-
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass modulierte Dauerstrichradargeräte, auch FMCW-Radar (von englisch frequency modulated continuous wave radar) genannt, zur Objektdetektion bei Fahrzeugen eingesetzt werden. Ein derartiges Radarsystem ist bspw. aus der Schrift
WO 2019/215732 bekannt.
-
FMCW-Radare arbeiten dabei häufig mit einer periodischen Frequenzmodulation, die im Wesentlichen zeitlinear erfolgt. Die Modulation kann dabei zyklisch vorgenommen werden. Ein solcher Durchgang von der tiefsten bis zur höchsten Frequenz wird häufig als Chirp bezeichnet. Bei einer wiederholten Aussendung eines Sendesignals mit solchen Chirps durch das Radarsystem ist es möglich, neben der Entfernung eines detektierten Objekts auch die Relativgeschwindigkeit mittels der Dopplerfrequenz festzustellen. Die Verwendung einer Antennenanordnung mit mindestens zwei benachbarten Empfangsantennen ermöglicht ferner die Auswertung des Einfallswinkels des vom Objekt reflektierten Sendesignals, und somit der Richtung des Objekts.
-
Zur Objektdetektion kann zunächst das am Objekt reflektierte und durch die Laufzeit verzögerte Sendesignal empfangen, und anschließend in eine tiefere Frequenz umgesetzt werden. Hierzu kann eine Abwärtsmischung in das Basisband erfolgen. Anschließend kann mittels einer Analog-Digital-Umwandlung das empfangene Signal in eine digitale Information umgewandelt werden. Durch eine Verarbeitung dieser Information kann wenigstens eine Zielinformation ermittelt werden, welche die Detektion von Objekten und die Bestimmung der Parameter der Objekte, wie die Entfernung, die Relativgeschwindigkeit und die Richtung, ermöglicht. Hierzu kann ausgehend von dem digitalisierten Signal wenigstens eine Fouriertransformation durchgeführt werden. Üblicherweise wird hierbei auch eine Fensterung durch eine Fensterfunktion durchgeführt, bspw. mittels eines van-Hann Fensters oder eines Blackman-Fensters. Die Fensterfunktion legt dabei fest, mit welcher Gewichtung die bei der Abtastung des empfangenen Signals gewonnenen Abtastwerte innerhalb eines Ausschnittes (das Fenster) in nachfolgende Verarbeitungsschritte eingehen. Der Einsatz einer Fensterfunktion (mit Ausnahme der Rechteck-Fensterfunktion) ermöglicht es hierbei, störende Effekte wie einen Leck-Effekt zu reduzieren.
-
Allerdings hat sich hierbei der Nachteil gezeigt, dass bei diesem Vorgehen einige Objekte und deren Parameter nicht mehr zuverlässig detektiert werden können.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die für die Objektdetektion und/oder Bestimmung der Parameter notwendige Bereitstellung der Zielinformation zu verbessern.
-
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Bereitstellung von wenigstens einer Zielinformation über wenigstens ein durch ein Radarsystem eines Fahrzeuges detektiertes Objekt. Das Fahrzeug ist z. B. ein Kraft- und insbesondere Personenkraftfahrzeug, welches das Radarsystem zur Überwachung einer Umgebung des Fahrzeuges einsetzen kann. Bspw. werden auf diese Weise Objekte außerhalb des Fahrzeuges wie vorausfahrende Fahrzeuge oder Hindernisse erkannt.
-
Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge, wobei einzelne und/oder sämtliche Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:
- - Bereitstellen einer (digitalen) Erfassungsinformation des Radarsystems, wobei vorzugsweise die Erfassungsinformation für ein vom Radarsystem ausgesendetes, am Objekt reflektiertes und durch das Radarsystem aufgrund einer Laufzeit verzögert empfangenes elektromagnetisches Signal spezifisch ist,
- - Durchführen einer (insbesondere digitalen Signal-) Verarbeitung der Erfassungsinformation, wobei wenigstens eine Fensterung und/oder wenigstens eine Frequenzanalyse (wie eine Fouriertransformation) der Erfassungsinformation durchgeführt werden, um daraus die wenigstens eine Zielinformation bereitzustellen.
-
Hierbei kann die wenigstens eine Zielinformation mittels unterschiedlicher Fensterfunktionen der Fensterung in Abhängigkeit von einem Bewertungskriterium bereitgestellt werden, wobei vorteilhafterweise das Bewertungskriterium für eine Signalstärke der Zielinformation spezifisch ist. In anderen Worten kann durch das Bewertungskriterium vorgegeben sein, mittels welcher der unterschiedlichen Fensterfunktionen die Zielinformation bereitgestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur eine einzige festgelegte Fensterfunktion zur Bereitstellung der Zielinformation genutzt wird, sondern abhängig vom Bewertungskriterium die verschiedenen Fensterfunktionen genutzt werden können. Ein Ergebnis der Frequenzanalyse kann eine Frequenzinformation wie ein Spektrum sein, welches die wenigstens eine Zielinformation, z. B. als Spitzenwert (Peak) oder dergleichen, aufweist. Das Bewertungskriterium ist z. B. eine Signalstärke der Zielinformation, welche bspw. anhand einer Amplitude des Spitzenwertes in der Frequenzinformation und/oder einer Leistung in einem Teilbereich der Erfassungsinformation ermittelt werden kann. Dabei können die unterschiedlichen Fensterfunktionen spezifisch für unterschiedliche Ausprägungen des Bewertungskriteriums (wie starke und schwache Signale) vorgesehen sein. Eine Unterscheidung zwischen starken und schwachen Signalen kann z. B. durch einen Vergleich mit einem Schwellenwert erfolgen.
-
Die Erfindung basiert hierbei insbesondere auf der Erkenntnis, dass einige Objekte und/oder deren Parameter aufgrund der Fensterung nicht mehr zuverlässig detektiert werden können. Insbesondere in dem Fall, dass das am Objekt reflektierte Sendesignal nur schwach durch das Radarsystem empfangen wird, kann die zusätzliche Abschwächung der Erfassungsinformation dazu führen, dass das Objekt nicht mehr erkannt werden kann. Es kann daher für diesen Fall eine der Fensterfunktionen genutzt werden, welche die Abschwächung im geringeren Ausmaße durchführt.
-
Es ist möglich, dass zur Verarbeitung nacheinander mehrere Frequenzanalysen, insbesondere Fouriertransformationen, durchgeführt werden. Beispielhaft wird diese Art der Verarbeitung nachfolgend näher beschrieben. Als Ausgangspunkt kann hierbei eine zweidimensionale (2-D) Matrix dienen, welche nachfolgend als Empfangsinformation bezeichnet wird. Die erste Fouriertransformation kann bei der Empfangsinformation entlang einer ersten Dimension („range“-Dimension) durchgeführt werden, um die Erfassungsinformation in der Form einer weiteren 2-D Matrix zu erhalten. Auf diese Weise kann eine Information über die Entfernung des detektierten Objekts ermittelt werden. Anschließend kann bei der Erfassungsinformation die Fensterung und/oder die zweite Fouriertransformation entlang einer zweiten Dimension (Doppler-Frequenz-Dimension) eine Information über die Relativgeschwindigkeit des detektierten Objekts liefern. Die Erfassungsinformation kann als eine 2-D Matrix vorgesehen sein, bei welcher zeilenweise für die Entfernung spezifische Spektren vorgesehen sind (die Zeilen erstrecken sich in Richtung der ersten Dimension).
-
Als Ergebnis dieser letzten zweiten Fouriertransformation kann die Frequenzinformation (in der Form eines 2D-Spektrums) ermittelt werden. Diese Frequenzinformation wird auch Range-Doppler-Spektrum bezeichnet, und weist die wenigstens eine Zielinformation jeweils (als Information) über ein detektiertes Objekt auf. Das voranstehende Vorgehen kann auch für weitere Fensterfunktionen der Fensterung wiederholt werden, um mehrere der Frequenzinformationen zu erhalten. Diese weisen dann die gleichen Zielinformationen (sozusagen als Duplikat) auf, jedoch unterschiedlich gefenstert.
-
Jede Zielinformation indiziert ein detektiertes Objekt. Die Zielinformation ist z. B. durch einen Spitzenwert (Peak) in dem Range-Doppler-Spektrum gekennzeichnet, dessen Position in Richtung der ersten Dimension abhängig von der Entfernung des Objekts und in Richtung der zweiten Dimension abhängig von der Relativgeschwindigkeit des Objekts ist.
-
Es ist ferner denkbar, dass die unterschiedlichen Fensterfunktionen der Fensterung eine von einer Rechteck-Fensterfunktion abweichende Fensterfunktion und die Rechteck-Fensterfunktion umfassen. Darunter wird auch verstanden, dass die Rechteck-Fensterfunktion „im Wesentlichen“ Rechteck-Fensterfunktion sein kann, welche kaum eine Abschwächung der Erfassungsinformation im Bereich des Fensters bewirkt. Auf diese Weise können auch schwache Objekte detektiert werden. Hingegen können durch von der Rechteck-Fensterfunktionen abweichende Fensterfunktionen störende Effekte wie der Leck-Effekt vermindert werden. Grundsätzlich kann zur Fensterung die Fensterfunktion mit den Zeilen des (zweidimensionalen) Erfassungssignals vor der Frequenzanalyse multipliziert werden. Als eine vorteilhafte Fensterfunktion mit geringem Leck-Effekt kann das von-Hann-Fenster verwendet werden. Die von der Rechteck-Fensterfunktion abweichende Fensterfunktion, auch erste Fensterfunktion bezeichnet, ist bspw. als ein Hann-Fenster oder ein Blackman-Fenster ausgeführt.
-
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die Erfassungsinformation durch die nachfolgenden Schritte ermittelt wird:
- - Erfassen eines Empfangssignals im Zeitbereich, wobei das Empfangssignal für ein vom Radarsystem ausgesendetes und am wenigstens einen Objekt reflektiertes Sendesignal spezifisch sein kann,
- - Durchführen (wenigstens) einer Fouriertransformation, um aus dem Empfangssignal die Erfassungsinformation zu ermitteln, sodass vorzugsweise durch die Fouriertransformation die Erfassungsinformation wenigstens ein Spektrum umfasst, welches für eine Entfernung des wenigstens einen Objekts spezifisch ist.
-
Zur Objektdetektion kann durch das Radarsystem zunächst das Sendesignal über wenigstens eine Sendeantenne ausgesendet werden. Das Sendesignal umfasst z. B. mehrere sequenziell ausgegebene Signalfolgen (nachfolgend als auch Chirps bezeichnet), welche jeweils frequenzmoduliert sind, und somit eine variierende Frequenz aufweisen. Es kann z. B. eine lineare Frequenzmodulation genutzt werden, bei welcher bei einem jeweiligen Chirp die Frequenz sich linear innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite verändert. Wenn N Chirps ausgegeben werden, dann beträgt die Zeitdauer eines jeweiligen Chirps T1/N. Nach der Zeitdauer T1 kann innerhalb der Periode T2-T1 die Verarbeitung des digitalisierten Empfangssignals (als die Empfangsinformation bezeichnet) erfolgen. Der gesamte Messzyklus hat somit eine Zeitdauer T2. Durch das wenigstens eine detektierte Objekt kann das ausgesendete Sendesignal reflektiert werden, und somit verzögert durch eine Laufzeit mindestens eine Empfangsantenne des Radarsystems erreichen. Das auf diese Weise empfangene Signal kann anschließend demoduliert und/oder abwärtsgemischt werden, insbesondere einen Abwärtsmischer. Anschließend kann das Signal durch einen Analog-Digital-Wandler in die digitale Empfangsinformation umgewandelt werden. Bis zum Ende der Zeitdauer T1 können die hierdurch ermittelten Daten zeitlich nacheinander in einer MxN-Matrix mit M Samples pro Chirp und N Chirps in zweidimensionaler Weise eingespeichert werden, um die Empfangsinformation als zweidimensionale Empfangsinformation zu erhalten. Eine der Dimensionen ist somit spezifisch für eine Entfernung zum Objekt, die andere der Dimensionen für die Doppler-Frequenz und somit für die Relativgeschwindigkeit des Objekts. Anhand dieser Matrix kann anschließend durch wenigstens eine Fouriertransformation der Matrix (d. h. der Empfangsinformation) wenigstens ein Spektrum ermittelt werden, aus welchem sich die Relativgeschwindigkeit und/oder die Entfernung des wenigstens einen Objekts in der Umgebung des Fahrzeuges bestimmen lassen. Konkret kann aus einer spaltenweisen ersten Fouriertransformation der Empfangsinformation spaltenweise ein Spektrum ermittelt werden, welches erneut als zweidimensionale Matrix gemäß der Empfangsinformation zusammengesetzt wird.
-
Es kann somit vorgesehen sein, dass die Erfassungsinformation als eine bzw. die vorgenannte zweidimensionale Matrix ausgeführt ist, welche in einer ersten Dimension eine Entfernungsinformation zum Objekt aufweist, und in einer zweiten Dimension für eine Relativgeschwindigkeit des Objekts spezifisch ist.
-
Optional kann es vorgesehen sein, dass die von der Rechteck-Fensterfunktion abweichende Fensterfunktion dazu ausgeführt ist, bei der Fensterung eine Abschwächung der Erfassungsinformation, insbesondere gemäß einer (durch die Art der Fensterfunktion) vordefinierten Gewichtung, durchzuführen. Um die Zielinformation zu erhalten, kann eine zweidimensionale Fouriertransformation (z. B. in der Form von zwei aufeinanderfolgenden Fouriertransformationen) des digitalisierten Empfangssignals durchgeführt werden, um das sogenannte „Range-Doppler-Spektrum“, also die Frequenzinformation, zu erhalten. Darin sind die Indizes entlang der beiden Dimensionen proportional zur Entfernung und zur Relativgeschwindigkeit der Objekte in Sichtweite des Radarsystems. Die Wahrscheinlichkeit einer Objektdetektion und die Qualität der Schätzung der Parameter der detektierten Objekte sind insbesondere abhängig von einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis in der Frequenzinformation und/oder der Erfassungsinformation und/oder der Empfangsinformation. Die Auswahl der Fensterfunktion hat dabei einen großen Einfluss auf die Leistung des Signals und das Hintergrundrauschen in der Frequenzinformation. Dabei kann durch die Durchführung einer Auswahl der Fensterfunktion die Verwendung schwacher Zielinformationen verbessert werden. Anders als bei anderen Fensterfunktionen wird bei der Rechteck-Fensterfunktion keine Abschwächung des Signals an den Rändern durchgeführt. Daher kann für schwache Zielinformationen die Rechteck-Fensterfunktion zur Fensterung eingesetzt werden.
-
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bei der Verarbeitung die Fensterung für verschiedene Teilbereiche (wie ein oder mehrere Zeilen) der Erfassungsinformation mit den unterschiedlichen Fensterfunktionen durchgeführt wird, wobei vorteilhafterweise hierzu für den jeweiligen Teilbereich die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
- - Durchführen einer Auswahl der unterschiedlichen Fensterfunktionen in Abhängigkeit von einer Signalstärke im jeweiligen Teilbereich der Erfassungsinformation, wobei diese Signalstärke auch für die Signalstärke der Zielinformation spezifisch sein kann,
- - Durchführen der Fensterung des Teilbereichs mit der ausgewählten Fensterfunktion.
-
Die Auswahl kann z. B. gemäß dem Bewertungskriterium derart erfolgen, dass für schwache Teilbereiche die Rechteck-Fensterfunktion und andernfalls die von der Rechteck-Fensterfunktion abweichende Fensterfunktion bei der Fensterung des Teilbereichs verwendet wird. Schwache Teilbereiche können z. B. durch einen Vergleich der Leistung im Teilbereich mit einem Schwellenwert verglichen werden. Zur Ermittlung der Leistung können z. B. die Werte in dem Teilbereich kumuliert werden.
-
Es kann möglich sein, dass bei der Verarbeitung für jede der Fensterfunktionen die Fensterung und die Frequenzanalyse der Erfassungsinformation durchgeführt wird, um jeweils eine Frequenzinformation mittels einer der Fensterfunktionen zu erhalten. In anderen Worten kann jede vorgesehene Fensterfunktion auch zur Anwendung kommen, um jeweils dieser Fensterfunktion zugeordnet eine Frequenzinformation zu generieren. Beispielhaft kann hierzu die Durchführung der Fensterungen und/oder die Verarbeitung die nachfolgenden Schritte umfassen, welche insbesondere bei jeder Verarbeitung einer Erfassungsinformation, also bspw. in jeder Periode T2, durchgeführt werden:
- - Durchführen der Fensterung der (insbesondere gesamten oder überwiegenden) Erfassungsinformation mit einer ersten der unterschiedlichen Fensterfunktionen, um durch die Frequenzanalyse der gefensterten Erfassungsinformation eine erste der Frequenzinformationen zugeordnet zur ersten Fensterfunktion zu erhalten,
- - Durchführen der Fensterung der (insbesondere gesamten oder überwiegenden) Erfassungsinformation mit einer zweiten der unterschiedlichen Fensterfunktionen, um durch die Frequenzanalyse der gefensterten Erfassungsinformation eine zweite der Frequenzinformationen zugeordnet zur zweiten Fensterfunktion zu erhalten.
-
Auf diese Weise lassen sich zwei Frequenzinformationen ermitteln, welche aus Fensterungen mit unterschiedlichen Fensterfunktionen resultieren. Ggf. können auch weitere Fensterungen und Frequenzanalysen für weitere Fensterfunktionen durchgeführt werden. Die parallele Anwendung der unterschiedlichen Fensterfunktionen an den gleichen Daten (der Erfassungsinformation) bewirkt eine Ermittlung inhaltsgleicher Frequenzinformationen und somit auch inhaltlich gleicher Zielinformationen. Dabei kann aufgrund der unterschiedlichen Fensterfunktionen in einer der Frequenzinformationen die Zielinformation nicht oder nur reduziert auswertbar sein (z. B. aufgrund von Rauschen), in einer anderen hingegen auswertbar sein. Daher können weiter noch die nachfolgenden Schritte vorgesehen sein:
- - Ermitteln der Signalstärke der jeweiligen Zielinformation in wenigstens einer der F requenzinform ationen,
- - Durchführen einer Auswahl der Zielinformationen aus den unterschiedlichen Frequenzinformationen in Abhängigkeit von der ermittelten Signalstärke, um auf diese Weise die Zielinformation mittels unterschiedlicher Fensterfunktionen der Fensterung (in Abhängigkeit von dem Bewertungskriterium) bereitzustellen.
-
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung als Ergebnis der Verarbeitung eine finale Frequenzinformation bestimmt wird, welche sich aus verschiedenen Frequenzinformationen zusammensetzt, um die Zielinformationen final mittels unterschiedlicher Fensterfunktionen der Fensterung bereitzustellen. Die Verfügbarkeit mehrerer inhaltsgleicher Frequenzinformationen aus unterschiedlichen Fensterungen hat daher den Vorteil, dass eine Zielinformation, die in einer Frequenzinformation eine zu geringe Signalstärke aufweist, der anderen Frequenzinformation entnommen werden kann.
-
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung für jede der Zielinformationen eine Auswahl anhand des Bewertungskriteriums durchgeführt wird, mittels welcher aus den verschiedenen Frequenzinformationen die Zielinformation in der finalen Frequenzinformation bereitgestellt wird. In anderen Worten kann abhängig vom Bewertungskriterium für die finale Frequenzinformation die Zielinformation entweder der ersten oder zweiten Frequenzinformation entnommen werden. Damit können die Zielinformationen in der finalen Frequenzinformation aus unterschiedlichen Fensterfunktionen resultieren.
-
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Bewertungskriterium einen Vergleich mit einem vordefinierten Schwellenwert umfasst. Bspw. kann die Rechteck-Fensterfunktion ausgewählt werden, wenn die Signalstärke den Schwellenwert unterschreitet, und andernfalls die von der Rechteck-Fensterfunktion abweichende Fensterfunktion für die Fensterung ausgewählt werden.
-
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung durch eine Auswertung der bereitgestellten Zielinformation wenigstens ein Parameter des wenigstens einen Objekts ermittelt wird. Der wenigstens eine Parameter kann einen Abstand des Objekts relativ zum Fahrzeug und/oder eine Geschwindigkeit des Objekts relativ zum Fahrzeug und/oder eine Richtung des Objekts relativ zum Fahrzeug umfassen. Diese Informationen können anschließend anderen Komponenten des Fahrzeuges, z. B. Fahrassistenzsystemen, übergeben werden.
-
Optional ist es denkbar, dass bei der Verarbeitung die wenigstens eine Frequenzanalyse jeweils in der Form einer Fouriertransformation durchgeführt wird, um aus der Erfassungsinformation eine Frequenzinformation zu ermitteln, sodass die Frequenzinformation wenigstens ein Spektrum umfasst, welches für eine Geschwindigkeit des wenigstens einen Objekts spezifisch ist. Bspw. kann auf diese Weise die Relativgeschwindigkeit relativ zum Fahrzeug ermittelt werden.
-
Nach einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass eine Auswahl der Fensterfunktionen anhand des Bewertungskriteriums derart durchgeführt wird, dass starke Zielinformationen durch die ausgewählte Fensterfunktion optimiert, aber stärker abgeschwächt, und schwache Zielinformationen durch die ausgewählte Fensterfunktion weniger abgeschwächt werden und damit erhalten bleiben.
-
Ferner ist anzumerken, dass die genannten Methoden zur Verarbeitung und insbesondere zur Fensterung für die Erfassungsinformation 201 als ein- oder zwei- oder ggf. drei- oder mehr-dimensionale Matrix durchgeführt werden können. Bei der einer der Dimensionen der zweidimensionalen Matrix kann es sich beispielhaft um die für die Entfernung des Objekts spezifische Dimension und bei einer weiteren der Dimensionen der Matrix um die für die Relativgeschwindigkeit des Objekts spezifische Dimension handeln. Auch kann z. B. eine der Dimensionen für die Richtung des Objekts spezifisch sein. Die Frequenzanalyse bei der gefensterten Erfassungsinformation kann entlang jeder der Dimensionen erfolgen, also z. B. anstatt in der ersten Dimension für die Entfernung auch entlang der zweiten Dimension für die Relativgeschwindigkeit. Somit ergibt sich ein flexibel einsetzbares Verfahren zur Bereitstellung der Zielinformation.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
- 1-2 eine schematische Darstellung eines Radarsystems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 3-7 schematische Darstellungen zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
-
In 1 ist ein Radarsystem 2 gezeigt, welches in einem Fahrzeug 1 montiert sein kann, um eine Umgebung des Fahrzeuges 1 zu überwachen. Auf diese Weise können Objekte 5 in der Umgebung wie ein weiteres Fahrzeug 5 detektiert werden. Hierzu weist das Radarsystem 2 einen Radarsensor 3 auf, der wenigstens eine Empfangs- und Sendeantenne umfassen kann (s. 2). Ferner kann eine Verarbeitungsvorrichtung 4 vorgesehen sein, um das erfindungsgemäße Verfahren durch ein Computerprogramm oder dergleichen auszuführen. In 2 ist dargestellt, dass durch das Radarsystem 2 elektromagnetische Wellen ausgesendet, von dem Objekt 5 reflektiert und von dem Radarsystem 2 als Empfangssignal 200 empfangen werden können. Dieses Empfangssignal 200 kann anschließend in eine digitale Empfangsinformation 202 umgewandelt und in der Verarbeitungsvorrichtung 4 verarbeitet werden, um daraus wenigstens eine Zielinformation 235 über das Objekt 5 zu ermitteln.
-
Grundsätzlich kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Bereitstellung der wenigstens einen Zielinformation 235 mittels der nachfolgenden Schritte ermöglicht werden. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt erfolgt ein Bereitstellen 101 einer Erfassungsinformation 201 des Radarsystems 2, bspw. durch eine Fouriertransformation 104' der Empfangsinformation 202. Anschließend erfolgt gemäß einem zweiten Verfahrensschritt ein Durchführen einer Verarbeitung 102 der Erfassungsinformation 201, wobei innerhalb der Verarbeitung 102 wenigstens eine Fensterung 103 und wenigstens eine Frequenzanalyse 104 der Erfassungsinformation 201 durchgeführt werden. Über die Frequenzanalyse 104 kann ferner jeweils eine Frequenzinformation 231, 232 bestimmt werden. Daraus kann sodann die wenigstens eine Zielinformation 235 bereitgestellt werden.
-
In den 2 und 3 ist dargestellt, dass die wenigstens eine Zielinformation 235 (die sich in der wenigstens einen Frequenzinformation 231, 232 befindet) mittels unterschiedlicher Fensterfunktionen 211, 212 der Fensterung 103 in Abhängigkeit von einem Bewertungskriterium bereitgestellt wird, wobei das Bewertungskriterium für eine Signalstärke der Zielinformation 235 spezifisch kann sein. Die unterschiedlichen Fensterfunktionen 211, 212 der Fensterung 103 können eine von einer Rechteck-Fensterfunktion 212 abweichende Fensterfunktion 211 und die Rechteck-Fensterfunktion 212 umfassen. Dabei kann die von der Rechteck-Fensterfunktion 212 abweichende Fensterfunktion 211 dazu ausgeführt sein, bei der Fensterung 103 eine Abschwächung der Erfassungsinformation 201 gemäß einer vordefinierten Gewichtung durchzuführen.
-
Gemäß 3 und 6 können bei der Verarbeitung 102 die Fensterung 103 für verschiedene Teilbereiche der Erfassungsinformation 201 mit den unterschiedlichen Fensterfunktionen 211, 212 durchgeführt werden. In 6 ist gezeigt, dass zunächst die Erfassungsinformation 201 dadurch ermittelt wird, dass die Empfangsinformation 202 in Richtung einer ersten Dimension 221 fouriertransformiert wird (durch die weitere Frequenzanalyse 104'). Diese erste Dimension 221 kann dabei für die Entfernung des Objekts 5 zum Fahrzeug 1 spezifisch sein. Die aus der weiteren (entlang der ersten Dimension 221 durchgeführten) Frequenzanalyse 104' resultierenden Spektren können in der Erfassungsinformation 201 bspw. spaltenweise angeordnet werden, sodass die Ausrichtung der Dimensionen 221, 222 beibehalten wird. Die jeweiligen Teilbereiche können dann in der Erfassungsinformation 201 zeilenweise definiert werden, und somit eine oder mehrere bestimmte Zeilen umfassen. Wie in 6 zu sehen ist, weisen einige der Zeilen ein stärkeres Signal auf (s. die gestrichelten Linien mit größerer Strichbreite), andere ein schwächeres (s. die gestrichelten Linien mit geringerer Strichbreite, welche somit nur eine geringere Leistung gemäß dem Bewertungskriterium aufweisen). Die Zeilen mit dem schwächeren Signal können identifiziert und markiert werden, und hier kann gemäß einer Auswahl nach dem Bewertungskriterium eine Fensterung 103 mit einer zweiten Fensterfunktion 212, der Rechteck-Fensterfunktion 212, durchgeführt werden. Für die verbleibenden Teilbereiche kann hingegen gemäß dieser Auswahl die Fensterfunktion 211 genutzt werden, welche sich von einer Rechteck-Fensterfunktion 212 unterscheidet. Die Fensterungen können dabei im Zusammenhang mit der Frequenzanalyse 104 erfolgen, sodass bspw. die gefensterten Daten fouriertransformiert werden. Die zeilenweise durchgeführten Fensterungen können somit durch eine anschließende Frequenzanalyse 104 entlang der zweiten Dimension 222 in Spektren resultieren, welche in der Frequenzinformation 231 zeilenweise angeordnet werden. Die zweite Dimension 222 kann auf diese Weise zur Bestimmung der Relativgeschwindigkeit genutzt werden. Bei der Frequenzinformation 231 kann es sich bei der in 6 gezeigten Variante um die finale Frequenzinformation 234 handeln, also dem finalen Range-Doppler-Spektrum, welches zur Detektion der Objekte und Parameter anhand der bereitgestellten Zielinformation 235 genutzt wird.
-
Gemäß den 1 bis 7 kann die Erfassungsinformation 201 als eine zweidimensionale Matrix ausgeführt ist, welche in einer ersten Dimension eine Entfernungsinformation zum Objekt 5 aufweist, und in einer zweiten Dimension für eine Relativgeschwindigkeit des Objekts 5 spezifisch ist.
-
Es ist denkbar, dass gemäß 3 und 6 die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
- - Durchführen der Auswahl der unterschiedlichen Fensterfunktionen 211, 212 in Abhängigkeit von einer Signalstärke im jeweiligen Teilbereich der Erfassungsinformation 201, wobei - wie in 6 anhand der Strich- bzw. Punktstärke hervorgehoben wird - diese Signalstärke auch für die Signalstärke der Zielinformation 235 spezifisch ist,
- - Durchführen der Fensterung 103 des Teilbereichs mit der ausgewählten Fensterfunktion 211.
-
Gemäß einer in den 4, 5 und 7 gezeigten Variante kann bei der Verarbeitung 102 für jede der Fensterfunktionen 211, 212 die Fensterung 103 und die Frequenzanalyse 104 der Erfassungsinformation 201 durchgeführt werden, um jeweils eine Frequenzinformation 231, 232 mittels einer der Fensterfunktionen 211, 212 zu erhalten. Die Verarbeitung 102 kann dabei die nachfolgenden Schritte umfassen:
- - Durchführen der Fensterung 103 der Erfassungsinformation 201 mit einer ersten 211 der unterschiedlichen Fensterfunktionen 211, 212, um durch die Frequenzanalyse 104 der gefensterten Erfassungsinformation 201 eine erste 231 der Frequenzinformationen 231, 232 zugeordnet zur ersten Fensterfunktion 211 zu erhalten,
- - Durchführen der Fensterung 103 der (gleichen) Erfassungsinformation 201 mit einer zweiten 212 der unterschiedlichen Fensterfunktionen 211, 212, um durch die Frequenzanalyse 104 der gefensterten Erfassungsinformation 201 eine zweite 232 der Frequenzinformationen 231, 232 zugeordnet zur zweiten Fensterfunktion 212 zu erhalten,
- - Ermitteln der Signalstärke der jeweiligen Zielinformation 235 in wenigstens einer der Frequenzinformationen 231, 232,
- - Durchführen einer Auswahl der Zielinformationen 235 aus den unterschiedlichen Frequenzinformationen 231, 232 in Abhängigkeit von der ermittelten Signalstärke, um die Zielinformation 235 mittels unterschiedlicher Fensterfunktionen 211, 212 der Fensterung 103 in Abhängigkeit von dem Bewertungskriterium bereitzustellen.
-
In 7 ist gezeigt, dass durch diese Auswahl nur die „starken“ Zielinformationen 235 aus der ersten Fensterfunktion 211 bzw. der ersten Frequenzinformation 231 resultieren, und die verbleibenden Zielinformationen 235 aus der zweiten Frequenzinformation 232 substituiert werden. Die erste Fensterfunktion 211 kann hierbei z. B. ein Hann-Fenster und/oder die zweite Fensterfunktion 212 eine Rechteck-Fensterfunktion 212 sein. Ferner kann als Ergebnis der Verarbeitung 102 eine finale Frequenzinformation 234 bestimmt werden, welche sich aus verschiedenen Frequenzinformationen 231, 232 zusammensetzt, um die Zielinformationen 235 final mittels unterschiedlicher Fensterfunktionen 211, 212 der Fensterung 103 bereitzustellen. Das Bewertungskriterium kann ferner einen Vergleich mit einem vordefinierten Schwellenwert umfassen, um die starken Signale von den schwachen Signalen zu unterscheiden.
-
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Radarsystem
- 3
- Radarsensor
- 4
- Verarbeitungsvorrichtung
- 5
- Objekt
- 101
- Bereitstellen
- 102
- Verarbeitung
- 103
- Fensterungen
- 104
- Frequenzanalyse
- 200
- Empfangssignal
- 201
- Erfassungsinformation
- 202
- Empfangsinformation
- 211
- Fensterfunktion
- 212
- Rechteck-Fensterfunktion
- 234
- finale Frequenzinformation
- 235
- Zielinformation
- 104'
- weitere Frequenzanalyse
- 211, 212
- Fensterfunktionen
- 221, 222
- Dimensionen
- 231, 232
- Frequenzinformation
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
