DE102018129323A1

DE102018129323A1 - Verfahren und Vorrichtung zur verbesserten Radarzielverfolgung mit Leistungsinformationen

Info

Publication number: DE102018129323A1
Application number: DE102018129323.2A
Authority: DE
Inventors: Igal Bilik; Alexander Pokrass; Ishai Eljarat
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-05-29
Also published as: CN109839637A; US20190162836A1

Abstract

Es sind Verfahren und Systeme zum Steuern eines Radarsystems eines Fahrzeugs vorgesehen. Insbesondere werden ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen prädiktiven Tracking-Algorithmus zum Vorhersagen der Leistung eines Ziel-Clusters für den nächsten Rahmen und zum Bestimmen einer vorhergesagten Clusterleistung für den nächsten Rahmen gelehrt. Die aktualisierte Leistung des nächsten Clusterrahmens ist eine Funktion der vorhergesagten Leistung, der aktuell gemessenen Leistung und des SNR der Umgebung. Die Leistung des Clusters wird unter Berücksichtigung der Energie berechnet, die von jeder einzelnen Erkennung im Inneren des Clusters zurückgestreut wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge, und im Besonderen auf Verfahren und Radarsysteme zum Verfolgen von Informationen basierend auf adaptiven Detektoren.
HINTERGRUND
Bestimmte Fahrzeuge verwenden heutzutage Radarsysteme. So verwenden beispielsweise bestimmte Fahrzeuge Radarsysteme, um andere Fahrzeuge, Fußgänger oder sonstige Objekte auf einer Straße zu erkennen, auf der das Fahrzeug fährt. Radarsysteme können zum Beispiel in dieser Weise zum Implementieren automatischer Bremssysteme, adaptiver Geschwindigkeitsregelung und Systeme zur Kollisionsvermeidung sowie für andere Fahrzeug-Funktionen verwendet werden. Herkömmliche Detektoren sind speicherlos und berücksichtigen nicht die Informationen des vorherigen Rahmens. Diese Detektoren nutzen Erkennungsschwellenwerte nur basierend auf dem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), deren Niveau weder räumlich noch zeitlich von der Umgebung des Ziels abhängig ist. Obwohl Radardetektoren im Allgemeinen für diese Fahrzeugfunktionen nützlich sind, weisen bestehende Radarsysteme in bestimmten Situationen möglicherweise bestimmte Einschränkungen auf.
Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Techniken für die Leistung des Radarsystems in Fahrzeugen vorzusehen, zum Beispiel durch Einbeziehen der Informationen des vorherigen Rahmens, um den Schwellenwert adaptiv zu ändern und damit die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, verfolgte Ziele zu erkennen. Es ist weiter wünschenswert, die Erkennbarkeit einer schwächeren Rückstreuung von Radarsignalen zu erhöhen. Andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern eines Radarsystems eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Radarsystem eine Vielzahl von Empfängern aufweist. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer ersten Bereichs-Doppler-Karte, das Erkennen eines Objekts als Reaktion auf die erste Bereichs-Doppler-Karte, um ein Objektsignal unter Verwendung eines ersten Schwellenwerts zu erzeugen, worin der erste Schwellenwert als Reaktion auf ein Signal-Rausch-Verhältnis bestimmt wird, das Erzeugen eines Clustersignals als Reaktion auf das Objektsignal, das Bestimmen eines Tracking-Zustands als Reaktion auf das Clustersignal, das Aktualisieren des ersten Schwellenwerts als Reaktion auf den Tracking-Zustand und des Signal-Rausch-Verhältnisses zum Erzeugen eines aktualisierten Schwellenwerts und das Erkennen des Objekts als Reaktion auf eine zweite Bereichs-Doppler-Karte als Reaktion auf den aktualisierten Schwellenwert.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist ein Radarsteuersystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst einen Detektor zum Empfangen einer ersten Bereichs-Doppler-Karte, sowie das Erkennen eines Objekts als Reaktion auf die erste Bereichs-Doppler-Karte, um ein Objektsignal unter Verwendung eines ersten Schwellenwerts zu erzeugen, worin der erste Schwellenwert als Reaktion auf ein Signal-Rausch-Verhältnis bestimmt wird, einen Cluster-Prozessor zum Erzeugen eines Clustersignals als Reaktion auf das Objektsignal, einen Tracking-Prozessor zum Bestimmen eines Tracking-Zustands als Reaktion auf das Clustersignal, und einen Schwellenwertcomputer zum Aktualisieren des ersten Schwellenwerts als Reaktion auf den Tracking-Zustand und das Signal-Rausch-Verhältnis zum Erzeugen eines aktualisierten Schwellenwerts, worin der aktualisierte Schwellenwert zum Erkennen des Objekts in einer nachfolgenden Bereichs-Doppler-Karte verwendet wird.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin gilt:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs, das ein Steuersystem aufweist, das gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ein Radarsystem beinhaltet.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Steuersystems des Fahrzeugs von 1, welches ein Radarsystem gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet.
3 Funktionsblockdiagramm eines Sendekanals und eines Empfangskanal des Radarsystems der 1 und 2 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform.
4 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur adaptiven Radarerkennung basierend auf Tracking-Informationen gemäß einer exemplarischen Ausführungsform.
5 zeigt ein Flussdiagramm entsprechend der Implementierung des Verfahrens zur adaptiven Radarerkennung basierend auf Tracking-Informationen gemäß einer exemplarischen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben in keiner Weise einschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, auf die Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in Kombinationen, unter anderem umfassend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
1 stellt ein Funktionsblockdiagramm des Fahrzeugs 10 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform dar. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, beinhaltet das Fahrzeug 10 ein Radarsteuersystem 12, das ein Radarsystem 103 und eine Steuerung 104, welche die Objekte basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103 klassifizieren, aufweist.
Bei der abgebildeten Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 10 auch ein Fahrgestell 112, eine Karosserie 114, vier Räder 116, ein elektronisches Steuersystem 118, ein Lenksystem 150 und ein Bremssystem 160. Die Karosserie 114 ist auf dem Fahrgestell 112 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 114 und das Fahrgestell 112 bilden ggf. gemeinsam einen Rahmen. Die Räder 116 sind jeweils mit dem Fahrgestell 112 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 114 drehbar verbunden.
Bei der in 1 veranschaulichten exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 10 eine Stellgliedeinheit 120. Die Stellgliedeinheit 120 beinhaltet mindestens ein auf dem Fahrgestell 112 angebrachtes Antriebssystem 129, welches die Räder 116 antreibt. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Stellgliedeinheit 120 einen Motor 130. In einer Ausführungsform umfasst der Motor 130 einen Verbrennungsmotor. In anderen Ausführungsformen kann die Stellgliedeinheit 120 einen oder mehrere andere Arten von Maschinen und/oder Motoren, wie beispielsweise einen elektrischen Motor/Generator, anstatt oder zusätzlich zum Verbrennungsmotor beinhalten.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist der Motor 130 mit mindestens einigen der Räder 116 durch eine oder mehrere Antriebswellen 134 verbunden. In einigen Ausführungsformen ist der Motor 130 auch mit dem Getriebe mechanisch gekoppelt. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 130 stattdessen mit einem Generator gekoppelt sein, der verwendet wird, um einen Elektromotor mit Energie zu versorgen, der mechanisch mit einem Getriebe gekoppelt ist.
Das Lenksystem 150 ist auf dem Fahrgestell 112 angebracht und steuert die Lenkung der Räder 116. Das Lenksystem 150 beinhaltet ein Lenkrad und eine Lenksäule (nicht dargestellt). Das Lenkrad empfängt Eingaben von einem Fahrer des Fahrzeugs 10. Die Lenksäule resultiert in Solllenkwinkeln für die Räder 116 über die Antriebswellen 134 basierend auf den Eingaben von dem Fahrer.
Das Bremssystem 160 ist am Fahrgestell 112 angebracht und stellt dem Fahrzeug 10 Bremsen zur Verfügung. Das Bremssystem 160 empfängt Eingaben vom Fahrer über ein Bremspedal (nicht dargestellt) und stellt ein geeignetes Bremsen über Bremseinheiten (auch nicht dargestellt) bereit. Der Fahrer stellt auch Eingaben über ein Gaspedal (nicht dargestellt) bezüglich einer Sollgeschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs 10 sowie verschiedene andere Eingaben für verschiedene Fahrzeugvorrichtungen und/oder -systeme, wie eine oder mehrere Fahrzeugfunkvorrichtungen, andere Unterhaltungssysteme, Umgebungskontrollsysteme, Beleuchtungseinheiten, Navigationssysteme und dergleichen (nicht dargestellt in 1), bereit.
Wie ebenfalls in 1 abgebildet kann das Fahrzeug 10 in bestimmten Ausführungsformen auch ein Telematiksystem 170 beinhalten. Bei einer derartigen Ausführungsform ist das Telematiksystem 170 eine bordeigene Vorrichtung, die diverse Dienste über Kommunikation mit einer Anrufzentrale (nicht abgebildet) entfernt vom Fahrzeug 10 bereitstellt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Telematiksystem unter anderen Merkmalen diverse nicht abgebildete Merkmale beinhalten, wie etwa eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung, eine oder mehrere Arten von elektronischem Speicher, einen Mobilfunk-Chipsatz/Komponente, ein drahtloses Modem, eine Dualmodus-Antenne und eine Navigationseinheit, die einen GPS-Chipsatz/Komponente enthält. In bestimmten Ausführungsformen können einige dieser Komponenten in der Steuerung 104 beinhaltet sein, wie es zum Beispiel nachstehend in Verbindung mit 2 erläutert wird. Die Telematikeinheit 170 kann diverse Dienste bereitstellen, die Folgendes beinhalten: ausführliche Wegbeschreibungen und andere navigationsbezogene Dienste, die in Verbindung mit dem GPS-Chipsatz/der Komponente bereitgestellt werden, Airbag-Auslösebenachrichtigung und andere Notfall- oder Pannendienstbezogene Dienste, die in Verbindung mit diversen Sensoren und/oder Sensorschnittstellenmodulen bereitgestellt werden, die im gesamten Fahrzeug angeordnet sind, und/oder Infotainment-bezogene Dienste, wie beispielsweise Musik, Internet-Webseiten, Filme, Fernsehprogramme, Videospiele und/oder andere Inhalte.
Das Radarsteuersystem 12 ist auf dem Fahrgestell 112 montiert. Wie zuvor erwähnt, klassifiziert das Radarsteuersystem 12 Objekte basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103. In einem Beispiel stellt das Steuersystem 12 diese Funktionen gemäß dem Verfahren 400, das nachstehend in Verbindung mit 4 beschrieben wird, bereit.
Obwohl das Radarsteuersystem 12, das Radarsystem 103 und die Steuerung 104 als Teil des gleichen Systems dargestellt sind, versteht es sich, dass bei bestimmten Ausführungsformen diese Merkmale zwei oder mehr Systeme umfassen können. Zusätzlich kann bei verschiedenen Ausführungsformen das Radarsteuersystem 12 alle oder einen Teil davon umfassen und/oder mit verschiedenen anderen Fahrzeugvorrichtungen und -systemen gekoppelt sein, wie etwa unter anderem der Stellgliedeinheit 120 und/oder dem elektronischen Steuersystem 118.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Funktionsblockdiagramm für das Radarsteuersystem 12 von 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform bereitgestellt. Wie zuvor erwähnt, beinhaltet das Radarsteuersystem 12 das Radarsystem 103 und die Steuerung 104 von 1.
Wie in 2 abgebildet, beinhaltet das Radarsystem 103 einen oder mehrere Sender 220, eine oder mehrere Empfänger 222, einen Speicher 224 und eine Verarbeitungseinheit 226. In der abgebildeten Ausführungsform umfasst das Radarsystem 103 ein Multiple-Input-Multiple-Output-(MIMO)-Radarsystem mit mehreren Sendern (hier auch als Sendekanäle bezeichnet) 220 und mehreren Empfängern (hier auch als Empfangskanäle bezeichnet) 222. Die Sender 220 übertragen Radarsignale für das Radarsystem 103. Nachdem die übertragenen Radarsignale auf eines oder mehrere Objekte auf oder nahe einer Straße treffen, auf der das Fahrzeug 10 fährt, und in Richtung des Radarsystems 103 reflektiert/umgelenkt werden, werden die umgelenkten Radarsignale vom Empfänger 222 des Radarsystems 103 zur Verarbeitung empfangen.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein repräsentativer Kanal der Sendekanäle 220 zusammen mit einem jeweiligen Kanal der Empfangskanäle 222 des Radarsystems von 3 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform abgebildet. Wie in 3 abgebildet, beinhaltet jeder Sendekanal 220 einen Signalgenerator 302, einen Filter 304, einen Verstärker 306 und eine Antenne 308. Wie ebenfalls in 3 abgebildet, beinhaltet jeder Empfangskanal 222 eine Antenne 310, einen Verstärker 312, einen Mischer 314 und einen Sampler/Digitalisierer 316. In bestimmten Ausführungsformen können die Antennen 308, 310 eine einzelne Antenne umfassen, während in weiteren Ausführungsformen die Antennen 308, 310 getrennte Antennen umfassen können. Ähnlich können die Verstärker 306, 312 in bestimmten Ausführungsformen einen einzelnen Verstärker umfassen, während in weiteren Ausführungsformen die Verstärker 306, 312 getrennte Verstärker umfassen können. Zusätzlich können in bestimmten Ausführungsformen mehrere Sendekanäle 220 einen oder mehrere der Signalgeneratoren 302, Filter 304, Verstärker 306 und/oder Antennen 308 gemeinsam nutzen. Ebenso können in bestimmten Ausführungsformen mehrere Empfangskanäle 222 eine oder mehrere der Antennen 310, Verstärker 312, Mischer 314 und/oder Sampler/Digitalisierer 316 gemeinsam nutzen.
Das Radarsystem 103 erzeugt die Übertragungsradarsignale über den oder die Signalgeneratoren 302. Die Übertragungsradarsignale werden über den oder die Filter 304 gefiltert, über den oder die Verstärker 306 verstärkt und vom Radarsystem 103 (und vom Fahrzeug 10, zu welchem das Radarsystem 103 gehört, hierin auch als „Trägerfahrzeug“ bezeichnet) über die Antenne(n) 308 übertragen. Das übertragenden Radarsignale kontaktieren anschließend andere Fahrzeuge und/oder andere Objekte auf oder neben der Straße, auf der das Trägerfahrzeug 10 fährt. Nach dem Kontaktieren der anderen Fahrzeuge und/oder anderer Objekte werden die Radarsignale reflektiert und gehen von den anderen Fahrzeugen und/oder anderen Objekten in unterschiedliche Richtungen, wobei einige Signale in Richtung des Trägerfahrzeugs 10 zurückkehren. Die Radarsignale, die zum Trägerfahrzeug 10 zurückkehren (hierin auch als empfangene Radarsignale bezeichnet) werden von der oder den Antennen 310 empfangen, von dem oder den Verstärkern 312 verstärkt, von dem oder den Mischern 314 gemischt und von dem oder den Samplern/Digitalisierern 316 digitalisiert.
Zurückkehrend zu 2 beinhaltet das Radarsystem 103 unter anderen möglichen Funktionen den Speicher 224 und die Verarbeitungseinheit 226. Der Speicher 224 speichert die vom Empfänger 222 und/oder der Verarbeitungseinheit 226 empfangenen Informationen. In bestimmten Ausführungsformen können diese Funktionen insgesamt oder teilweise von einem Speicher 242 eines Rechensystems 232 ausgeführt werden (wird nachfolgend näher erläutert).
Die Verarbeitungseinheit 226 verarbeitet die Informationen, die von den Empfängern 222 zum Klassifizieren von Objekten basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103 erhalten werden. Die Verarbeitungseinheit 226 der dargestellten Ausführungsform ist in der Lage, eines oder mehrere Programme (d. h. laufende Software) auszuführen, um verschiedene im Programm(en) codierte Aufgabenanweisungen durchzuführen. Die Verarbeitungseinheit 226 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, Mikro-Controller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) oder andere geeignete Vorrichtungen, wie sie der Fachmann erkennen wird, beinhalten, wie beispielsweise eine elektronische Steuerkomponente, eine Verarbeitungslogik und/oder eine Prozessorvorrichtung, einzeln oder beliebig kombiniert, ohne Einschränkung Folgendes beinhaltend: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, ein Prozessor (geteilt, dediziert oder gruppiert) und ein Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische logische Schaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktion bereitstellen.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Radarsystem 103 mehrere Speicher 224 und/oder Verarbeitungseinheiten 226 beinhalten, die zusammen oder getrennt arbeiten, wie ebenfalls von Fachleuten zu erkennen ist. Zusätzlich ist zu beachten, dass in bestimmten Ausführungsformen die Funktionen des Speichers 224 und/oder der Verarbeitungseinheit 226 insgesamt oder teilweise von einem oder mehreren anderen Speichern, Schnittstellen und/oder Prozessoren, die außerhalb des Radarsystems 103 angeordnet sind, wie beispielsweise dem Speicher 242 und dem Prozessor 240 der Steuerung 104, die nachstehend beschrieben werden, ausgeführt werden können.
Wie in 2 dargestellt, ist die Steuerung 104 mit dem Radarsystem 103 gekoppelt. Ähnlich zur vorangehenden Erläuterung kann die Steuerung 104 in bestimmten Ausführungsformen ganz oder teilweise innerhalb oder als Teil des Radarsystems 103 ausgeführt sein. Zusätzlich ist die Steuerung 104 in bestimmten Ausführungsformen ebenfalls mit einem oder mehreren anderen Fahrzeugsystemen (wie beispielsweise dem elektronischen Steuersystem 118 von 1) verbunden. Die Steuerung 104 empfängt und verarbeitet die Informationen, die vom Radarsystem 103 erfasst oder bestimmt werden, stellt das Erfassen, Klassifizieren und Verfolgen basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103 bereit und implementiert entsprechende Fahrzeugmaßnahmen basierend auf diesen Informationen. Die Steuerung 104 führt im Allgemeinen diese Funktionen gemäß dem Verfahren 400 aus, das nachstehend noch in Verbindung mit den 4-6 erläutert wird.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Steuerung 104 ein Computersystem 232. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 104 auch das Radarsystem 103, eine oder mehrere Komponenten davon und/oder eines oder mehrere andere Systeme beinhalten. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Steuerung 104 ansonsten von der Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, unterscheiden kann. Die Steuerung 104 kann beispielsweise mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen verbunden sein, wie z. B. mit dem elektronischen Steuersystem 118 von 1.
Wie in 2 abgebildet, beinhaltet das Computersystem 232 den Prozessor 240, den Speicher 242, eine Schnittstelle 244, eine Speichervorrichtung 246 und einen Bus 248. Der Prozessor 240 führt die Rechen- und Steuerfunktionen der Steuerung 104 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen, wie beispielsweise einen Mikroprozessor oder jegliche geeignete Anzahl integrierter Schaltkreisvorrichtungen und/oder Leiterplatten umfassen, die zusammenwirken, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit auszuführen. In einer Ausführungsform klassifiziert der Prozessor 240 Objekte unter Verwendung von Radarsignal-Spektrogrammdaten kombiniert mit einem oder mehreren Rechenvisionsmodellen. Während des Betriebs führt der Prozessor 240 eines oder mehrere Programme 250 aus, die im Speicher 242 enthalten sind, und steuert somit den allgemeinen Betrieb der Steuerung 104 und des Computersystems 232, was im Allgemeinen durch Ausführen des hierin beschriebenen Prozesses, wie beispielsweise die des Verfahrens 400, das nachstehend in Verbindung mit den 4-6 beschrieben wird.
Der Speicher 242 kann eine beliebige Art eines geeigneten Speichers sein. Dies würde die verschiedenen Arten von dynamischem Random Access Memory (DRAM), wie SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen nichtflüchtigen Speicherarten (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. In bestimmten exemplarischen Ausführungsformen befindet sich der Speicher 242 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 240 und/oder ist gemeinsam mit demselben angeordnet. In der abgebildeten Ausführungsform speichert der Speicher 242 das vorgenannte Programm 250 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 252 (wie etwa exemplarisch Informationen aus den empfangenen Radarsignalen und den Spektrogrammen derselben).
Der Bus 248 dient zum Übertragen von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems 232. Die Schnittstelle 244 ermöglicht die Kommunikation zum Computersystem 232, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem und kann unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens und jeder geeigneten Vorrichtung implementiert werden. Die Schnittstelle 244 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. In einer Ausführungsform beinhaltet die Schnittstelle 244 einen Sendeempfänger. Die Schnittstelle 244 kann zudem eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit Technikern zu kommunizieren, und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen, die mit Speichervorrichtungen, wie der Speichervorrichtung 246, verbunden sein können.
Bei der Speichervorrichtung 246 kann es sich um jegliche geeignete Art von Speichervorrichtung handeln, darunter auch um Direktzugriffsspeichervorrichtung, wie beispielsweise Festplattenlaufwerke, Flashsysteme, Diskettenlaufwerke und optische Speicherplatten. In einer exemplarischen Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 246 ein Programmprodukt, von dem der Speicher 242 ein Programm 250 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen von einem oder mehreren Prozessen der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie die Schritte des Prozesses 400 (und aller Teilprozesse desselben), im Folgenden beschrieben in Verbindung mit den 4-6. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt im Speicher 242 und/oder auf einer Speicherplatte (z. B. Speicherplatte 254), wie der weiter unten erläuterten, gespeichert sein und/oder anderweitig darauf zugegriffen werden.
Der Bus 248 kann aus allen zur Verbindung von Computersystemen und Komponenten geeigneten physischen oder logischen Mitteln bestehen. Dies beinhaltet ohne Einschränkung auch direkt verdrahtete Verbindungen, Faseroptik, sowie Infrarot- und Drahtlosbustechnologien. Während des Betriebs wird das Programm 250 im Speicher 242 gespeichert und durch den Prozessor 240 ausgeführt.
Obwohl diese exemplarische Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht flüchtigen computerlesbaren Signalträgermedien verbreitet werden können, die dazu dienen, das Programm und die zugehörigen Befehle zu speichern und deren Verbreitung auszuführen, beispielsweise ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, welches das Programm und Computerbefehle enthält, die darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 240) zu veranlassen, das Programm auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann vielerlei Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung in gleicher Weise, unabhängig von der spezifischen für die Verbreitung verwendeten Art von computerlesbarem Signalträgermedium, Anwendung findet. Zu den Beispielen für Signalträgermedien gehören: beschreibbare Medien, wie beispielsweise Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Speicherplatten, sowie Übertragungsmedien, wie beispielsweise digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Ebenso zu bemerken ist, dass sich das Computersystem 232 auch anderweitig von der in 2 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise darin, dass das Computersystem 232 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuerungssystemen in Verbindung stehen oder diese anderweitig nutzen kann.
Mit Blick nun auf 4 ist eine exemplarische Vorrichtung zur Radarerkennung mit einer verbesserten Zielverfolgung mit Leistungsinformationen 400 entsprechend dargestellt. Die Vorrichtung beinhaltet einen Detektor 405, einen Clustering-Prozessor 410 und einen Tracking-Prozessor 415. Zuvor verwendete der Tracking-Prozessor Cluster-Parameter zur Verfolgung, die unabhängig vom Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) verwendet wurden. Unter Berücksichtigung der Leistungsinformationen und des SNR verbessert sich jedoch die Zuverlässigkeit der Messungen.
Der derzeit offenbarte Tracking-Algorithmus prognostiziert die Leistung des Clusters für den nächsten Rahmen und verwendet diese Informationen mit dem SNR. Zunächst ist eine Bereichs-Doppler-Karte die Eingabe für den Detektor 405, der den Detektoralgorithmus ausführt, wobei der Schwellenwert anhand der SNR-Bedingungen oder des Radar-Grundrauschens berechnet wird.
Der Clustering-Prozessor 410 ist funktionsfähig, um die Cluster-Leistung P_k durch Hinzufügen der Leistung von jedem Detektor, der zu einem Cluster gehört, zu berechnen. Ein Verfahren bestimmt das Cluster-Zentrum, beispielsweise den Massenschwerpunkt der Erkennung in einem vierdimensionalen Raum (x,y,z, Doppler) unter Verwendung von Energie als Gewicht. Die Leistung P_k wird dann dem Cluster-Schwerpunkt zugeordnet. Die Leistung des Clusters im Rahmen (k-1) wird als P_k-1 bezeichnet. Um die Leistung für den Rahmen k zu aktualisieren, ist das Verfahren funktionsfähig, um die Leistung P'_k=P_k-1 vorherzusagen. Das Verfahren führt dann die Leistungsmessung Pmeas_k durch und berechnet anschließend P_k=f (SNR_k,P'_k, P_{meas_k}).
Die aktualisierte Leistung ist eine Funktion der vorhergesagten Leistung, der gemessenen Stromleistung und des SNR der Umgebung. Die Leistung des Clusters wird unter Berücksichtigung der Energie berechnet, die von jeder einzelnen Erkennung in seinem Inneren zurückgestreut wird. Durch die Verwendung der Leistungsinformationen wird die Zuverlässigkeit des Tracking-Algorithmus gesteigert. Es ist möglich, Cluster, die sich an der gleichen Position befinden, und Doppler durch Ausnutzung der Clusterleistung zu trennen. Es ist möglich, Ziele nach deren Leistung zu sortieren
Durch die Verwendung der Leistungsinformationen zum Berechnen der Clusterleistung erhöht das Verfahren die Zuverlässigkeit des Tracking-Algorithmus. Es ist möglich, Cluster, die sich an der gleichen Position befinden, und Doppler durch Ausnutzung der Clusterleistung und der Ziele entsprechend ihrer Leistung zu trennen. Nachdem der Clustering-Prozessor 410 Cluster berechnet und der Tracking-Prozessor 415 die Tracking-Zustände verarbeitet, werden die Informationen über das jeweilige Erkennen zum Definieren des Schwellenwerts verwendet, der für den Detektor im nächsten Rahmen und die Position, an der dieses Erkennen angewendet wird, verwendet wird.
Unter Bezugnahme nun auf 5 ist ein Verfahren zur adaptiven Radarerkennung basierend auf den Tracking-Informationen 500 dargestellt. Das Verfahren ist zunächst funktionsfähig, um eine Bereichs-Doppler-Karte 505 zu empfangen. Ein Verfahren bestimmt dann die Objekterkennung, einschließlich der Position im dreidimensionalen Raum (x,y,z) Doppler und der Amplitude bei einem Rahmen k unter Verwendung eines Schwellenwerts, der unter Verwendung der SNR-Bedingungen 510 berechnet wurde. Das Verfahren ist dann funktionsfähig, um eine Clusterleistung durch Summieren der gemessenen Amplitude aus jeder Erkennung, die zu einem Cluster am Rahmen k 520 gehört, zu berechnen. Das Verfahren ist dann funktionsfähig, um die Clusterleistung als Reaktion auf die berechnete Clusterleistung beim Rahmen k und eine Cluster-Vorhersageleistung aus einem vorherigen Rahmen k-1 530 zu aktualisieren. Die aktualisierte Clusterleistung wird dann verwendet, um den Tracking-Zustand zu bestimmen, wobei optional die aktualisierte Clusterleistung verwendet wird, um den vom Detektor für die Erkennungsvorgänge 540 verwendeten Schwellenwert zu aktualisieren.
Es versteht sich, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge von denjenigen abweichen können, die in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind. Das Fahrzeug 10 kann zum Beispiel das Radarsteuersystem 12, das Radarsystem 103, die Steuerung 104 und/oder verschiedene Komponenten derselben von den in den 1-3 dargestellten und in Verbindung der damit beschriebenen abweichen.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der hinzugefügten Patentansprüche und deren rechtlichen Entsprechungen abzuweichen.

Claims

Verfahren, umfassend: - Übertragen eines ersten Radarsignals; - Empfangen einer Reflexion des ersten Radarsignals; - Erkennen eines ersten Clusters als Reaktion auf die Reflexion des ersten Radarsignals; - Bestimmen einer ersten Clusterleistung als Reaktion auf den ersten Cluster; - Übertragen eines zweiten Radarsignals; - Empfangen einer Reflexion des zweiten Radarsignals; - Erkennen eines zweiten Clusters als Reaktion auf die Reflexion des zweiten Radarsignals; - Bestimmen einer zweiten Clusterleistung in Reaktion auf den zweiten Cluster; - Berechnen einer aktualisierten Clusterleistung als Reaktion auf die erste Clusterleistung und die zweite Clusterleistung; und - Verfolgen des zweiten Clusters als Reaktion auf die aktualisierte Clusterleistung.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die aktualisierte Clusterleistung ferner als Reaktion auf ein Signal-Rausch-Verhältnis berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Clusterleistung als Reaktion auf die Leistung des ersten Clusters bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen eines Cluster-Zentrums des ersten Clusters als Reaktion auf ein Massendetektionszentrum in einem dreidimensionalen Raum und einem Doppler-Wert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erzeugen einer Clusterkarte als Reaktion auf das Verfolgen des zweiten Clusters.
Vorrichtung, umfassend: - einen Sender zum Übertragen eines ersten Radarsignals und eines zweiten Radarsignals; - einen Empfänger zum Empfangen einer Reflexion des ersten Radarsignals und einer Reflexion des zweiten Radarsignals; - einen Detektor zum Erkennen eines ersten Clusters als Reaktion auf die Reflexion des ersten Radarsignals und eines zweiten Clusters als Reaktion auf die Reflexion des zweiten Radarsignals; - einen Prozessor zum Bestimmen einer ersten Clusterleistung als Reaktion auf den ersten Cluster, einer zweiten Clusterleistung als Reaktion auf den zweiten Cluster, wobei der Prozessor ferner zum Berechnen einer aktualisierten Clusterleistung als Reaktion auf die erste Clusterleistung und die zweite Clusterleistung dient; und - einen Verfolger zum Verfolgen des zweiten Clusters als Reaktion auf die aktualisierte Clusterleistung.
Vorrichtung, wenn Anspruch 6, ferner umfassend das Erzeugen eines Schwellenwerts als Reaktion auf die erste Clusterleistung und das Erkennen des zweiten Clusters als Reaktion auf den Schwellenwert.
Vorrichtung, wenn Anspruch 6, ferner umfassend das Erzeugen eines Schwellenwerts als Reaktion auf die erste Clusterleistung und ein Signal-Rausch-Verhältnis und das Erkennen eines zweiten Clusters als Reaktion auf den Schwellenwert.
Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend das Erzeugen einer Radarkarte als Reaktion auf die aktualisierte Clusterleistung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend das Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs als Reaktion auf das Verfolgen des zweiten Clusters.