DE102018118238A1 - Method for operating a radar device and radar device - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung (12) und eine Radarvorrichtung (12) beschrieben. Bei dem Verfahren werden mit wenigstens zwei beabstandet angeordneten Sende-Antennenelementen (34) Sendesignale (42) in einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden. Gegebenenfalls werden von wenigstens einem in dem Überwachungsbereich (14) vorhandenen Objekt (18) reflektierte Echosignale (44) mit wenigstens einem Empfangs-Antennenelement (36) empfangen werden. Aus den Echosignalen (44) wird wenigstens eine Objektinformation ermittelt. Die Radarvorrichtung (12) wird wahlweise betrieben in einem Reichweitenmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen (34) gleiche Sendesignale (42) gleichzeitig gesendet werden und aus den entsprechenden Echosignalen (44) eine Entfernung und/oder eine Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts (18) relativ zur Radarvorrichtung (12) ermittelt wird, oder in einem Richtungsmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen voneinander unterscheidbare Sendesignale gesendet werden, die entsprechend unterscheidbaren Echosignale den Sende-Antennenelementen zugeordnet werden und wenigstens eine Richtungskomponente des Objekts ermittelt wird.A method for operating a radar device (12) and a radar device (12) are described. In the method, transmission signals (42) are sent into a monitoring area (14) with at least two spaced-apart transmission antenna elements (34). If necessary, echo signals (44) reflected by at least one object (18) present in the monitoring area (14) are received with at least one receiving antenna element (36). At least object information is determined from the echo signals (44). The radar device (12) is optionally operated in a range mode in which the same transmit signals (42) are transmitted simultaneously with the at least two transmit antenna elements (34) and a distance and / or a speed of the at least one from the corresponding echo signals (44) Object (18) is determined relative to the radar device (12), or in a directional mode in which transmission signals that can be distinguished from one another are transmitted with the at least two transmission antenna elements, the correspondingly distinguishable echo signals are assigned to the transmission antenna elements and at least one directional component of the object is determined becomes.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung,

  • - bei dem mit wenigstens zwei beabstandet angeordneten Sende-Antennenelementen Sendesignale in einen Überwachungsbereich gesendet werden,
  • - gegebenenfalls von wenigstens einem in dem Überwachungsbereich vorhandenen Objekt reflektierte Echosignale mit wenigstens einem Empfangs-Antennenelement empfangen werden
  • - und aus den Echosignalen wenigstens eine Objektinformation ermittelt wird.
The invention relates to a method for operating a radar device,
  • in which transmission signals are sent into a monitoring area with at least two spaced-apart transmission antenna elements,
  • - If necessary, echo signals reflected by at least one object present in the monitoring area are received with at least one receiving antenna element
  • - and at least object information is determined from the echo signals.

Ferner betrifft die Erfindung eine Radarvorrichtung mit wenigstens einer Antenneneinrichtung und wenigstens einer Auswerte- und Steuereinrichtung zum Steuern der wenigstens einen Antenneneinrichtung und zum Auswerten von mit der wenigstens einen Antenneneinrichtung gewonnenen Informationen,

  • - wobei die wenigstens eine Antenneneinrichtung aufweist wenigstens zwei beabstandet angeordnete Sende-Antennenelemente, mit welchen Sendesignale in einen Überwachungsbereich gesendet werden können, und wenigstens ein Empfangs-Antennenelement, mit welchem gegebenenfalls von wenigstens einem in dem Überwachungsbereich vorhandenen Objekt reflektierte Echosignale empfangen werden können,
  • - wobei die wenigstens Auswerte- und Steuereinrichtung ausgestaltet ist, um aus den Echosignalen wenigstens eine Objektinformation zu ermitteln.
The invention further relates to a radar device with at least one antenna device and at least one evaluation and control device for controlling the at least one antenna device and for evaluating information obtained with the at least one antenna device,
  • the at least one antenna device has at least two spaced-apart transmission antenna elements with which transmission signals can be transmitted into a monitoring area, and at least one reception antenna element with which echo signals reflected from at least one object present in the monitoring area can be received,
  • - The at least evaluation and control device is designed to determine at least one object information from the echo signals.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2009 047 561 A1 ist eine Radarsensorvorrichtung bekannt. Die Radarsensorvorrichtung dient der Detektion von Objekten in einem Umfeld eines Kraftfahrzeugs. Die Radarsensorvorrichtung misst mithilfe eines Mehrstrahlradars die Abstände, Relativgeschwindigkeiten, Elevations- und Azimutwinkel von vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekten, welche Radarwellen reflektieren. Die Radarsensorvorrichtung weist eine Antenneneinrichtung auf, mit welcher gleichzeitig ein vertikaler Winkel (Elevationswinkel) und ein horizontaler Winkel (Azimutwinkel) von erfassten Objekten bestimmt bzw. geschätzt werden kann. Die Antenneneinrichtung weist als Antennenelementreihen Antennenelementzeilen auf. Die Antennenelementzeilen sind in vertikaler Richtung bzw. in Elevation parallel zueinander angeordnet und weisen jeweils sechs Antennenelemente auf. Von den Antennenelementzeilen geht Antennenstrahlung aus.From the DE 10 2009 047 561 A1 a radar sensor device is known. The radar sensor device is used to detect objects in the surroundings of a motor vehicle. The radar sensor device uses a multi-beam radar to measure the distances, relative speeds, elevation and azimuth angles of objects located in front of the motor vehicle, which reflect radar waves. The radar sensor device has an antenna device with which a vertical angle (elevation angle) and a horizontal angle (azimuth angle) of detected objects can be determined or estimated at the same time. The antenna device has rows of antenna elements as rows of antenna elements. The antenna element rows are arranged parallel to one another in the vertical direction or in elevation and each have six antenna elements. Antenna radiation emanates from the antenna element rows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Radarvorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, mit denen einerseits eine Reichweite zur Erfassung von Objekten vergrößert werden kann und andererseits wenigstens eine Richtungskomponente des Objekts bestimmt werden kann.The invention is based on the object of designing a method and a radar device of the type mentioned at the outset with which, on the one hand, a range for detecting objects can be increased and, on the other hand, at least one directional component of the object can be determined.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Radarvorrichtung wahlweise betrieben wird

  • - in einem Reichweitenmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen gleiche Sendesignale gleichzeitig gesendet werden und aus den entsprechenden Echosignalen eine Entfernung und/oder eine Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts relativ zur Radarvorrichtung ermittelt wird, oder
  • - in einem Richtungsmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen voneinander unterscheidbare Sendesignale gesendet werden, die entsprechend unterscheidbaren Echosignale den Sende-Antennenelementen zugeordnet werden und wenigstens eine Richtungskomponente des Objekts ermittelt wird.
According to the invention, this object is achieved in that the radar device is operated selectively
  • in a range mode in which the same transmission signals are transmitted simultaneously with the at least two transmission antenna elements and a distance and / or a speed of the at least one object relative to the radar device is determined from the corresponding echo signals, or
  • in a directional mode in which transmission signals which are distinguishable from one another are transmitted with the at least two transmission antenna elements, the correspondingly distinguishable echo signals are assigned to the transmission antenna elements and at least one directional component of the object is determined.

Erfindungsgemäß wird die Radarvorrichtung wahlweise in einem Reichweitenmodus oder einem Richtungsmodus betrieben. Die Radarvorrichtung kann also zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus entsprechend umgeschaltet werden.According to the invention, the radar device is operated either in a range mode or a directional mode. The radar device can thus be switched between the range mode and the directional mode accordingly.

Im Reichweitenmodus wird mit den Sende-Antennenelementen das gleiche Sendesignal ausgesendet. Dadurch wird durch entsprechende Kombination der Sende-Antennenelemente die Sendeleistung und somit die Reichweite der Radarvorrichtung insgesamt vergrößert. So können auch weiter entfernte Objekte im Reichweitenmodus erfasst werden, welche ansonsten nicht erreicht würden.In the range mode, the same transmission signal is transmitted with the transmission antenna elements. As a result, the transmission power and thus the range of the radar device as a whole is increased by a corresponding combination of the transmission antenna elements. In this way, even objects that are further away can be detected in range mode, which would otherwise not be reached.

Richtungskomponenten sind Objektinformationen im Sinne der Erfindung.Directional components are object information in the sense of the invention.

Um wenigstens eine Richtungskomponente des Objekts zu bestimmen, wird im Richtungsmodus dieselbe Antenneneinrichtung betrieben. Im Richtungsmodus werden mit den Sende-Antennenelementen unterscheidbare Sendesignale ausgesendet. Die Sende-Antennenelemente können hierzu unterschiedlich angesteuert werden. Die entsprechenden Echosignale sind entsprechend auf der Empfängerseite unterscheidbar. So können die Echosignale den jeweiligen Sende-Antennenelementen zugeordnet werden. Auf diese Weise können geeignete Methoden zur Richtungsbestimmung aus den Echosignalen eingesetzt werden.In order to determine at least one directional component of the object, the same antenna device is operated in the directional mode. In the directional mode, distinguishable transmission signals are transmitted with the transmission antenna elements. The transmit antenna elements can do this can be controlled differently. The corresponding echo signals can be differentiated accordingly on the receiver side. The echo signals can thus be assigned to the respective transmitting antenna elements. In this way, suitable methods for determining the direction from the echo signals can be used.

Eine Richtungskomponente des Objekts kann insbesondere wenigstens einen Winkel, insbesondere ein Elevationswinkel und/oder ein Azimutwinkel, charakterisieren oder als solcher angegeben sein. Aus der wenigstens eine Richtungskomponente kann eine Ausdehnung, insbesondere eine Höhe über dem Boden und/oder eine Länge und/oder Breite des Objekts, ermittelt werden.A directional component of the object can in particular characterize at least one angle, in particular an elevation angle and / or an azimuth angle, or can be specified as such. An extension, in particular a height above the ground and / or a length and / or width of the object, can be determined from the at least one directional component.

Insgesamt kann erfindungsgemäß die Radarvorrichtung sowohl für große Reichweiten als auch zur Bestimmung von Richtungskomponenten verwendet werden. Dazu sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. So kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Einsatzbereich der Radarvorrichtung insgesamt vergrößert werden.Overall, according to the invention, the radar device can be used both for long ranges and for determining directional components. No additional components are required for this. The field of application of the radar device can thus be increased overall with the method according to the invention.

Die Erfindung kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonomen oder wenigstens teilautonom betrieben werden können.The invention can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle. The invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and / or a watercraft. The invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously.

Die Radarvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann ein wenigstens teilweise autonomer Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden.The radar device can advantageously be connected to or be part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system or the like. In this way, an at least partially autonomous operation of the vehicle can be made possible.

Mit der Radarvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Freiräume, insbesondere Parklücken, oder dergleichen, erfasst werden.With the radar device, standing or moving objects, in particular vehicles, people, animals, obstacles, road bumps, in particular potholes or stones, road boundaries, free spaces, in particular parking spaces, or the like, can be detected.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die wenigstens zwei Sende-Antennenelemente über getrennte Sendekanäle angesteuert werden. Auf diese Weise können die Sende-Antennenelemente im Richtungsmodus zur Aussendung von unterscheidbaren Sendesignalen angesteuert werden. Andererseits können die Sende-Antennenelemente im Reichweitenmodus mit den getrennten Sendekanäle in gleicher Weise angesteuert werden, sodass die wenigstens zwei Sende-Antennenelemente die gleichen Sendesignale aussenden.In an advantageous embodiment of the method, the at least two transmit antenna elements can be controlled via separate transmit channels. In this way, the transmission antenna elements can be controlled in the directional mode for the transmission of distinguishable transmission signals. On the other hand, the transmission antenna elements can be controlled in the same way in the range mode with the separate transmission channels, so that the at least two transmission antenna elements transmit the same transmission signals.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die wenigstens zwei Sende-Antennenelemente in getrennten Sender-Untergruppen realisiert werden. Auf diese Weise können wenigstens zwei Sender-Untergruppen wahlweise im Reichweitenmodus oder im Richtungsmodus zur Aussendung verwendet werden. Die Sende- Antennenelemente einer Sender-Untergruppe können gemeinsam über den entsprechenden Sendekanal angesteuert werden. Auf diese Weise kann eine Sendeleistung vergrößert werden.In a further advantageous embodiment of the method, the at least two transmit antenna elements can be implemented in separate transmitter subgroups. In this way, at least two transmitter subgroups can be used for transmission either in range mode or in directional mode. The transmit antenna elements of a transmitter subgroup can be controlled jointly via the corresponding transmit channel. In this way, a transmission power can be increased.

Die Antenneneinrichtung kann insgesamt als Zeilenarray oder Flächenarray realisiert sein. Die Sender-Untergruppen können im englischsprachigen auch als „Subarrays“ bezeichnet werden.The antenna device can be implemented overall as a line array or area array. The transmitter subgroups can also be referred to as "subarrays".

Die Sender-Untergruppen können vorteilhafterweise beabstandet zueinander sein, sodass auch die jeweiligen Sende-Antennenelemente zueinander beabstandet sind. Ein Abstand der Untergruppen kann durch den Abstand ihrer jeweiligen Phasenzentren definiert sein. Die Phasenzentren befinden sich üblicherweise im Zentrum der Untergruppe, als im Zentrum der entsprechenden Sende-Antennenelemente.The transmitter subgroups can advantageously be spaced apart from one another, so that the respective transmitter antenna elements are also spaced apart from one another. A distance between the subgroups can be defined by the distance between their respective phase centers. The phase centers are usually located in the center of the subgroup, as in the center of the corresponding transmit antenna elements.

Falls eine Sender-Untergruppe lediglich ein Sende-Antennenelement aufweist, so ist dessen Mitte das Phasenzentrum der entsprechenden Sender-Untergruppe.If a transmitter subgroup has only one transmit antenna element, its center is the phase center of the corresponding transmitter subgroup.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können im Richtungsmodus die Sendesignale mittels Phasenmodulationen zueinander codiert werden, sodass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen den Sendesignalen erzielt wird. Auf diese Weise können die Sendesignale und die entsprechenden Echosignale voneinander unterscheidbar gemacht werden.In a further advantageous embodiment of the method, the transmission signals can be coded to one another in the directional mode by means of phase modulations, so that an at least temporary orthogonality between the transmission signals is achieved. In this way, the transmission signals and the corresponding echo signals can be made distinguishable from one another.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann im Richtungsmodus aus einem Abstand zwischen den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen und Phasenbeziehungen der jeweiligen unterscheidbaren Sendesignale wenigstens eine Richtungskomponente ermittelt werden. Auf diese Weise kann aus dem vorgegebenen Abstand der Sende-Antennenelemente, insbesondere dem Abstand der Phasenzentren der Sende- Antennenelemente, und der entsprechenden Codierung der Sendesignale insbesondere auf softwaretechnischem Wege wenigstens eine Richtungskomponente ermittelt werden. In a further advantageous embodiment of the method, at least one directional component can be determined in the directional mode from a distance between the at least two transmit antenna elements and phase relationships of the respective distinguishable transmit signals. In this way, at least one directional component can be determined, in particular by software, from the predetermined distance between the transmit antenna elements, in particular the distance between the phase centers of the transmit antenna elements, and the corresponding coding of the transmit signals.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können mehr als zwei Sende-Antennenelemente räumlich in einer Reihe angeordnet werden und/oder mehr als zwei Sende-Antennenelemente können räumlich flächig angeordnet werden. Bei einer Anordnung in einer Reihe kann mit der Radarvorrichtung im Richtungsmodus ein Winkel in einer Ebene bestimmt werden. Bei einer flächigen Anordnung der Sende-Antennenelemente können Winkel in zwei Raumrichtungen bestimmt werden.In a further advantageous embodiment of the method, more than two transmit antenna elements can be spatially arranged in a row and / or more than two transmit antenna elements can be spatially arranged. When arranged in a row, the radar device can be used to determine an angle in a plane in the directional mode. With a planar arrangement of the transmit antenna elements, angles can be determined in two spatial directions.

Vorteilhafterweise können die Sende-Antennenelementen in Sender-Untergruppen angeordnet sein. Die Sender-Untergruppen können entlang einer Linie, also räumlich in einer Reihe, oder versetzt zueinander, also räumlich flächig, angeordnet werden.The transmit antenna elements can advantageously be arranged in transmitter subgroups. The transmitter subgroups can be arranged along a line, that is to say spatially in a row, or offset from one another, that is to say in a spatially extensive manner.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann im Richtungsmodus ein Elevationswinkel und/oder ein Azimutwinkel des Objekts relativ zur Radarvorrichtung und/oder eine Höhe des Objekts relativ zum Boden bestimmt werden. Auf diese Weise kann die Richtung des Objekts insbesondere bei der Verwendung der Radarvorrichtung bei einem Fahrzeug relativ zum Boden angegeben werden oder entsprechend bei einem Azimutwinkel relativ zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs.In a further advantageous embodiment of the method, an elevation angle and / or an azimuth angle of the object relative to the radar device and / or a height of the object relative to the ground can be determined in the directional mode. In this way, the direction of the object can be specified relative to the ground, in particular when the radar device is used in a vehicle, or correspondingly with an azimuth angle relative to a direction of travel of the vehicle.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Radarvorrichtung automatisch und/oder manuell zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus umgeschaltet werden. Bei einer automatischen Umschaltung kann abhängig von den Betriebsbedingungen oder beim Erkennen eines Objekts von dem Reichweitenmodus auf den Richtungsmodus oder umgekehrt geschaltet werden.In a further advantageous embodiment of the method, the radar device can be switched automatically and / or manually between the range mode and the directional mode. In the case of an automatic switchover, it is possible to switch from the range mode to the directional mode or vice versa, depending on the operating conditions or when an object is detected.

Alternativ oder zusätzlich kann die Radarvorrichtung manuell zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus umgestellt werden. Auf diese Weise kann ein Nutzer oder Bediener der Radarvorrichtung, insbesondere ein Fahrer eines Fahrzeugs, einstellen, welchen der beiden Betriebsmodi verwendet werden soll. So kann beispielsweise falls das Fahrzeug eingeparkt werden soll, manuell auf den Richtungsmodus umgestellt werden. Auf diese Weise können Richtungen, insbesondere die Höhen, von Objekten in der Nähe des Fahrzeugs bestimmt werden.Alternatively or additionally, the radar device can be switched manually between the range mode and the direction mode. In this way, a user or operator of the radar device, in particular a driver of a vehicle, can set which of the two operating modes is to be used. For example, if the vehicle is to be parked, the directional mode can be changed manually. In this way, directions, in particular the heights, of objects in the vicinity of the vehicle can be determined.

Andererseits kann beispielsweise bei einer Autobahnfahrt der Reichweitenmodus verwendet werden, da hier Objekte in einer größeren Entfernung von Relevanz sind. So kann im Reichweitenmodus ein entsprechendes Objekt auf der Fahrbahn früher erkannt werden.On the other hand, the range mode can be used, for example, when driving on a motorway, since objects at a greater distance are relevant here. A corresponding object on the road can be recognized earlier in range mode.

Die Umschaltung zwischen dem Reichweitenmodus und im Richtungsmodus kann auch halbautomatisch erfolgen.Switching between the range mode and the directional mode can also be done semi-automatically.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann, falls im Reichweitenmodus ein Objekt in einer geringeren als einer vorgebbaren Mindestentfernung erfasst wird, die Radarvorrichtung automatisch in den Richtungsmodus umgeschaltet werden. Auf diese Weise kann der Reichweitenmodus verwendet werden, um Objekte frühzeitig zu erkennen. Unterhalb der Mindestentfernung ist die Richtung oder die Höhe des Objekts von Relevanz. Insbesondere kann aus der Kenntnis der Höhe des Objekts entschieden werden, ob das Objekt mit dem Fahrzeug gefahrlos überfahren werden kann oder ob das Fahrzeug ausweichen muss oder gestoppt werden muss.In a further advantageous embodiment of the method, if an object is detected in the range mode less than a predefinable minimum distance, the radar device can be automatically switched to the directional mode. In this way, the range mode can be used to identify objects at an early stage. Below the minimum distance, the direction or height of the object is relevant. In particular, it can be decided from the knowledge of the height of the object whether the object can be driven over safely by the vehicle or whether the vehicle must evade or must be stopped.

Die Mindestentfernung kann fest vorgegeben werden oder während des Betriebs variabel verändert werden. Die Mindestentfernung kann vorteilhafterweise in einem Speicher einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung der Radarvorrichtung oder gegebenenfalls des Kraftfahrzeugs gespeichert und so fest vorgegeben sein.The minimum distance can be fixed or changed during operation. The minimum distance can advantageously be stored in a memory of a control and / or evaluation device of the radar device or, if applicable, of the motor vehicle and can thus be predefined.

Ferner wird die Aufgabe bei der Radarvorrichtung dadurch gelöst, dass die Radarvorrichtung wahlweise betrieben werden kann

  • - in einem Reichweitenmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen gleiche Sendesignale gleichzeitig gesendet werden können und aus den Echosignalen eine Entfernung und/oder Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts relativ zur Radarvorrichtung ermittelt werden kann, oder
  • - in einem Richtungsmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen voneinander unterscheidbare Sendesignale gesendet werden können, deren jeweilige Echosignale den Sende-Antennenelementen zugeordnet werden können und wenigstens eine Richtungskomponente des Objekts relativ ermittelt werden kann.
Furthermore, the object is achieved with the radar device in that the radar device can be operated selectively
  • in a range mode in which the same transmission signals can be transmitted simultaneously with the at least two transmission antenna elements and a distance and / or speed of the at least one object relative to the radar device can be determined from the echo signals, or
  • in a directional mode in which transmission signals which can be distinguished from one another can be transmitted with the at least two transmission antenna elements, the respective echo signals of which can be assigned to the transmission antenna elements and at least one directional component of the object can be determined relatively.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Radarvorrichtung wenigstens eine Umschalteinrichtung aufweisen, mit der zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus umgeschaltet werden kann.In an advantageous embodiment, the radar device can have at least one switching device with which it is possible to switch between the range mode and the directional mode.

Vorteilhafterweise kann die Umschalteinrichtung auf softwaretechnischem und/oder hardwaretechnischem Wege realisiert sein. Bei einer softwaretechnischen Realisierung kann die Umschalteinrichtung in der Steuer- und Auswerteeinrichtung realisiert werden, ohne dass zusätzliche Bauteile erforderlich sind. Eine hardwaretechnische Realisierung kann insbesondere einen Schalter aufweisen. Der Schalter kann insbesondere von einem Bediener, insbesondere einem Fahrer eines Fahrzeugs, betätigt werden. Auf diese Weise kann die Umschaltung zwischen dem Richtungsmodus und dem Reichweitenmodus auf manuellem oder halbautomatischen Wege erfolgen.Advantageously, the switching device can be implemented using software and / or hardware technology. In the case of a software implementation, the changeover device can be implemented in the control and evaluation device without additional components required are. A hardware implementation can in particular have a switch. The switch can be actuated in particular by an operator, in particular a driver of a vehicle. In this way, switching between the directional mode and the range mode can be done manually or semi-automatically.

Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Radarvorrichtung und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.Otherwise, the features and advantages shown in connection with the method according to the invention and the radar device according to the invention and their respective advantageous configurations apply mutually accordingly and vice versa. The individual features and advantages can of course be combined with one another, whereby further advantageous effects can be achieved which go beyond the sum of the individual effects.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

  • 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und einer Radarvorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug,
  • 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug aus der 1, wobei mit der Radarvorrichtung ein Azimutwinkel bestimmt wird, unter dem sich ein Objekt vor dem Kraftfahrzeug befindet;
  • 3 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus den 1 und 2, wobei mit der Radarvorrichtung ein Elevationswinkel bestimmt wird, unter dem sich das Objekt aus der 2 relativ zur Radarvorrichtung befindet;
  • 4 eine Funktionsdarstellung des Kraftfahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und der Radarvorrichtung aus den 1 bis 3;
  • 5 eine Detailansicht der Radarvorrichtung aus der 4, wobei Antennenelemente einer Antenneneinrichtung der Radarvorrichtung quer zur Senderichtung betrachtet gezeigt sind und wobei die Radarvorrichtung hier in einem Reichweitenmodus betrieben wird, in dem Entfernungen und Geschwindigkeiten von Objekten auch in großer Entfernung zu der Radarvorrichtung ermittelt werden können;
  • 6 eine Detailansicht der Radarvorrichtung entsprechend der 5, wobei die Radarvorrichtung hier in einem Richtungsmodus betrieben wird, in dem ein Elevationswinkel eines Objekts relativ zur Radarvorrichtung ermittelt werden kann,
  • 7 eine Detailansicht einer Radarvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Antennenelemente entgegen der Senderichtung betrachtet gezeigt sind und wobei die Antennenelemente flächig angeordnet sind, sodass im Richtungsmodus sowohl der Elevationswinkel als auch der Azimutwinkel eines Objekts relativ zur Radarvorrichtung ermittelt werden kann.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. The person skilled in the art will expediently also consider the features disclosed in combination in the drawing, the description and the claims in combination and combine them into useful further combinations. They show schematically
  • 1 a motor vehicle with a driver assistance system and a radar device for monitoring a monitoring area in the direction of travel in front of the motor vehicle,
  • 2 a plan view of the vehicle from the 1 , with the radar device determining an azimuth angle at which an object is located in front of the motor vehicle;
  • 3 a side view of the motor vehicle from the 1 and 2 , with the radar device determining an elevation angle at which the object emerges from the 2 located relative to the radar device;
  • 4 a functional representation of the motor vehicle with the driver assistance system and the radar device from the 1 to 3 ;
  • 5 a detailed view of the radar device from the 4 , wherein antenna elements of an antenna device of the radar device are shown viewed transversely to the transmission direction, and wherein the radar device is operated here in a range mode in which distances and speeds of objects can be determined even at a great distance from the radar device;
  • 6 a detailed view of the radar device according to the 5 , wherein the radar device is operated in a directional mode in which an elevation angle of an object can be determined relative to the radar device,
  • 7 a detailed view of a radar device according to a second embodiment, wherein the antenna elements are shown viewed against the transmission direction and wherein the antenna elements are arranged flat, so that both the elevation angle and the azimuth angle of an object relative to the radar device can be determined in the directional mode.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference symbols.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über eine Radarvorrichtung 12. Die Radarvorrichtung 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Alle Komponenten der Radarvorrichtung 12, beispielsweise mehrere Sender und Empfänger, können beispielhaft in einem einzigen Radarsensor kombiniert enthalten sein.In the 1 is a motor vehicle 10 shown in the form of a passenger car in the front view. The car 10 has a radar device 12 , The radar device 12 is exemplary in the front bumper of the motor vehicle 10 arranged. All components of the radar device 12 , for example several transmitters and receivers, can for example be combined in a single radar sensor.

Mit der Radarvorrichtung 12 kann ein in den 2 bis 4 angedeuteter Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Kraftfahrzeug auf Objekte 18 hin überwacht werden. Die Radarvorrichtung 12 kann auch an anderer Stelle am Kraftfahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein.With the radar device 12 can one in the 2 to 4 indicated monitoring area 14 in the direction of travel 16 in front of the motor vehicle on objects 18 be monitored. The radar device 12 can also be found elsewhere on the motor vehicle 10 arranged and aligned differently.

Bei den Objekten 18 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen handeln.With the objects 18 it can be, for example, other vehicles, people, animals, obstacles, road bumps, for example potholes or stones, road boundaries or the like.

Die Radarvorrichtung 12 ist beispielhaft als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar ausgestaltet. Frequenzmodulierte Dauerstrichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency Modulated Continous Wave) Radar bezeichnet.The radar device 12 is designed as an example as frequency-modulated continuous wave radar. Frequency-modulated continuous wave radars are also referred to in specialist circles as FMCW (Frequency Modulated Continous Wave) radar.

Mit der Radarvorrichtung 12 kann eine in den 2 und 3 bezeichnete Entfernung 20, wenigstens eine Richtungskomponente und eine Geschwindigkeit des Objekts 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden.With the radar device 12 can one in the 2 and 3 designated distance 20 , at least one directional component and a speed of the object 18 relative to the motor vehicle 10 be determined.

Die wenigstens eine Richtungskomponente des Objekts 18 kann beispielsweise einen Winkel, bevorzugt einen in der 2 bezeichneten Azimutwinkel 22 und/oder einen in der 3 bezeichneter Elevationswinkel 24, charakterisieren oder als solche angegeben werden. Aus der wenig ins eine Richtungskomponente kann eine Ausdehnung, beispielsweise eine Höhe über dem Boden und/oder eine Länge und/oder Breite des Objekts 18, ermittelt werden.The at least one directional component of the object 18 can, for example, an angle, preferably one in the 2 designated azimuth angle 22 and / or one in the 3 designated elevation angle 24 , characterize or be given as such. An extension, for example a height above the ground and / or a length and / or width of the object, can be made from the little into one directional component 18 , be determined.

Die Radarvorrichtung 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 26 oder kann zumindest mit diesem verbunden sein. Mit dem Fahrerassistenzsystem 26 kann beispielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 unterstützt werden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 10 mithilfe des Fahrerassistenzsystems 26 wenigstens teilweise autonom fahren, ein- oder ausparken. Mit dem Fahrerassistenzsystem 26 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion oder eine Lenkfunktion beeinflusst oder Hinweise oder Warnsignale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 26 mit Funktionseinrichtungen 28 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der 4 sind beispielhaft zwei Funktionseinrichtungen 28 dargestellt. Bei der Funktionseinrichtung 28 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabesystem handeln.The radar device 12 is part of a driver assistance system 26 or can at least be connected to it. With the driver assistance system 26 For example, a driver of the motor vehicle 10 get supported. For example, the motor vehicle 10 using the driver assistance system 26 drive, park or park at least partially autonomously. With the driver assistance system 26 can driving functions of the motor vehicle 10 , influenced, for example, an engine control, a braking function or a steering function, or information or warning signals are output. This is the driver assistance system 26 with functional devices 28 regulating and / or controlling connected. In the 4 are exemplary two functional devices 28 shown. With the functional device 28 it can be, for example, an engine control system, a brake system, a steering system, a chassis control or a signal output system.

Das Fahrerassistenzsystem 28 weist eine elektronische Steuereinrichtung 30 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtungen 28 übermittelt und von diesen empfangen und verarbeitet werden können.The driver assistance system 28 has an electronic control device 30 on, with the corresponding electronic control signals to the functional devices 28 transmitted and received and processed by them.

Die Radarvorrichtung 12 wird im Folgenden anhand der 5 und 6 näher erläutert. Die Radarvorrichtung 12 umfasst eine Antenneneinrichtung 32 mit beispielhaft 12 Sendeantennenelementen 34 und zwei Empfangs-Antennenelementen 36. Die Sendeantennenelemente 34 sind entlang einer beispielsweise räumlich vertikalen Linie zueinander beabstandet angeordnet.The radar device 12 is described below using the 5 and 6 explained in more detail. The radar device 12 comprises an antenna device 32 with exemplary 12 transmit antenna elements 34 and two receiving antenna elements 36 , The transmit antenna elements 34 are arranged spaced apart from one another along, for example, a spatially vertical line.

Jeweils vier nebeneinanderliegende Sendeantennenelemente 34 sind in einer Untergruppe zusammengefasst, welche im Folgenden als erste Sender-Untergruppe TX1, zweite Sender-Untergruppe TX2 und dritte Sender-Untergruppe TX3 bezeichnet werden. Die Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 weisen jeweils ein Phasenzentrum 40 auf, welches sich beispielhaft in der Mitte zwischen den jeweils innen gelegenen Sendeantennenelementen 34 befindet. Die Abstände 46 der Phasenzentren 40 charakterisieren die Abstände der Sender-Untergruppen TX1 zu TX2 und TX2 zu TX3. Beispielhaft sind die Abstände 46 identisch. Sie können auch unterschiedlich sein.Four adjacent transmission antenna elements each 34 are summarized in a subgroup, which in the following is the first transmitter subgroup TX1 , second transmitter subgroup TX2 and third transmitter subgroup TX3 be designated. The transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 each have a phase center 40 on, which is exemplarily in the middle between the respective internal transmission antenna elements 34 located. The distances 46 the phase centers 40 characterize the distances of the transmitter subgroups TX1 to TX2 and TX2 to TX3 , The distances are exemplary 46 identical. They can also be different.

Die Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 sind jeweils in getrennten Sendekanälen 47a, 47b und 47c mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 der Radarvorrichtung 12 verbunden. Die Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 können mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 getrennt voneinander angesteuert werden.The transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 are each in separate transmission channels 47a . 47b and 47c with a control and evaluation device 38 the radar device 12 connected. The transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 can with the control and evaluation device 38 can be controlled separately.

Die Empfangs-Antennenelemente 36 sind ebenfalls signaltechnisch mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 verbunden.The receiving antenna elements 36 are also signaling with the control and evaluation device 38 connected.

Die Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 und die Empfangs-Antennenelemente 36 sind beispielhaft mit einem Radarsensor realisiert, der beispielsweise einen Chip mit den drei integrierten Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 und den Empfangs-Antennenelementen 36 enthält. Die Antenneneinrichtung 32 kann in einem sogenannten MIMO (Multiple Input Multiple Output)-Verfahren betrieben werden, bei dem mehrere Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 und mehrere Empfangs-Antennenelemente 36 verwendet werden.The transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 and the receiving antenna elements 36 are implemented, for example, with a radar sensor, which, for example, has a chip with the three integrated transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 and the receiving antenna elements 36 contains. The antenna device 32 can be operated in a so-called MIMO (Multiple Input Multiple Output) process, in which several transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 and several receiving antenna elements 36 be used.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 ist signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 30 verbunden. Mit der Steuereinrichtung 30 können abhängig von Objektinformationen der Radarvorrichtung 12 Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10 gesteuert/geregelt werden.The control and evaluation device 38 is signaling with the control device 30 connected. With the control device 30 can depend on object information of the radar device 12 Driving functions of the motor vehicle 10 be controlled / regulated.

Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob elektrische/elektronische Steuer- und/oder Auswertevorrichtungen, wie beispielsweise die Steuereinrichtung 30, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 38, ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs 10 oder dergleichen in einem oder mehreren Bauteilen oder Baugruppen integriert oder wenigstens teilweise als dezentrale Bauteile oder Bauteilgruppen realisiert sind. Die entsprechenden Funktionen können auf software- und/oder hardwaretechnischem Wege realisiert sein.It is not essential for the invention whether electrical / electronic control and / or evaluation devices, such as the control device 30 , the control and evaluation device 38 , an engine control unit of the motor vehicle 10 or the like are integrated in one or more components or assemblies or at least partially implemented as decentralized components or component groups. The corresponding functions can be implemented in software and / or hardware technology.

Die Sendeantennenelemente 34 der Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 sind beispielhaft identisch aufgebaut. Mit den Sendeantennenelementen 34 der Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 können je nach Betriebsmodus die gleichen Sendesignale 42, wie in 5 gezeigt, oder unterschiedliche jeweilige Sendesignale 42a, 42b und 42c, wie in 6 gezeigt, in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Frequenzen der Sendesignale 42 beziehungsweise 42a, 42b und 42c können sich ständig ändern.The transmit antenna elements 34 the transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 are constructed identically, for example. With the transmit antenna elements 34 the transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 can transmit the same signals depending on the operating mode 42 , as in 5 shown, or different respective broadcast signals 42a . 42b and 42c , as in 6 shown in the surveillance area 14 be sent. The frequencies of the transmission signals 42 respectively 42a . 42b and 42c can change constantly.

Die Sendesignale 42 beziehungsweise 42a, 42b und 42c werden an dem Objekt 18 reflektiert und als entsprechende Echosignale 44 beziehungsweise 44a, 44b und 44c zu den Empfangs-Antennenelementen 36 zurückgesendet und mit diesen empfangen.The broadcast signals 42 respectively 42a . 42b and 42c be on the object 18 reflected and as corresponding echo signals 44 respectively 44a . 44b and 44c to the receiving antenna elements 36 sent back and received with them.

Aus den Echosignalen 44 beziehungsweise 44a, 44b und 44c kann nach weiter unten beschriebenen Verfahren mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 wahlweise in einem Reichweitenmodus, wie in der 5 gezeigt ist, oder in einem Richtungsmodus, wie in der 6 gezeigt ist, betrieben werden. From the echo signals 44 respectively 44a . 44b and 44c can with the control and evaluation device according to the procedure described below 38 optionally in a range mode, like in the 5 is shown, or in a directional mode, as in the 6 is shown to be operated.

Im Folgenden wird anhand der 5 der Betrieb der Radarvorrichtung 12 im Reichweitenmodus beschrieben. Im Reichweitenmodus werden die Sendeantennenelemente 34 der Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 in gleicher Weise ansteuert, sodass mit allen Sendeantennenelementen 34 gleichzeitig das gleiche Sendesignal 42 in den Überwachungsbereich 14 gesendet wird. Auf diese Weise wird insgesamt ein in vertikaler Richtung schmaler und in horizontaler Richtung ausgedehnter Sendesignalstrahl gesendet. Die vertikale Ausdehnung des Sendesignalstrahls des Sendesignals 42 wird durch die vertikale Anordnung der Sendeantennenelemente 34 vorgegeben. Die Sendesignale 42 der einzelnen Sendeantennenelemente 34 verstärken sich gegenseitig, sodass insgesamt die Reichweite der Radarvorrichtung 12 im Vergleich zur Verwendung lediglich einzelner Sendeantennenelemente 34 vergrößert wird.The following is based on the 5 the operation of the radar device 12 described in range mode. The transmission antenna elements are in the range mode 34 the transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 controlled in the same way, so that with all transmit antenna elements 34 same broadcast signal at the same time 42 in the surveillance area 14 is sent. In this way, a transmission signal beam which is narrow in the vertical direction and extended in the horizontal direction is transmitted overall. The vertical extent of the transmission signal beam of the transmission signal 42 is due to the vertical arrangement of the transmission antenna elements 34 specified. The broadcast signals 42 of the individual transmit antenna elements 34 reinforce each other so that overall the range of the radar device 12 compared to using only individual transmit antenna elements 34 is enlarged.

Die Sendesignale 42 werden an dem Objekt 18 reflektiert. Entsprechenden Echosignale 44 werden mit den Empfangs-Antennenelementen 36 empfangen. Im Reichweitenmodus kann die Entfernung 20 des Objekts 18 und gegebenenfalls die Relativgeschwindigkeit des Objekts 18 relativ zur Radarvorrichtung 12 ermittelt werden.The broadcast signals 42 be on the object 18 reflected. Corresponding echo signals 44 with the receiving antenna elements 36 receive. In range mode, the distance 20 of the object 18 and possibly the relative speed of the object 18 relative to the radar device 12 be determined.

Der Betrieb der Radarvorrichtung 12 im Richtungsmodus wird im Folgenden anhand der 6 beschrieben.Operation of the radar device 12 in the directional mode is based on the 6 described.

Im Richtungsmodus werden die Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 über die jeweiligen Sendekanäle 47a, 47b und 47c getrennt so angesteuert, dass mit ihren jeweiligen Sendeantennenelementen 34 voneinander unterscheidbare Sendesignale 42a, 42b und 42c in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Dabei wird mit den Sendeantennenelementen 34 der ersten Sender-Untergruppe TX1 das Sendesignal 42a in den Überwachungsbereich gesendet. Mit den Sendeantennenelementen 34 der zweiten Sender-Untergruppe TX2 wird das Sendesignal 42b gesendet. Mit den Sendeantennenelementen 43 der dritten Sender-Untergruppe TX3 wird das Sendesignal 42c gesendet.In the directional mode, the transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 with the control and evaluation device 38 via the respective transmission channels 47a . 47b and 47c controlled separately so that with their respective transmit antenna elements 34 transmission signals that can be distinguished from one another 42a . 42b and 42c in the surveillance area 14 be sent. This is done with the transmit antenna elements 34 the first transmitter subgroup TX1 the broadcast signal 42a sent to the surveillance area. With the transmit antenna elements 34 the second transmitter subgroup TX2 becomes the broadcast signal 42b Posted. With the transmit antenna elements 43 the third transmitter subgroup TX3 becomes the broadcast signal 42c Posted.

Die Sendesignale 42a, 42b und 42c werden beispielhaft mittels Phasenmodulationen zueinander codiert, sodass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen den Sendesignalen 42a, 42b und 42c erzielt wird, durch welche sie unterscheidbar sind.The broadcast signals 42a . 42b and 42c are coded to one another by means of phase modulations, for example, so that there is at least a temporary orthogonality between the transmission signals 42a . 42b and 42c is achieved by which they are distinguishable.

Die Sendesignale 42a , 42b und 42c werden an dem Objekt 18 reflektiert und als entsprechende Echosignale 44a, 44b und 44c mit den Empfangs-Antennenelementen 36 empfangen. Die Echosignale 44a, 44b und 44c sind entsprechend den Sendesignalen 42a , 42b und 42c ebenfalls unterscheidbar.The broadcast signals 42a . 42b and 42c be on the object 18 reflected and as corresponding echo signals 44a . 44b and 44c with the receiving antenna elements 36 receive. The echo signals 44a . 44b and 44c are in accordance with the transmission signals 42a . 42b and 42c also distinguishable.

Auf der Empfängerseite können die Echosignale 44a, 44b und 44c mittels geeigneter Maßnahmen den entsprechenden Sendesignalen 42a, 42b und 42c und damit den entsprechenden Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 zugeordnet werden. Hierzu können beispielsweise schnelle Fourier-Transformationen eingesetzt werden.The echo signals can be received on the receiver side 44a . 44b and 44c the appropriate transmission signals by means of suitable measures 42a . 42b and 42c and thus the corresponding transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 be assigned. Fast Fourier transformations can be used for this purpose, for example.

Aus den Abständen 46 zwischen den Phasenzentren 40 der Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 und den Phasenbeziehungen zwischen den jeweiligen Sendesignalen 42a, 42b und 42c beziehungsweise den Echosignalen 44a, 44b und 44c kann der Elevationswinkel 24, unter dem sich das Objekt 18 relativ zur Radarvorrichtung 12 befindet, bestimmt werden.From the distances 46 between the phase centers 40 the transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 and the phase relationships between the respective transmission signals 42a . 42b and 42c or the echo signals 44a . 44b and 44c can the elevation angle 24 under which the object 18 relative to the radar device 12 is determined.

Ferner kann auch im Richtungsmodus die Entfernung 20 und die Geschwindigkeit des Objekts 18 relativ zur Radarvorrichtung 12 bestimmt werden.Furthermore, the distance can also be in the directional mode 20 and the speed of the object 18 relative to the radar device 12 be determined.

Die Radarvorrichtung 12 kann manuell oder automatisch zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus umgestellt werden.The radar device 12 can be switched manually or automatically between the range mode and the direction mode.

Bei einer automatischen Umstellung kann die Radarvorrichtung 12 bei normaler Fahrt des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise bei einer Autobahnfahrt, zunächst im Reichweitenmodus betrieben werden. Im Reichweitenmodus kann ein Objekt 18 in großer Entfernung frühzeitig erkannt werden. Sobald die Entfernung 20 des Objekts 18 eine vorgegebene Mindestentfernung unterschreitet, kann die Antennenrichtung 32 mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 38 automatisch in den Richtungsmodus umgeschaltet werden. Im Richtungsmodus kann der Elevationswinkel 24 des Objekts 18 bestimmt werden. Aus dem Elevationswinkel 24 kann beispielsweise eine Höhe des Objekts 18 ermittelt werden. Falls die Höhe größer ist als eine vorgegebene Maximalhöhe, bis zu der das Kraftfahrzeug 10 das Objekt 18 gefahrlos überfahren kann, kann das Fahrerassistenzsystem 26 entsprechend angewiesen werden, eine Geschwindigkeitsverringerung, gegebenenfalls eine Bremsung, und/oder einen Richtungswechsel in die Wege zu leiten.With an automatic changeover, the radar device can 12 during normal driving of the motor vehicle 10 , for example when driving on a motorway, are initially operated in range mode. An object can be in range mode 18 be recognized early at a great distance. Once the distance 20 of the object 18 the antenna direction can fall below a predetermined minimum distance 32 with the control and evaluation device 38 automatically switch to directional mode. In the directional mode, the elevation angle 24 of the object 18 be determined. From the elevation angle 24 can be, for example, a height of the object 18 be determined. If the height is greater than a predetermined maximum height up to which the motor vehicle 10 the object 18 The driver assistance system can drive over safely 26 be instructed accordingly to initiate a reduction in speed, possibly braking, and / or a change of direction.

Alternativ kann im Richtungsmodus die Höhe des Objekts 18 auch direkt bestimmt werden, ohne dass zuvor der Elevationswinkel 24 ermittelt werden muss.Alternatively, in the directional mode, the height of the object 18 can also be determined directly without that previously the elevation angle 24 must be determined.

Alternativ oder zusätzlich zur automatischen Umschaltung kann die Radarvorrichtung 12 manuell zwischen dem Richtungsmodus und dem Reichweitenmodus umgeschaltet werden. So kann die Umschaltung zwischen dem Richtungsmodus und dem Reichweitenmodus beispielsweise von dem Fahrer initiiert werden.Alternatively or in addition to the automatic switching, the radar device can 12 can be switched manually between the directional mode and the range mode. For example, the driver can initiate the switchover between the directional mode and the range mode.

Eine automatische und/oder manuelle Umschaltung kann bei einem Einparkvorgang erfolgen. So kann bei einem Einparkvorgang in den Richtungsmodus geschaltet werden, um die Höhen und Entfernungen von Objekten, die sich in der Nähe des Kraftfahrzeugs 10 befinden, zu erfassen.An automatic and / or manual switchover can take place during a parking process. Thus, in a parking process, the directional mode can be switched to determine the heights and distances of objects that are in the vicinity of the motor vehicle 10 are to be recorded.

7 zeigt eine Radarvorrichtung 12 mit einer Antenneneinrichtung 32 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 7 zeigt die Ansicht der Sender-Untergruppen TX1, TX2 und TX3 entgegen der Senderichtung betrachtet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel aus den 5 und 6 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel die zweite Sender-Untergruppe TX2 in einer Ebene senkrecht zur Senderichtung der Sendesignale 42 versetzt zu der ersten Sender-Untergruppe TX1 und der zweiten Sender-Untergruppe TX3 angeordnet. Auf diese Weise sind die Sendeantennenelemente 34 insgesamt flächig angeordnet. Durch den horizontalen Abstand 48 des Phasenzentrums 40 der zweiten Sender-Untergruppe TX2 zu den Phasenzentren 40 der ersten Sender-Untergruppe TX1 und der dritten Sender-Untergruppe TX3 kann beim Betrieb im Richtungsmodus zusätzlich der Azimutwinkel 22, unter dem sich das Objekt 18 relativ zur Radarvorrichtung 12 befindet, bestimmt werden. 7 shows a radar device 12 with an antenna device 32 according to a second embodiment. 7 shows the view of the transmitter subgroups TX1 . TX2 and TX3 viewed against the transmission direction. In contrast to the first embodiment from the 5 and 6 is the second transmitter subgroup in the second embodiment TX2 in a plane perpendicular to the transmission direction of the transmission signals 42 offset to the first transmitter subgroup TX1 and the second transmitter subset TX3 arranged. In this way, the transmit antenna elements 34 arranged overall flat. By the horizontal distance 48 of the phase center 40 the second transmitter subgroup TX2 to the phase centers 40 the first transmitter subgroup TX1 and the third transmitter subgroup TX3 can also be used when operating in directional mode 22 under which the object 18 relative to the radar device 12 is determined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102009047561 A1 [0003]DE 102009047561 A1 [0003]

Claims (11)

Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung (12), - bei dem mit wenigstens zwei beabstandet angeordneten Sende-Antennenelementen (34) Sendesignale (42, 42a, 42b, 42c) in einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden, - gegebenenfalls von wenigstens einem in dem Überwachungsbereich (14) vorhandenen Objekt (18) reflektierte Echosignale (44, 44a, 44b, 44c) mit wenigstens einem Empfangs-Antennenelement (36) empfangen werden - und aus den Echosignalen (44, 44a, 44b, 44c) wenigstens eine Objektinformation (20, 22, 24) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (12) wahlweise betrieben wird - in einem Reichweitenmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen (34) gleiche Sendesignale (42) gleichzeitig gesendet werden und aus den entsprechenden Echosignalen (44) eine Entfernung (20) und/oder eine Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts (18) relativ zur Radarvorrichtung (12) ermittelt wird, oder - in einem Richtungsmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen (34) voneinander unterscheidbare Sendesignale (42a, 42b, 42c) gesendet werden, die entsprechend unterscheidbaren Echosignale (44a, 44b, 44c) den Sende-Antennenelementen (34) zugeordnet werden und wenigstens eine Richtungskomponente (22, 24) des Objekts (18) ermittelt wird.Method for operating a radar device (12), - in which transmission signals (42, 42a, 42b, 42c) are sent to a monitoring area (14) with at least two spaced-apart transmitting antenna elements (34), - optionally by at least one in the monitoring area (14) existing object (18) reflected echo signals (44, 44a, 44b, 44c) are received with at least one receiving antenna element (36) - and from the echo signals (44, 44a, 44b, 44c) at least one object information (20, 22, 24) is determined, characterized in that the radar device (12) is operated selectively - in a range mode in which the same transmit signals (42) are transmitted simultaneously with the at least two transmit antenna elements (34) and from the corresponding echo signals ( 44) a distance (20) and / or a speed of the at least one object (18) relative to the radar device (12) is determined, or - in a directional mode in which the fewest ns two transmission antenna elements (34) which are distinguishable from one another are transmitted transmission signals (42a, 42b, 42c) which are assigned correspondingly distinguishable echo signals (44a, 44b, 44c) to the transmission antenna elements (34) and at least one directional component (22, 24) of the object (18) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Sende-Antennenelemente (34) über getrennte Sendekanäle (47a, 47b, 47c) angesteuert werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the at least two transmit antenna elements (34) are controlled via separate transmit channels (47a, 47b, 47c). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Sende-Antennenelemente (34) in getrennten Sender-Untergruppen (TX1, TX2, TX3) realisiert werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least two transmit antenna elements (34) are implemented in separate transmitter subgroups (TX1, TX2, TX3). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Richtungsmodus die Sendesignale (42a, 42b, 42c) mittels Phasenmodulationen zueinander codiert werden, sodass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen den Sendesignalen (42a, 42b, 42c) erzielt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the directional mode the transmission signals (42a, 42b, 42c) are coded to one another by means of phase modulations, so that an at least temporary orthogonality between the transmission signals (42a, 42b, 42c) is achieved. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Richtungsmodus aus einem Abstand (46, 48) zwischen den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen (34) und Phasenbeziehungen der jeweiligen unterscheidbaren Sendesignale (42a, 42b, 42c) wenigstens eine Richtungskomponente (32, 24) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the directional mode from a distance (46, 48) between the at least two transmit antenna elements (34) and phase relationships of the respective distinguishable transmit signals (42a, 42b, 42c) at least one directional component (32, 24) is determined. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Sende-Antennenelemente (34) räumlich in einer Reihe angeordnet werden und/oder mehr als zwei Sende-Antennenelemente (34) räumlich flächig angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that more than two transmit antenna elements (34) are spatially arranged in a row and / or more than two transmit antenna elements (34) are spatially arranged in a row. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Richtungsmodus ein Elevationswinkel (32) und/oder ein Azimutwinkel (24) des Objekts (18) relativ zur Radarvorrichtung (12) und/oder eine Höhe des Objekts (18) relativ zum Boden bestimmt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the directional mode an elevation angle (32) and / or an azimuth angle (24) of the object (18) relative to the radar device (12) and / or a height of the object (18) relative to the ground be determined. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (12) automatisch und/oder manuell zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus umgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the radar device (12) is automatically and / or manually switched between the range mode and the directional mode. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass falls im Reichweitenmodus ein Objekt (18) in einer geringeren als einer vorgebbaren Mindestentfernung erfasst wird, die Radarvorrichtung (12) automatisch in den Richtungsmodus umgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that if an object (18) is detected in the range mode at a shorter than a predetermined minimum distance, the radar device (12) is automatically switched to the directional mode. Radarvorrichtung (12) mit wenigstens einer Antenneneinrichtung (32) und wenigstens einer Auswerte- und Steuereinrichtung (38) zum Steuern der wenigstens einen Antenneneinrichtung (32) und zum Auswerten von mit der wenigstens einen Antenneneinrichtung (32) gewonnenen Informationen, - wobei die wenigstens eine Antenneneinrichtung (32) aufweist wenigstens zwei beabstandet angeordnete Sende-Antennenelemente (34), mit welchen Sendesignale (42, 42a, 42b, 42c) in einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden können, und wenigstens ein Empfangs-Antennenelement (36), mit welchem gegebenenfalls von wenigstens einem in dem Überwachungsbereich (14) vorhandenen Objekt (18) reflektierte Echosignale (44, 44a, 44b, 44c) empfangen werden können, - wobei die wenigstens Auswerte- und Steuereinrichtung (38) ausgestaltet ist, um aus den Echosignalen (44, 44a, 44b, 44c) wenigstens eine Objektinformation (20, 22, 24) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (12) wahlweise betrieben werden kann - in einem Reichweitenmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen (34) gleiche Sendesignale (42) gleichzeitig gesendet werden können und aus den Echosignalen (44) eine Entfernung (20) und/oder Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts (18) relativ zur Radarvorrichtung (12) ermittelt werden kann, oder - in einem Richtungsmodus, in dem mit den wenigstens zwei Sende-Antennenelementen (34) voneinander unterscheidbare Sendesignale (42a, 42b, 42c) gesendet werden können, deren jeweilige Echosignale (44a, 44b, 44c) den Sende-Antennenelementen (34) zugeordnet werden können und wenigstens eine Richtungskomponente (22, 24) des Objekts (18) relativ ermittelt werden kann.Radar device (12) with at least one antenna device (32) and at least one evaluation and control device (38) for controlling the at least one antenna device (32) and for evaluating information obtained with the at least one antenna device (32), the at least one Antenna device (32) has at least two spaced-apart transmission antenna elements (34) with which transmission signals (42, 42a, 42b, 42c) can be transmitted into a monitoring area (14) and at least one reception antenna element (36) with which where appropriate, echo signals (44, 44a, 44b, 44c) reflected by at least one object (18) present in the monitoring area (14) can be received, the at least evaluation and control device (38) being designed to extract from the echo signals (44 , 44a, 44b, 44c) to determine at least one item of object information (20, 22, 24), characterized in that the radar device (12) operates selectively can be used - in a range mode in which the same transmission signals (42) can be transmitted simultaneously with the at least two transmission antenna elements (34) and a distance (20) and / or speed of the at least one object () from the echo signals (44) 18) can be determined relative to the radar device (12), or - in a directional mode in which transmission signals (42a, 42b, 42c) which are distinguishable from one another with the at least two transmission antenna elements (34). can be sent, whose respective echo signals (44a, 44b, 44c) can be assigned to the transmitting antenna elements (34) and at least one directional component (22, 24) of the object (18) can be determined relatively. Radarvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (12) wenigstens eine Umschalteinrichtung (38) aufweist, mit der zwischen dem Reichweitenmodus und dem Richtungsmodus umgeschaltet werden kann.Radar device after Claim 10 , characterized in that the radar device (12) has at least one switching device (38) with which it is possible to switch between the range mode and the directional mode.
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