittelt werden. Daher ist die Auflösung der Entfernungs- und Dopplerfrequenzmessungen für das erste und zweite Objekt 104 und 106 von der Auflösung oder der Genauigkeit abhängig, mit der diese Abstände zwischen den Radarwandlern bekannt sind.
  • Das Radarsteuersystem 108 stellt die Radarmessdaten der Steuereinheit 116 bereit. Die Steuereinheit 116 kann einen oder mehrere Prozessoren 114 zum Ermitteln einer Position und/oder einer Geschwindigkeit (d. h. Dopplerfrequenz) des ersten Objekt 104 und des zweiten Objekts 106 aus den Radarmessdaten beinhalten und diese Position und/oder diese Geschwindigkeit im Gegenzug dem Kollisionsvermeidungssystem 112 bereitstellen.
  • Das Kollisionsvermeidungssystem 112 erhält Eingaben (z. B. Geschwindigkeit, Bremsrate, Beschleunigung) des Fahrzeugs 110 von internen Komponenten und anderen Sensoren des Fahrzeugs 100 und verwendet diese Informationen zusammen mit der bestimmten Position und/oder Geschwindigkeit des ersten Objekts 104 und zweiten Objekts 106, um einen Weg zu ermitteln, der Kontakt mit dem ersten Objekt 104 und dem zweiten Objekt 106 vermeidet. Das Kollisionsvermeidungssystem manövriert das Fahrzeug 100 dann entlang des Weges, wodurch die Fähigkeit des Fahrzeugs 100 bereitgestellt wird, sicher durch seine Umgebung zu fahren. Alternativ kann das Kollisionsvermeidungssystem 112 eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs bereitstellen, wenn gefährliche Fahrbedingungen unmittelbar bevorstehen. Da die Fähigkeit des Fahrzeugs 100 eine Interaktion mit den Objekten zu vermeiden, von der Auflösung der Radarmessungen abhängt, und da die Auflösung der bistatischen Radarmessungen von den Entfernungen zwischen den Radarwandlern 110a, 110b, 110c, 110b abhängt, ermöglicht das Aufweisen einer genauen Kenntnis dieser Entfernungen den effektiven Betrieb des autonomen Antriebssystemen 112.
  • 2 veranschaulicht in einer Ausführungsform eine Kalibrierungsvorrichtung 200 zum Kalibrieren eines ersten Radarsystem 202 und eines zweiten Radarsystems 204 durch Ermitteln einer Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem 202 und dem zweiten Radarsystem 204. Das erste Radarsystem 202 und das zweite Radarsystem 204 könne jede zwei der in 1 gezeigten Radarwandler 110a, 110b, 110c and 110d oder jeder gleichwertige Wandler des Fahrzeugs 100 sein. Das erste Radarsystem 202 ist vom zweiten Radarsystem 204 entlang einer Grundlinie 206, die eine gerade Linie ist, getrennt. Die Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem 202 und dem zweiten Radarsystem 204 wird als Entfernung d angegeben. Halterungen 230a und 230b werden verwendet, um eine Spur 212 an einem ausgewählten Ort zu befestigen, sodass die Spur 212 sich parallel zur Grundlinie 206 an der ausgewählten Entfernung h von der Grundlinie 206 erstreckt. Die Halterungen 230a und 230b können am Fahrzeug oder an einem vom Fahrzeug 100 unabhängigen Ort befestigt sein. Die Spur 212 kann ein Draht, eine Stange oder ein anderes geradliniges Element sein. Ein Zielreflektor 210 bewegt sich entlang oder wird entlang einer Spur 212 befördert. In einer Ausführungsform ist der Zielreflektor 210 eine Kugel oder ein sphärischer Reflektor, der einen ausgewählten Radius r aufweist. Die Spur 212 verläuft radial durch das Zentrum 208 der Kugel, zum Beispiel sich in der Kugel befindlichen Löchern. 2 zeigt den Zielreflektor 210 an einem Ort, an dem das Zentrum 208 der Kugel sich entlang einer Mittelsenkrechten 214 der Grundlinie 206 befindet.
  • Das erste Radarsystem 202 beinhaltet einen Radarsender und einen Radarempfänger. Das zweite Radarsystem 204 beinhaltet auch einen Radarsender und einen Radarempfänger. Das erste Radarsystem 202 und das zweite Radarsystem 204 sind jeweils zeitsynchronisiert und frequenzsynchronisiert. Jedes aus dem ersten Radarsystem 202 und dem zweiten Radarsystem 204 ist dazu fähig, eine direkte Entfernung zum Zielreflektor 210 und eine bistatische Entfernung zum Zielreflektor 210 zu messen. Das erste Radarsystem 202 und das zweite Radarsystem 204 sind mit dem Prozessor 235 verbunden. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Prozessor 235 derselbe wie der eine oder die mehreren Prozessoren 114 aus 1 sein. Der Prozessor 235 empfängt Daten vom ersten Radarsystem 202 und vom zweiten Radarsystem 204, ermittelt verschiedene Radarmessungen, wie direkte Entfernungsmessungen und bistatische Entfernungsmessungen basierend auf den empfangenen Daten, und ermittelt die Länge der Grundlinie 206 aus den ermittelten Radarmessungen.
  • Die direkte Entfernung ist die Entfernung, die von einem Radarsignal zurückgelegt wird, das von einem Radarsystem (z. B. dem ersten Radarsystem 202) ausgesendet wird und nach der Reflexion vom Zielreflektor 210 durch einen Empfänger desselben Radarsystems (erstes Radarsystems dem 202) empfangen wird. Die bistatische Entfernung ist die Entfernung, die von einem Radarsignal zurückgelegt wird, das von einem Radarsystem (z. B. dem ersten Radarsystem 202) ausgesendet wird und nach der Reflexion vom Zielreflektor 210 an einem unterschiedlichen Radarsystem (z. B. dem zweiten Radarsystem 204) empfangen wird. Ein direktes Entfernungssignal des ersten Radarsystems 202 wandert vom ersten Radarsystem 202 entlang einer radialen Linie 220 des Zielreflektors 210 und wird an eine zurückverfolgte radiale Linie 220 zurück zum ersten Radarsystem 202 reflektiert. Auf ähnliche Art und Weise wandert ein direktes Entfernungssignal des zweiten Radarsystems 204 vom zweiten Radarsystem entlang einer radialen Linie 222 des Zielreflektors 210 und wird dann an eine zurückverfolgte radiale Linie 222 zurück zum zweiten Radarsystem 204 reflektiert. Die Länge der radialen Linien 220 und 222 können aus Laufzeitmessungen ermittelt werden. Wenn das Zentrum 208 des Zielreflektors 210 sich nicht in der Nähe der Mittelsenkrechten 214 befindet (d. h., wenn die Mittelsenkrechte 214 nicht durch das Zentrum 208 der Kugel verläuft), wird die radiale Linie 220 länger als die radiale Linie 222 sein oder die radiale Linie 222 wird länger als die radiale Linie 220 sein. Wenn der Zielreflektor 210 auf der Mittelsenkrechten 214 positioniert ist (d. h., wenn die Mittelsenkrechte 214 durch das Zentrum 208 der Kugel verläuft), sind die radialen Linien 220 und 222 gleich lang. 2 zeigt den an der Mittelsenkrechten 214 positionierten Zielreflektor 210. Somit sind die Längen dieser radialen Linien 220 und 222 beide gleich lang und werden als R1 angegeben.
  • Zum Bestimmen einer bistatischen Entfernung wird ein von einem Radarsystem (z. B. dem ersten Radarsystem 202) gesendetes Signal vom Zielreflektor 210 reflektiert und am anderen Radarsystem (z. B. dem zweiten Radarsystem 204) empfangen. Der vom Radarsignal zurückgelegte Pfad beinhaltet eine Linie 224 zwischen dem ersten Radarsystem 202 und dem Zielreflektor 210 und eine Linie 226 zwischen dem Zielreflektor 210 und dem zweiten Radarsystem 204. Wenn das Zentrum 208 der Kugel sich auf der Mittelsenkrechten 214 befindet, wird das bistatische Radarsignal von dem Punkt der Kugel 210 aus reflektiert, der am nächsten zur Grundlinie 206 positioniert ist und die Länge der Linie 224 stimmt mit der Länge der Linie 226 überein. Folglich stimmt der Winkel zwischen der Mittelsenkrechten 214 und der Linie 224 (bezeichnet mit O) mit dem Winkel zwischen der Mittelsenkrechten 214 und der Linie 226 (auch bezeichnet mit O) überein. Darüber hinaus und wenn das Zentrum 208 der Kugel sich auf der Mittelsenkrechten 214 befindet, legt ein vom ersten Radarsystem 202 erzeugtes und dem zweiten Radarsystem 204 empfangenes bistatisches Radarsignal einen selben Pfad zurück wie ein vom zweiten Radarsystem 204 erzeugtes und vom ersten Radarsystem 202 empfangenes bistatisches Radarsignal, nur umgekehrt.
  • Ein Verfahren zum Ermitteln einer Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem 202 und dem zweiten Radarsystem 204 oder mit anderen Worten, zum Ermitteln der Länge d der Grundlinie 206 wird nachfolgend erläutert. Der Zielreflektor 210 bewegt sich entlang der Spur 212. Direkte Entfernungsmessungen werden vom Zielreflektor 210 unter Verwendung sowohl des ersten Radarsystems 202 als auch des zweiten Radarsystems 204 erhalten, während der Zielreflektor 210 entlang der Spur 212 bewegt wird. Wenn die direkten Entfernungsmessungen des ersten und zweiten Radarsystems 202 und 204 übereinstimmen, wird der Zielreflektor 210 in dieser Position gehalten.
  • Sobald gleiche direkte Entfernungsmessungen erhalten worden sind, werden bistatische Messungen erhalten. Ein erstes Radarsignal wird vom ersten Radarsystem 202 gesendet, um den Zielreflektor 210 in das zweite Radarsystem 204 zu reflektieren und eine erste bistatische Entfernung wird gemessen. Ein zweites Radarsignal wird dann vom zweiten Radarsystem 204 gesendet, um den Zielreflektor 210 in das erste Radarsystem 202 zu reflektieren und eine zweite bistatische Entfernung wird gemessen. Wenn das Zentrum 208 der Kugel sich auf der Mittelsenkrechten befindet, entspricht die erste bistatische Entfernungsmessung der zweiten bistatischen Entfernungsmessung. Wenn die erste bistatische Entfernungsmessung nicht mit der zweiten bistatische Entfernungsmessung übereinstimmt, kann der Ort des Zielreflektors 210 eingestellt werden, bis bistatische Entfernungsmessungen übereinstimmen. Die Linien 224 und 226, für die bistatische Entfernungsmessungen übereinstimmen werden durch R2 angezeigt.
  • Wenn der Zielreflektor 210 derart positioniert ist, dass die Mittelsenkrechte 214 durch das Zentrum 208 verläuft, stimmt die radiale Linie 220 mit der radialen Linie 222 überein (und beide stimmen mit R1 überein) und die Linie 224 stimmt mit der Linie 226 überein (und beide stimmen mit R2 überein). Somit gelten die folgenden Gleichungen: h = R 1 2 − R 2 2 2 r + R 1 + r
    Figure DE102018106841B4_0001
     sin ( α ) = 1 + R 1 2 − R 2 2 2 r ( R 1 + r )
    Figure DE102018106841B4_0002
     d = 2 ( R 1 + r ) c o s ( α )
    Figure DE102018106841B4_0003
    wobei r eine radiale Länge des Zielreflektors 210 ist. Für den kugelförmigen Reflektor aus 2 ist die radiale Länge der Radius der Kugel.
  • Aus Gl. (1) wird ersichtlich, dass h aus den Messungen von R1, R2 und dem ausgewählten Radius r des Zielreflektors ermittelt werden können. Somit ist es nicht notwendig, den genauen Wert h vor dem Erhalt der Radarmessungen zu kennen. Es ist auch nicht notwendig, die Spur 212 bei einer bestimmten Entfernung von der Grundlinie 206 zu positionieren. Aus Gl. (2) kann die Messung des Winkels α zwischen der radialen Linie 220 und Grundlinie 206 aus den Messungen von R1, R2 und dem ausgewählten Radius r des Zielreflektors ermittelt werden. Die Länge d der Grundlinie 206 kann dann aus Gl. (1)-(3) ermittelt werden.
  • 3 zeigt einen Zielreflektor 300, der eine gelenkige reflektierende Oberfläche 302 in einer alternierenden Ausführungsform beinhaltet. Der Zielreflektor 300 beinhaltet ein solides radiales Element 304, das ein erstes Ende und ein zweites Ende, das sich gegenüber dem ersten Ende befindet, aufweist. Das radiale Element kann zum Beispiel eine Stange sein. Das erste Ende ist unter Verwendung eines Befestigungspunkts 308 an der Spur 212 positioniert und entlang der Spur 212 beweglich. Eine reflektierende Oberfläche 302 ist am zweiten Ende des radialen Elements 304 befestigt und dreht sich um den Befestigungspunkt 308. Aus diesem Grund ist die reflektierende Oberfläche 302 mit einer ausgewählten Entfernung oder einer radialen Länge vom Befestigungspunkt 308 angeordnet, die der Länge r des radialen Elements 304 entspricht. Die reflektierende Oberfläche 302 kann bei jedem ausgewählten Winkel φ manövriert werden. Der dunkle Umriss zeigt die reflektierende Oberfläche 302 bei einer ersten Winkelposition 310 und der gestrichelte Umriss zeigt die reflektierende Oberfläche 302 bei einer zweiten Winkelposition 312. Beim Vergleich von 3 mit 2 ist die reflektierende Oberfläche 302 an der ersten Winkelposition 310 zur Reflexion der bistatischen Radarmessungen angeordnet und an der zweiten Winkelposition 312 ist die reflektierende Oberfläche 302 zur Reflexion einer Entfernungsradarmessung angeordnet. Die reflektierende Oberfläche 302 kann um den Befestigungspunkt 308 gedreht werden, um sowohl Entfernungsradarmessungen als auch bistatische Radarmessungen bereitzustellen.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm 400, das ein Verfahren zum Kalibrieren von zwei Radarsystemen in einer Ausführungsform durch Ermitteln einer Entfernung zwischen den Radarsystemen veranschaulicht. In Kasten 402 wird ein Zielreflektor 210 entlang einer Spur 212 zu einem Ort bewegt, an dem eine direkte Entfernungsmessung vom Zielreflektor 210 unter Verwendung des ersten Radarsystem 202 erhalten wird, die mit einer direkten Entfernungsmessung übereinstimmt, die vom Zielreflektor 210 unter Verwendung des zweiten Radarsystems 204 erhalten wird. In Kasten 404 wird eine erste bistatische Entfernungsmessung durch das Übertragen eines Radarsignals vom ersten Radarsystem 202 und das Empfangen der Reflexion des Radarsignals vom Zielreflektor 210 beim zweiten Radarsystem 204 erhalten. In Kasten 406 wird eine zweite bistatische Entfernungsmessung durch Übertragen eines Radarsignals vom zweiten Radarsystem und Empfangen der Reflexion des Radarsignals vom Zielreflektor am ersten Radarsystem erhalten. In Kasten 408 wird die erste bistatische Entfernungsmessung mit der zweiten bistatischen Entfernungsmessung verglichen, um zu ermitteln, dass diese Messungen miteinander übereinstimmen. In Kasten 410 wird die Länge d der Grundlinie aus R1, R2 und der radialen Länge r unter Verwendung der Gl. (1)-(3) berechnet.

Claims (10)

  1. Verfahren (400) zum Messen einer Entfernung zwischen einem auf einem Fahrzeug (100) angeordneten ersten Radarsystem (202) und einem auf dem Fahrzeug (100) angeordneten zweiten Radarsystem (204), umfassend: Bewegen (402) eines Zielreflektors (210, 300) entlang einer Spur (212) zu einem Ort entlang einer Mittelsenkrechten (214) einer Grundlinie (206), die das erste Radarsystem (202) und das zweite Radarsystem (204) verbindet; Erhalten (402, 404, 406, 408) einer direkten Entfernungsmessung für mindestens eines aus dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) und einer bistatischen Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204); und Ermitteln (410) der Entfernung (d) zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) unter Verwendung der direkten Entfernungsmessung, der bistatischen Entfernungsmessung, und einer radialen Länge (r) des Zielreflektors (210, 300).
  2. Verfahren (400) nach Anspruch 1, ferner umfassend das Ermitteln einer Radarmessung eines Objekts (104, 106) basierend auf der ermittelten Entfernung (d) zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204).
  3. Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei das Bewegen (402) des Zielreflektors (210, 300) zu dem Ort entlang der Mittelsenkrechten (214) ferner das Bewegen des Zielreflektors (210, 300) zu dem Ort umfasst, an dem eine erste direkte Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem Zielreflektor (210, 300) mit einer zweiten direkten Entfernungsmessung zwischen dem zweiten Radarsystem (204) und dem Zielreflektor (210, 300) übereinstimmt oder weitgehend übereinstimmt.
  4. Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei der Zielreflektor (210) ein sphärischer Reflektor (210) ist und die radiale Länge (r) ein Radius (r) des sphärischen Reflektors (210) ist.
  5. Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei der Zielreflektor (300) eine reflektierende Oberfläche (302) ist, die sich von der Spur (212) durch ein radiales Element (304) erstreckt und die radiale Länge (r) eine Länge des radialen Elements (304) ist, das Verfahren (400) ferner umfassend das Erhalten (402) der direkten Entfernungsmessung, während die reflektierende Oberfläche (302) sich an einer Winkelposition (310) befindet und das Erhalten der bistatischen Entfernungsmessung, während die reflektierende Oberfläche (302) sich an einer anderen Winkelposition (312) befindet.
  6. Vorrichtung zum Ermitteln einer Entfernung zwischen einem auf einem Fahrzeug (100) angeordneten ersten Radarsystem (202) und einem auf dem Fahrzeug (100) angeordneten zweiten Radarsystem (204), umfassend: Eine Spur (212), die parallel zu einer Grundlinie (206) des ersten Radarsystems (202) und des zweiten Radarsystems (204) angeordnet ist und eine Mittelsenkrechte (214) der Grundlinie (206) schneidet; einen Zielreflektor (210, 300), der sich entlang der Spur (212) bewegt; und einen Prozessor (235), der mit dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) verbunden ist, wobei der Prozessor (235) konfiguriert ist: eine direkte Entfernungsmessung für mindestens eines aus dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) und eine bistatische Entfernungsmessung zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) zu erhalten, wenn der Zielreflektor (210, 300) an einer Überschneidung der Mittelsenkrechen (214) und der Spur (212) positioniert ist; und die Entfernung zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) unter Verwendung der direkten Entfernungsmessung, der bistatischen Entfernungsmessung, und einer radialen Länge (r) des Zielreflektors (210, 300) zu ermitteln.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor (235) eine Radarmessung eines Objekts basierend auf der ermittelten Entfernung (d) zwischen dem ersten Radarsystem (202) und dem zweiten Radarsystem (204) ermittelt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zielreflektor (210) ein sphärischer Reflektor (210) ist und die radiale Länge ein Radius (r) des sphärischen Reflektors (210) ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zielreflektor (300) eine reflektierende Oberfläche (302) ist, die sich von einem sich auf der Spur (212) befindlichen Schwenkpunkt (308) durch ein radiales Element (304) erstreckt und die radiale Länge (r) eine Länge des radialen Elements (304) ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die reflektierende Oberfläche (300) sich an einer Winkelposition (310) befindet, um die direkte Entfernungsmessung zu erhalten und sich an einer anderen Winkelposition (312) befindet, um die bistatische Entfernungsmessung zu erhalten.
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