DE102018124019A1

DE102018124019A1 - Verfahren zur Korrektur von fehlerhaften Erfassungssignalen

Info

Publication number: DE102018124019A1
Application number: DE102018124019.8A
Authority: DE
Inventors: Tobias Breddermann; Tai Fei; Christopher Grimm; Ernst Warsitz; Muhammed Soubhi Al Kadi
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-02

Abstract

Verfahren zur Korrektur von fehlerhaften Erfassungssignalen (101) bei einem Radarsystem (10) eines Fahrzeuges (1),wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:- Durchführen einer Erfassung des Erfassungssignals (101) bei dem Radarsystem (10),- Durchführen einer Ermittlung einer gleichphasigen ersten (I) und einer davon abweichenden zweiten (Q) Komponente aus dem Erfassungssignal (101), um eine Phaseninformation des Erfassungssignals (101) zu erhalten,- Durchführen einer Detektion eines Fehleranteils bei den Komponenten (I, Q),- Durchführen einer Korrektur des Fehleranteils bei den Komponenten in Abhängigkeit von der Detektion und anhand der Phaseninformation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von fehlerhaften Erfassungssignalen bei einem Radarsystem eines Fahrzeuges. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Radarsystem.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei Fahrzeugen Radarsysteme zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeuges genutzt werden. Um die Erfassung zu verbessern, können bei einer Signalverarbeitung bei dem Radarsystem Verfahren zur Bestimmung der Phase eines erfassten Radarsignals genutzt werden. Allerdings ist es technisch sehr aufwendig, Fehler bei dieser Phasenbestimmung zu korrigieren.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fehlerkorrektur bei einem Erfassungssignal eines Radarsystems bereitzustellen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Radarsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem, und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Korrektur von fehlerhaften Erfassungssignalen bei einem Radarsystem eines Fahrzeuges. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge, wobei ggf. auch einzelne oder sämtliche Schritte wiederholt durchgeführt werden können:

- Durchführen einer Erfassung eines Erfassungssignals bei dem Radarsystem,
- Durchführen einer Ermittlung einer gleichphasigen ersten und einer davon (hinsichtlich der Phaseninformation und/oder Phasenlage) abweichenden zweiten Komponente (insbesondere Quadraturkomponente) aus dem Erfassungssignal, um eine Phaseninformation des Erfassungssignals zu erhalten,
- Durchführen einer Detektion eines Fehleranteils bei den Komponenten,
- Durchführen einer Korrektur (insbesondere Kompensation) des Fehleranteils bei den Komponenten in Abhängigkeit von der Detektion und anhand der Phaseninformation.

Dies hat den Vorteil, dass durch die Nutzung der Phaseninformation der Fehleranteil viel umfassender eliminiert werden kann, als dies herkömmlicherweise der Fall ist. Ferner kann durch die Abhängigkeit von der Detektion die Korrektur nur bei Bedarf durchgeführt werden, und somit der technische Aufwand verringert werden.
Vorteilhafterweise können die Schritte der Durchführung der Detektion und/oder der Korrektur jeweils als digitale Signalverarbeitungsschritte ausgeführt sein, und somit insbesondere ausschließlich eine computergestützte und/oder digitale Verarbeitung des Erfassungssignals betreffen. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass das Erfassungssignal zunächst (z. B. über einen Analog-Digital-Konverter) in eine digitale Erfassungsinformation umgewandelt wird. Diese Erfassungsinformation kann z. B. im Zeitbereich vorliegen, und zur Detektion und/oder Korrektur zuvor in einen Frequenzbereich transformiert werden.
Der Fehleranteil ist bspw. ein I/Q-Ungleichgewicht und/oder ein Phasenfehler und/oder dergleichen.
Gemäß einem weiteren Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Ermittlung der Komponenten gemäß einem I&Q-Verfahren durchgeführt wird, sodass das Erfassungssignal in die erste Komponente als die gleichphasige Komponente und in die zweite Komponente als eine Blindkomponente zerlegt wird, um anhand einer Verarbeitung der ersten mit der zweiten Komponente, insbesondere durch eine Arkusfunktion, die Phaseninformation zu berechnen. Die Größe der einzelnen Komponenten kann beispielsweise durch eine Winkelfunktion berechnet werden, insbesondere durch eine Cosinus- und/oder Sinusfunktion. Die Bestimmung der Phaseninformationen kann beispielsweise durch die Berechnung des Arcustangens des Quotienten der Größen der einzelnen Komponenten bestimmt werden.
Ein I/Q-Verfahren (In-Phase-&-Quadrature-Verfahren) betrifft insbesondere eine Signalverarbeitung, bei welcher das Erfassungssignal z. B. von einer Empfangsantenne des Radarsystems erfasst, und in zwei Wege umgeleitet wird. In dem einen Weg erfolgt eine Demodulation und/oder Abwärtsmischung mit der originalen Phasenlage, um die erste (I-) Komponente zu erhalten. Diese Demodulation und/oder Abwärtsmischung wird auch auf einem zweiten Weg durchgeführt, jedoch mit einer um 90° phasenverschobenen Referenzfrequenz. Durch den zweiten Weg kann die zweite (Q-) Komponente erhalten werden. Auch wenn bei heutigen modernen Radarsystemen bereits Fehleranteile bei der Ermittlung der ersten und zweiten Komponente reduziert werden, ist es technisch schwierig, ein Leistungsgleichgewicht und Orthogonalität zwischen den beiden Wegen über einen breiten Frequenzbereich zu gewährleisten. Insbesondere das Vorliegen des Erfassungssignals im Hochfrequenz- (HF) Bereich erschwert die Reduzierung des Fehleranteils für ein weites Frequenzband. Auch Anpassungen und Optimierungen der Hardware, z. B. gemäß einem HF-Design des Detektors, verringern nur überwiegend den Fehleranteil für eine Mittenfrequenz des Spektrums des Erfassungssignals. Auch eine Kalibrierung des Erfassungssignals bzw. der Komponenten durch den Detektor des Radarsystems verhindert nicht zwangsläufig, dass das Erfassungssignal und auch die daraus und/oder aus den beiden (I-Q-) Komponenten ermittelte (digitale) Erfassungsinformation weiterhin einen Fehleranteil aufweisen.
Die Erfassungsinformation kann je nach Ausbildung des Radarsystems bereits als Spektrum vorliegen oder alternativ im Zeitbereich vorliegen, sodass aus der Erfassungsinformation zunächst ein Spektrum ermittelt werden muss. Das Spektrum (z. B. als Abstand-Doppler-Spektrum bzw. engl. range-doppler spectrum) dient insbesondere zur Ziel- und/oder Objektdetektion und kann aufgrund des Fehleranteils ein Geisterziel (Ghost-Target) aufweisen, wobei ein reales Ziel und das Geisterziel zentrosymmetrisch zueinander ausgeführt sein können.
Nachfolgend ist eine beispielhafte Ausführung der Detektion und/oder der Korrektur näher beschrieben, wobei auch der Fehleranteil mit weiteren Einzelheiten beschrieben wird. Der Fehleranteil und insbesondere ein I/Q Ungleichgewicht (engl. I/Q imbalance) kann z. B. mittels Winkelfunktionen berechnet werden: ${\begin{matrix} I = (1 + ε) A cos ω_{0} t \\ Q = A sin (ω_{0} t + Δ ϕ), \end{matrix}$
wobei ∈ den Amplitudenfehler und Δϕ den Phasenfehler bezeichnet. Die fehlerfreie Amplitude der komplexwertigen Erfassungsinformation ist als Λ angegeben. Der Fehleranteil bzw. das I/Q Ungleichgewicht weist somit zwei Teile auf, nämlich einen Amplituden- und einen Phasenfehler. Eine Transformation dieser Erfassungsinformation in ein Spektrum kann mittels einer Fouriertransformation der komplexwerten Erfassungsinformation durchgeführt werden, welche z. B. durch zwei einzelne Fouriertransformationen für den Real- und für den Imaginärteil der Erfassungsinformation umgesetzt wird. Als Ergebnis dieser Transformation kann sich Folgendes ergeben: $F {I} = (1 + ε) π Λ δ (ω - ω_{0}) - (1 + ε) π Λ δ (ω + ω_{0}),$
$F {Q} = (- j π A c o s Δ ϕ + π A s i n Δ ϕ) δ (ω - ω_{0}) + (- j π A c o s Δ ϕ - π A s i n Δ ϕ) δ (ω + ω_{0}),$
wobei δ(ω) die Dirac-Funktion (auch Dirac-Delta-Funktion oder Delta-Distribution) bezeichnet. Beide Ergebnisse haben einen zusätzlichen Term mit der Frequenz -ω₀. Wenn der Fehleranteil null ist, dann wird dieser zusätzliche Term kompensiert bei einer Rekonstruktion des Spektrums von X = I +jQ, wobei $j = \sqrt{- 1},$
durch die nachfolgende Gleichung $F {X} = F {I} + j F {Q} .$
Andernfalls, falls der Fehleranteil nicht null ist, gibt es zwei Frequenzen im Spektrum, nämlich ω₀ und -ω₀. Im 2-D-Spektrum sind diese zentrosymmetrisch zueinander.
Basierend auf den komplexwerten Amplituden dieser beiden Frequenzen kann der Amplituden- und der Phasenfehler ermittelt werden (und damit insbesondere die Detektion des Fehleranteils gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden), nämlich insbesondere durch: ${\begin{matrix} ε = | \frac{A_{I', +}}{A_{Q', +}} | - 1 \\ Δ ϕ = angle (Λ_{Q_{I}, +}) - angle (Λ_{I', +}) + \frac{π}{2} \end{matrix},$
wobei $A_{Q, +} = (- j π A cos Δ ϕ + π A sin Δ ϕ) = π A exp (j (Δ ϕ - \frac{π}{2})),$
und A_I,+ = (1 + ε)πA.
Mit dem ermittelten Amplituden- und der Phasenfehler und/oder mit dem hierdurch ermittelten Fehleranteil kann die Erfassungsinformation als Zeitsignal durch die nachfolgende Verarbeitung korrigiert werden, und somit insbesondere die Korrektur des Fehleranteils gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden: ${\begin{matrix} \hat{I} = \frac{1}{1 + ε} I \\ \hat{Q} = Q \frac{1}{c o s (Δ ϕ)} - \frac{1}{1 - ε} I tan (Δ ϕ) \end{matrix} .$
Optional kann es vorgesehen sein, dass die Detektion die nachfolgenden Schritte umfasst:

- Erzeugen eines zumindest zweidimensionalen Spektrums anhand der Komponenten, wobei hierzu eine komplexwertige Eingabeinformation mit der ersten Komponente als Realteil und der zweiten Komponente als Imaginärteil transformiert wird, und/oder
- Detektion von zentrosymmetrischen Paaren im Spektrum.

Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die Korrektur den nachfolgenden Schritt umfasst:

- Vergleichen der ersten mit der zweiten Komponente, um den Fehleranteil zu bestimmen.

Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Korrektur die nachfolgenden Schritte umfasst:

- Erzeugen eines zumindest eindimensionalen und insbesondere nur eindimensionalen oder zweidimensionalen Spektrums einzeln für jede der Komponenten, und/oder
- Ermitteln (Bestimmen) des Fehleranteils anhand der erzeugten Spektren, und/oder
- Verarbeiten der ersten und/oder zweiten Komponente mit dem ermittelten Fehleranteil.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung die Korrektur nur dann durchgeführt wird, wenn die Detektion das Vorliegen des Fehleranteils detektiert.
Damit kann der Vorteil erzielt werden, dass die Korrektur nur bei Bedarf durchgeführt wird.
Es kann ferner möglich sein, dass das Radarsystem als ein frequenzmoduliertes Dauerstrichradarsystem ausgeführt ist, und/oder das Erfassungssignal durch einen Detektor des Radarsystems erfasst wird, welcher hierzu eine erste Abwärtsmischung zur Ermittlung der ersten Komponente und eine zweite Abwärtsmischung zur Ermittlung der zweiten Komponente durchführt, bei welchen eine Referenzfrequenz zueinander phasenverschoben bereitgestellt wird. Dies ermöglicht die zuverlässige Bestimmung der Phaseninformation.
Auch ist es optional denkbar, dass aus den Komponenten ein zweidimensionales Spektrum erzeugt wird, und anhand des Spektrums wenigstens ein Objekt in einer Umgebung des Fahrzeuges detektiert wird, wobei vorzugsweise das Spektrum spezifisch ist für eine Relativgeschwindigkeit und einen Abstand des wenigstens einen Objekts in Bezug auf das Fahrzeug, und die Phaseninformation spezifisch ist für eine Auswertung des Abstands des Objekts. In anderen Worten kann die Phaseninformation auch zusätzlich zur Detektion von Zielen und/oder Objekten in der Umgebung genutzt werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Radarsystem für ein Fahrzeug. Hierbei ist vorgesehen, dass das Radarsystem die nachfolgenden Komponenten aufweist:

- wenigstens einen Detektor zur Erfassung eines Erfassungssignals und zur Ermittlung einer gleichphasigen ersten und einer davon abweichenden zweiten Komponente aus dem Erfassungssignal, um eine Phaseninformation des Erfassungssignals zu erhalten,
- wenigstens eine Empfangsverarbeitungseinheit zur Bereitstellung einer Erfassungsinformation (zur Verarbeitung der Komponenten),
- wenigstens eine Verarbeitungsvorrichtung, welche so angepasst ist, dass die Verarbeitungsvorrichtung anhand der Erfassungsinformation eine Detektion eines Fehleranteils bei den Komponenten und eine Korrektur des Fehleranteils bei den Komponenten in Abhängigkeit von der Detektion und anhand der Phaseninformation durchgeführt.

Das Radarsystem ist bspw. als ein 24 GHz- oder als ein 77 GHz-Radarsystem ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich ist das Radarsystem als ein Dauerstrichradar, insbesondere als ein FMCW (englisch: frequency modulated continous wave radar) ausgebildet, welches eine Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung durchführen kann.
Ferner kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder autonomes Fahrzeug und/oder Elektrofahrzeug und/oder dergleichen handeln. Die (ggf. verarbeitete) Erfassungsinformation wird bspw. durch ein Assistenzsystem und/oder durch ein Steuergerät des Fahrzeuges genutzt, welches ein zumindest teilweise autonomes Fahren und/oder automatisches Einparken des Fahrzeuges bereitstellt.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Verarbeitungsmittel wie ein Computerprogramm, insbesondere Computerprogrammprodukt, vorgesehen ist, welches bei Ausführung durch die Verarbeitungsvorrichtung diese zur Durchführung der digitalen Signalverarbeitungsschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranlasst. Ferner ist ein solches Computerprogramm als Gegenstand dieser Erfindung unter Schutz gestellt. Ebenfalls unter Schutz gestellt ist ein computerlesbares Medium, insbesondere ein Datenträger, mit dem erfindungsgemäßen Computerprogramm.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:

1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Radarsystem sowie eines weiteren vorausfahrenden Fahrzeuges jeweils in einer Seitenansicht,
2 ein schematisches Schaltbild von Komponenten eines erfindungsgemäßen Radarsystems,
3 eine schematische Darstellung einer Detektion eines erfindungsgemäßen Radarsystems,
4 + 5 schematische Darstellungen zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Radarsystem 10 gezeigt. Ein Pfeil symbolisiert dabei die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges 1. Darüber hinaus ist ein bewegtes Objekt 6 in der Form eines weiteren vorausfahrenden Fahrzeuges sowie ein statisches Objekt 7 in einer Umgebung 2 des Fahrzeuges 1 gezeigt. Bei dem bewegten und statischen Objekt handelt es sich jeweils um Objekte 5, welche in wenigstens einem Erfassungsfeld 14 des Radarsystems 10 liegen. Beispielhaft sind dabei in 1 verschiedene Erfassungsfelder 14 für verschiedene Positionen wenigstens einer Empfangsantenne 30 gezeigt, welche alternativ oder kombinativ vorgesehen sein können. So ist die Anordnung des Radarsystems 10 zumindest teilweise im Außenspiegel oder im Stoßfänger oder dergleichen möglich. Ein Radarsensor 11 kann dabei als Detektor 11 abhängig von der Position des Fahrzeuges 1 Reflexionen von diesen Objekten 5 über die wenigstens eine Empfangsantenne 30 empfangen und anhand dieser Reflexionen die Objekte 5 detektieren und/oder die Umgebung 2 rekonstruieren. Hierzu wird ein Erfassungssignal 101 erfasst und eine Signalverarbeitung des Erfassungssignals 101 durch eine Verarbeitungsvorrichtung 15 durchgeführt, wobei das Erfassungssignal 101 von der wenigstens einen Empfangsantenne 30 empfangen werden kann.
In 2 ist die beschriebene Erfassung mit weiteren Einzelheiten anhand eines schematischen Schaltbilds eines erfindungsgemäßen Radarsystems 10 näher dargestellt. Beispielhaft ist wenigstens eine Sendeantenne 20 sowie wenigstens eine erste 30a, zweite 30b sowie dritte 30c Empfangsantenne vorgesehen. Zunächst wird dabei über eine Sendeverarbeitungseinheit 21 ein Sendesignal 103 generiert, welches über die wenigstens eine Sendeantenne 20 in die Umgebung 2 des Fahrzeuges 1 abgestrahlt wird. Ein solches Sendesignal 103 ist beispielhaft in 3 näher dargestellt. Bei dem Radarsystem handelt es sich zum Beispiel um ein Dauerstrichradar und/oder um ein FMCW-Radar (englisch: frequency modulated continous wave radar), welches insbesondere eine Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung, vorzugsweise mittels des Doppler-Effekts, bereitstellt. Es kann sich dabei beispielsweise um ein 24 GHz- oder 77 GHz-Radarsystem handeln. Um Parameter von Objekten 5 in der Umgebung 2 des Fahrzeuges 1, wie zum Beispiel Abstand oder Geschwindigkeit oder den Winkel, zu erfassen, kann das Sendesignal 103 zum Beispiel hinsichtlich der Frequenz f moduliert werden. Vorteilhafterweise können zur Erfassung sequenziell N Frequenz-Chirps innerhalb der Zeitdauer T1 mit einer variierenden Frequenz f als Sendesignal 103 über die wenigstens eine Sendeantenne 20 ausgegeben werden. Bei einem solchen Chirp kann sich die Frequenz f zeitlich im Bereich der Bandbreite B verändern. Die Zeitdauer eines jeweiligen Chirps ist dann T1/N, wie in 3 auch durch einen Doppelpfeil schematisch dargestellt ist. Es kann beispielsweise eine lineare Frequenzmodulation genutzt werden, bei welcher bei einem jeweiligen Chirp die Frequenz f sich linear innerhalb der Bandbreite B verändert. Nach der Zeitdauer T1 kann innerhalb der Periode T2-T1 eine Auswertung eines Empfangssignals 101 (oder auch: Erfassungssignal 101) erfolgen. Der gesamte Messzyklus hat somit eine Zeitdauer T2.
Gemäß 2 können zum Empfangen mindestens eines Erfassungssignals 101 die Empfangsantennen 30 äquidistant in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sein. Durch jedes Objekt 5 im Erfassungsfeld 14 kann das ausgesendete Sendesignal 103 reflektiert und/oder zurückgestreut werden und somit mindestens eine der Empfangsantennen 30 erreichen. Das hierdurch empfangene Erfassungssignal 101 kann anschließend demoduliert und/oder abwärtsgemischt werden, insbesondere durch den gezeigten Demodulator 33 bzw. die Abwärtsmischer 33. Anschließend kann das Erfassungssignal 101 durch einen Analog-Digital-Wandler einer Empfangsverarbeitungseinheit 31 in eine digitale Erfassungsinformation 102 umgewandelt werden. Bis zum Ende der Zeitdauer T1 können die hierdurch ermittelten Daten in einer MxN-Matrix mit M Samples pro Chirp und N Chirps eingespeichert werden. Anhand dieser Matrix kann anschließend durch eine Fouriertransformation der Matrix (d. h. der Erfassungsinformation 102) ein Spektrum 110 ermittelt werden, welches für eine Relativgeschwindigkeit und/oder eine Distanz der Objekte 5 in der Umgebung 2 im Erfassungsfeld 14 spezifisch ist. Es handelt sich dabei insbesondere um ein zweidimensionales Spektrum 110 (entsprechend der zweidimensionalen Matrix gemäß der Erfassungsinformation 102), sodass die unterschiedlichen Koordinaten die unterschiedlichen Parameter (wie die Distanz und die Relativgeschwindigkeit) repräsentieren.
Um bei der Erfassung auch eine Phase des Erfassungssignals 101 ermitteln zu können, kann es möglich sein, dass wenigstens eine der Abwärtsmischungen durch die Abwärtsmischer 33 doppelt ausgeführt ist. Bei einer der Abwärtsmischungen kann dann die hierzu genutzte Referenzfrequenz 104 durch einen Phasenschieber 32 phasenverschoben und somit in eine phasenverschobene Referenzfrequenz 105 umgewandelt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein I&Q-Verfahren (In-Phase-&-Quadrature-Verfahren) bereitgestellt werden.
In 4 sind schematisch die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur von fehlerhaften Erfassungssignalen 101 bei einem Radarsystem 10 eines Fahrzeuges 1 dargestellt. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 501 erfolgt dabei ein Durchführen einer Erfassung des Erfassungssignals 101 bei dem Radarsystem 10. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 502 wird ein Durchführen einer Ermittlung einer gleichphasigen ersten I und einer davon abweichenden zweiten Q Komponente aus dem Erfassungssignal 101 ausgeführt, um eine Phaseninformation des Erfassungssignals 101 zu erhalten. Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 503 erfolgt ein Durchführen einer Detektion eines Fehleranteils bei den Komponenten I, Q. Anschließend kann gemäß einem vierten Verfahrensschritt 504 ein Durchführen einer Korrektur des Fehleranteils bei den Komponenten in Abhängigkeit von der Detektion und anhand der Phaseninformation erfolgen. Die Abhängigkeit von der Detektion ist bspw. dadurch gegeben, dass nur dann die Korrektur durchgeführt wird, wenn der Fehleranteil tatsächlich detektiert wird. Die Phaseninformation wird bspw. als Eingabeparameter für die Korrektur genutzt, um damit den Fehleranteil zu kompensieren.
In 5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Zunächst ist dargestellt, dass eine Bandpassfilterung 201 der Komponenten I, Q durchgeführt werden kann, und anschließend eine Kalibrierung 202 der Komponenten erfolgt. Das kalibrierte Signal kann genutzt werden, um ein 2-D-Spektrum 101 zu bestimmen. Hierzu wird beispielsweise eine zweidimensionale Fouriertransformation durchgeführt. Anschließend kann eine Auswertung des Spektrums 110 durch eine Detektion 220 erfolgen. Wenn bei dieser Detektion 220 ein Fehleranteil detektiert wird, so erfolgt eine Ansteuerung eines ersten Schalters 203, eines zweiten Schalters 204 sowie eines dritten Schalters 205. Der dritte Schalter 205 leitet das Spektrum 110 beispielsweise nur dann an den Block 211 weiter, wenn der Fehleranteil detektiert wurde. Andernfalls erfolgt eine Weiterleitung des Spektrums 110 als Ergebnisinformation 250 zur weiteren Verarbeitung. Diese weitere Verarbeitung ist beispielsweise eine Objektdetektion anhand des Spektrums 110. Wenn hingegen der Fehleranteil detektiert wurde, erfolgt ebenfalls eine Weiterleitung der ersten Komponente I über den ersten Schalter 203 an den Block 210 sowie eine Weiterleitung der zweiten Komponente Q über den zweiten Schalter 204 an einen weiteren Block 210. Durch die Blöcke 210 wird jeweils eine Fouriertransformation durchgeführt, und durch den Block 211 eine inverse 2-D-Fouriertransformation. Das Ergebnis der Blöcke 210 kann dann durch den Block 225 ausgewertet werden. Das Ergebnis der Blöcke 225 und 211 kann anschließend durch den Block 230 genutzt werden, um ein korrigiertes Spektrum 110 zu erhalten. Dieses korrigierte Spektrum 110 kann anschließend als die Ergebnisinformation 250 genutzt werden. Der Block 225 ist dabei insbesondere als eine Schätzung und/oder Bestimmung des Fehleranteils ausgeführt. Der Block 230 ist insbesondere als eine Korrektur gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt. Unter dieser Korrektur des Fehleranteils wird dabei insbesondere verstanden, dass der Fehleranteil kompensiert wird. Die Schalter 203, 204, 205 sowie die Blöcke repräsentieren insbesondere Verarbeitungsschritte bei einer digitalen Signalverarbeitung der Erfassungsinformation 102.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Umgebung
5: Objekt
6: bewegtes Objekt
7: statisches Objekt
10: Radarsystem
11: Radarsensor, Detektor
14: Erfassungsfeld, Erfassungsbereich
15: Verarbeitungsvorrichtung
20: Sendeantenne
21: Sendeverarbeitungseinheit (insbesondere mit Spannungsgesteuerter Oszillator, Hochfrequenzgenerator, Digital-Analog-Konverter)
30: Empfangsantenne
30a: erste Empfangsantenne
30b: zweite Empfangsantenne
30c: dritte Empfangsantenne
31: Empfangsverarbeitungseinheit (insbesondere mit Analog-Digital-Konverter)
32: Phasenschieber, 90°
33: Abwärtsmischer
101: Erfassungssignal, Empfangssignal
102: Erfassungsinformation
103: Sendesignal
104: Referenzsignal, phasengleiche Referenzfrequenz
105: phasenverschobene Referenzfrequenz
110: Spektrum
201: Bandpassfilter
202: Kalibrierung
203: erster Schalter
204: zweiter Schalter
205: dritter Schalter
210: Fouriertransformation
220: Detektion
225: Schätzung
230: Korrektur
250: Ergebnisinformation
211: 2-D-Inverse-Fouriertransformation
501: erster Verfahrensschritt
502: zweiter Verfahrensschritt
503: dritter Verfahrensschritt
504: vierter Verfahrensschritt
f: Frequenz
B: Übertragungsbandbreite
I: erste Komponente
N: Anzahl Frequenz-Chirps
Q: zweite Komponente
T1: erste Zeitdauer
T2: zweite Zeitdauer

Claims

Verfahren zur Korrektur von fehlerhaften Erfassungssignalen (101) bei einem Radarsystem (10) eines Fahrzeuges (1), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden: - Durchführen einer Erfassung eines Erfassungssignals (101) bei dem Radarsystem (10), - Durchführen einer Ermittlung einer gleichphasigen ersten (I) und einer davon abweichenden zweiten (Q) Komponente aus dem Erfassungssignal (101), um eine Phaseninformation des Erfassungssignals (101) zu erhalten, - Durchführen einer Detektion eines Fehleranteils bei den Komponenten (I, Q), - Durchführen einer Korrektur des Fehleranteils bei den Komponenten in Abhängigkeit von der Detektion und anhand der Phaseninformation.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Komponenten (I, Q) gemäß einem I&Q-Verfahren durchgeführt wird, sodass das Erfassungssignal (101) in die erste Komponente (I) als die gleichphasige Komponente (I) und die zweite Komponente (Q) als eine Blindkomponente (Q) zerlegt wird, um anhand einer Verarbeitung der ersten mit der zweiten Komponente (Q), insbesondere durch eine Arkusfunktion, die Phaseninformation zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion die nachfolgenden Schritte umfasst: - Erzeugen eines zumindest zweidimensionalen Spektrums (110) anhand der Komponenten (I, Q), wobei hierzu eine komplexwertige Eingabeinformation mit der ersten Komponente (I) als Realteil und der zweiten Komponente (Q) als Imaginärteil transformiert wird, - Detektion von zentrosymmetrischen Paaren im Spektrum (110).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur den nachfolgenden Schritt umfasst: - Vergleichen der ersten (I) mit der zweiten (Q) Komponente, um den Fehleranteil zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur die nachfolgenden Schritte umfasst: - Erzeugen eines zumindest eindimensionalen Spektrums (110) einzeln für jede der Komponenten, - Ermitteln des Fehleranteils anhand der erzeugten Spektren, - Verarbeiten der ersten und/oder zweiten Komponente (Q) mit dem ermittelten Fehleranteil.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur nur dann durchgeführt wird, wenn die Detektion das Vorliegen des Fehleranteils detektiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (10) als ein frequenzmoduliertes Dauerstrichradarsystem ausgeführt ist, und das Erfassungssignal (101) durch einen Detektor (11) des Radarsystems (10) erfasst wird, welcher hierzu eine erste Abwärtsmischung (33) zur Ermittlung der ersten Komponente (I) und eine zweite Abwärtsmischung (33) zur Ermittlung der zweiten Komponente (Q) durchführt, bei welchen eine Referenzfrequenz (104, 105) zueinander phasenverschoben bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Komponenten ein zweidimensionales Spektrum (110) erzeugt wird, und anhand des Spektrums (110) wenigstens ein Objekt (5) in einer Umgebung (2) des Fahrzeuges (1) detektiert wird, wobei das Spektrum (110) spezifisch ist für eine Relativgeschwindigkeit und einen Abstand des wenigstens einen Objekts (5) in Bezug auf das Fahrzeug (1), und die Phaseninformation spezifisch ist für eine Auswertung des Abstands des Objekts (5).
Radarsystem (10) für ein Fahrzeug (1), aufweisend: - wenigstens einen Detektor (11) zur Erfassung eines Erfassungssignals (101) und zur Ermittlung einer gleichphasigen ersten (I) und einer davon abweichenden zweiten (Q) Komponente aus dem Erfassungssignal (101), um eine Phaseninformation des Erfassungssignals (101) zu erhalten, - wenigstens eine Empfangsverarbeitungseinheit (31) zur Bereitstellung einer Erfassungsinformation (102) zur Verarbeitung der Komponenten (I, Q), - wenigstens eine Verarbeitungsvorrichtung (15), welche so angepasst ist, dass die Verarbeitungsvorrichtung (15) anhand der Erfassungsinformation (102) eine Detektion eines Fehleranteils bei den Komponenten (I, Q) und eine Korrektur des Fehleranteils bei den Komponenten in Abhängigkeit von der Detektion und anhand der Phaseninformation durchgeführt.
Radarsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (10) zur Durchführung der Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist.