DE102018119877A1

DE102018119877A1 - Weit beabstandete Radarknoten mit eindeutigem Strahlmuster

Info

Publication number: DE102018119877A1
Application number: DE102018119877.9A
Authority: DE
Inventors: Oded Bialer; Amnon Jonas; Tom Tirer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2019-02-21
Also published as: CN109407054B; CN109407054A; US10551493B2; US20190056491A1

Abstract

Ein Fahrzeug, ein Radarsystem für das Fahrzeug und ein Verfahren zum Fahren des Fahrzeugs. Eine Radaranordnung mit einer Vielzahl von Radarknoten ist entlang des Fahrzeugs angeordnet. Jeder Radarknoten enthält einen ersten Sender an einem Ende des Knotens, einen zweiten Sender an einem zweiten Ende des Knotens und eine Vielzahl von Empfängern, die zwischen dem ersten Sender und dem zweiten Sender ausgerichtet sind. Mindestens eine der Aperturlängen der Knoten und ein Abstand zwischen den Knoten ist ein variabler Parameter. Ein Prozessor aktiviert einen Sender der Radaranordnung zur Erzeugung eines Testimpulses, empfängt eine Reflexion des Testimpulses von dem Objekt an einem Empfänger der Radaranordnung und bestimmt eine Winkelposition des Objekts von der Reflexion des Testimpulses. Eine Trajektorie des Fahrzeugs kann unter Verwendung der bestimmten Winkelposition des Objekts geändert werden.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Radarsystem zum autonomen Betrieb eines Fahrzeugs und insbesondere auf eine Radaranordnungsanordnung, die eine hohe Winkelauflösung von Radarsignalen zur Verwendung in autonomen Fahrzeugen bereitstellt.
Ein autonomes Fahrzeug beinhaltet ein oder mehrere Erfassungssysteme, die das Vorhandensein eines Objektes in der Bahn des Fahrzeugs erfassen können, um das Fahrzeug in Bezug auf das Objekt zu lenken. Die Fähigkeit des autonomen Fahrzeugs, das Objekt zu vermeiden, hängt von der Qualität verschiedener Radarparameter ab, die von dem Erfassungssystem erhalten werden. Ein solches Erfassungssystem ist ein Radarsystem, das ein elektromagnetisches Signal in einen das Fahrzeug umgebenden Bereich sendet, und eine Reflexion des elektromagnetischen Signals von dem Objekt oder Hindernis empfängt. Die Notwendigkeit einer hohen Winkelauflösung mit einer vertretbaren Anzahl von Radarknoten führt zu einem großen Antennenabstand. Der große Abstand zwischen Antennenelementen, wie zum Beispiel Empfängern, kann jedoch zu einer Mehrdeutigkeit bei der Messung eines Winkels des Objekts führen, was zu einer Verwirrung in Bezug auf eine tatsächliche Winkelposition des Objekts führt. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Anordnung bereitzustellen, die die Ambiguität eines Einfallswinkels von reflektierten Radarsignalen reduziert.
KURZDARSTELLUNG
In einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Radarsystem für ein Fahrzeug offenbart. Das Radarsystem beinhaltet eine Radaranordnung mit einer Vielzahl entlang einer Fläche des Fahrzeugs angeordneten Radarknoten, wobei jeder Radarknoten einen ersten Sender an einem Ende des Knotens und einen zweiten Sender an einem zweiten Ende des Knotens mit einer Vielzahl von Empfängern beinhaltet, die zwischen dem ersten Sender und dem zweiten Sender ausgerichtet sind, wobei mindestens eine der Aperturlänge des Radarknotens und ein Abstand zwischen dem Knoten ein variabler Parameter ist, und einen Prozessor. Der Prozessor ist konfiguriert zum Aktivieren eines Senders der Radaranordnung zur Erzeugung eines Testimpulses, zum Empfangen einer Reflexion des Testimpulses von dem Objekt an einem Empfänger der Radaranordnung und zum Bestimmen einer Winkelposition des Objekts von der Reflexion des Testimpulses.
In einer Ausführungsform nimmt die Aperturlänge eines Radarknotens mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Anordnung zu. Der Abstand zwischen angrenzenden Radarknoten dieser Ausführungsform ist entweder konstant oder nimmt mit dem Abstand von dem zentralen Punkt der Anordnung zu. In einer anderen Ausführungsform ist die Aperturlänge jedes Radarknotens die gleiche und ein Abstand zwischen Radarknoten variiert mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Anordnung, beispielsweise durch Vergrößern des Abstands von einem zentralen Punkt der Anordnung. In anderen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen angrenzenden Empfängern eines Radarknotens gleich oder zufällig. Die Radaranordnung ist auf einer Fläche des Fahrzeugs angeordnet, und eine Richtung der Ausrichtung des Senders und des Empfängers des Radarknotens ist mit einer Richtung der Ausrichtung der Vielzahl von Radarknoten ausgerichtet. Der Prozessor ändert eine Trajektorie des Fahrzeugs in Bezug auf das Objekt unter Verwendung der bestimmten Winkelposition des Objekts.
In einer anderen exemplarischen Ausführungsform ist ein Fahrzeug offenbart. Das Fahrzeug beinhaltet eine Radaranordnung mit einer Vielzahl entlang einer Fläche des Fahrzeugs angeordneten Radarknoten, wobei jeder Radarknoten einen ersten Sender an einem Ende des Knotens und einen zweiten Sender an einem zweiten Ende des Knotens mit einer Vielzahl von Empfängern beinhaltet, die zwischen dem ersten Sender und dem zweiten Sender ausgerichtet sind, und wobei mindestens eine von einer Aperturlänge der Radarknoten und einem Abstand zwischen Knoten variiert wird, und einen Prozessor. Der Prozessor ist konfiguriert zum Aktivieren eines Senders der Radaranordnung zur Erzeugung eines Testimpulses, zum Empfangen einer Reflexion des Testimpulses von dem Objekt an einem Empfänger der Radaranordnung und zum Bestimmen einer Winkelposition des Objekts von der Reflexion des Testimpulses.
In einer Ausführungsform nimmt die Aperturlänge jedes Radarknotens mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Radaranordnung zu. Der Abstand zwischen angrenzenden Radarknoten in dieser Ausführungsform ist entweder konstant oder nimmt mit dem Abstand von dem zentralen Punkt der Anordnung zu. In einer anderen Ausführungsform ist die Aperturlänge jedes Radarknotens die gleiche und ein Abstand zwischen Radarknoten variiert mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Radaranordnung, beispielsweise durch Vergrößern des Abstands mit Abstand von einem zentralen Punkt der Anordnung. In anderen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen angrenzenden Empfängern eines Radarknotens gleich oder zufällig. Der Prozessor ändert eine Trajektorie des Fahrzeugs in Bezug auf das Objekt unter Verwendung der bestimmten Winkelposition des Objekts.
In noch einer anderen exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Fahren eines Fahrzeug offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Übertragen eines Testimpulses von mindestens einem von einem ersten Sender an einem Ende eines Knotens eines Radararrays und einem zweiten Sender an einem anderen Ende des Knotens, wobei der Knoten eine Vielzahl von Empfängern aufweist, die zwischen dem ersten Sender und dem zweiten Sender ausgerichtet sind und eine Aperturlänge definieren, wobei die Radaranordnung eine Vielzahl von Radarknoten enthält, wobei mindestens eine von einer Aperturlänge der Radarknoten und einem Abstand zwischen Knoten variiert wird, das Empfangen einer Reflexion des Testimpulses von einem Objekt an einem Empfänger von einem der Vielzahl von Knoten, das Bestimmen einer Winkelposition des Objekts von der Reflexion des Testimpulses von dem Objekt; und das Ändern einer Trajektorie des Fahrzeugs in Bezug auf das Objekt unter Verwendung der bestimmten Winkelposition des Objekts.
In einer Ausführungsform nimmt eine Aperturlänge eines Radarknotens mit dem Abstand des Radarknotens von einem zentralen Punkt der Anordnung zu. Der Abstand zwischen angrenzenden Radarknoten in dieser Ausführungsform ist entweder ein konstanter Abstand oder ein Abstand der mit dem Abstand von den Radarknoten von einem zentralen Punkt der Anordnung zunimmt. In einer anderen Ausführungsform ist ein Abstand zwischen angrenzenden Empfängern eines Radarknotens gleich oder zufällig. Die Radaranordnung ist auf einer Fläche des Fahrzeugs angeordnet, sodass eine Richtung der Ausrichtung des Senders und des Empfängers des Radarknotens mit einer Richtung der Ausrichtung der Vielzahl von Radarknoten ausgerichtet ist.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 zeigt eine Draufsicht eines exemplarischen Fahrzeugs, das zum Navigieren einer Umgebung in Bezug auf ein Objekt innerhalb der Umgebung konfiguriert ist;
2A zeigt einen veranschaulichenden Radarknoten einer Radaranordnung in einer Ausführungsform;
2B zeigt einen veranschaulichenden Radarknoten einer Radaranordnung in einer anderen Ausführungsform;
3 zeigt eine veranschaulichende Radaranordnung, die eine ausgewählte Anordnung einer Vielzahl von Radarknoten in einer Ausführungsform zeigt;
4 zeigt eine veranschaulichende Radaranordnung, die eine andere Anordnung einer Vielzahl an Radarknoten zeigt, als in 3 gezeigt ist;
5 zeigt eine Strahlformungssimulation eines reflektierten Signals, das bei einer Radaranordnung mit einer der hierin offenbarten Ausführungsformen empfangen wird; und 6 zeigt einen erweiterten Bereich der Strahlformungssimulation von 5.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform veranschaulicht 1 eine Draufsicht eines exemplarischen Fahrzeugs 100, das zum Navigieren einer Umgebung in Bezug auf ein Objekt 120 in der Umgebung konfiguriert ist. Das Fahrzeug 100 beinhaltet ein Radarsystem mit einer Radaranordnung von Radarknoten 108a, 108b und 108c zum Erhalten von Informationen über ein oder mehrere Objekte 120 in der Umgebung. In einer Ausführungsform beinhalten die Radarknoten 108a, 108b, 108c jeweils Sender, die elektromagnetische Testimpulse in die Umgebung des Fahrzeugs 100 senden (wie den von dem Radarknoten 108a übertragenen beispielhaften Testimpuls 112) und Empfänger, die eine oder mehrere Reflexionen (wie die veranschaulichenden Reflexionen 114a, 114b und 114c) des Testimpulses 112 von einem oder mehreren Objekten 120 in der Umgebung empfangen. Die elektromagnetischen Testimpulse können in einem Radiofrequenzbereich von Frequenzen liegen.
Das Fahrzeug 100 enthält einen Zentralprozessor 102 zum Durchführen der verschiedenen hierin offenbarten Verfahren zur Datenerfassung, Datenverarbeitung und Fahrzeugnavigation. Der Zentralprozessor 102 steuert den Betrieb der Anordnung von Radarknoten (z. B. des Radarknotens 108a), um an einem Radarknoten (z. B. dem Radarknoten 108a) einen Testimpuls 112 zu erzeugen und Reflexionen (z. B. Reflexion 114a) des Testimpulses von dem einen oder den mehreren Objekten 120, die an dem Radarknoten 108a empfangen werden, zu verarbeiten. Es ist zu verstehen, dass der Testimpuls 112 auch zu reflektierten Signalen 114b und 114c führt, die an den Radarknoten 108b und 108c erfasst werden. Der Prozessor 102 verarbeitet Signale, bei denen das reflektierte Signal an einem beliebigen ausgewählten Radarknoten (z. B. dem Radarknoten 108a) einem von dem ausgewählten Sensor übertragenen Testimpuls entspricht. Der Prozessor 102 kann jedoch auch Signale verarbeiten, in denen der gesendete Testimpuls von einem Radarknoten (z. B. Radarknoten 108a) ausgegeben und sein entsprechender reflektierter Impuls an einem anderen Radarknoten (z. B. Radarknoten 108b, 108c) empfangen wird. Der Prozessor 102 führt verschiedene Verfahren zum Bestimmen von Radarparametern des einen oder der mehreren Objekte 120 aus, wie z. B. dessen Entfernung, relative Geschwindigkeit, Winkelposition usw.
Der Prozessor 102 steht ferner mit verschiedenen internen Zustandssensoren 110 des Fahrzeugs 100 in Verbindung. Die internen Zustandssensoren 110 messen verschiedene Parameter des Fahrzeugs 100, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, einer Position des Fahrzeugs, eines Bremsparameters, der einen Zustand des Bremssystems des Fahrzeugs 100 anzeigt, einen Beschleunigungsparameter, der einen Antriebszustand des Fahrzeugs 100 anzeigt, einen Lenkparameter des Fahrzeugs 100 usw. Der Prozessor 102 steht ferner mit verschiedenen Aktuatorvorrichtungen 111 des Fahrzeugs 100 in Verbindung und kann ein Steuersignal an eine oder mehrere der Aktuatorvorrichtungen 111 bereitstellen, um den Betrieb des Fahrzeugs 100 als Reaktion auf verschiedene Berechnungen in Bezug auf die Umgebung und/oder das Objekt 120 zu steuern. Die verschiedenen Aktuatorvorrichtungen 111 beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Lenkungsbetätigungsvorrichtung zum Lenken des Fahrzeugs 100 in Reaktion auf ein Lenksignal von dem Prozessor 102, eine Beschleunigungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Beschleunigung für das Fahrzeug 100 in Reaktion auf ein Beschleunigungssignal von dem Prozessor 102 und eine Bremsvorrichtung zum Verzögern des Fahrzeugs 100 als Reaktion auf ein Bremssignal von dem Prozessor 102. In einer anderen Ausführungsform kann der Prozessor 102 Informationen über die Umgebung und/oder das Objekt 120 an eine Anzeige bereitstellen, um den Fahrer eines Fahrzeugs auf das Objekt 120 aufmerksam zu machen.
Der Prozessor 102 kommuniziert mit einer Speichervorrichtung 104, die verschiedene Programme 106 enthält, die, wenn sie von dem Prozessor 102 ausgeführt werden, dem Prozessor 102 ermöglichen, die verschiedenen hierin offenbarten Verfahren auszuführen. In einem Aspekt ermöglichen die Programme 106 dem Prozessor 102 die Bestimmung verschiedener Parameter eines Objekts 120, wie z. B. Entfernung, relative Geschwindigkeit, Winkelposition usw. in Bezug auf das Fahrzeug 100 aus den reflektierten Signalen, die an dem Radarsystem empfangen werden. Der Prozessor 102 kann aus einem internen Zustand des Fahrzeugs 100 (gemessen durch interne Zustandssensoren 110) und den bestimmten Radarparametern des Objekts 120 eine vorhergesagte Trajektorie des Fahrzeugs 100 in Bezug auf das Objekt 120 sowie ein vorhergesagtes bestimmtes Ergebnis entlang der vorhergesagten Trajektorie, wie beispielsweise eine Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit dem Objekt 120 bestimmen. Der Prozessor kann das Fahrzeug 100 basierend auf dem vorhergesagten Ergebnis umleiten, um die Trajektorie zu ändern, wodurch ein anderes Ergebnis erhalten wird, wie zum Beispiel das Vermeiden des vorhergesagten Zusammenstoßes. Der Prozessor 102 aktiviert die verschiedenen Aktuatorvorrichtungen 111 des Fahrzeugs 100, um das Fahrzeug 100 umzuleiten.
Die Radaranordnung des Fahrzeugs 100 beinhaltet eine Vielzahl von Radarknoten 108a, 108b, 108c, wobei jeder Knoten mindestens zwei Sender und eine Vielzahl von Empfängern umfasst, wie hierin erörtert. Die Radarknoten sind auf einer Fläche des Fahrzeugs 100 montiert.
2A zeigt einen veranschaulichenden Radarknoten 200 einer Radaranordnung in einer Ausführungsform. Der Radarknoten 200 beinhaltet mindestens zwei Sender (202a, 202b) und eine Vielzahl von Empfängern (204a, 204b, 204c, 204d). Der Radarknoten 200 beinhaltet eine Apertur 206 mit einer Längenabmessung D. Die mindestens zwei Sender (202a, 202b) und die Vielzahl der Empfänger (204a, 204b, 204c, 204d) sind innerhalb der Apertur 206 entlang der Längenabmessung D ausgerichtet. Ein erster Sender 202a ist an einem ersten Ende der Apertur 206 platziert oder angeordnet und ein zweiter Sender 20b ist an einem zweiten Ende der Apertur 206 platziert oder angeordnet. Die Vielzahl an Empfängern 204a, 204b, 204c und 204d sind zwischen dem ersten Sender 202a und dem zweiten Sender 202b angeordnet. In 2A sind zum Zweck der Veranschaulichung nur vier Empfänger gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl von Empfängern innerhalb eines ausgewählten Knotens platziert oder angeordnet werden kann.
Die Empfänger 204a, 204b, 204c, 204d sind durch einen Abstand zwischen den Empfängern voneinander beabstandet. Abstand S₁ ist ein Abstand zwischen dem Empfänger 204a und dem Empfänger 204b. Abstand S₂ ist ein Abstand zwischen dem Empfänger 204b und dem Empfänger 204c. Abstand S₃ ist ein Abstand zwischen dem Empfänger 204c und dem Empfänger 204d. In der Ausführungsform von 2A ist der Abstand zwischen den Empfängern gleichförmig, d. h. S₁=S₂₌S₃.
2B zeigt einen veranschaulichenden Radarknoten 210 einer Radaranordnung in einer anderen Ausführungsform. Der Radarknoten 210 beinhaltet eine Apertur 216 mit einer Längenabmessung D und weist mindestens zwei Sender (212a, 212b) und mehrere Empfänger (214a, 214b, 214c, 214d) innerhalb der Apertur 216 auf, die entlang der Längenabmessung D ausgerichtet sind. Ein erste Sender 212a ist an einem ersten Ende der Öffnung 216 platziert oder angeordnet, und ein zweiter Sender 212b ist an einem zweiten Ende der Öffnung 216 platziert oder angeordnet. Die Vielzahl von Empfängern 214a, 214b, 214c und 214d sind zwischen dem ersten Sender 212a und dem zweiten Sender 212b angeordnet. Die Empfänger 214a, 214b, 214c und 214d sind voneinander durch Abstände S1, S2 und S3 beabstandet, wie oben in Bezug auf 2A erörtert wurde. In der Ausführungsform von 2B werden die Abstände S1, S2 und S3 zwischen Empfängern zufällig bestimmt, ausgewählt oder zugewiesen. Daher sind die Abstände S1, S2 und S3 im Allgemeinen nicht gleich.
3 zeigt eine veranschaulichende Radaranordnung 300, die eine ausgewählte Anordnung einer Vielzahl von Radarknoten (301, 303, 305, 307, 309, 313, 315, 317, 319) in einer Ausführungsform zeigt. Die Radarknoten (301, 303, 305, 307, 309, 313, 315, 317, 319) sind auf einer Fläche des Fahrzeugs angeordnet, die eine gekrümmte Fläche sein kann und von der aus eine Länge L der Radaranordnung 300 von den Außenkanten der äußersten Radarknoten (309 und 319) gemessen wird. Eine Richtung der Ausrichtung der Sender und Empfänger der Radarknoten ist im Allgemeinen mit einer Richtung der Ausrichtung der Radarknoten der Radaranordnung ausgerichtet. Mit anderen Worten ist die Längenabmessung D der 2A und 2B im Allgemeinen mit der Länge L von 3 ausgerichtet. Ein zentraler Punkt C der Radaranordnung ist in der Mitte auf halber Länge L angeordnet. In der veranschaulichenden Radaranordnung 300 variiert der Abstand zwischen Knoten mit dem Abstand von dem zentralen Punkt C. Insbesondere nimmt der Abstand zwischen den Knoten mit dem Abstand von dem zentraler Punkt der Radaranordnung 300 zu. Der zentrale Knoten 301 ist auf seiner linken Seite von dem Knoten 303 um den Abstand d₁ getrennt. Der Knoten 303 und der Knoten 305 sind durch den Abstand d₂ getrennt. Der Knoten 305 und der Knoten 307 sind durch den Abstand d₃ getrennt. Der Knoten 307 und der Knoten 309 sind durch den Abstand d₄ getrennt. Auf der anderen Seite der Anordnung 300 ist der zentrale Knoten 301 auf seiner rechten Seite von dem Knoten 313 um den Abstand d₁ getrennt. Der Knoten 313 und der Knoten 315 sind durch den Abstand d₂ getrennt. Der Knoten 315 und der Knoten 317 sind durch den Abstand d₃ getrennt. Der Knoten 317 und der Knoten 319 sind durch den Abstand d₄ getrennt. Die Intraknotenabstände sind mit d₁<d₂<d₃<d₄ verknüpft. Es versteht sich, dass die Anzahl der in der Radaranordnung 300 gezeigten Radarknoten nur zu Veranschaulichungszwecken ausgewählt wird und dass die Radaranordnung 300 in alternativen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von Radarknoten aufweisen kann.
Jeder der Radarknoten (301, 303, 305, 307, 309, 313, 315, 317, 319) in der Radaranordnung 300 hat dieselbe Aperturlänge D₀ . Die Anordnung von Sendern und Empfängern in der Apertur der Radarknoten kann wie in 2A und 2B gezeigt sein. Mit anderen Worten, alle Radarknoten können einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen oder alle Radarknoten können einen zufälligen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen oder einige der Radarknoten können einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen, während der Rest der Radarknoten einen zufälligen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen kann.
4 zeigt eine veranschaulichende Radaranordnung 400, die eine andere Anordnung einer Vielzahl von Radarknoten (401, 403, 405, 407, 409, 413, 415, 417, 419) zeigt, als in 3 gezeigt ist. Die Radarknoten (401, 403, 405, 407, 409, 413, 415, 417, 419) sind auf einer Fläche des Fahrzeugs angeordnet, die eine gekrümmte Fläche sein kann und von der aus eine Länge L der Radaranordnung 400 von den Außenkanten der äußersten Radarknoten (409 und 419) gemessen wird. Eine Richtung der Ausrichtung der Sender und Empfänger der Radarknoten ist im Allgemeinen mit einer Richtung der Ausrichtung der Radarknoten der Radaranordnung ausgerichtet. Mit anderen Worten ist die Längenabmessung D der 2A und 2B im Allgemeinen mit der Länge L von 4 ausgerichtet. Ein zentraler Punkt C der Radaranordnung ist auf halber Länge L angeordnet. In der veranschaulichenden Radaranordnung 400 variiert die Länge der Apertur jedes Radarknotens mit dem Abstand von dem zentralen Punkt der Radaranordnung 400. Insbesondere nimmt die Länge der Apertur eines Radarknotens mit dem Abstand von dem zentralen Punkt der Radaranordnung 400 zu. Der zentrale Knoten 401 hat eine Aperturlänge D₀ . Die Knoten 403 und 413 weisen auf jeder Seite des zentralen Knotens 401 eine Aperturlänge D₁ auf, Knoten 405 und 415 weisen eine Aperturlänge D ₂ auf, Knoten 407 und 417 weisen eine Aperturlänge D₃ auf und die äußersten Knoten 409 und 419 weisen eine Aperturlänge D₄ auf. Die Aperturlängen sind durch D₀<D₁<D₂<D₃<D₄ verknüpft. Es versteht sich, dass die Anzahl der in der Radaranordnung 400 gezeigten Radarknoten nur zu Veranschaulichungszwecken ausgewählt wird und dass die Radaranordnung 400 in alternativen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von Radarknoten aufweisen kann. Der Abstand zwischen den Knoten kann konstant bleiben, wie in 4 gezeigt oder kann variieren. In einigen Ausführungsformen nimmt der Abstand zwischen den Aperturen mit dem Abstand von dem zentralen Punkt C zu.
Die Anordnung von Sendern und Empfängern in der Apertur der Radarknoten kann wie in 2A und 2B gezeigt sein. Mit anderen Worten, alle Radarknoten können einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen oder alle Radarknoten können einen zufälligen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen oder einige der Radarknoten können einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen, während der Rest der Radarknoten einen zufälligen Abstand zwischen den Empfängern aufweisen kann.
Es versteht sich, dass die in 3 beschriebenen Längen sich nicht notwendigerweise auf die in 4 beschriebenen Längen beziehen. Beispielsweise ist die Länge D₀ der Apertur des Radarknotens 301 in 3 nicht notwendigerweise gleich der Länge D₀ der Apertur des Radarknotens 401 in 4.
5 zeigt eine Strahlformungssimulation 500 eines reflektierten Signals, das bei einer Radaranordnung mit einer der hierin offenbarten Ausführungsformen empfangen wird. Der Winkel ist entlang der Abszisse in Grad und die Intensität ist entlang der Ordinatenachse in Dezibel angegeben. Das Objekt, das das Signal reflektiert, befindet sich bei Null Grad Azimut. Wie aus 5 entnommen werden kann, ist eine Hauptkeule 502 gezeigt, die eine maximale Spitze aufweist, die entlang des Azimuts bei Null Grad klar erfassbar ist. Seitenkeulen haben eine signifikant niedrigere Intensität, wodurch es dem Prozessor ermöglicht wird, die Hauptkeule 502 ohne Ambiguität oder mit signifikant verringerter Ambiguität zu identifizieren.
6 zeigt einen erweiterten Bereich der Strahlformungssimulation 500 von 5. Der erweiterte Bereich erstreckt sich von -1 Grad entlang des Azimuts bis zu +1 Grad entlang des Azimuts. Die Hauptkeule 502 ist deutlich unterscheidbar. Die nächsten Seitenkeulen 602 und 604 haben eine Intensität, die ungefähr 9 Dezibel kleiner ist als die Intensität der Hauptkeule 502. Zusätzlich sind die Seitenkeulen 602 und 604 mit +-0,2 Grad der Hauptkeule 502. Somit kann die Hauptkeule 502 ohne Ambiguität identifiziert werden und kann verwendet werden, um eine Winkelposition eines Objekts zu identifizieren, das von dem Radarsystem mit einer hohen Winkelauflösung erfasst wird. Diese hoch aufgelöste Winkelposition des Objekts kann somit verwendet werden, um das Fahrzeug in Bezug auf das Objekt zu lenken oder zu navigieren, wie oben in Bezug auf 1 erörtert wurde.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Radarsystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Radaranordnung mit einer Vielzahl entlang einer Fläche des Fahrzeugs angeordneten Radarknoten, wobei jeder Radarknoten einen ersten Sender an einem Ende des Knotens und einen zweiten Sender an einem zweiten Ende des Knotens mit einer Vielzahl von Empfängern beinhaltet, die zwischen dem ersten Sender und dem zweiten Sender ausgerichtet sind, wobei mindestens eine der Aperturlänge des Radarknotens und ein Abstand zwischen dem Knoten ein variabler Parameter ist, und einen Prozessor, konfiguriert zum: Aktivieren eines Senders der Radaranordnung zur Erzeugung eines Testimpulses; Empfangen einer Reflexion des Testimpulses von dem Objekt an einem Empfänger der Radaranordnung; und zum Bestimmen einer Winkelposition des Objekts von der Reflexion des Testimpulses.
Radarsystem nach Anspruch 1, wobei die Aperturlänge eines Radarknotens mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Anordnung zunimmt und der Abstand zwischen angrenzenden Radarknoten einer von (i) konstant ist; und (ii) mit der Entfernung von dem zentralen Punkt der Anordnung zunehmend ist.
Radarsystem nach Anspruch 1, wobei die Aperturlänge jedes Radarknotens gleich ist und ein Abstand zwischen den Radarknoten mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Anordnung zunimmt.
Radarsystem nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen angrenzenden Empfängern eines Radarknotens gleich oder zufällig ist.
Radarsystem nach Anspruch 1, worin die Radaranordnung auf einer Fläche des Fahrzeugs angeordnet ist, und eine Richtung der Ausrichtung des Senders und des Empfängers des Radarknotens mit einer Richtung der Ausrichtung der Vielzahl von Radarknoten ausgerichtet ist.
Fahrzeug, umfassend: eine Radaranordnung mit einer Vielzahl entlang einer Fläche des Fahrzeugs angeordneten Radarknoten, wobei jeder Radarknoten einen ersten Sender an einem Ende des Knotens und einen zweiten Sender an einem zweiten Ende des Knotens mit einer Vielzahl von Empfängern beinhaltet, die zwischen dem ersten Sender und dem zweiten Sender ausgerichtet sind, und wobei mindestens eine von einer Aperturlänge des Radarknotens und einem Abstand zwischen Knoten variiert wird; und einen Prozessor, konfiguriert zum: Aktivieren eines Senders der Radaranordnung zur Erzeugung eines Testimpulses; Empfangen einer Reflexion des Testimpulses von dem Objekt an einem Empfänger der Radaranordnung; und zum Bestimmen einer Winkelposition des Objekts von der Reflexion des Testimpulses.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Aperturlänge jedes Radarknotens mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Radaranordnung zunimmt und der Abstand zwischen angrenzenden Radarknoten einer von (i) konstant ist; und (ii) mit der Entfernung von dem zentralen Punkt der Anordnung zunehmend ist.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Aperturlänge jedes Radarknotens gleich ist und ein Abstand zwischen Radarknoten mit dem Abstand von einem zentralen Punkt der Anordnung zunimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei ein Abstand zwischen angrenzenden Empfängern eines Radarknotens gleich oder zufällig ist.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um eine Trajektorie des Fahrzeugs in Bezug auf das Objekt unter Verwendung der bestimmten Winkelposition des Objekts zu ändern.