DE102018206553A1 - Radarsensorkopf für ein Radarsystem - Google Patents

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Michael Schoor
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Robert Bosch GmbH
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    • H03M7/3059Digital compression and data reduction techniques where the original information is represented by a subset or similar information, e.g. lossy compression

Abstract

Radarsensorkopf (100) für ein Radarsystem, aufweisend:
- mindestens eine Sendeantenne (10) zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne (20) zum Empfangen von Radarwellen;
- eine Vorverarbeitungseinheit (50) zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten;
- eine Schnittstelle (80) zum Anschließen des Radarsensorkopfs (100) an eine Datenleitung (110); und
- eine Kompressionseinheit (51) zum Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Radarsensorkopf für ein Radarsystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Radarsystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorkopfs für ein Radarsystem.
  • Stand der Technik
  • Bei Fahrzeuge mit einem hohem Level an Fahrerassistenzfunktionen oder automatisierten Fahrfunktion werden immer mehr Radarsensoren verbaut. Durch eine höhere Anzahl an Radarsensoren wird eine höhere Leistungsfähigkeit der automatisierten oder teilautomatisierten Fall Funktionen gegenüber einzelnen Radarsensoren angestrebt. Bisherige Lösungen in diesem Bereich bestehen aus Radarsensoren, welche sensorintern umfangreiche Datenverarbeitung der empfangenen Radarwellen durchführen. Somit können die Radarsensoren Daten auf Objekt- oder Ortungsebene für eine weitere Auswertung durch das Fahrzeug liefern. Hierdurch kann die an das Fahrzeug übertragene Datenmenge reduziert werden, jedoch müssen die jeweiligen Radarsensoren eine höhere Rechenleistung und einen größeren Speicher aufweisen.
  • Nachteilig ist hierbei, dass die Rechenleistung und die Speichergröße verhältnismäßig ungünstig in Bezug auf gesteigerte Leistungsfähigkeit skalierbar sind. Dies resultiert insbesondere daraus, dass ausgehend von einer definierten Anforderung an die Leistungsfähigkeit die Mikrocontroller-Technologie für die notwendigen Verarbeitungsschritte der empfangenen Radarwellen nicht mehr ausreicht. Daher müssen zum Steigern der Leistungsfähigkeit die notwendigen Berechnungen und Analysen sensorintern im Rahmen von Mikroprozessor-technologien durchgeführt werden. Dies kann sich nachteilig auf einen Preis, eine Größe und auf Verlustleistungen eines Radarsensors auswirken.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, einen Radarsensorkopf für ein Radarsystem vorzuschlagen, welches preiswert und flexibel im Hinblick auf die Anzahl der verwendeten Elemente skalierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Radarsensorkopf für ein Radarsystem, aufweisend:
    • - mindestens eine Sendeantenne zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne zum Empfangen von Radarwellen;
    • - eine Vorverarbeitungseinheit zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten;
    • - eine Schnittstelle zum Anschließen des Radarsensorkopfs an eine Datenleitung; und
    • - eine Kompressionseinheit zum Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten.
  • Vorteilhaft ist auf diese Weise unterstützt, dass durch das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten eine Datenmenge und damit eine Datenrate zwischen dem Radarsensorkopf und einem die Daten des Radarsensorkopfs verarbeitenden zentralen Steuergerät reduziert ist, wodurch im Ergebnis eine physische Datenleitung zwischen den genannten Elementen eines Radarsystems leistungsschwächer und damit kostengünstiger dimensioniert werden kann.
  • Heutige Radarsensoren werden häufig als Fast-Chirp-Radar ausgelegt. Das bedeutet, dass viele schnelle FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)-Rampen in einen Abtastbereich gesendet werden, was auch als eine sogenannte Chirp Sequenz oder als ein Rapid Chirp Verfahren bezeichnet wird. Nach der Mischung der empfangenen Radarsignale werden die Basisbandsignale gefiltert, digitalisiert und allgemein einer 2D-Fouriertransformation zugeführt. Da eine anschließende Doppler-FFT (Fast-Fourier-Transformation) erst stattfinden kann, wenn die Daten bzw. Messsignale aller Rampen bzw. Frequenzen verarbeitet wurden, ist ein großer Speicher zum Puffern der empfangenen Radarsignale notwendig. Darüber hinaus besteht aufgrund der hohen Latenzanforderung ein Bedarf an einer hohen Rechenleistung, weswegen üblicherweise Hardwarebeschleuniger eingesetzt werden.
  • Unter dem Aspekt, dass mehrere Radarsensoren in einem Fahrzeug eingesetzt werden, ist es vorteilhaft, die benötigte Rechenleistung in mindestens einem zentralen Steuergerät zu konzentrieren. Die jeweiligen Radarsensoren können somit als kompakte und preiswerte Radarsensorköpfe ohne signifikante Verlustleistungen gestaltet sein. Dadurch kann insgesamt ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis erzielt und eine höhere Leistungsfähigkeit des Radarsystems realisiert werden.
  • Ein vorgeschlagener Radarsensorkopf weist Komponenten zum Erzeugen und Senden von Radarwellen sowie Komponenten zum Empfangen und Verarbeiten von empfangenen Radarwellen auf. Die Verarbeitung der empfangenen Radarwellen beschränkt sich hierbei auf ein möglichst geringes Maß bzw. findet mit einem möglichst geringen Aufwand statt. Insbesondere können die Messdaten der empfangenen Radarwellen durch den Analog-Digital-Wandler digitalisiert und anschließend mit einer hohen Bandbreite an das mindestens eine zentrale Steuergerät übertragen werden. Die Weiterverarbeitung der digitalisierten Messdaten von dem mindestens einen Radarsensorkopf kann anschließend im zentralen Steuergerät erfolgen.
  • Hierdurch können die Kosten für die jeweiligen Radarsensorköpfe reduziert werden, da weniger Rechenleistung in den Radarsensorköpfen notwendig ist. Darüber hinaus kann eine geringere Verlustleistung in den jeweiligen Radarsensorköpfen aufgrund der geringeren Anzahl an Verarbeitungsschritten anfallen. Zwar steigt der Rechenaufwand in der mindestens einen zentralen Steuervorrichtung, jedoch kann hierbei die Rechenleistung im Vergleich zu den anfallenden Kosten leichter bzw. mit einem geringeren Aufwands skaliert werden. Bei einer Gesamtbetrachtung des Radarsystems kann das erfindungsgemäße Radarsystem preiswert und flexibel gegenüber bisherigen Lösungen erweitert und skaliert werden. Des Weiteren können durch die höhere Rechenleistung der mindestens einen zentralen Steuervorrichtung komplexere und leistungsfähigere Algorithmen zum Verarbeiten der empfangenen Radarwellen eingesetzt werden.
  • Mit zunehmender Hochintegration ist es zusätzlich möglich, in einen Hochfrequenzbaustein wie beispielsweise einen so genannten Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) eine erste Verarbeitungsstufe zu integrieren. Dies kann vorzugsweise eine Analyseeinheit zum Durchführen einer Fourier-Analyse sein. Beispielsweise kann die Analyseeinheit eine Range FFT der digitalisierten Messdaten durchführen. Abhängig von den verwendeten Modulationsverfahren können auch andere Fourier-Transformationen verwendet werden. Diese erste Verarbeitungsstufe ist in der Regel preiswert in die bestehenden Komponenten eines Radarsensorkopfes integrierbar, da die benötigte Fläche im Hochfrequenzbaustein sehr gering ist und ein geringer Speicherbedarf besteht. Somit kann bei der Herstellung des entsprechenden Hochfrequenzbausteins die verwendete Siliziumfläche üblicherweise gleich bleiben.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs zeichnet sich dadurch aus, dass ein Kompressionsfaktor der Kompressionseinheit definiert bereitstellbar ist. Auf diese Weise kann die Datenleitung zwischen dem Radarsensorkopf und dem zentralen Steuergerät optimiert ausgelegt werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressionsfaktor über eine Zusammenfassung von redundanten Empfangsdaten bereitstellbar ist. Dadurch wird ein zweckmäßiges Anwendungsszenario für die Datenkompression realisiert, ohne dadurch eine Detektionsqualität des Radarsensorkopfs nachteilig zu beeinflussen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs zeichnet sich dadurch aus, dass die redundanten Empfangsdaten durch Daten von Empfangsantennen mit ähnlichen Richtcharakteristiken bereitstellbar sind. Dadurch kann eine Optimierung der Leistungsfähigkeit des Radarsensorkopfs realisiert werden. Insbesondere wird auf diese Weise eine günstige Art einer Bildung von Redundanz realisiert, weil dabei Daten einer einzigen Amplitude für mehrere Kanäle gespeichert werden, wobei auf diese Weise nur noch geringe Abweichungen von diesen Daten übertragen werden müssen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs zeichnet sich dadurch aus, dass das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten ohne Datenverluste durchführbar ist. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass Daten nach der Dekompression derart rekonstruiert werden, wie sie vor dem Übertragen vorlagen. In Abhängigkeit vom Eingangssignal ist in diesen Fällen meistens eine Datenkompression möglich.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs zeichnet sich dadurch aus, dass das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten mit Datenverlusten durchführbar ist. Dadurch wird eine alternative Art der Datenkompression bereitgestellt. Vorteilhaft wird bei dieser Variante eine Datenrate und damit Kompressionsrate garantiert, allerdings nicht der maximale Fehler bzw. die Datenverluste. Diese Variante wird bevorzugt, falls die Datenrate mittels der verlustfreien Kompression nicht erreicht werden kann.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten mittels Daten aus durchgeführten Range-FFTs durchführbar ist. Vorteilhaft werden auf diese Art und Weise zu gleichen Zielen gehörende Daten verwendet, wodurch eine zweckmäßige Art der Datenkompression bereitgestellt ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass die von der mindestens einen Empfangsantenne empfangenen Radarwellen durch einen Analog-Digital-Wandler in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation markierbar sind. Auf diese Weise können Empfangssequenzen zeitlich genau zugeordnet werden, was eine genaue Verarbeitung der Messdaten unterstützt.
  • Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Radarsensorkopfs;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Radarsystems mit einer Ausführungsform eines vorgeschlagenen Radarsensorkopfs; und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Radarsensorkopfs.
  • In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Radarsensorkopfs 100. Der Radarsensorkopf 100 weist wenigstens eine Sendeantenne 10 auf, die über eine zugeordnete Antennensteuerung 11 betreibbar ist. Die Antennensteuerung 11 ist unter anderem mit mindestens einem Oszillator bzw. Synthesizer 30 zum Erzeugen einer Trägerfrequenz der Radarwellen gekoppelt.
  • Ferner ist mindestens eine Empfangsantenne 20 mit einer zugeordneten Antennensteuerung 21 verbunden. Die Antennensteuerung 21 ist funktional mit einer Auswerteeinheit 40 verbunden, wobei empfangene Radarwellen mittels eines in der Auswerteeinheit 40 angeordneten A/D-Wandlers in digitale Messdaten umgewandelt werden und anschließend in einem ersten Verarbeitungsschritt mittels einer Vorverarbeitungseinheit 50 definiert vorverarbeitet werden.
  • Die von der Empfangsantenne 20 des Radarsensorkopfes 100 empfangenen Radarwellen sind durch den Analog-Digital-Wandler der Auswerteeinheit 40 in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation markierbar. Dadurch werden die empfangenen Radarwellen bzw. Messdaten in ein digitales Format umgewandelt und können somit einfacher weiterverarbeitet werden. Vorteilhafterweise können die in das digitale Format umgewandelten Messdaten mit einem Zeitstempel versehen werden, wobei z.B. jedes aufgezeichnete Spektrum einen eigenen Zeitstempel erhalten kann.
  • Mit Hilfe der Vorverarbeitungseinheit 50 ist vorzugsweise eine schnelle Fourier-Transformation (Fast-Fourier-Transformation) durchführbar. Auf diese Weise werden die Abtastwerte bzw. empfangenen Radarwellen nach dem Digitalisieren nicht direkt übertragen, sondern einem ersten Verarbeitungsprozess unterzogen. Die schnelle Fourier-Transformation ist vorzugsweise eine Range-FFT, welche an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst sein kann. Dabei repräsentiert die Range-FFT eine erste Dimension der FFT, bei der der Doppler-Effekt eine untergeordnete Rolle spielt und resultierende Frequenz-Bins daher im Wesentlichen vollständig entfernungsabhängig sind.
  • Da diese Transformation verhältnismäßig wenig Speicher benötigt, kann die Vorverarbeitungseinheit 50 beispielsweise in RFCMOS-Technologie hergestellt und in einen MMIC, wie einen Hochfrequenzbaustein des Radarsensorkopfes 100 integriert werden. Da aufgrund des Anti-Aliasing-Filters nicht alle Range-Bins benötigt werden, beispielsweise 90% oder 45% der Bins, kann hierbei die resultierende Datenmenge reduziert werden und die FFT gleichzeitig als Puffer zur Reduktion von Spitzendatenraten des Radarsensorkopfes 100 genutzt werden.
  • Man erkennt ferner eine mit der Vorverarbeitungseinheit 50 funktional verbundene Kompressionseinheit 51, mittels der die Daten vor einer Übertragung an eine zentrale Steuervorrichtung („Zentralsteuergerät“, nicht dargestellt) komprimiert werden. Um die zu übertragende Datenmenge zu reduzieren, ist eine vorherige Kompression der Daten vorteilhaft. Eine Kompression der Daten ist immer dann effizient, wenn Redundanzen vorliegen, die kodiert werden können.
  • Bei einem Radarsensorkopf 100 mit einer Vorbearbeitungseinheit 50 in Form einer Range-FFT ist dies der Fall, wenn die Empfangsantennen 20 ähnliche Richtcharakteristiken aufweisen, da die empfangene Leistung dann über mehrere Kanäle je Entfernungs-Bin ähnlich groß ist. Es ist somit möglich, ähnlich wie beim Floating Point Format, einen gemeinsamen Exponenten zu bestimmen, der für viele bzw. alle Empfangskanäle gleich gewählt und daher nur ein einziges Mal an die zentrale Steuervorrichtung übertragen werden muss, wobei für die Empfänger zusätzlich nur ein „Vorfaktor“ übertragen werden muss. Die Wortbreite des gemeinsamen Exponenten und der Vorfaktoren kann dadurch optimiert werden.
  • Ein Ansatz der Kompression ist es, die Daten von Empfangskanälen pro Range-Bin bzw. Entfernungs-Bin zusammenzufassen und mit einem gemeinsamen Skalierungsfaktor zu versehen. Dadurch lässt sich die zu übertragende Datenmenge reduzieren, da auf diese Art und Weise Redundanzen reduziert werden können.
  • Beispielsweise kann statt 2 x 16 Bit Signed Integer (komplexwertig) je N Empfänger (Beispiel: N = 8), d.h. zusammen 8 x 32 Bit = 256 Bit, nur ein Exponent von 10 Bit und je Empfänger 2 x 10 Bit Vorfaktor, also zusammen 10 + 8 x 20 = 170 Bit übertragen werden. Im Ergebnis bedeutet dies vorteilhaft eine Datenreduktion von ca. 25% (256 Bit gegenüber 170 Bit).
  • Da spätestens nach der weiteren Verarbeitung die Komprimierung nicht mehr erwünscht ist, ist es vorteilhaft, die Daten vor der genannten Speicherung zu entpacken. Für die Weiterverarbeitung im zentralen Steuergerät werden die Daten daher nach der Übertragung wieder dekomprimiert und gespeichert.
  • Es sind alternativ auch andere Kompressionsansätze möglich, wobei diese Ansätze sowohl verlustbehaftet oder verlustfrei sein können. Da bei verlustfreien Verfahren zwar keine Datenverluste vorliegen, maximale Datenmengen bzw. Kompressionsraten jedoch nicht garantiert werden können (außer der ursprünglichen), muss hier ein anderes Verfahren gefunden werden, um die maximale Datenmenge zu begrenzen. Denkbar wäre auch, unter Inkaufnahme von Verlusten, die Anzahl der übertragenen Range Gates zu reduzieren. Dies bedeutet, dass die eigentliche Kompression des Range Gates verlustfrei ist, wobei der Verlust nur die Range Gates betrifft, was bei einem Nicht-Erreichen der maximalen Reichweite aber unter Umständen akzeptabel ist.
  • Der Radarsensorkopf 100 weist ferner einen Anschluss 80 an eine breitbandige Datenleitung (nicht dargestellt) auf, der mit der Kompressionseinheit 51 und der ersten Steuerungseinheit 60 funktional verbunden ist, wobei über die Datenleitung Daten an die zentrale Steuervorrichtung (nicht dargestellt) übertragen werden.
  • 2 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild eines mit dem vorgeschlagenen Radarsensorkopf 100 realisierten Radarsystems 200 für ein Fahrzeug. Vorgesehen ist, dass die transformierten digitalen Messdaten vom Radarsensorkopf 100 über eine breitbandige Datenleitung 110 an eine Dekompressionseinheit 121 der zentralen Steuervorrichtung 120 übertragen werden. Die breitbandige Datenleitung 110 ist in der Regel als eine Datenleitung (z.B. Datenkabel) innerhalb des Fahrzeugs ausgebildet, die die zentrale Steuervorrichtung 120 mit einem oder mehreren Radarsensorköpfen 100 verbindet. Aufgrund der vorgenannten Kompression der Daten kann die Datenleitung 110 leistungsschwächer ausgebildet werden. Mittels der Dekompressionseinheit 121 werden die komprimierten Daten dekomprimiert und anschließend weiterverarbeitet.
  • Den übertragenen digitalen Messdaten wird mittels der im Radarsensorkopf 100 angeordneten ersten Steuerungseinheit 60 ein Zeitstempel zugeordnet und ebenfalls an die zentrale Steuervorrichtung 120 übertragen. Nachdem die Signalverarbeitung in der zentralen Steuervorrichtung 120 stattfindet, müssen dort Kalibrierdaten vorliegen, wobei die Kalibrierdaten von einer Detektionseinheit 150 der zentralen Steuervorrichtung 120 verwendet werden. Auf diese Weise ist es auch erforderlich, die Kalibrierdaten von einer Kalibrierdateneinheit 70 an die zentrale Steuervorrichtung 120 zu übertragen.
  • Die Kalibrierdaten können wenigstens eines aus Folgendem sein: typisches Rauschniveau der Antennen, Antenneneigenschaften, Amplituden- bzw. Phasenabweichungen der Antennen, Position von Antennenelementen, Temperatureigenschaften bzw. -gänge der Antennen.
  • Durch die Kalibrierdaten können z.B. Antenneneigenschaften, die durch einen technologischen Herstellungsprozess bedingt sind, angepasst bzw. kompensiert werden. Die Ermittlung der Kalibrierdaten bzw. die Kalibrierung des Radarsensorkopfs 100 erfolgt in der Regel einmalig beim Herstellungsvorgang, wobei die Anwendung der Kalibrierdaten im operativen Betrieb des Radarsensorkopfs 100 erfolgt. Mit Hilfe der Kalibrierdaten kann eine Verarbeitung von Signalen bzw. eine geeignete Ansteuerung der Antennen 10, 20 des Radarsensorkopfs 100 durchgeführt werden.
  • Abweichungen des realen Antennendiagramms von einem idealen Antennendiagramm können durch sogenannte „globale Kalibrierungsmatrizen“ beschrieben werden, die Abweichungen beschreiben, die durch Phasen- und Amplitudenfehler, sowie durch Rückkopplungen zwischen Kanälen entstehen (siehe auch Dissertation M. Schoor, „Hochauflösende Winkelschätzung für automobile Radarsysteme“, 2010).
  • Die zentrale Steuervorrichtung 120 kann die übertragenen digitalen Messdaten empfangen und weiterverarbeiten, z.B. mittels eines Speichers 130, einer Transformationseinheit 140 zum Durchführen einer Doppler-FFT (entsprechend einer zweiten Stufe der Fast-Fourier-Transformation), der Detektionseinheit 150 und einer zweiten Steuerungseinheit 160, die mit der ersten Steuerungseinheit 60 des Radarsensorkopfs 100 funktional zusammenwirkt. Durch die mit den Messdaten übertragenen Zeitstempel können diese zeitlich präzise eingeordnet werden.
  • Die zentrale Steuervorrichtung 120 weist mindestens einen Prozessor zum Verarbeiten von empfangenen Daten und mindestens einen Speicher 130 zum zumindest zeitweisen Speichern von Daten auf. Hierdurch kann die zentrale Steuervorrichtung 120 die durch die Datenleitung 110 übertragenen Messdaten vom Radarsensorkopf 100 zumindest zeitweise speichern und gemäß Anforderung der jeweiligen Anwendung verarbeiten, weiterleiten oder ausgeben. Die zentrale Steuervorrichtung 120 kann bei Bedarf durch eine leistungsfähigere Steuereinheit getauscht werden. Da in der zentralen Steuervorrichtung 120 vorzugsweise Mikroprozessoren verwendet werden, können anspruchsvolle Algorithmen zum Verarbeiten der Messdaten eingesetzt und somit genauere Berechnungsergebnisse (z.B. Winkelschätzungen) erzielt werden.
  • Das Radarsystem 200 kann beispielsweise als ein Chirp-Sequence-Radar ausgebildet sein, kann jedoch auch mit anderen Modulationsarten betrieben werden. Alternative Radarverfahren können beispielsweise langsame FMCW-Radare ohne eine nachträgliche Doppler-FFT, PN-Radare (Pseudo-Noise) mit einer Analyseeinheit als eine Korrelatorbank oder ein OFDM-Radar mit einer Analyseeinheit zum Durchführen einer spektralen Division sein.
  • Im Radarsystem 200 ist die mindestens eine Zeitinformation durch eine im Radarsensorkopf 100 angeordnete erste Steuerungseinheit 60 erzeugbar. Die erste Steuerungseinheit 60 kann beispielsweise über die Datenleitung 110 übertragene Steuerbefehle empfangen und umsetzen und die digitalisierten Messdaten mit präzisen Zeitinformationen versehen. Des Weiteren kann die erste Steuerungseinheit 60 für eine Steuerung des Radarsensorkopfes 100 sowie beispielsweise zur Überwachungssteuerung oder eine Zyklussteuerung eingesetzt werden. Damit im Radarsystem 200 eine zeitliche Synchronisation stattfinden kann, müssen den übertragenen Messdaten von der ersten Steuerungseinheit 60 beispielsweise Zeitstempel für jeden übertragenen Chirp bzw. Zyklus zugefügt werden, damit die zentrale Steuervorrichtung 120 die vom Radarsensorkopf 100 übertragenen Messdaten sinnvoll nutzen kann.
  • Der Oszillator 30 des Radarsensorkopfs 100 kann durch die zweite Steuerungseinheit 160 der zentralen Steuervorrichtung 120 eingestellt werden. Durch die Implementierung der ersten Steuerungseinheit 60 im Radarsensorkopf 100, die mit der zweiten Steuerungseinheit 160 funktional zusammenwirkt, kann vorteilhaft eine Steuerung der Komponenten des Radarsensorkopfes 100 durch die zentrale Steuervorrichtung 120 realisiert werden. Somit können auch der oder die Oszillatoren des Radarsensorkopfes 100 direkt oder indirekt gesteuert oder geregelt werden.
  • Oszillatoren eines Radarsystems 200 mit wenigstens zwei Radarsensorköpfen 100 (nicht dargestellt) sind durch die zentrale Steuervorrichtung 120 miteinander synchronisierbar. In einem Fahrzeug können mehrere voneinander beabstandete Radarsensorköpfe 100 verbaut und mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen 120 über Datenverbindungen datenleitend verbunden sein. Durch die implementierten Steuereinheiten 60 in den unterschiedlichen Radarsensorköpfen 100 können bei einer Verwendung von mehreren Radarsensorköpfen 100 die jeweiligen Oszillatoren der Sendeantennen 10 miteinander synchronisiert werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Messergebnisse vorteilhaft gesteigert werden. Auf diese Weise können Fahrerassistenzfunktionen oder automatisierte Fahrfunktionen des Fahrzeugs optimiert werden. Darüber hinaus kann die Anzahl der verwendeten Radarsensorköpfe 100 ohne negative Einflüsse der Leistungsfähigkeit beliebig erhöht werden.
  • Denkbar ist auch, dass mehrere (z.B. drei) Radarsensorköpfe 100 über entsprechende Datenleitungen 110 mit einer zentralen Steuervorrichtung 120 verbunden sind (nicht dargestellt). Die zentrale Steuervorrichtung 120 gibt hierbei über die Datenleitungen 110 Steuerbefehle an die Steuereinheiten 60 der jeweiligen Radarsensorköpfe 100 aus, wodurch die unterschiedlichen Radarsensorköpfe 100 und insbesondere die jeweiligen Oszillatoren 30 optimal aufeinander abgestimmt und synchronisiert werden.
  • 3 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen eines Radarsensorkopfs 100 für ein Radarsystem 200.
  • In einem Schritt 300 wird ein Bereitstellen mindestens einer Sendeantenne 10 zum Erzeugen und mindestens einer Empfangsantenne 20 zum Empfangen von Radarwellen durchgeführt.
  • In einem Schritt 310 wird ein Bereitstellen einer Vorverarbeitungseinheit 50 zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten durchgeführt.
  • In einem Schritt 320 wird ein Bereitstellen einer Schnittstelle 80 zum Anschließen des Radarsensorkopfs 100 an eine Datenleitung 110 durchgeführt.
  • In einem Schritt 330 wird ein Bereitstellen einer Kompressionseinheit 51 zum Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten durchgeführt.
  • Die Reihenfolge der genannten Schritte ist dabei auch in geeigneter Weise änderbar.

Claims (10)

  1. Radarsensorkopf (100) für ein Radarsystem, aufweisend: - mindestens eine Sendeantenne (10) zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne (20) zum Empfangen von Radarwellen; - eine Vorverarbeitungseinheit (50) zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten; - eine Schnittstelle (80) zum Anschließen des Radarsensorkopfs (100) an eine Datenleitung (110); und - eine Kompressionseinheit (51) zum Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten.
  2. Radarsensorkopf (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressionsfaktor der Kompressionseinheit (51) definiert bereitstellbar ist.
  3. Radarsensorkopf (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressionsfaktor über eine Zusammenfassung von redundanten Empfangsdaten bereitstellbar ist.
  4. Radarsensorkopf (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die redundanten Empfangsdaten durch Daten von Empfangsantennen (20) mit ähnlichen Richtcharakteristiken bereitstellbar sind.
  5. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten ohne Datenverluste durchführbar ist.
  6. Radarsensorkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten mit Datenverlusten durchführbar ist.
  7. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten mittels Daten aus durchgeführten Range-FFTs durchführbar ist.
  8. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der mindestens einen Empfangsantenne (20) empfangenen Radarwellen durch einen Analog-Digital-Wandler (40) in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation (Z) markierbar sind.
  9. Radarsystem (200), aufweisend: - wenigstens einen Radarsensorkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; - wenigstens eine zentrale Steuervorrichtung (120) zum Verarbeiten von Daten des Radarsensorkopfs (100), wobei die zentrale Steuervorrichtung (120) eine Dekompressionseinheit (121) zum Dekomprimieren der komprimiert empfangenen Empfangsdaten des Radarsensorkopfs (100) aufweist; und - eine zwischen der wenigstens der zentralen Steuervorrichtung (120) und dem wenigstens einen Radarsensorkopf (100) angeordnete Datenleitung (110).
  10. Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorkopfs (100), aufweisend die Schritte: - Bereitstellen mindestens einer Sendeantenne (10) zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne (20) zum Empfangen von Radarwellen; - Bereitstellen einer Vorverarbeitungseinheit (50) zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten; - Bereitstellen einer Schnittstelle (80) zum Anschließen des Radarsensorkopfs (100) an eine Datenleitung (110); und - Bereitstellen einer Kompressionseinheit (51) zum Komprimieren der vorverarbeiteten Empfangsdaten.
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