DE102018110626A1 - Verarbeitung von Radarsignalen - Google Patents

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Abstract

Eine Radarvorrichtung wird vorgeschlagen, umfassend ein Eingangs-DMA-Modul, mindestens ein Verarbeitungsmodul, ein Histogrammmodul, ein Ausgangs-DMA-Modul, wobei das Eingangs-DMA-Modul eingerichtet ist zum Zugreifen auf einen Arbeitsspeicher und zum Zuführen von Daten aus dem Arbeitsspeicher zu dem mindestens einen Verarbeitungsmodul und/oder dem Histogrammmodul, wobei jedes des mindestens einen Verarbeitungsmoduls dafür eingerichtet ist, freigeschaltet oder blockiert zu werden, wobei das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, eingerichtet ist zum Verarbeiten von mindestens einem Teil der durch das Eingangs-DMA-Modul zugeführten Daten, wobei das Histogrammmodul mit Daten von dem mindestens einen Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, und/oder dem Eingangs-DMA-Modul gefüttert wird, und wobei das Ausgangs-DMA-Modul eingerichtet ist zum Speichern der Daten, die durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, verarbeitet wurden, in dem Arbeitsspeicher. Weiterhin wird ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen.

Description

  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Radaranwendungen, insbesondere einen effizienten Weg zum Verarbeiten von Radarsignalen, die von mindestens einem Radarsensor, beispielsweise über mindestens eine Antenne, erhalten werden. In dieser Hinsicht betrifft das Verarbeiten von Radarsignalen insbesondere Radarsignale, die durch einen Sensor oder eine Antenne empfangen werden.
  • Einige Radarvarianten werden in Autos für verschiedene Anwendungen verwendet. Zum Beispiel kann Radar für Totwinkel-Detektion (Parkassistent, Fußgängerschutz, Querverkehr), Kollisionsabmilderung, Spurwechselassistent und adaptive Geschwindigkeitsregelung verwendet werden. Zahlreiche Anwendungsfallszenarien für Radargeräte können in verschiedene Richtungen (z. B. Heck, Seite, Front), variierende Winkel (z. B. Azimut-Richtungswinkel) und/oder verschiedene Distanzen (kurz-, mittel- oder langreichweitig) ausgerichtet sein. Eine adaptive Geschwindigkeitsregelung kann zum Beispiel einen ±18 Grad betragenden Azimut-Richtungswinkel verwenden, wobei das Radarsignal von der Front des Autos emittiert wird, was eine Detektionsreichweite von bis zu mehreren hundert Metern ermöglicht.
  • Eine Radarquelle emittiert ein Signal und ein Sensor detektiert ein zurückgekehrtes Signal. Eine Frequenzverschiebung zwischen dem emittierten Signal und dem detektierten Signal (basierend auf z. B. einem sich bewegenden Auto, das das Radarsignal emittiert) kann dazu verwendet werden, Informationen zu erhalten, die auf der Reflexion des emittierten Signals basieren. Eine Frontend-Verarbeitung des durch den Sensor erhaltenen Signals kann eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) umfassen, die ein Signalspektrum ergeben kann, d. h. ein über die Frequenz verteiltes Signal. Die Amplitude des Signals kann eine Stärke eines Echos anzeigen, wobei eine Spitze ein Ziel repräsentieren kann, das detektiert und für eine weitere Verarbeitung verwendet werden soll, beispielsweise zum Anpassen der Geschwindigkeit des Autos basierend auf einem anderen, vorausfahrenden Auto.
  • Eine Radarverarbeitungsvorrichtung kann verschiedene Ausgabearten bereitstellen, beispielsweise einen Befehl an eine Steuerungseinheit, ein Objekt oder eine Objektliste, das/die durch mindestens eine Steuerungseinheit nachverarbeitet werden soll/sollen, mindestens eine FFT-Spitze, die durch mindestens eine Steuerungseinheit nachverarbeitet werden soll. Verwenden von FFT-Spitzen ermöglicht ein Hochleistungsnachverarbeiten.
  • Eine Konstanter-Falschalarm-Zurückweisung (CFAR), die auch als konstante Falschalarmrate bezeichnet wird, ist insbesondere als ein Schwellenverfahren zur FFT-Ergebnisanalyse bekannt, die auf einer Signalleistung basieren kann. CFAR ermöglicht ein Anpassen einer Schwelle, um zu entscheiden, ob das FFT-Signal ein potentielles Ziel anzeigt. CFAR berücksichtigt insbesondere Störpegel, Störechos und Störungen. Mehrere CFAR-Algorithmen sind bekannt. Für Einzelheiten wird auf http://en.wikipedia.org/wiki/Constant_false_alarm_rate verwiesen.
  • CFAR kann als ein Ansatz zum Auswählen von FFT-Spitzen verwendet werden, beispielsweise durch Vergleichen solcher Spitzen mit vordefinierten Schwellen.
  • Die Aufgabe besteht in einem effizienten Verarbeiten von Signalen in einem Radarsystem, das letztlich zu einer verbesserten Zielerkennung führen kann.
  • Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die hier vorgeschlagenen Beispiele können insbesondere auf mindestens einer der folgenden Lösungen basieren. Insbesondere könnten Kombinationen der folgenden Merkmale genutzt werden, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Die Merkmale des Verfahrens könnten mit einem oder mehreren beliebigen Merkmalen der Vorrichtung, der Einrichtung oder des Systems kombiniert werden oder umgekehrt.
  • Die Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung, die Folgendes umfasst:
    • - ein Eingangs-DMA-Modul,
    • - mindestens ein Verarbeitungsmodul,
    • - ein Histogrammmodul,
    • - ein Ausgangs-DMA-Modul,
    • - wobei das Eingangs-DMA-Modul eingerichtet ist zum Zugreifen auf einen Arbeitsspeicher und zum Zuführen von Daten aus dem Arbeitsspeicher zu dem mindestens einen Verarbeitungsmodul und/oder dem Histogrammmodul,
    • - wobei jedes der Verarbeitungsmodule dafür eingerichtet ist, freigeschaltet oder blockiert zu werden,
    • - wobei das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, eingerichtet ist zum Verarbeiten von mindestens einem Teil der durch das Eingangs-DMA-Modul zugeführten Daten,
    • - wobei das Histogrammmodul mit Daten von dem mindestens einen Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, und/oder dem Eingangs-DMA-Modul gefüttert wird,
    • - wobei das Ausgangs-DMA-Modul eingerichtet ist zum Speichern der Daten, die durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, verarbeitet wurden, in dem Arbeitsspeicher.
  • Diese Radarvorrichtung wird auch als eine Hardware(HW)-Struktur bezeichnet.
  • Operanden für die aktiven Verarbeitungsmodule können über das Eingangs-DMA-Modul und das Ausgangs-DMA-Modul erhalten werden.
  • Somit erlaubt die hier vorgeschlagene Radarvorrichtung Verwendung einer konfigurierbaren Hardware auf eine flexible Weise.
  • Jedes Modul repräsentiert eine Funktionalität, wie sie hier beschrieben wird. Jedes Modul kann als ein getrenntes Stück Hardware und/oder Software realisiert sein oder mindestens zwei Module können als ein Stück Hardware und/oder Software kombiniert sein. Eine Option besteht auch darin, dass eine Gruppe von Modulen mit anderer Hardware und/oder Software kombiniert ist. Eine Hardwarestruktur kann beispielsweise zwei unterschiedliche DMA-Funktionalitäten umfassen, d. h. das Eingangs-DMA-Modul und das Ausgangs-DMA-Modul. Diese Funktionalitäten können insbesondere Teil einer einzigen physischen DMA-Hardware sein. Hier beschriebene Funktionalitäten können als verschiedene Hardwareanteile implementiert sein oder sie können sich dieselbe Schaltung oder denselben Chip teilen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Verarbeitungsmodul ein FFT-Modul, das eine FFT-Operation oder eine inverse FFT-Operation bereitstellt.
  • Somit kann komplexe Signalmanipulation durch Verwendung des FFT-Moduls erreicht werden, so dass die Radarvorrichtung für Hochleistungs-Störungsdetektions- und -abmilderungszwecke verwendet werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform verarbeitet das FFT-Modul unter Verwendung des Histogrammmoduls Daten.
  • Das FFT-Modul kann insbesondere eine Erststufen-FFT, eine Zweitstufen-FFT oder eine Drittstufen-FFT berechnen, basierend auf den Daten, auf die durch das Eingangs-DMA-Modul zugegriffen wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Histogrammmodul Teil des Verarbeitungsmoduls.
  • Das Histogrammmodul kann insbesondere Teil eines FFT-Moduls sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Histogrammmodul einen Histogrammspeicher zum Speichern der Histogrammdaten.
  • Gemäß einer Ausführungsform speichert das Histogrammmodul Histogrammdaten für eine vorbestimmte Anzahl von Abtastungen, die auf dem Empfangssignal basieren, wobei die vorbestimmte Anzahl von Abtastungen auf einem Chirp, einer Empfangssignalrampe oder irgendeinem Anteil des Radardatenwürfels basiert.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die Histogrammdaten für mindestens eines der Folgenden verwendet:
    • - Konfigurieren einer Verstärkung eines Leistungsverstärkers der Radarvorrichtung,
    • - Bestimmen einer Inkonsistenz zwischen Daten, die von verschiedenen Antennen empfangen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind das Eingangs-DMA-Modul, das mindestens eine Verarbeitungsmodul und das Ausgangs-DMA-Modul durch einen Sequenzierer konfigurierbar.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Histogrammmodul durch den Sequenzierer konfigurierbar.
  • Das mindestens eine Verarbeitungsmodul und/oder das Histogrammmodul kann durch den Sequenzierer freigeschaltet und/oder blockiert werden. Jedes des mindestens einen Verarbeitungsmoduls und/oder des Histogrammmoduls kann ein Register umfassen, das durch den Sequenzierer konfigurierbar ist.
  • Der Sequenzierer kann eingerichtet sein zum Erhalten von mindestens einer Konfigurationsliste von einer Verarbeitungseinheit oder aus einem Arbeitsspeicher, wobei die mindestens eine Konfigurationsliste Konfigurationsdaten zum Konfigurieren des Eingangs-DMA-Moduls, des mindestens einen Verarbeitungsmoduls, des Histogrammmoduls und des Ausgangs-DMA-Moduls enthält.
  • Der Sequenzierer kann die Konfigurationsliste nutzen zum Konfigurieren der Module der HW-Struktur für eine gegebene Berechnungsstufe und zum Verwenden einer Folgekonfiguration für eine nachfolgende Berechnungsstufe (unter Verwendung derselben HW-Struktur), bis die Konfiguration der Konfigurationsliste verarbeitet ist.
  • Somit ist die durch die Radarvorrichtung bereitgestellte Kreisverarbeitung, welche bei jeder Verarbeitungsstufe den Einträgen der Konfigurationsliste folgend anders konfiguriert werden kann, ein effizienter operationsbasierter Ansatz, der eine Berechnungsstufe nach der anderen ausführt, wodurch der Arbeitsspeicher als eine Zwischenablage verwendet wird. Vorteilhafterweise ist keine Werkzeugkette zum Erzeugen von Programmcode (Assembler, Linker, Compiler) erforderlich, da die Module der HW-Struktur flexibel konfiguriert werden können, vordefinierte Operationen auszuführen.
  • Dieser Ansatz erlaubt somit Ausführen von komplexen Operationen an mindestens einer Menge von Radardaten (z. B. einem Vektor). Der Vektor kann z. B. einem Bin einer Rampe von Datenabtastungen entsprechen, insbesondere analog-digitalgewandelte Abtastungen oder Ergebnisse von FFT-Verarbeitung.
  • Das Ausgangs-DMA-Modul kann eingerichtet sein zum Schreiben in einem nativen Format in den Arbeitsspeicher. Eine Option besteht insbesondere darin, dass das Ausgangs-DMA-Modul das native Format eines Fehlerkorrekturcodes ECC (Error Correction Code) verwendet. Dies ist für die Gesamtleistungsfähigkeit hinsichtlich Lese-/Modifizier-/Schreib-Operationen förderlich. Das native Format kann durch Verwendung eines FIFO-Puffers erzielt werden, der gefüllt wird bis die volle Busbreite einer Operation erreicht wird. Somit führt die Operation vorwiegend volle Lese-/Modifizier-/Schreib-Zugriffe aus, anstatt einer Verwendung von z. B. einer auf 32 Bit ausgelegten Leseoperation, die nur 3 Bit ergibt.
  • Eine Option besteht darin, gleichzeitig mehrere Arten von Ergebnissen zu erzeugen, indem mehrere Ausgangs-DMA-Einheiten mit unabhängigen FIFO-Puffern vorgesehen werden.
  • Das Ausgangs-DMA-Modul kann eingerichtet sein zum Schreiben in unterschiedliche Bereiche des Arbeitsspeichers. Beispielsweise kann das Ausgangs-DMA-Modul einige DMA-Engines aufweisen, um Daten in unterschiedliche Bereiche des Arbeitsspeichers zu schreiben.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist jedes des mindestens einen Verarbeitungsmoduls in Serie zwischen dem Eingangs-DMA-Modul und dem Ausgangs-DMA-Modul angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform stellt jedes des mindestens einen Verarbeitungsmoduls mindestens eine der folgenden Operationen bereit:
    • - eine CFAR-Berechnung,
    • - mindestens eine FFT-Berechnung,
    • - mindestens eine iFFT-Berechnung,
    • - eine Fensterungsoperation,
    • - eine arithmetische Operation, z. B. Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren usw.,
    • - eine Vergleichsoperation,
    • - eine (selektive) Nullungsoperation,
    • - eine Winkelberechnung, insbesondere Berechnen eines Winkels und/oder einer Elevationsinformation,
    • - eine Spitzen-Berechnung,
    • - eine kohärente Integration,
    • - eine nicht kohärente Integration,
    • - eine Störungsabmilderungsberechnung,
    • - Berechnen einer Reichweiteninformation,
    • - Berechnen einer Doppler-Information,
    • - Berechnen einer Energieinformation.
  • Auch wird ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten durch eine Radarvorrichtung vorgeschlagen,
    • - wobei die Radarvorrichtung Folgendes umfasst:
      • - ein Eingangs-DMA-Modul,
      • - mindestens ein Verarbeitungsmodul,
      • - ein Histogrammmodul,
      • - ein Ausgangs-DMA-Modul,
    • - wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
      • - Zugreifen auf einen Arbeitsspeicher über das Eingangs-DMA-Modul und Zuführen von Daten aus dem Arbeitsspeicher zu dem mindestens einen Verarbeitungsmodul und/oder dem Histogrammmodul,
      • - Freischalten oder Blockieren von jedem der Verarbeitungsmodule,
      • - Verarbeiten mindestens eines Teils der durch das Eingangs-DMA-Modul zugeführten Daten durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist,
      • - Verarbeiten, durch das Histogrammmodul, von mindestens einem Teil der Daten, die durch das Eingangs-DMA-Modul zugeführt oder durch ein freigeschaltetes Verarbeitungsmodul zugeführt werden,
      • - Speichern, über das Ausgangs-DMA-Modul, der Daten in dem Arbeitsspeicher, wobei die Daten durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, verarbeitet werden.
  • Ferner ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, welches direkt in einen Arbeitsspeicher einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung ladbar ist und das Softwarecodeteile zum Durchführen der Schritte des wie hier beschriebenen Verfahrens umfasst.
  • Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargestellt und veranschaulicht. Die Zeichnungen dienen dazu, das Grundprinzip zu veranschaulichen, so dass nur für das Verständnis des Grundprinzips notwendige Aspekte veranschaulicht werden. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen ähnliche Merkmale.
    • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel davon, wie ein Histogrammmodul innerhalb einer flexiblen Verarbeitungskette eines Radarsystems genutzt wird;
    • 2 zeigt ein Beispiel für eine Hardware(HW)-Struktur, die in 1 gezeigte Elemente umfasst;
    • 3 zeigt beispielhafte Flussdiagramme, die Optionen von unter Nutzung der Histogrammmodule durchgeführten Schritten umfassen;
    • 4 zeigt eine schematische Struktur eines Senders und eines Empfängers eines Radarsystems;
    • 5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das die Sende- und die Empfangssignale sowie das Abtasten visualisiert.
  • In bekannten Radarverarbeitungsvorrichtungen wird ein Signal im Zeitbereich erfasst. Dieses Signal kann über eine Einzelantenne oder über mehrere Antennen hinweg erfasst werden. Das erfasste Signal wird dann in den Frequenzbereich umgesetzt.
  • 4 zeigt eine schematische Struktur eines Senders 920 und eines Empfängers 910 eines Radarsystems.
  • Der Empfänger 910 umfasst einen Mischer 911, ein Analogfilter 912, einen Analog-Digital-Wandler (ADW) 913, ein Digitalfilter 914, eine Steuerungseinheit 915 und eine MCU-Schnittstelle 916 (MCU: microcontroller control unit - Mikrocontroller-Steuerungseinheit).
  • Ein Empfangssignal RX 901 wird (über eine nicht gezeigte Antenne) dem Mischer 911 zugeführt. Der Mischer 911 wird auch mit einem Lokaloszillatorsignal LO (von dem Sender 920) versorgt; an seinem Ausgang liefert der Mischer 911 ein Zwischenfrequenzsignal ZF an das Analogfilter 912. Der Ausgang des Analogfilters 912 ist mit dem Eingang des ADW 913 verbunden und der Ausgang des ADW 913 ist mit dem Eingang des Digitalfilters 914 verbunden. Somit wird das Zwischenfrequenzsignal ZF durch das Analogfilter 912 gefiltert, dann wird das gefilterte Analogsignal durch den ADW 913 in ein Digitalsignal umgewandelt und das digital gefilterte Signal wird als eine Digitalausgabe 918 für weitere Verarbeitung bereitgestellt.
  • Eine MCU 917 liefert ein Signal an die MCU-Schnittstelle 916, welche dieses Signal an die Steuerungseinheit 915 weitertransportiert. Die Steuerungseinheit ist eingerichtet zum Steuern oder Konfigurieren einer der folgenden Komponenten: des Mischers 911, des Analogfilters 912, des ADW 913 und des Digitalfilters 914. Die Steuerungseinheit 915 erhält ein „Chirp-Start“-Signal (das den Start oder eine Verschiebung des Starts des Chirps anzeigt) und ein „ADC-Takt“-Signal (d. h. das Taktsignal für den ADW 913) von dem Sender 920.
  • In dem in 4 gezeigten Beispiel umfasst der Sender 920 einen Oszillator und Taktgenerator 922, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 923, einen Leistungsverstärker 924, eine Chirp-Sequenz-Steuerungseinheit 925 und eine MCU-Schnittstelle 926.
  • Ein Kristall 921 (welcher sich in diesem Beispiel außerhalb des Senders 920 befindet, aber ebenso Teil des Senders 920 sein kann) wird durch den Oszillator und Taktgenerator 922 verwendet, um jegliche benötigte Taktsignale zu erzeugen. Beispielsweise liefert der Oszillator und Taktgenerator 922 Timing- und Taktsignale an die Chirp-Sequenz-Steuerungseinheit 925, welche auf der Grundlage dieser Signale das „Chip-Start“-Signal und das „ADW-Takt“-Signal bestimmt und sie an die Steuerungseinheit 915 des Empfängers 910 transportiert.
  • Auch führt der Oszillator und Taktgenerator 922 dem VCO 923 das Oszillatorsignal zu. Der VCO 923 wird verwendet zum Ansteuern des Leistungsverstärkers 924, wodurch das Sendesignal TX 902 erzeugt wird (welches dann über eine Antenne, welche in 4 nicht gezeigt ist, transportiert wird). Auch liefert der Leistungsverstärker das LO-Signal an den Mischer 911 des Empfängers 910.
  • Somit wird gemäß dem FMCW-Radarprinzip das momentane Sendesignal Tx mit dem Empfangssignal Rx multipliziert/gemischt. Das Analogfilter 912 kann ein Tiefpassfilter (LPF) sein, um unerwünschte Frequenzen zu entfernen, die durch den Mischprozess entstehen. Die ZF enthält Informationen über die Distanz zu den das Radar umgebenden Objekten. Jede Objektreflexion ergibt einen Sinoid, dessen Frequenz proportional zu der Objektdistanz ist.
  • Die ZF-Signale können über mehrere Rampen hinweg analysiert werden. Die entsprechenden Rohdaten (Abtastungen von dem ADW 913) können in einem Speicher gespeichert werden. Für weitere Analyse der Rohdaten kann eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) verwendet werden. Eine erste FFT (die sogenannte Entfernungs-FFT) wird zum Bestimmen der in den Radar-ZF-Signalen enthaltenen Frequenzen verwendet, eine für jede der aufgezeichneten Rampen. Eine zweite FFT ergibt dann die Entfernungs-Doppler-Karte, welche Informationen über die Geschwindigkeit und die Distanz zu umgebenden Objekten ergibt.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das die Sende- und die Empfangssignale sowie das Abtasten visualisiert.
  • Ein Diagramm 1010 zeigt verschiedene Hochfrequenzen über der Zeit. Das Sendesignal 902 wird emittiert. Aufgrund von Reflexionen von verschiedenen Objekten werden mehrere Signale 901a, 901b empfangen. In diesem Beispiel werden die Empfangssignalreflexionen 901a, 901b als unterschiedliche Empfangssignale 901 erhalten, wie in 4 gezeigt ist. Die Sendesignale 902 sowie die Empfangssignale 901a, 902 weisen die Form von Chirps auf, d. h. sich wiederholende Muster von Frequenzhochverschiebungen.
  • Eine Verzögerung zwischen dem Sendesignal 902 und dem Empfangssignal 901 a beträgt t d = 2 R c ,
    Figure DE102018110626A1_0001
    wobei R die Entfernung zum Objekt ist und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
  • Üblicherweise startet ein Chirp nachdem das Empfangssignal 901b zurückgekehrt ist (optional mit einigem Zeitversatz). Dies ist in 5 durch die Chirp-Dauer Tchirp angezeigt.
  • Eine Schwebungsfrequenz fb zeigt eine Zwischenfrequenz an, die einem bestimmten Objekt oder einer bestimmten Entfernung eigen ist.
  • Ein Diagramm 1020 zeigt Frequenzkomponenten der Zwischenfrequenz IF über der Zeit, wobei eine ZF 1021 mit dem Empfangssignal 901a assoziiert ist und eine ZF 1022 mit dem Empfangssignal 901b assoziiert ist.
  • Ein Diagramm 1030 zeigt ADW-Abtastungen, nachdem Abtasten durch den ADW 913 durchgeführt wurde.
  • Ein physischer Chirp kann insbesondere auf einem HF-Signal (HF: Hochfrequenz) mit einer Frequenzhochverschiebung oder einer Frequenzrunterverschiebung basieren (auch als eine Frequenzrampe bezeichnet). Ein „Kästchen“ (Bin) kann insbesondere ein Ergebnis einer FFT-Verarbeitung der Abtastungen des Chirps sein.
  • Im Frequenzbereich kann ein Histogramm berechnet werden, um beispielsweise Frequenzbandverteilungen oder Rauschen (z. B. einen Rauschuntergrund) zu bestimmen.
  • Ein Histogramm kann eine vorbestimmte Anzahl von Segmenten umfassen, wobei jedes Segment einen vorbestimmten Signalleistungsbereich abdeckt. Eine Abtastung (ein ADgewandelter Wert) kann für das Segment gezählt werden, das der Signalleistung dieser Abtastung entspricht. Dies kann für eine vorbestimmte Anzahl von Abtastungen vorgenommen werden, welche Abtastungen repräsentieren, die beispielsweise auf einem Chirp oder einem beliebigen Anteil eines Radardatenwürfels basieren.
  • Ein Radardatenwürfel stellt einen intuitiven Weg zum Repräsentieren von Radarverarbeitung als eine Funktion von Raum und Zeit dar. Der Radardatenwürfel kann als ein dreidimensionaler Block aufgefasst werden, wobei die Radarantworten eines einzigen Pulses entlang einer ersten Achse, Antworten von zusätzlichen Empfängerelementen entlang einer zweiten Achse und eine Sammlung der Antworten von mehreren Pulsen entlang einer dritten Achse dargestellt werden (siehe beispielsweise https://de.mathworks.com/company/newsletters/articles/building-and-processing-a-radar-data-cube.html).
  • Nach einer derartigen Berechnung zeigt das Histogramm eine Signalleistungsverteilung, d. h. die Abtastungen werden im Hinblick auf deren jeweilige Signalleistungen visualisiert. Dann kann eine Anpassung von beispielsweise einer Verstärkung eines Verstärkers auf der Grundlage dieser durch das Histogramm gezeigten Verteilung durchgeführt werden. Falls es eine gewisse Anzahl von Abtastungen unter einer unteren Schwelle der Signalleistung gibt, kann die Verstärkung erhöht werden; dementsprechend kann die Verstärkung reduziert werden, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Abtastungen über einer oberen Schwelle der Signalleistung liegt, was eine Sättigung anzeigt.
  • Die hier präsentierte Lösung erleichtert insbesondere das Zusammenstellen von Histogrammen auf eine effiziente Weise, ohne eine Notwendigkeit für eine signifikante Menge an zusätzlichen Ressourcen (z. B. Speicherbandbreite, Verarbeitungsleistung). Somit erlauben die hier beschriebenen Beispiele Reduzieren des Rechenaufwands, der zum Zusammenstellen und/oder Nutzen von Histogrammen erforderlich ist.
  • Das hier vorgeschlagene Histogramm umfasst zusätzliche Daten, die auf einer Auswahl von Abtastungen basieren. Die Auswahl kann auf einer Rampe, einem Chirp oder beliebigen Daten basieren, insbesondere auf einem Anteil des Radardatenwürfels.
  • Das Histogramm kann spontan berechnet werden. Das Histogramm kann somit Werte wie ein Minimum, ein Maximum, einen Mittelwert, eine Standardabweichung oder dergleichen der Signalleistung auf einer laufenden Basis liefern.
  • Das Histogramm kann zu vorbestimmten Zeitpunkten regelmäßig oder unregelmäßig aktualisiert werden.
  • Das Histogramm kann eine vorbestimmte Anzahl von Segmenten (auch als Klassen bezeichnet) umfassen. Die Segmente können dieselben Signalleistungsbereiche abdecken oder sie können zumindest teilweise unterschiedliche Signalleistungsbereiche abdecken. Wenn eine Abtastung in ein Segment fällt, beispielsweise fällt die Signalleistung der Abtastung in den Signalleistungsbereich dieses Segments, wird der Zähler dieses Segments inkrementiert. Nachdem die Abtastungsauswahl verarbeitet ist, kann das Histogramm gespeichert werden oder es kann für die nächste Abtastungsauswahl zurückgesetzt werden.
  • Ein FFT-Modul kann eingerichtet sein zum Verarbeiten von in einem Arbeitsspeicher gespeicherten Daten; derartige Daten können die als Digitalausgabe 918 erhaltenen Abtastungen umfassen. Es sei angemerkt, dass die Digitalausgabe 918 in einem Arbeitsspeicher gespeichert werden kann und dass sie über einen DMA-Mechanismus (direkten Speicherzugriffsmechanismus) für weitere Verarbeitung, z. B. über ein FFT-Modul, abgerufen werden kann.
  • Hier beschriebene Beispiele legen insbesondere nahe, solch ein FFT-Modul mit einer Histogrammeinheit zu erweitern.
  • Diese Erweiterung kann sich auf eine funktionale Erweiterung ohne das Erfordernis, dass die Histogrammeinheit physisch zusammen mit dem FFT-Modul platziert ist, oder eine physische Erweiterung beziehen, wobei sowohl die Histogrammeinheit als auch das FFT-Modul jeweils als eine Einzelvorrichtung oder in einer Anordnung, die einige Vorrichtungen umfasst, implementiert ist.
  • Dies erlaubt es, die Speicherbandbreite effizient zu reduzieren und/oder die FFT-Ergebnisse und die Histogrammdaten parallel zu berechnen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das FFT-Modul eine Berechnungseinheit, welche insbesondere eine Signalleistungsberechnung durchführen kann.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel dafür, wie ein Histogrammmodul 106 zu nutzen ist.
  • Ein Eingangs-DMA-Modul 102 ist eingerichtet zum Zugreifen auf in einem Arbeitsspeicher gespeicherte Daten 108 über direkten Speicherzugriff (DMA). Ein nachfolgendes FFT-Modul 103 erlaubt Durchführen einer FFT-Operation (oder einer iFFT-Operation). Als eine Option kann das FFT-Modul 103 eine Recheneinheit 104 umfassen. Die FFT-Ergebnisse des FFT-Moduls 103 und/oder die Ergebnisse der Recheneinheit 104 können zu einem Ausgangs-DMA-Modul 105 und/oder zu dem Histogrammmodul 106 transportiert werden.
  • Das Histogrammmodul 106 umfasst einen Histogrammspeicher 107 zum Speichern von Daten. Ein Kommunikationskanal 111 kann zwischen dem Histogrammmodul 106 und dem FFT-Modul 103 vorgesehen sein, um dem FFT-Modul 103 Verwendung von Daten des Histogrammmoduls 106 (gespeichert in dem Histogrammspeicher 107) zu erlauben.
  • Das Histogrammmodul 106 kann von dem FFT-Modul 103 getrennt sein oder an dieses angehängt sein oder es kann ein Teil des FFT-Moduls 103 sein, so dass kein getrennter Kommunikationskanal nötig ist.
  • Das Ausgangs-DMA-Modul 105 erlaubt Schreiben von Ergebnissen 109 über DMA in den Arbeitsspeicher.
  • Somit kann das FFT-Modul 103 (mit oder ohne die optionale Recheneinheit 104) Rechenergebnisse liefern, die von dem Ausgangs-DMA-Modul 105 weiter verarbeitet, z. B. gespeichert, werden sollen.
  • Ein andere Option besteht darin, dass weitere Module zwischen dem Eingangs-DMA-Modul 102 und dem Ausgangs-DMA-Modul 105 vorgesehen sind, die weitere Operationen an den Daten erleichtern können, bevor diese in dem Arbeitsspeicher gespeichert werden. Somit kann die beispielhafte Anordnung von 1 dafür verwendet werden, auf Daten aus dem Arbeitsspeicher zuzugreifen, diese zu verarbeiten und diese an denselben Adressen oder an anderen Adressen desselben Arbeitsspeichers oder eines anderen Arbeitsspeichers zu speichern. Insbesondere besteht eine Option darin, eine Operation an Daten eines Radardatenwürfels bereitzustellen, indem dieses in 1 umrissene Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Schema angewandt wird.
  • Ein Option besteht darin, dass die Recheneinheit 104 als ein getrenntes Modul in der Kette zwischen dem Eingangs-DMA-Modul 102 und dem Ausgangs-DMA-Modul 105 eingesetzt wird. Die Recheneinheit 104 kann ihre Rechenergebnisse an das Histogrammmodul 106 und/oder das nachfolgende Modul der Kette transportieren (in dem in 1 gezeigten Beispiel ist dieses nachfolgende Modul der Kette das Ausgangs-DMA-Modul 105).
  • Die Recheneinheit 104 kann als eine getrennte eigenständige Einheit eingerichtet sein, sie kann Teil des FFT-Moduls 103 sein oder sie kann Teil des Histogrammmoduls 106 sein.
  • Die Recheneinheit 104 kann insbesondere Signalleistungsinformationen verarbeiten, zumindest auf einem der folgenden Formate basierend:
    • - einer linearen Leistung;
    • - einer log2-Leistung;
    • - einer Stärkenannäherung;
    • - einer Phase;
    • - einem beliebigem 16-Bit, 32-Bit oder 64-Bit Wert (real oder komplex).
  • Eine weitere Option besteht darin, dass das FFT-Modul 103 umgangen wird, um eine beliebige Datenart (z. B. aus dem Arbeitsspeicher) direkt an das Histogrammmodul 106 und/oder ein beliebiges nachfolgendes Modul der Verarbeitungskette zu transportieren (in dem Beispiel von 1 ist dieses nachfolgende Modul das Ausgangs-DMA-Modul 105). Dies ist durch einen gestrichelten Pfeil 110 angedeutet.
  • 2 zeigt ein Beispiel für eine Hardware(HW)-Struktur 101, die die in 1 gezeigten Elemente umfasst. Zusätzlich zu 1 ist ein Sequenzierer 201 vorgesehen, welcher Konfigurieren von jedem der Module 102, 103, 106 und 105 über Register 202, 203, 204 und 205 erlaubt.
  • Hier beschriebene Lösungen befähigen die HW-Struktur 101 zum Durchführen von Operationen, die auf Störungsdetektion und -abmilderung ausgerichtet sind. Derartige Operationen können konfigurierbar sein, beispielsweise durch einen Benutzer, und können somit an ein vordefiniertes Anwendungsfallszenarium angepasst werden.
  • Der Sequenzierer 201 erlaubt Freischalten oder Blockieren von mindestens einem Teil des jeweiligen Moduls. Falls ein Modul blockiert ist, kann dies dem entsprechen, dass das Modul effektiv umgangen wird (d. h. als sei dieses Modul in der Kette von dem Eingangs-DMA-Modul 102 bis zu dem Ausgangs-DMA-Modul 105 nicht vorhanden).
  • Optional kann die Histogrammfunktion an dem Ausgang des (nicht gezeigten) FFT-Moduls in einer ABLADER-Einheit implementiert sein. Die ABLADER-Einheit kann ein beliebiges Stück Hardware sein, das die Ergebnisse des FFT-Moduls 103 erhält und diese an mindestens eine nachfolgende Verarbeitungsstufe der Kette durchreicht. In einem solchen Fall kann die ABLADER-Einheit zwei Ausgaben aufweisen:
    • - FFT-Ergebnisse (d. h. Bins) und
    • - mindestens ein optionales Signal (z. B. Leistungsinformationen, wie etwa eine Signalleistung oder dergleichen).
  • Die Ausgaben der ABLADER-Einheit können dem Histogrammmodul 106 und/oder dem Ausgangs-DMA-Modul 105 geliefert werden.
  • Somit ist der Eingang des Histogrammmoduls 106 mit mindestens einem der Folgenden verbunden:
    • - dem Ausgang des FFT-Moduls 103,
    • - dem Ausgang des Eingangs-DMA-Moduls 102,
    • - dem Ausgang der Berechnungseinheit 104.
  • Somit empfängt das Histogrammmodul 106 mindestens eines der Folgenden:
    • - FFT-Ergebnisse von dem FFT-Modul 103,
    • - Daten aus dem Arbeitsspeicher über das Eingangs-DMA-Modul 102 (in diesem Fall wird das FFT-Modul 103 umgangen),
    • - Daten von der Recheneinheit 104.
  • In dem Fall, dass die Recheneinheit 104 (wie oben beschrieben) ein getrenntes Modul in der Kette ist, kann sie eine direkte Verbindung mit dem Histogrammmodul 106 aufweisen.
  • Histogrammdaten sind in dem Histogrammspeicher 107 des Histogrammmoduls 106 gespeichert. Der Histogrammspeicher 107 kann von einer programmierbaren Rechenressource direkt oder indirekt zugreifbar sein, um die Histogrammdaten zu analysieren und nachfolgend die Konfiguration der HW-Struktur 101 zu steuern, welche für eine nachfolgende Verarbeitungsstufe verwendet werden könnte. Mit anderen Worten kann die HW-Struktur 101 eine erste Konfiguration zum Durchführen einer ersten Verarbeitungsstufe und eine zweite (z. B. andere) Konfiguration zum Durchführen einer zweiten Verarbeitungsstufe verwenden. Somit kann die HW-Struktur 101 auf eine flexible Weise konfiguriert werden, um Schritte einer solchen ersten Verarbeitungsstufe in einem ersten Durchgang und Schritte der zweiten Verarbeitungsstufe in einem zweiten Durchgang auszuführen.
  • Das Histogrammmodul 106 kann insbesondere beliebige der folgenden Formate unterstützen:
    • - komplexe Daten,
    • - 32-Bit Daten einer linearen Signalleistung.
  • Als Ausgabe kann das Histogrammmodul mindestens eines der Folgenden liefern:
    • - Ein Histogramm von log2-Leistung einer Größe zwischen 25 (32) und 212 (4096) Ausgabebins. Ein Einzelhistogrammbin kann insbesondere für jedes Eingangsdatenelement inkrementiert werden. Der Zähler wird akkumuliert und gehalten bis die Bins gelöscht werden, z. B. durch Überschreiben mit 0.
    • - Die Ausgabe kann ein 64-Bit Wort sein.
  • Ein „Chirp“ ist ein gesendetes und mit einiger Verzögerung empfangenes Signal an dem Radarsystem. Der Chirp kann eine Frequenzhochverschiebung oder eine Frequenzrunterverschiebung (Frequenzrampe) umfassen. Ein „Kästchen“ (Bin) kann insbesondere ein Ergebnis einer FFT-Verarbeitung sein. Eine Eingabe zu einer FFT-Stufe kann aus über einen Analog-Digital-Wandler (ADW) abgetasteten realen Daten oder FFT-Bins von einer vorhergehenden FFT-Stufe (wenn mehrere FFT-Verarbeitungsstufen vonnöten sind) bestehen.
  • Der Bin oder der Chirp kann sich insbesondere auf mindestens eine Abtastung, eine Frequenz oder einen Frequenzbereich (z. B. eine Frequenzrampe) beziehen oder mit solchen verknüpft sein. Er kann mit einem potentiellen Ziel (d. h. mindestens einem potentiellen Ziel) verknüpft sein.
  • Optional kann das Histogramm über alle Antennen hinweg, für eine Gruppe von Antennen oder für eine Einzelantenne berechnet werden. Die Anzahl von Eingangs-FFT-Werten, die für das Histogrammmodul 106 verwendet werden, können insbesondere flexibel konfigurierbar sein.
  • 3 zeigt beispielhafte Flussdiagramme, die Optionen von unter Nutzung des Histogrammmoduls durchzuführenden Schritten umfassen.
  • Szenarium 301: Histogramm basierend auf Abtastungen
  • Die HW-Struktur 101 kann ausgelegt sein zum Durchführen der in einem Szenarium 301 gezeigten Schritte:
    • In einem Schritt 310 wird das Empfangssignal verarbeitet und abgetastet (ADW-Ergebnisse werden auch als Abtastungen bezeichnet).
  • Auf den Schritt 310 folgend werden die ADW-Ergebnisse in einem Schritt 320 als Histogrammdaten gespeichert. Jedes ADW-Ergebnis kann einen Signalleistungswert umfassen, welcher dazu führt, dass ein Segment des Histogramms, das diesen Signalleistungswert abdeckt, inkrementiert wird.
  • Das Szenarium 301 kann insbesondere für Zwecke der ADW-Nullpunktversatzaufhebung nützlich sein. Die erhaltenen Histogrammdaten sollten einen Mittelwert angeben, der sich im Falle, dass die Nullpunktversatzaufhebung vor dem Schritt 310 korrekt vorgenommen wurde, zu 0 ergibt. Falls sich der Mittelwert von 0 unterscheidet, kann ein Steuerelement dafür verwendet werden, den Nullpunktversatz näher an 0 zu schieben (oder auf 0, wenn möglich).
  • Dieses Szenarium 301 kann insbesondere pro Antenne verwendet werden, um die ADW-Ergebnisse per MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit - monolithische Mikrowellen-Integrierte-Schaltung) zu überwachen.
  • Szenarium 302: Histogramm basierend auf Erststufen-FFT-Ergebnissen
  • Ein Szenarium 302 umfasst auch den Schritt 310. Auf diesen Schritt 310 folgend wird ein Schritt 330 durchgeführt, der eine Fensterung (Auswahl der ADW-Ergebnisse) und eine Erststufen-FFT umfasst. Die FFT-Ergebnisse werden gemäß ihrer jeweiligen Signalleistung zum Histogramm 320 hin verarbeitet.
  • Dieses Szenarium 302 kann zum Überwachen der Verstärkung in einem Analog-Frontend (d. h. der Leistungsverstärker 924 des Senders 920) einer MMIC verwendet werden. Das Histogramm 320 basiert auf den Signalleistungswerten der Erststufen-FFT-Ergebnisse. Jegliche Spitzen in den Histogrammdaten können bestimmt werden und diese können mit niedrigen und hohen Schwellen verglichen werden. Idealerweise können die Spitzen innerhalb eines durch diese niedrigen und hohen Schwellen bestimmten Bereichs bleiben. Andernfalls kann die Verstärkung des Leistungsverstärkers 924 entsprechend angepasst werden. Die niedrige Schwelle gibt an, dass jegliche Daten oberhalb dieser Datenschwelle ausreichende Signalleistung aufweisen. Die hohe Schwelle gibt einen Sättigungspegel an, welcher insbesondere für eine nachfolgende Zweitstufen-FFT wichtig sein kann.
  • Diese Szenarium 302 kann ebenfalls pro Antenne verwendet werden.
  • Szenarium 303: Histogramm basierend auf Zweitstufen-FFT-Ergebnissen
  • Ein Szenarium 303 umfasst auch den Schritt 310. Auf diesen Schritt 310 folgend wird ein nachfolgender Schritt 340 durchgeführt, der eine Fensterung (Auswahl der ADW-Ergebnisse) und eine Erststufen-FFT umfasst.
  • Auf diesen Schritt 340 folgend wird ein Schritt 350 durchgeführt, der eine Fensterung (Auswahl der Erststufen-FFT-Ergebnisse) und eine Zweitstufen-FFT, die Zweitstufen-FFT-Ergebnisse produziert, umfasst. Die Zweitstufen-FFT-Ergebnisse werden gemäß ihrer jeweiligen Signalleistung zum Histogramm 320 hin verarbeitet.
  • Dieses Szenarium 303 kann zum Überwachen der Verstärkung des Analog-Frontends der MMIC verwendet werden, wie im Hinblick auf das Szenarium 302 beschrieben ist. Im Unterschied zu dem Szenarium 302 wird die Signalleistung der Zweitstufen-FFT-Ergebnisse verwendet, im Vergleich mit der Signalleistung der Erststufen-FFT-Ergebnisse.
  • Das Szenarium 303 kann auch zum Überprüfen auf Rechenkonsistenzen verwendet werden: Wenn das Radarsystem richtig kalibriert ist, sollten Histogrammdaten zwischen verschiedenen Antennen ähnlich sein, d. h. jeglicher Unterschied zwischen Histogrammdaten sollte innerhalb einer vordefinierten Grenze bleiben. Falls ein solcher Unterschied die vordefinierte Grenze überschreitet, kann somit eine Inkonsistenz, die insbesondere auf einer fehlerhaften Berechnung basieren kann, aufgetreten sein.
  • Diese Szenarium 303 kann ebenfalls pro Antenne verwendet werden.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen
  • Bei einem oder mehreren Beispielen können die hier beschriebenen Funktionen zumindest teilweise in Hardware implementiert sein, wie etwa speziellen Hardwarekomponenten oder einem Prozessor. Allgemeiner können die Techniken in Hardware, Prozessoren, Software, Firmware oder einer beliebigen Kombination davon implementiert sein. Falls sie in Software implementiert sind, können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder über ein solches übertragen werden und können durch eine hardwarebasierte Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien beinhalten, die einem greifbaren Medium, wie etwa Datenspeichermedien, oder Kommunikationsmedien einschließlich eines beliebigen Mediums entsprechen, das einen Transfer eines Computerprogramms von einer Stelle zu einer anderen, z. B. gemäß einem Kommunikationsprotokoll, ermöglicht. Auf diese Weise können computerlesbare Medien allgemein (1) greifbaren, computerlesbaren Speichermedien, die nichtflüchtig sind, oder (2) einem Kommunikationsmedium, wie etwa einem Signal oder einer Trägerwelle, entsprechen. Datenspeichermedien können beliebige verfügbare Medien sein, auf die von einem oder mehreren Computern oder von einem oder mehreren Prozessoren zugegriffen werden kann, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen zur Implementierung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium beinhalten.
  • Auf beispielhaftem Wege und nicht durch Beschränkung können derartige computerlesbare Speichermedien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichereinrichtungen, Flash-Speicher oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern von gewünschtem Programmcode in der Form von Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann und auf das von einem Computer zugegriffen werden kann, umfassen. Ebenfalls wird eine beliebige Verbindung ordnungsgemäß als ein computerlesbares Medium, d. h. als ein computerlesbares Übertragungsmedium, bezeichnet. Falls zum Beispiel Anweisungen von einer Website, einem Server oder einer anderen fernen Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, eines Glasfaserkabels, einer verdrillten Doppelleitung, eines digitalen Teilnehmeranschlusses (DSL - Digital Subscriber Line) oder drahtloser Technologien, wie etwa Infrarot, Funk und Mikrowellen, übertragen werden, dann sind das Koaxialkabel, das Glasfaserkabel, die verdrillte Doppelleitung, der DSL oder die drahtlosen Technologien, wie etwa Infrarot, Funk und Mikrowellen, in der Definition von Medium eingeschlossen. Es versteht sich allerdings, dass computerlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien keine Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere transiente Medien beinhalten, sondern stattdessen auf nichttransiente, greifbare Speichermedien abzielen. Disk und Disc beinhalten, so wie sie hier verwendet werden, eine Compact Disc (CD), eine Laser Disc, eine optische Disc, eine Digital Versatile Disc (DVD), eine Floppy-Disk und eine Blu-ray Disc, wobei Disks Daten üblicherweise magnetisch reproduzieren, wohingegen Discs Daten optisch mit Lasern reproduzieren. Kombinationen des Obigen sollten ebenfalls innerhalb des Umfangs von computerlesbaren Medien enthalten sein.
  • Anweisungen können von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, wie etwa von einer oder mehreren zentralen Recheneinheiten (CPU - Central Processing Unit), Digitalsignalprozessoren (DSPs), Allzweck-Mikroprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs - Application Specific Integrated Circuits), feldprogrammierbaren Logikarrays (FPGAs - Field Programmable Gate-Arrays), oder anderen äquivalenten integrierten oder diskreten Logikschaltungen. Demnach kann sich der Ausdruck „Prozessor“, so wie er hier verwendet wird, auf irgendeine der vorhergehenden Strukturen oder eine beliebige andere für Implementation der hier beschriebenen Techniken geeignete Struktur beziehen. Zusätzlich dazu kann die hier beschriebene Funktionalität bei manchen Aspekten innerhalb dedizierter Hardware- und/oder Software-Module bereitgestellt sein, die zum Codieren und Decodieren ausgelegt sind, oder in einem kombinierten Codec integriert sein. Auch könnten die Techniken vollständig in einem oder mehreren Schaltkreisen oder Logikelementen implementiert sein.
  • Die Techniken dieser Offenbarung können in einer breiten Vielfalt von Einrichtungen oder Vorrichtungen implementiert werden, einschließlich eines drahtlosen Handapparats, einer integrierten Schaltung (IC) oder eines Satzes von ICs (z. B. eines Chip-Sets). Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten werden in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionale Aspekte von Vorrichtungen zu betonen, die dafür ausgelegt sind, die offenbarten Techniken durchzuführen, aber nicht notwendigerweise eine Realisierung durch verschiedene Hardwareeinheiten erfordern. Eher können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer einzigen Hardwareeinheit kombiniert oder durch eine Ansammlung von interoperativen Hardwareeinheiten bereitgestellt werden, einschließlich, wie oben beschrieben, eines oder mehrerer Prozessoren zusammen mit geeigneter Software und/oder Firmware.
  • Obwohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung offenbart wurden, wird es für einen Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die einige der Vorteile der Erfindung erreichen werden, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Es wird für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass andere Komponenten, die dieselben Funktionen durchführen, geeignet ersetzt werden können. Es sei erwähnt, dass Merkmale, die mit Bezugnahme auf eine spezielle Figur erklärt wurden, mit Merkmalen anderer Figuren kombiniert werden können, selbst in jenen Fällen, in denen dies nicht ausdrücklich erwähnt wurde. Ferner können die Verfahren der Erfindung entweder in reinen Softwareimplementierungen unter Verwendung der geeigneten Prozessoranweisungen oder in Hybridimplementierungen, die eine Kombination von Hardwarelogik und Softwarelogik nutzen, um dieselben Ergebnisse zu erzielen, erzielt werden. Derartige Modifikationen des erfinderischen Konzepts sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims (13)

  1. Radarvorrichtung, die Folgendes umfasst: - ein Eingangs-DMA-Modul, - mindestens ein Verarbeitungsmodul, - ein Histogrammmodul, - ein Ausgangs-DMA-Modul, - wobei das Eingangs-DMA-Modul eingerichtet ist zum Zugreifen auf einen Arbeitsspeicher und zum Zuführen von Daten aus dem Arbeitsspeicher zu dem mindestens einen Verarbeitungsmodul und/oder dem Histogrammmodul, - wobei jedes der Verarbeitungsmodule eingerichtet ist, freigeschaltet oder blockiert zu werden, - wobei das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, eingerichtet ist zum Verarbeiten von mindestens einem Teil der durch das Eingangs-DMA-Modul zugeführten Daten, - wobei das Histogrammmodul mit Daten von dem mindestens einen Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, und/oder dem Eingangs-DMA-Modul gefüttert wird, - wobei das Ausgangs-DMA-Modul eingerichtet ist zum Speichern der Daten, die durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, verarbeitet wurden, in dem Arbeitsspeicher.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine Verarbeitungsmodul ein FFT-Modul umfasst, das eine FFT-Operation oder eine inverse FFT-Operation bereitstellt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das FFT-Modul unter Verwendung des Histogrammmoduls Daten verarbeitet.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Histogrammmodul Teil des Verarbeitungsmoduls ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Histogrammmodul einen Histogrammspeicher zum Speichern von Histogrammdaten umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Histogrammmodul Histogrammdaten für eine vorbestimmte Anzahl von Abtastungen, die auf dem Empfangssignal basieren, speichert, wobei die vorbestimmte Anzahl von Abtastungen auf einem Chirp, einer Empfangssignalrampe oder irgendeinem Anteil des Radardatenwürfels basiert.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der die Histogrammdaten für mindestens eines der Folgenden verwendet werden: - Konfigurieren einer Verstärkung eines Leistungsverstärkers der Radarvorrichtung, - Bestimmen einer Inkonsistenz zwischen Daten, die von verschiedenen Antennen empfangen werden.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Eingangs-DMA-Modul, das mindestens eine Verarbeitungsmodul und das Ausgangs-DMA-Modul durch einen Sequenzierer konfigurierbar sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Histogrammmodul durch den Sequenzierer konfigurierbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jedes der mindestens einen Verarbeitungsmodule in Serie zwischen dem Eingangs-DMA-Modul und dem Ausgangs-DMA-Modul angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der mindestens einen Verarbeitungsmodule mindestens eine der folgenden Operationen bereitstellt: - eine CFAR-Berechnung, - mindestens eine FFT-Berechnung, - mindestens eine iFFT-Berechnung, - eine Fensterungsoperation, - eine arithmetische Operation, z. B. Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren usw., - eine Vergleichsoperation, - eine (selektive) Nullungsoperation, - eine Winkelberechnung, insbesondere Berechnen eines Winkels und/oder einer Elevationsinformation, - eine Spitzen-Berechnung, - eine kohärente Integration, - eine nicht kohärente Integration, - eine Störungsabmilderungsberechnung, - Berechnen einer Reichweiteninformation, - Berechnen einer Doppler-Information, - Berechnen einer Energieinformation.
  12. Verfahren zum Verarbeiten von Daten durch eine Radarvorrichtung, - wobei die Radarvorrichtung Folgendes umfasst: - ein Eingangs-DMA-Modul, - mindestens ein Verarbeitungsmodul, - ein Histogrammmodul, - ein Ausgangs-DMA-Modul, - wobei das Verfahren Folgendes umfasst: - Zugreifen auf einen Arbeitsspeicher über das Eingangs-DMA-Modul und Zuführen von Daten aus dem Arbeitsspeicher zu dem mindestens einen Verarbeitungsmodul und/oder dem Histogrammmodul, - Freischalten oder Blockieren jedes der Verarbeitungsmodule, - Verarbeiten mindestens eines Teils der durch das Eingangs-DMA-Modul zugeführten Daten durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, - Verarbeiten, durch das Histogrammmodul, von mindestens einem Teil der Daten, die durch das Eingangs-DMA-Modul oder durch ein freigeschaltetes Verarbeitungsmodul zugeführt werden, - Speichern, über das Ausgangs-DMA-Modul, der Daten in dem Arbeitsspeicher, wobei die Daten durch das mindestens eine Verarbeitungsmodul, das freigeschaltet ist, verarbeitet wurden.
  13. Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Arbeitsspeicher einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung ladbar ist, umfassend Softwarecodeteile zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 12.
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