DE102018213169A1 - RADAR CROSS-SECTION (RCS) MONITOR FOR DETECTION OF RESTRICTION - Google Patents
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Abstract
Offenbart sind ein Verfahren unter Verwendung eines Radarquerschnitt(RCS)-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung, ein System unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung, ein Computerprogramm, das das Verfahren unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung durchführt, sowie ein Fahrzeug, das das System unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung umfasst. Es werden ein RCS-Wert für einen Nahbereichsscan und/oder ein RCS-Wert für einen Fernbereichsscan für stabile Objekte ermittelt. Es wird ein Abweichungswert des RCS-Werts des Nahbereichsscans und/oder ein Abweichungswert des RCS-Werts des Fernbereichsscans für jedes stabile Objekt basierend auf einer Veränderung zwischen den jeweiligen RCS-Werten eines aktuellen Zyklus und den jeweiligen RCS-Werten vorheriger Zyklen berechnet. Es wird ein RCS-Überwachungsglied basierend auf den Abweichungswerten berechnet. Anschließend wird basierend auf einer Änderung des RCS-Überwachungsglieds des aktuellen Zyklus bezogen auf das RCS-Überwachungsglied der vorherigen Zyklen festgestellt, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegt.Disclosed are a method using a radar cross-section (RCS) monitor for restriction detection, a system using the RCS monitor for restriction detection, a computer program that performs the method using the RCS monitor for restriction detection, and a vehicle that uses the system using the RCS limiter detection limiter. An RCS value for a short-range scan and / or an RCS value for a long-range scan for stable objects are determined. A deviation value of the RCS value of the short-range scan and / or a deviation value of the RCS value of the long-range scan is calculated for each stable object based on a change between the respective RCS values of a current cycle and the respective RCS values of previous cycles. An RCS monitor is calculated based on the deviation values. It is then determined based on a change in the RCS monitoring element of the current cycle in relation to the RCS monitoring element of the previous cycles whether the radar sensor is restricted.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System unter Verwendung eines Radarquerschnitt(RCS)-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung sowie ein Computerprogramm, das das Verfahren unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung durchführt, sowie ein Fahrzeug, das das System unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung umfasst.The present invention relates to a method and system using a radar cross-section (RCS) monitoring element for restriction detection, and a computer program which carries out the method using the RCS monitoring element for restriction detection, and to a vehicle which uses the system to use the RCS monitoring element Restriction detection includes.
Moderne Fahrzeuge und insbesondere Fahrzeuge mit Fahrerassistenzsystemen (ADAS) wie Abstandsregeltempomat (ACC) sowie autonome Fahrzeuge umfassen zur Beobachtung der Umgebung des Fahrzeugs Radarsensoren. Im vorliegenden Kontext sollte der Begriff „Umgebung“ insbesondere als eine Umgebung um den Radarsensor oder das Fahrzeug herum bis zu einer vorgegebenen, oder veränderlichen, Entfernung von vorzugsweise bis zu 300 Metern, bevorzugter bis zu 250 Metern, ganz besonders bevorzugt bis zu 200 Metern und insbesondere bis zu 150 Metern verstanden werden. Ein Radarsensor weist ein Sichtfeld (FoV) auf, in dem der Radarsensor Objekte erfassen oder, anders ausgedrückt, sehen kann. Durch das Vorhandensein einer Einschränkung aufgrund von Fremdstoffen oder Fremdmaterial können sich die Sichtweite sowie die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Radarsensoren vermindern. Die Sichtweite eines Radarsensors ist seine Fähigkeit zum Erfassen von Objekten innerhalb des FoV des Radarsensors. Diese Fremdstoffe können beispielsweise durch Umgebungsbedingungen wie Temperatur/Temperaturgefälle, Feuchtigkeit, Eis, Dreck, Regen oder dergleichen verursacht werden. Die Einschränkung kann die Leistungsfähigkeit reduzieren oder sogar den ordnungsgemäßen Betrieb der Radarsensoren verhindern.Modern vehicles and in particular vehicles with driver assistance systems (ADAS) such as adaptive cruise control (ACC) and autonomous vehicles include radar sensors for observing the surroundings of the vehicle. In the present context, the term “environment” should in particular be an environment around the radar sensor or the vehicle up to a predetermined or variable distance of preferably up to 300 meters, more preferably up to 250 meters, very particularly preferably up to 200 meters and especially up to 150 meters. A radar sensor has a field of view (FoV) in which the radar sensor can detect objects or, in other words, see them. The presence of a restriction due to foreign substances or foreign material can reduce the visibility as well as the accuracy and reliability of the radar sensors. The visibility of a radar sensor is its ability to detect objects within the radar sensor's FoV. These foreign substances can be caused, for example, by environmental conditions such as temperature / temperature gradient, moisture, ice, dirt, rain or the like. The restriction can reduce the performance or even prevent the radar sensors from operating properly.
Eine derartige Reduktion der Leistungsfähigkeit oder Verhinderung des ordnungsgemäßen Betriebs wird durch Analyse der Sichtweite jedes Radarsensors überwacht. Dies erfolgt über einen statistischen Ansatz zur Sichtweite bezüglich stabiler Objekte im FoV jedes Radarsensors. Ein stabiles Objekt ist ein statisches oder dynamisches Objekt, das über einen bestimmten vorgegebenen Zeitraum mit einer bestimmten vorgegebenen Genauigkeit von einem Radarsensor erfasst wird. Hierzu wird eine Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins ermittelt. Ein Objekt kann als stabiles Objekt klassifiziert werden, wenn die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins größer gleich 0,99 ist. Die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins kann berechnet werden, indem eine Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins eines neu erfassten Objekts auf 0,5 festgesetzt wird. Die Wahrscheinlichkeit kann in jedem Zyklus erhöht werden, wenn dasselbe Objekt erneut erfasst wird, und andernfalls reduziert werden. Die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins kann in 0,01-er Schritten erhöht oder reduziert werden. Die Genauigkeit der Erfassung eines Objekts beruht auf einer Varianz oder einer Standardabweichung von Erfassungsdaten zu dem jeweiligen Objekt von dem jeweiligen Radarsensor. Die Sichtweite eines Radarsensors ist durch die maximale Entfernung angegeben, innerhalb der ein stabiles Objekt von dem Radarsensor erfasst werden kann. Für den statistischen Ansatz zur Sichtweite werden drei Histogramme erstellt und analysiert. In einem ersten Histogramm sind Informationen zu dynamischen oder sich bewegenden Objekten enthalten, in einem zweiten Histogramm sind Informationen zu statischen oder feststehenden Objekten enthalten und in einem dritten Histogramm sind Informationen zur ersten und letzten Erfassung jedes Objekts enthalten. Die Mittelwerte jedes Histogramms werden vereint und die Sichtweite des jeweiligen Sensors wird auf Grundlage der vereinten Mittelwerte bestimmt. Liegt die Sichtweite unter einem vorgegebenen Schwellenwert, wird eine Verringerung der Sichtweite oder Leistungsfähigkeit des jeweiligen Radarsensors angegeben.Such a reduction in performance or prevention of proper operation is monitored by analyzing the visibility of each radar sensor. This is done using a statistical approach to visibility with regard to stable objects in the FoV of each radar sensor. A stable object is a static or dynamic object that is detected by a radar sensor over a certain predetermined period of time with a certain predetermined accuracy. For this purpose, a probability of existence is determined. An object can be classified as a stable object if the probability of its existence is greater than or equal to 0.99. The probability of existence can be calculated by setting a probability of existence of a newly detected object to 0.5. The probability can be increased in each cycle if the same object is detected again and otherwise reduced. The probability of existence can be increased or decreased in steps of 0.01. The accuracy of the detection of an object is based on a variance or a standard deviation of detection data for the respective object from the respective radar sensor. The visibility of a radar sensor is indicated by the maximum distance within which a stable object can be detected by the radar sensor. Three histograms are created and analyzed for the statistical approach to visibility. A first histogram contains information about dynamic or moving objects, a second histogram contains information about static or stationary objects and a third histogram contains information about the first and last detection of each object. The mean values of each histogram are combined and the visibility of the respective sensor is determined on the basis of the combined mean values. If the visibility is below a predetermined threshold value, a reduction in the visibility or performance of the respective radar sensor is specified.
In einem Fahrzeug mit Abstandsregeltempomaten (ACC-Fahrzeug) regelt ein Algorithmus der Radarsensoren eine Beschleunigung des Fahrzeugs. Diese Regelung beruht auf der Erfassung von Objekten oder Fahrzeugen vor dem ACC-Fahrzeug. Die Beschleunigung muss so geregelt werden, dass das ACC-Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug mit einem ausreichenden Abstand zwischen dem ACC-Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt (ausreichend Platz zum Unterbrechen in einer Gefahrensituation oder dergleichen). Insbesondere unter schwierigen Wetterverhältnissen wie einem Starkregen kann der Radarsensor das dem vorausfahrenden Fahrzeug entsprechende Objekt verlieren und es besteht die Gefahr eines Zusammenstoßes. Die zuvor beschriebene Angabe zur Verringerung der Sichtweite wird zum Auslösen einer Rückgabe der Kontrolle über das Fahrzeug an den Fahrer verwendet, sodass der Fahrer dafür zuständig ist, unter schwierigen Wetterverhältnissen einen Zusammenstoß zu vermeiden.In a vehicle with adaptive cruise control (ACC vehicle), an algorithm of the radar sensors regulates an acceleration of the vehicle. This regulation is based on the detection of objects or vehicles in front of the ACC vehicle. The acceleration must be regulated so that the ACC vehicle follows a vehicle in front with a sufficient distance between the ACC vehicle and the vehicle in front (sufficient space to interrupt in a dangerous situation or the like). Especially under difficult weather conditions such as heavy rain, the radar sensor can lose the object corresponding to the vehicle in front and there is a risk of a collision. The above-described indication of reducing visibility is used to trigger a return of control of the vehicle to the driver, so that the driver is responsible for avoiding a collision under difficult weather conditions.
Die Erkennung einer derartigen Verringerung der Sichtweite mit den drei Histogrammen im statistischen Ansatz kann jedoch schwierig sein. Insbesondere wenn die Leistungsfähigkeit des Radarsensors rasch abnimmt (z. B. aufgrund von Starkregen), ist im statistischen Ansatz eine weitere Verbesserung bei der Darstellung oder Bestätigung dieser Abnahme der Leistungsfähigkeit notwendig. Es besteht folglich Bedarf an einer zuverlässigeren und auch schnelleren Erkennung von Einschränkungen von Radarsensoren.However, recognizing such a reduction in visibility with the three histograms in the statistical approach can be difficult. Especially if the performance of the radar sensor decreases rapidly (e.g. due to heavy rain), a further improvement in the representation or confirmation of this decrease in performance is necessary in the statistical approach. There is therefore a need for a more reliable and faster detection of restrictions from radar sensors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Einschränkungserkennung beziehungsweise der Erkennung einer Verringerung der Sichtweite von Radarsensoren durch Bereitstellen eines Verfahrens unter Verwendung eines Radarquerschnitt(RCS)-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und eines Systems unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung sowie eines Computerprogramms, das das Verfahren unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung durchführt, sowie eines Fahrzeugs, das das System unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung umfasst, gemäß den weiteren unabhängigen Ansprüchen. Weitere Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object of the present invention is to improve the restriction detection or the detection of a reduction in the visibility of radar sensors by providing a method using a radar cross-section (RCS) monitoring element for restriction detection according to independent claim 1 and a system using the RCS monitoring element for restriction detection and a computer program that uses the method Carries out RCS monitoring element for restriction detection, and a vehicle, which comprises the system using the RCS monitoring element for restriction detection, according to the further independent claims. Further developments of the present invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Einschränkungserkennung für einen Radarsensor unter Verwendung eines Radarquerschnitt(RCS)-Überwachungsglieds folgende Schritte:
- - Erfassen stabiler Objekte (Oi) mit dem Radarsensor in Zyklen (k). Die Zyklen (k) umfassen einen Nahbereichsscan und einen Fernbereichsscan mit dem Radarsensor.
- - Ermitteln eines RCS-Werts für den Nahbereichsscan (RCSi,Nah k) und/oder eines RCS-Werts für den Fernbereichsscan (RCSi,Fern k) für jedes stabile Objekt (Oi) für jeden Zyklus (k).
- - Berechnen eines Abweichungswerts des RCS-Werts des Nahbereichsscans (DeltaRCSi,Nah k) und/oder eines Abweichungswerts des RCS-Werts des Fernbereichsscans (DeltaRCSi,Fern k) für jedes stabile Objekt (Oi) für jeden Zyklus (k) basierend auf einer Veränderung zwischen den jeweiligen RCS-Werten (RCSi,Nah k, RCSi,Fern k) des Zyklus (k) und den jeweiligen RCS-Werten (RCSi,Nah k-x, RCSi,Fern k-x) der vorherigen Zyklen (k-x). x ist hier größer gleich 1.
- - Berechnen eines RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) des Zyklus (k) basierend auf den Abweichungswerten (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) des jeweiligen Zyklus (k) .
- - Feststellen, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegt, basierend auf einer Änderung des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) des Zyklus (k) bezogen auf das RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk-x) der vorherigen Zyklen (k-x). x ist hier größer gleich 1.
- - Detection of stable objects (O i ) with the radar sensor in cycles (k). The cycles (k) include a short-range scan and a long-range scan with the radar sensor.
- - Determining an RCS value for the short-range scan (RCS i, near k ) and / or an RCS value for the long-range scan (RCS i, far k ) for each stable object (O i ) for each cycle (k).
- - Calculate a deviation value of the RCS value of the short-range scan (DeltaRCS i, near k ) and / or a deviation value of the RCS value of the far-range scan (DeltaRCS i, far k ) for each stable object (O i ) for each cycle (k) on a change between the respective RCS values (RCS i, Nah k , RCS i, Fern k ) of the cycle (k) and the respective RCS values (RCS i , Nah kx , RCS i, Fern kx ) of the previous cycles ( k). x is greater than or equal to 1 here.
- - Calculating an RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) of the cycle (k) based on the deviation values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) of the respective cycle (k).
- - Determine whether the radar sensor is restricted based on a change in the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) of the cycle (k) in relation to the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element kx ) of the previous cycles (kx). x is greater than or equal to 1 here.
Alle Schritte oder ein Teil der Schritte können bzw. kann auch parallel ausgeführt werden.All steps or a part of the steps can or can also be carried out in parallel.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Einschränkungserkennung für einen Radarsensor unter Verwendung eines RCS-Überwachungsglieds so eingerichtet, dass es die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens durchführt.According to a second aspect of the present invention, a system for detecting a restriction for a radar sensor using an RCS monitoring element is set up in such a way that it carries out the steps of the previously described method.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung führt ein Computerprogramm das zuvor beschriebene Verfahren zur Einschränkungserkennung für einen Radarsensor unter Verwendung eines RCS-Überwachungsglieds durch und umfasst die folgenden Schritte:
- Für jeden Zyklus (k):
- - Erfassen stabiler Objekte (Oi) mit dem Radarsensor unter Verwendung eines Nahbereichsscans und eines Fernbereichsscans mit dem Radarsensor.
- - Ermitteln eines RCS-Werts für den Nahbereichsscan (RCSi,Nah k) und/oder eines RCS-Werts für den Fernbereichsscan (RCSi,Fern k) für jedes stabile Objekt (Oi).
- - Berechnen eines Abweichungswerts des RCS-Werts des Nahbereichsscans (DeltaRCSi,Nah k) und/oder eines Abweichungswerts des RCS-Werts des Fernbereichsscans (DeltaRCSi,Fern k) für jedes stabile Objekt (Oi) basierend auf einer Veränderung zwischen den jeweiligen RCS-Werten (RCSi,Nah k, RCSi,Fern k) des aktuellen Zyklus (k) und den jeweiligen RCS-Werten (RCSi,Nah k-x, RCSi,Fern k-x) der vorherigen Zyklen (k-x). x ist hier größer gleich 1.
- - Berechnen eines RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) basierend auf den Abweichungswerten (DeltaRC-Si,Nah k, DeltaRCSi,Fern k).
- - Feststellen, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegt, basierend auf einer Änderung des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) des aktuellen Zyklus (k) bezogen auf das RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk-x) der vorherigen Zyklen (k-x). x ist hier größer gleich 1.
- For each cycle (k):
- - Detection of stable objects (O i ) with the radar sensor using a short-range scan and a long-range scan with the radar sensor.
- - Determining an RCS value for the short-range scan (RCS i, near k ) and / or an RCS value for the long-range scan (RCS i, far k ) for each stable object (O i ).
- - Calculating a deviation value of the RCS value of the short-range scan (DeltaRCS i, near k ) and / or a deviation value of the RCS value of the far-range scan (DeltaRCS i, far k ) for each stable object (O i ) based on a change between the respective ones RCS values (RCS i, Nah k , RCS i, Fern k ) of the current cycle (k) and the respective RCS values (RCS i, Nah kx , RCS i, Fern kx ) of the previous cycles (kx). x is greater than or equal to 1 here.
- - Calculating an RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) based on the deviation values (DeltaRC-S i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ).
- - Determine whether there is a restriction of the radar sensor based on a change in the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) of the current cycle (k) in relation to the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element kx ) of the previous cycles (kx). x is greater than or equal to 1 here.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug das System zur wie zuvor beschriebenen Einschränkungserkennung für einen Radarsensor unter Verwendung eines RCS-Überwachungsglieds. Das Fahrzeug umfasst ferner einen oder mehrere Radarsensoren. Das System zur Einschränkungserkennung ist hier so eingerichtet, dass es eine Einschränkung für jeden Radarsensor des Fahrzeugs erkennt.According to a fourth aspect of the present invention, a vehicle comprises the system for the restriction detection for a radar sensor as described above using an RCS monitoring element. The vehicle also includes one or more radar sensors. The restriction detection system is set up here so that it detects a restriction for each radar sensor of the vehicle.
Die stabilen Objekte (Oi) werden in jedem Zyklus (k) des Radarsensors erfasst. Ein Zyklus des Radarsensors umfasst einen Nachbereichsscan und einen Fernbereichsscan. Für den Nahbereichsscan wird von dem Radarsensor eine geringe Leistung abgestrahlt. Für den Fernbereichsscan wird von dem Radarsensor eine hohe Leistung abgestrahlt. Mit dem Nahbereichsscan bei geringer Leistung können Objekte in der Nähe des Radarsensors erfasst werden. In diesem Zusammenhang liegt in der Nähe innerhalb einer Entfernung von ungefähr 0,20 m [Meter] bis 70 m. Mit dem Fernbereichsscan bei hoher Leistung können Objekte weit weg von dem Radarsensor erfasst werden. In diesem Zusammenhang liegt weit weg innerhalb einer Entfernung von ungefähr 0,20 m bis 170 m. Ein Sichtfeld (FoV) für den Nahbereichsscan kann einen Bereich von -45 ° [Grad] bis +45 ° und ein FoV für den Fernbereichsscan kann einen Bereich von -9,0 ° bis +9,0 ° aufweisen. Der Radarsensor kann eine Position eines Objekts im FoV des Nahbereichsscans und/oder im FoV des Fernbereichsscans erfassen. Die Position eines Objekts kann durch eine Entfernung zum Radarsensor und einen Winkel bezogen auf eine Normalachse oder Mittellinie des Radarsensors angegeben werden, die durch einen Mittelpunkt des Radarsensors parallel zu einer Strahlrichtung oder Strahlungsrichtung verläuft.The stable objects (O i ) are detected in each cycle (k) of the radar sensor. One cycle of the radar sensor includes a long-range scan and a long-range scan. The radar sensor uses a low power for the short-range scan radiated. The radar sensor emits high power for the long-range scan. With the close-range scan at low power, objects in the vicinity of the radar sensor can be detected. In this connection, is located within a distance of approximately 0.20 m to 70 m. With the long-range scan at high power, objects far away from the radar sensor can be detected. In this connection, it lies far away within a distance of approximately 0.20 m to 170 m. A field of view (FoV) for the short-range scan can range from -45 ° [degrees] to +45 ° and a FoV for the long-range scan can range from -9.0 ° to +9.0 °. The radar sensor can detect a position of an object in the FoV of the short-range scan and / or in the FoV of the long-range scan. The position of an object can be specified by a distance to the radar sensor and an angle with respect to a normal axis or center line of the radar sensor, which runs parallel to a beam direction or radiation direction through a center point of the radar sensor.
Durch Fremdstoffe oder Fremdmaterial, z. B. verursacht durch Umgebungsbedingungen wie Temperatur/Temperaturgefälle, Feuchtigkeit, Eis, Dreck, Regen oder dergleichen, kann die Sichtweite im FoV des Radarsensors eingeschränkt sein. Eine derartige Einschränkung kann im Bereich des Nahbereichsscans oder im Bereich des Fernbereichsscans oder in beiden gegeben sein. Somit kann beispielsweise der Nahbereichsscan eingeschränkt sein, der Fernbereichsscan jedoch nicht. Der RCS-Wert für den Nahbereichsscan (RCSi,Nah k) eines stabilen Objekts (Oi) würde sich dadurch einschränkungsbedingt verändern, wohingegen sich der RCS-Wert für den Nahbereichsscan (RCSi,Fern k) eines weiteren stabilen Objekts (Oi) aufgrund dieser Einschränkung nicht verändern würde. Dies gilt umgekehrt auch für eine Einschränkung, die ausschließlich den Fernbereichsscan betrifft.By foreign substances or foreign material, e.g. B. caused by environmental conditions such as temperature / temperature gradient, moisture, ice, dirt, rain or the like, the visibility in the FoV of the radar sensor may be restricted. Such a restriction can exist in the area of the short-range scan or in the area of the long-range scan or in both. For example, the short-range scan may be restricted, but the long-range scan may not. The RCS value for the short-range scan (RCS i, near k ) of a stable object (O i ) would change as a result of the restriction, whereas the RCS value for the short-range scan (RCS i, Fern k ) of another stable object (O i ) would not change due to this limitation. Conversely, this also applies to a restriction that only affects the long-range scan.
Mit dem Nahbereichsscan und dem Fernbereichsscan zusammen werden Objekte erfasst, die im FoV des Radarsensors vorhanden sind. Eine Erfassung wird hier als stabiles Objekt (Oi) klassifiziert, wenn die Erfassung über eine vorgegebene Menge von Zyklen (k) gegeben ist und wenn die Erfassung eine vorgegebene Genauigkeit aufweist. Eine Erfassung kann als stabiles Objekt klassifiziert werden, wenn die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins größer gleich 0,99 ist. Die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins kann berechnet werden, indem eine Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins eines neu erfassten Objekts auf 0,5 festgesetzt wird. Die Wahrscheinlichkeit kann in jedem Zyklus (k) erhöht werden, wenn dasselbe Objekt erneut erfasst wird, und andernfalls reduziert werden. Die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins kann in 0,01-er Schritten pro Zyklus (k) erhöht oder reduziert werden.
Es werden ausschließlich stabile Objekte (Oi) verfolgt. Zudem werden nur RCS-Werte stabiler Objekte (Oi) für die Einschränkungserkennung berücksichtigt.The short-range scan and the long-range scan collect objects that are present in the FoV of the radar sensor. A detection is classified here as a stable object (O i ) if the detection is given over a predetermined number of cycles (k) and if the detection has a predetermined accuracy. A detection can be classified as a stable object if the probability of its existence is greater than or equal to 0.99. The probability of existence can be calculated by setting a probability of existence of a newly detected object to 0.5. The probability can be increased in each cycle (k) if the same object is detected again, and otherwise reduced. The probability of the presence can be increased or decreased in steps of 0.01 per cycle (k).
Only stable objects (O i ) are tracked. In addition, only RCS values of stable objects (O i ) are taken into account for the restriction detection.
Der RCS-Wert ist ein Maß dafür, wie gut ein Objekt für den Radarsensor erfassbar ist. Ein höherer RCS-Wert gibt an, dass ein Objekt leichter zu erfassen ist. Eine begrenzte Menge Radarenergie wird von einem Objekt im FoV des Nahbereichsscans und/oder im FoV des Fernbereichsscans zurück zum Radarsensor reflektiert oder gestreut. Die hierbei beeinflussenden Faktoren umfassen:
- - das Material, aus dem das Objekt gefertigt ist;
- - die absolute Größe des Objekts, die relative Größe des Objekts bezogen auf die Wellenlänge, die von dem Radarsensor emittiert wird;
- - der Einfallswinkel, unter dem der Radarstrahl auf einen bestimmten Abschnitt des Objekts auftrifft, der von der Form des Objekts sowie seiner Ausrichtung zum Radarsensor abhängt;
- - der Reflexionswinkel, unter dem der reflektierte Strahl den Teil des Objekts verlässt, auf den er aufgetroffen ist, der von dem Einfallswinkel und der Polarisation der ausgesendeten abhängt, und
- - die Empfangsstrahlung bezogen auf die Ausrichtung des Objekts. Zwar sind die Stärke der emittierten Strahlung und die Entfernung des Objekts zum Radarsensor bei der Erfassung von Objekten von Bedeutung, jedoch sind es keine Faktoren, die die Berechnung des RCS-Werts beeinflussen, da der RCS eine Eigenschaft des Reflexionsvermögens des Objekts ist. Der RCS-Wert kann quantitativ berechnet werden als:
- - the material from which the object is made;
- - the absolute size of the object, the relative size of the object in relation to the wavelength emitted by the radar sensor;
- - The angle of incidence at which the radar beam strikes a specific section of the object, which depends on the shape of the object and its orientation to the radar sensor;
- the angle of reflection at which the reflected beam leaves the part of the object it has struck, which depends on the angle of incidence and the polarization of the emitted, and
- - The received radiation related to the orientation of the object. Although the strength of the emitted radiation and the distance of the object to the radar sensor are important when detecting objects, they are not factors that influence the calculation of the RCS value, since the RCS is a property of the reflectivity of the object. The RCS value can be calculated quantitatively as:
Der RCS-Wert für den Nahbereichsscan (RCSi,Nah k) und/oder der RCS-Wert für den Fernbereichsscan (RCSi,Fern k) werden bzw. wird hier in dB [Dezibel] gemäß folgender Gleichung berechnet:
Die RCS-Werte für den Nahbereichsscan (RCSi,Nah k) und die RCS-Werte für den Fernbereichsscan (RCSi, Fern k) werden für die stabilen Objekte (Oi) ermittelt und gespeichert. Die RCS-Werte (RCSi,Nah k, RCSi,Fern k) können in einem Speicher gespeichert werden. Ein Speieher kann ein Datenspeicher wie ein Magnet-Datenspeicher/- Arbeitsspeicher (z. B. Magnetkernspeicher, Magnetband, Magnetkarte, Magnetstreifen, Magnetblasenspeicher, Trommelspeicher, Festplattenlaufwerk, Diskette oder Wechselspeicher), ein optischer Datenspeicher/Arbeitsspeicher (z. B. holographischer Speicher, optisches Band, Tesa-Band, Laserdisc, Phasewriter (Phasewriter Dual, PD), Compact-Disc (CD), Digital Video Disc (DVD), High Definition DVD (HD DVD), Blu-ray-Disc (BD) oder Ultra Density Optical (UDO)), ein magneto-optischer Datenspeicher/Arbeitsspeicher (z. B. MiniDisc oder Magneto-Optical Disk (MO-Disk)), ein flüchtiger Halbleiterspeicher/elektronischer Speicher (z. B. Direktzugriffsspeicher (RAM), Dynamischer RAM (DRAM) oder Statischer RAM (SRAM)), ein nicht-flüchtiger Halbleiterspeicher/elektronischer Speicher (z. B. Festwertspeicher (ROM), programmierbarer ROM (PROM), löschbarer PROM (EPROM), elektrisch löschbarer PROM (EEPROM), Flash-EEPROM (z. B. USB-Stick), ferroelektrischer RAM (FRAM), magnetoresistiver RAM (MRAM) oder Phasenwechsel-RAM) oder ein Datenträger/-medium sein.The RCS values for the short-range scan (RCS i, near k ) and the RCS values for the long-range scan (RCS i , far k ) are determined and stored for the stable objects (O i ). The RCS values (RCS i, Nah k , RCS i, Fern k ) can be stored in a memory. A memory can be a data storage device such as a magnetic data storage device / working memory (e.g. magnetic core storage device, magnetic tape, magnetic card, magnetic stripe, magnetic bubble storage device, drum storage device, hard disk drive, floppy disk or removable storage device), an optical data storage device / working storage device (e.g. holographic storage device, optical tape, tesa tape, laser disc, phase writer (phase writer dual, PD), compact disc (CD), digital video disc (DVD), high definition DVD (HD DVD), Blu-ray disc (BD) or ultra density Optical (UDO)), a magneto-optical data memory / working memory (e.g. MiniDisc or Magneto-Optical Disk (MO disk)), a volatile semiconductor memory / electronic memory (e.g. direct access memory (RAM), dynamic RAM ( DRAM) or Static RAM (SRAM)), a non-volatile semiconductor memory / electronic memory (e.g. read-only memory (ROM), programmable ROM (PROM), erasable PROM (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), flash EEPROM (e.g. USB stick), fer ro-electric RAM (FRAM), magnetoresistive RAM (MRAM) or phase change RAM) or a data carrier / medium.
Für jeden Zyklus werden die Abweichungswerte der RCS-Werte des Nahbereichsscans und/oder der RCS-Werte des Fernbereichsscans (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) berechnet. Dies kann über einen einfachen Differentialquotienten des jeweiligen aktuellen RCS-Werts und des vorherigen RCS-Werts oder durch Ermittlung einer Ableitung mit einem anderen numerischen Verfahren unter Verwendung der RCS-Werte mehrerer vorheriger Schritte erfolgen.The deviation values of the RCS values of the short-range scan and / or the RCS values of the long-range scan (DeltaRCS i, near k , DeltaRCS i, far k ) are calculated for each cycle. This can be done using a simple differential quotient of the respective current RCS value and the previous RCS value or by determining a derivative using a different numerical method using the RCS values of several previous steps.
Auf Grundlage der Abweichungswerte der RCS-Werte (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) wird das RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) berechnet, z. B. durch Ermitteln eines Mittelwerts der RCS-Werte (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k).The RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) is calculated on the basis of the deviation values of the RCS values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ). B. by determining an average of the RCS values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ).
Für jeden Zyklus (k) wird ein bestimmtes RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) ermittelt. Auf der Grundlage einer Veränderung oder Änderung des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) des aktuellen Zyklus (k) bezogen auf das RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk-1, DeltaRCSÜberwachungsgliedk-x) des vorherigen Zyklus (k-1) oder mehrerer vorheriger Zyklen (k-x) wird eine Einschränkung ermittelt. Eine Einschränkung wird hier erkannt, wenn die Veränderung oder Änderung über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Dieser Schwellenwert kann zwischen ungefähr 5 dB und 10 dB liegen, wobei sich 5 dB aus einer teilweisen Einschränkung ergeben können, die zur Verschlechterung der Sichtweite führt, und wobei sich 10 dB aus einer vollständigen Einschränkung ergeben können, die zu einem vollständigen Qualitätsverlust der Sichtweite führt. Insbesondere wird, wenn sich ein stabiles Objekt (Oi) nicht mehr erfassen lässt, anstatt der Verwendung des statistischen Ansatzes mit einem Reichweiten-Überwachungsglied, einem Zeitüberschreitung-Überwachungsglied und einem Objektverlust-Überwachungsglied ausschließlich oder zusätzlich zum statistischen Ansatz das RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) verwendet, damit festgestellt wird, ob eine Einschränkung vorliegt oder ob das Objekt lediglich aus dem FoV des Nahbereichsscans und oder dem FoV des Fernbereichsscans des Radarsensors verschwunden ist.A specific RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) is determined for each cycle (k). Based on a change or change in the RCS monitor (DeltaRCS monitor k ) of the current cycle (k) related to the RCS monitor (DeltaRCS monitor k-1 , DeltaRCS monitor kx ) of the previous cycle (k-1) or several previous cycles (kx ) a restriction is determined. A restriction is recognized here if the change or change lies above a predetermined threshold value. This threshold can be between about 5 dB and 10 dB, where 5 dB can result from a partial restriction that leads to a deterioration of the visibility and 10 dB can result from a complete restriction that leads to a complete loss of quality of the visibility , In particular, if a stable object (O i ) can no longer be detected, instead of using the statistical approach with a range monitoring element, a timeout monitoring element and an object loss monitoring element, the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element) is used exclusively or in addition to the statistical approach k ) used to determine whether there is a restriction or whether the object has simply disappeared from the FoV of the short-range scan and or the FoV of the long-range scan of the radar sensor.
Die auf dem RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) beruhende Ermittlung ist schneller als die auf dem Reichweiten-Überwachungsglied, dem Zeitüberschreitung-Überwachungsglied und dem Objektverlust-Überwachungsglied beruhende Ermittlung. Des Weiteren ist die Ermittlung präziser, da kein oder nicht nur der statistische Ansatz verwendet wird, sodass auch eine rasch abnehmende Leistungsfähigkeit des Radarsensors z. B. aufgrund von starkem Regen erfasst werden kann.The determination based on the RCS monitor (DeltaRCS monitor k ) is faster than the determination based on the range monitor, the timeout monitor and the object loss monitor. Furthermore, the determination is more precise, since no or not only the statistical approach is used, so that a rapidly decreasing performance of the radar sensor z. B. can be detected due to heavy rain.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Ermittlung eines Gewichts (wi) für jedes stabile Objekt (Oi) auf der Grundlage von mindestens:
- - einer Zieldichte des Objekts (Oi), eine Mindestgrenze kann 192 oder in 8-Bit-Darstellung 1100 0000 betragen, wo das Objekt in den letzten zwei Zyklen erfasst wird;
- - davon, ob das Objekt (Oi) real ist;
- - davon, ob das Objekt (Oi) verdeckt ist;
- - davon, ob sich das Objekt (Oi) ganz in der Nähe befindet;
- - einer Lebensdauer des Objekts (Oi);
- - einer relativen Quergeschwindigkeit des Objekts (Oi) und/oder
- - einem Winkel des Objekts (Oi).
- a target density of the object (O i ), a minimum limit can be 192 or, in 8-bit representation, 1100 0000, where the object has been detected in the last two cycles;
- - whether the object (O i ) is real;
- - whether the object (O i ) is covered;
- - whether the object (O i ) is very close;
- - a lifetime of the object (O i );
- - a relative transverse speed of the object (O i ) and / or
- - an angle of the object (O i ).
Dadurch beruht die Berechnung des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRC-SÜberwachungsgliedk) auch auf den Gewichten (wi).As a result, the calculation of the RCS monitoring element (DeltaRC monitoring element k ) is also based on the weights (w i ).
Normalerweise wird ein stabiles Objekt (Oi) beziehungsweise werden Abweichungswerte der RCS-Werte (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) des stabilen Objekts (Oi) mit einem Gewicht (wi) von 1 angesetzt. Bei der Ermittlung einer Einschränkung ist das wichtigste Objekt ein stabiles Objekt (Oi) unmittelbar vor dem Radarsensor beziehungsweise dem Fahrzeug mit einem derartigen Radarsensor. Einem stabilen Objekt (Oi) unter einem Winkel von ungefähr 0° bezogen auf die Normalachse des Radarsensors wird somit ein höheres Gewicht (wi) zugewiesen als einem stabilen Objekt (Oi) unter einem anderen Winkel als 0°. Das Gewicht (wi) eines stabilen Objekts unter einem anderen Winkel als 0° kann hier auf unter 1 reduziert werden und/oder das Gewicht (wi) eines stabilen Objekts (Oi) unter einem Winkel von ungefähr 0° kann auf über 1 erhöht werden. Ebenso kann einem stabilen Objekt (Oi), das real ist und/oder nicht verdeckt ist und/oder sich ganz in der Nähe befindet, ein jeweiliges Gewicht (wi) von über 1 zugewiesen werden und/oder kann einem stabilen Objekt (Oi), das nicht real ist und/oder verdeckt ist und/oder sich nicht ganz in der Nähe befindet, ein jeweiliges Gewicht (wi) von unter 1 zugewiesen werden. In diesem Zusammenhang bedeutet ganz in der Nähe innerhalb von ungefähr einer Entfernung von maximal 20 m zum Radarsensor. Des Weiteren kann die Dichte eines stabilen Objekts (Oi) berücksichtigt werden, sodass einem stabilen Objekt (Oi) mit einer Dichte über einem vorgegebenen Schwellenwert ein jeweiliges Gewicht (wi) von über 1 und unter dem Schwellenwert ein jeweiliges Gewicht (wi) von unter 1 zugewiesen wird. Der Schwellenwert für die Dichte kann 192 betragen. Auch wenn die Lebensdauer des Objekts (Oi) kurz ist und/oder die relative Quergeschwindigkeit des Objekts (Oi) hoch ist, kann das jeweilige Gewicht (wi) auf unter 1 reduziert werden und umgekehrt. Eine hohe relative Quergeschwindigkeit ist in diesem Zusammenhang eine Geschwindigkeit von größer gleich 6 m/s [Meter pro Sekunde]. Normally, a stable object (O i ) or deviation values of the RCS values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) of the stable object (O i ) with a weight (w i ) of 1 are set. When determining a restriction, the most important object is a stable object (O i ) immediately in front of the radar sensor or the vehicle with such a radar sensor. A stable object (O i ) at an angle of approximately 0 ° with respect to the normal axis of the radar sensor is thus assigned a higher weight (w i ) than a stable object (O i ) at an angle other than 0 °. The weight (w i ) of a stable object at an angle other than 0 ° can here be reduced to less than 1 and / or the weight (w i ) of a stable object (O i ) at an angle of approximately 0 ° can be reduced to more than 1 increase. Likewise, a respective weight (w i ) of more than 1 can be assigned to a stable object (O i ) that is real and / or not covered and / or is very close, and / or a stable object (O i ) that is not real and / or is covered and / or is not very close, a respective weight (w i ) of less than 1 can be assigned. In this context, very close means within approximately a maximum distance of 20 m to the radar sensor. Furthermore, the density of a stable object (O i ) can be taken into account, so that a stable object (O i ) with a density above a predetermined threshold value has a respective weight (w i ) of more than 1 and below the threshold value a respective weight (w i ) is assigned from less than 1. The density threshold can be 192. Even if the lifespan of the object (O i ) is short and / or the relative transverse speed of the object (O i ) is high, the respective weight (w i ) can be reduced to less than 1 and vice versa. In this context, a high relative transverse speed is a speed of greater than or equal to 6 m / s [meters per second].
Durch Zuweisen von Gewichten (wi) zu den stabilen Objekten (Oi) anhand der Eigenschaften können die Genauigkeit des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) und die Präzision der Entscheidung, ob eine Einschränkung vorliegt, weiter verbessert werden, da aussagekräftigere Daten einen stärkeren Einfluss auf die Entscheidung haben.By assigning weights (w i ) to the stable objects (O i ) based on the properties, the accuracy of the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) and the precision in deciding whether there is a restriction can be improved further, since more meaningful data means a stronger one Influence the decision.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst das Berechnen des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) ein Ermitteln eines Histogramms der Abweichungswerte (DeltaRC-Si,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) durch Erkennen einer jeweiligen Klasse jedes stabilen Objekts (Oi) in einem Sichtfeld (FoV) des Radarsensors.According to a development of the present invention, the calculation of the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) comprises determining a histogram of the deviation values (DeltaRC-S i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) by recognizing a respective class of each stable object (O i ) in a field of view (FoV) of the radar sensor.
Eine Verteilung der Abweichungswerte der stabilen Objekte (Oi) für den Nahbereichsscan und/oder den Fernbereichsscan (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) wird als Histogramm berechnet. Das Histogramm kann eine Klassenbreite von 6,25 dB und 16 Klassen zwischen -40 dB und +60 dB aufweisen. Mit dem Mittelwert des Histogramms kann eine Entscheidung dahingehend getroffen werden, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegt. Ein stabiles Objekt (Oi) weist einen bestimmten Abweichungswert oder Gradienten (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRC-Si,Fern k) auf, der von seinen RCS-Werten (RCSi,Nah k, RCSi,Fern k) im aktuellen Zyklus (k) und dem vorherigen Zyklus bzw. den vorherigen Zyklen (k-1, k-x) abhängt. Ein Auto weist beispielsweise einen RCS-Wert (RCSi,Nah k oder RCSi,Fern k) von ungefähr 10 dB auf und ein Moped weist einen RCS-Wert (RCSi,Nah k oder RCSi,Fern k) von ungefähr 5 dB auf. Die Gradienten oder Abweichungswerte der stabilen Objekte (Oi) für den Nahbereichsscan und/oder den Fernbereichsscan (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) werden in das Histogramm einfügt. Es kann auch ein wie zuvor beschriebenes Gewicht (wi) auf diese Gradienten oder Abweichungswerte (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) angewendet werden. Wenn der Mittelwert des Histogramms ungefähr 0 dB beträgt, ist ein einschränkungsbedingter Verlust eines stabilen Objekts (Oi) unwahrscheinlich und andernfalls ist ein derartiger einschränkungsbedingter Verlust wahrscheinlicher. Auf der Grundlage dieser Wahrscheinlichkeit für eine Einschränkung des Radarsensors kann das RCS-Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) ermittelt werden. Das FoV des Radarsensors ist hier ein kombiniertes FoV, das aus dem FoV des Nahbereichsscans und dem FoV des Fernbereichsscans besteht.A distribution of the deviation values of the stable objects (O i ) for the short-range scan and / or the long-range scan (DeltaRCS i, near k , DeltaRCS i, far k ) is calculated as a histogram. The histogram can have a class width of 6.25 dB and 16 classes between -40 dB and +60 dB. With the mean value of the histogram, a decision can be made as to whether the radar sensor is restricted. A stable object (O i ) has a specific deviation value or gradient (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRC-S i, Fern k ), which is different from its RCS values (RCS i, Nah k , RCS i, Fern k ) current cycle (k) and the previous cycle or cycles (k-1, kx). For example, a car has an RCS value (RCS i, Nah k or RCS i, Fern k ) of approximately 10 dB and a moped has an RCS value (RCS i, Nah k or RCS i, Fern k ) of approximately 5 dB on. The gradients or deviation values of the stable objects (O i ) for the short-range scan and / or the long-range scan (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) are inserted into the histogram. A weight (w i ) as described above can also be applied to these gradients or deviation values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ). If the mean of the histogram is approximately 0 dB, a constraint loss of a stable object (O i ) is unlikely and otherwise such a constraint loss is more likely. The RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) can be determined on the basis of this probability of a restriction of the radar sensor. The FoV of the radar sensor is a combined FoV, which consists of the FoV of the short-range scan and the FoV of the long-range scan.
Die Verwendung eines Histogramms ist eine besonders einfache und schnelle Möglichkeit zur Feststellung, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegt.Using a histogram is a particularly simple and quick way of determining whether the radar sensor is restricted.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Berechnen von mindestens einem Mittelwert, einer Varianz, einer Standardabweichung und/oder einer Konfidenz basierend auf den Abweichungswerten (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) des Zyklus (k) und den Abweichungswerten (DeltaRCSi,Nah k-x, DeltaRCSi,Fern k-x) der vorherigen Zyklen (k-x). x ist hier größer gleich 1. Des Weiteren beruht die Berechnung des RCS-Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) auf mindestens dem Mittelwert, der Varianz, der Standardabweichung und/oder der Konfidenz.A further development of the present invention comprises calculating at least one mean value, a variance, a standard deviation and / or a confidence based on the deviation values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) of the cycle (k) and the deviation values (DeltaRCS i, Nah kx , DeltaRCS i, Fern kx ) of the previous cycles (kx). x here is greater than or equal to 1. Furthermore, the calculation of the RCS monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) is based on at least the mean, the variance, the standard deviation and / or the confidence.
Abgesehen vom Mittelwert der Abweichungswerte der stabilen Objekte (Oi) für den Nahbereichsscan und/oder den Fernbereichsscan(DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) beziehungsweise des Histogramms können bzw. kann die Varianz und/oder Standardabweichung und/oder Konfidenz bei der Entscheidung verwendet werden, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegt. Wenn ein Mittelwert der Abweichungswerte (DeltaRCSi,Nah k, DeltaRCSi,Fern k) beziehungsweise des Histogramms nahe 0 dB liegt und auch eine hohe Konfidenz und/oder niedrige Varianz und/oder niedrige Standardabweichung vorliegen bzw. vorliegt, ist die Wahrscheinlichkeit für den Verlust eines stabilen Objekts (Oi) aufgrund einer Dämpfung durch eine Einschränkung des Radarsensors gering. Andernfalls ist die Wahrscheinlichkeit für einen Verlust des stabilen Objekts (Oi) hoch.Apart from the mean value of the deviation values of the stable objects (O i ) for the short-range scan and / or the long-range scan (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) or the histogram, the variance and / or standard deviation and / or confidence can used in deciding whether a Radar sensor restriction. If an average of the deviation values (DeltaRCS i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k ) or the histogram is close to 0 dB and there is also a high confidence and / or low variance and / or low standard deviation, then the probability for the Loss of a stable object (O i ) due to damping due to a restriction of the radar sensor is low. Otherwise, the probability of losing the stable object (O i ) is high.
Mit der zusätzlichen Berücksichtigung der Varianz und/oder der Standardabweichung und/oder der Konfidenz fällt der Entscheidungsprozess präziser aus als ohne sie.With the additional consideration of the variance and / or the standard deviation and / or the confidence, the decision-making process is more precise than without it.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Filtern von mindestens dem Mittelwert, der Varianz, der Standardabweichung und/oder der Konfidenz. Des Weiteren beruht die Berechnung des Überwachungsglieds (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) mindestens auf dem gefilterten Mittelwert, der gefilterten Varianz, der gefilterten Standardabweichung und/oder der gefilterten Konfidenz.A further development of the present invention comprises filtering at least the mean value, the variance, the standard deviation and / or the confidence. Furthermore, the calculation of the monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) is based at least on the filtered mean value, the filtered variance, the filtered standard deviation and / or the filtered confidence.
Ein Bandpassfilter oder ein Tiefpassfilter oder eine Kombination aus diesen Filtern wird auf den Mittelwert und/oder die Varianz und/oder die Standardabweichung und/oder die Konfidenz angewendet. Somit können Rauschen und weitere unerwünschte Signale unterdrückt werden.A bandpass filter or a lowpass filter or a combination of these filters is applied to the mean and / or the variance and / or the standard deviation and / or the confidence. Noise and other unwanted signals can thus be suppressed.
Mit der zusätzlichen Filterung ist das berechnete Überwachungsglied (DeltaRCSÜberwachungsgliedk) durch Vermeiden unerwünschter Signale präziser.With the additional filtering, the calculated monitoring element (DeltaRCS monitoring element k ) is more precise by avoiding unwanted signals.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die stabilen Objekte (Oi) dynamische Objekte oder statische Objekte.According to a development of the present invention, the stable objects (O i ) are dynamic objects or static objects.
Die mit dem Nahbereichsscan und/oder dem Fernbereichsscan in einem Zyklus (k) des Radarsensors erfassten Objekte können statische Objekte wie Verkehrszeichen, Bäume, Bordsteine usw. und/oder dynamische Objekte wie Fahrzeuge, Fußgänger usw. sein.The objects detected with the short-range scan and / or the long-range scan in a cycle (k) of the radar sensor can be static objects such as traffic signs, trees, curbs etc. and / or dynamic objects such as vehicles, pedestrians etc.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst das Fahrzeug ferner Fahrerassistenzsysteme (ADAS).According to a development of the present invention, the vehicle also includes driver assistance systems (ADAS).
Ein ADAS wie ein automatischer Unterbrechungsassistent, der einen Fahrer des Fahrzeugs über ein erforderliches Unterbrechungsmanöver wie eine Notunterbrechung informiert, ist auf Informationen zur Position und Relativgeschwindigkeit von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs angewiesen.An ADAS such as an automatic interruption assistant, which informs a driver of the vehicle about a required interruption maneuver, such as an emergency interruption, is dependent on information about the position and relative speed of objects in the vicinity of the vehicle.
Die Entscheidung dahingehend, ob eine Einschränkung eines Radarsensors vorliegt, verbessert somit die Zuverlässigkeit derartiger ADAS-Systeme.The decision as to whether a radar sensor is restricted thus improves the reliability of such ADAS systems.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst das Fahrzeug ferner einen Abstandsregeltempomaten (ACC).According to a development of the present invention, the vehicle further comprises an adaptive cruise control (ACC).
Ein ACC ist insbesondere, wenn das Fahrzeug automatisch gesteuert wird, z.B. automatisch gebremst wird, wenn ein Zusammenstoß mit einem Objekt wahrscheinlich ist, auf Informationen von den Radarsensoren über Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs angewiesen.An ACC is in particular when the vehicle is controlled automatically, e.g. automatically braked when a collision with an object is likely depends on information from the radar sensors about objects in the vicinity of the vehicle.
Die Entscheidung dahingehend, ob eine Einschränkung eines Radarsensors vorliegt, verbessert somit die Zuverlässigkeit des ACC.The decision as to whether a radar sensor is restricted thus improves the reliability of the ACC.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug.According to a development of the present invention, the vehicle is an autonomous vehicle.
Autonome Fahrzeuge werden ohne Einflussnahme eines menschlichen Fahrers gesteuert. Informationen über die Umgebung des autonomen Fahrzeugs und insbesondere zu Objekten in dieser Umgebung sind somit nachteilig für jegliche Entscheidung hinsichtlich der Steuerung des automatischen Fahrzeugs.Autonomous vehicles are controlled without the influence of a human driver. Information about the environment of the autonomous vehicle and in particular about objects in this environment are therefore disadvantageous for any decision regarding the control of the automatic vehicle.
Die Entscheidung dahingehend, ob eine Einschränkung eines Radarsensors vorliegt, verbessert somit die Zuverlässigkeit autonomer Fahrzeuge.The decision as to whether a radar sensor is restricted thus improves the reliability of autonomous vehicles.
Im vorliegenden Kontext sollte der Begriff „Umgebung“ insbesondere als eine Umgebung um das Ego-Fahrzeug herum bis zu einer vorgegebenen, oder veränderlichen, Entfernung von vorzugsweise bis zu 300 Metern, bevorzugter bis zu 250 Metern, ganz besonders bevorzugt bis zu 200 Metern und insbesondere bis zu 170 Metern verstanden werden.In the present context, the term “environment” should in particular be understood as an environment around the ego vehicle up to a predetermined, or variable, distance of preferably up to 300 meters, more preferably up to 250 meters, very particularly preferably up to 200 meters and in particular can be understood up to 170 meters.
Die vorliegende Erfindung und ihr technisches Gebiet werden nachfolgend ausführlicher mit einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Das Ausführungsbeispiel trägt ausschließlich zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung bei und soll keinesfalls als Einschränkung für den Umfang der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden. Es ist insbesondere möglich, Aspekte des in der Figur beschriebenen Gegenstands zu entnehmen und ihn mit anderen Komponenten und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung oder Figur zu kombinieren, sofern es nicht ausdrücklich anders beschrieben ist. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dieselben Objekte, sodass ergänzend Erläuterungen aus anderen Figuren genutzt werden können.
-
1 zeigt vereinfacht ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren unter Verwendung eines Radarquerschnitt(RCS)-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung. -
2 zeigtvereinfacht ein Computerprogramm 20 , das das Verfahren unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung durchführt, das in1 dargestellt ist. -
3A-B zeigen vereinfacht Histogramme von RCS-Werten. -
4A-B zeigen vereinfacht Histogramme von Abweichungswerten. -
5 zeigt vereinfacht ein System unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung. -
6 zeigt vereinfacht ein autonomes Fahrzeug, das das System unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung umfasst, das in5 dargestellt ist.
-
1 shows simplified a flowchart for a method using a radar cross-section (RCS) monitoring element for restriction detection. -
2 simply shows acomputer program 20 which performs the method using the RCS restriction detection monitor described in1 is shown. -
3A-B simply show histograms of RCS values. -
4A-B simply show histograms of deviation values. -
5 simply shows a system using the RCS monitor for restriction detection. -
6 simply shows an autonomous vehicle that includes the system using the RCS constraint detection monitor that is shown in FIG5 is shown.
In
In einem Erfassungsschritt
In einem optionalen Ermittlungsschritt
- - einer Zieldichte des Objekts Oi;
- - davon, ob das Objekt Oi real ist;
- - davon, ob das Objekt Oi verdeckt ist;
- - davon, ob sich das Objekt Oi ganz in der Nähe befindet;
- - einer Lebensdauer des Objekts Oi;
- - einer Relativgeschwindigkeit des Objekts Oi und/oder
- - einem Winkel des Objekts Oi.
- a target density of the object O i ;
- - whether the object O i is real;
- - whether the object O i is covered;
- - whether the object O i is very close;
- - a lifetime of the object O i ;
- - a relative speed of the object O i and / or
- - an angle of the object O i .
In einem Ermittlungsschritt
In einem Berechnungsschritt
In einem optionalen Berechnungsschritt
In einem optionalen Filterschritt
In einem Berechnungsschritt
In einem Feststellschritt
Alle Schritte oder ein Teil der Schritte können bzw. kann auch parallel ausgeführt werden.All steps or a part of the steps can or can also be carried out in parallel.
In
Die Schritte des Computerprogramms
- In
einem Erfassungsschritt 21 werden stabile Objekte Oi mit einem Radarsensor erfasst. Die Zyklen k umfassen einen Nahbereichsscan und einen Fernbereichsscan mit dem Radarsensor.
- In one
acquisition step 21 stable objects O i are detected with a radar sensor. The cycles k include a short-range scan and a long-range scan with the radar sensor.
In einem optionalen Ermittlungsschritt
- - einer Zieldichte des Objekts Oi;
- - davon, ob das' Objekt Oi real ist;
- - davon, ob das Objekt Oi verdeckt ist;
- - davon, ob sich das Objekt Oi ganz in der Nähe befindet;
- - einer Lebensdauer des Objekts Oi;
- - einer Relativgeschwindigkeit des Objekts Oi und/oder
- - einem Winkel des Objekts Oi.
- a target density of the object O i ;
- - whether the 'object O i is real;
- - whether the object O i is covered;
- - whether the object O i is very close;
- - a lifetime of the object O i ;
- - a relative speed of the object O i and / or
- - an angle of the object O i .
In einem Ermittlungsschritt
In einem Berechnungsschritt
In einem optionalen Berechnungsschritt
In einem optionalen Filterschritt
In einem Berechnungsschritt
In einem Feststellschritt
Alle Schritte oder ein Teil der Schritte können bzw. kann auch parallel ausgeführt werden.All steps or a part of the steps can or can also be carried out in parallel.
In
In
In
In
Es sind im vorliegenden Dokument zwar konkrete Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden, jedoch erkennt der Durchschnittsfachmann, dass verschiedene alternative und/oder gleichwertige Implementierungen vorhanden sind. Es sollte erkannt werden, dass das Ausführungsbeispiel oder die Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder Gestaltung keineswegs einschränken soll(en). Die vorangehende Kurzdarstellung sowie die ausführliche Beschreibung liefern dem Fachmann vielmehr eine zweckmäßige Übersicht zur Umsetzung von mindestens einem Ausführungsbeispiel, wobei gilt, das verschiedene Änderungen an der Funktion und Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, die in einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, ohne dass vom in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen dargelegten Umfang abgewichen wird. Diese Anmeldung soll im Allgemeinen jegliche Anpassungen oder Abänderungen der im vorliegenden Dokument erörterten Ausführungsformen abdecken.While specific embodiments have been illustrated and described in the present document, those of ordinary skill in the art will recognize that there are various alternative and / or equivalent implementations. It should be recognized that the exemplary embodiment or exemplary embodiments are only examples and are in no way intended to limit the scope, applicability or design. Rather, the foregoing brief description and the detailed description provide the person skilled in the art with an expedient overview for implementing at least one exemplary embodiment, it being understood that various changes can be made to the function and arrangement of elements that are described in one exemplary embodiment, without the need for the in the attached claims and their legal counterparts set out. This application is generally intended to cover any adaptations or changes to the embodiments discussed herein.
In der vorangehenden ausführlichen Beschreibung sind verschiedene Merkmale in einem oder mehreren Beispielen oder Beispielen zur Rationalisierung der Offenbarung zusammengefasst. Es versteht sich, dass die vorangehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Sie soll sämtliche Alternativen, Abwandlungen und Entsprechungen abdecken, die möglicherweise im Umfang der Erfindung enthalten sein können. Viele weitere Beispiele sind für einen Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich.In the foregoing detailed description, various features are summarized in one or more examples or examples to rationalize the disclosure. It is to be understood that the foregoing description is intended to be illustrative and not restrictive. It is intended to cover all alternatives, modifications and equivalents which may possibly be included in the scope of the invention. Many other examples will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description.
Die in der vorangehenden Beschreibung verwendete Terminologie wird zum besseren Verständnis der Erfindung verwendet. Es ist für einen Fachmann im Hinblick auf die im vorliegenden Dokument dargelegte Beschreibung jedoch ersichtlich, dass die konkreten Einzelheiten zur Anwendung der Erfindung nicht notwendig sind. Die vorangehenden Beschreibungen konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind somit zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Sie sollen nicht umfassend sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen beschränken; offensichtlich sind im Hinblick auf die vorstehenden Lehren viele Abwandlungen und Varianten möglich. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundgedanken der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen am besten zu erläutern und dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung sowie die verschiedenen Ausführungsformen mit verschiedenen Abwandlungen, die für die konkrete betrachtete Verwendung geeignet sind, bestmöglich zu nutzen. In der gesamten Beschreibung werden die Begriffe „aufweisen“ und „in dem“ als die allgemeinverständlichen Entsprechungen der entsprechenden Begriffe „umfassen“ beziehungsweise „wobei“ verwendet. Darüber hinaus werden die Begriffe „erste(r/s)“, „zweite(r/s)“ und „dritte(r/s)“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen keine numerischen Anforderungen an ihre Objekte stellen oder eine bestimmte Auflistung der Objekte nach Bedeutung herstellen. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche ist die Konjunktion „oder“ einschließend („und/oder“) und nicht ausschließend („entweder ... oder“) zu verstehen.The terminology used in the foregoing description is used to better understand the invention. However, it will be apparent to a person skilled in the art in view of the description set forth in the present document that the specific details for the application of the invention are not necessary. The foregoing descriptions of specific embodiments of the present invention have thus been presented for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed; obviously many modifications and variations are possible in view of the above teachings. The embodiments have been selected and described in order to best explain the principles of the invention and its practical applications, thereby enabling other persons skilled in the art to make the best possible use of the invention and the various embodiments with various modifications that are suitable for the specific use under consideration. Throughout the description, the terms “have” and “in” are used as the generally understandable counterparts of the corresponding terms “comprise” and “where”, respectively. In addition, the terms "first", "second (r)" and "third" etc. are only used as names and should not impose any numerical requirements on their objects or a specific listing create the objects by meaning. In the context of the present description and claims, the conjunction "or" is to be understood as including ("and / or") and not excluding ("either ... or").
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Verfahren unter Verwendung eines RCS-Überwachungsglieds zur EinschränkungserkennungMethod using an RCS limiter detection monitor
- 1111
- Schritt zur Erfassung stabiler Objekte Oi Step for detecting stable objects O i
- 11.111.1
- optionaler Schritt zur Ermittlung eines Gewichts wi optional step for determining a weight w i
- 1212
- Schritt zur Ermittlung eines RCS-Werts RCSi,Nah k, RCSi,Fern k Step for determining an RCS value RCS i, Nah k , RCS i, Fern k
- 1313
- Schritt zur Berechnung des Abweichungswerts DeltaRC-Si,Nah k, DeltaRCSi,Fern k Step for calculating the deviation value DeltaRC-S i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k
- 13.113.1
- optionaler Schritt zur Berechnung eines Mittelwerts, einer Varianz, einer Standardabweichung und/oder einer Konfidenzoptional step to calculate a mean, a variance, a standard deviation and / or a confidence
- 13.213.2
- optionaler Schritt zur Filterung des Mittelwerts, der Varianz, der Standardabweichung und/oder der Konfidenzoptional step to filter the mean, variance, standard deviation and / or confidence
- 1414
- Schritt zur Berechnung eines RCS-Überwachungsglieds DeltaRCSÜberwachungsgliedk Step for calculating an RCS monitoring element DeltaRCS monitoring element k
- 1515
- Schritt zur Feststellung, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegtStep to determine if there is a restriction on the radar sensor
- 2020
-
Computerprogramm
20 , das das Verfahren unter Verwendung des RCS-Überwachungsglieds zur Einschränkungserkennung durchführt, das in1 dargestellt istcomputer program 20 which performs the method using the RCS restriction detection monitor described in1 is shown - 2121
- Schritt zur Erfassung stabiler Objekte Oi Step for detecting stable objects O i
- 21.121.1
- optionaler Schritt zur Ermittlung eines Gewichts wi optional step for determining a weight w i
- 2222
- Schritt zur Ermittlung eines RCS-Werts RCSi,Nah k, RCSi,Fern k Step for determining an RCS value RCS i, Nah k , RCS i, Fern k
- 2323
- Schritt zur Berechnung des Abweichungswerts DeltaRC-Si,Nah k, DeltaRCSi,Fern k Step for calculating the deviation value DeltaRC-S i, Nah k , DeltaRCS i, Fern k
- 23.123.1
- optionaler Schritt zur Berechnung eines Mittelwerts, einer Abweichung, einer Standardabweichung und/oder einer Konfidenzoptional step to calculate an average, a deviation, a standard deviation and / or a confidence
- 23.223.2
- optionaler Schritt zur Filterung des Mittelwerts, der Varianz, der Standardabweichung und/oder der Konfidenzoptional step to filter the mean, variance, standard deviation and / or confidence
- 2424
- Schritt zur Berechnung eines RCS-Überwachungsglieds DeltaRCSÜberwachungsgliedk Step for calculating an RCS monitoring element DeltaRCS monitoring element k
- 2525
- Schritt zur Feststellung, ob eine Einschränkung des Radarsensors vorliegtStep to determine if there is a restriction on the radar sensor
- 3131
- MittelwertAverage
- 3232
- Peakpeak
- 3333
- Peakpeak
- 4141
- MittelwertAverage
- 5050
- System unter Verwendung eines RCS-Überwachungsglieds zur EinschränkungserkennungSystem using an RCS restriction detection monitor
- 5151
- Radarsensorradar sensor
- 6060
- autonomes Fahrzeugautonomous vehicle
Claims (13)
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---|---|---|---|
DE102018213169.4A DE102018213169A1 (en) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | RADAR CROSS-SECTION (RCS) MONITOR FOR DETECTION OF RESTRICTION |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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