DE102020130266A1 - Radarsystem zu Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, Fahrzeug mit wenigstens einem Radarsystem und Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems - Google Patents

Radarsystem zu Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, Fahrzeug mit wenigstens einem Radarsystem und Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems Download PDF

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Tobias Geiger
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Abstract

Es werden ein Radarsystem (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, ein Fahrzeug mit einem Radarsystem (12) und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems (12) beschrieben. Das Radarsystem (12) umfasst wenigstens einen Radarsensor (14), der wenigstens eine Antenneneinrichtung (32) zum Senden von Radarsignalen und Empfangen von Radarechos, wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung (34), wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) und wenigstens eine Sensorschnittstelle (44) aufweist. Ferner umfasst das Radarsystem (12) wenigstens einen Zentralprozessor (62), der wenigstens eine Prozessorschnittstelle (60) und wenigstens einen Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter (64) aufweist. Außerdem umfasst das Radarsystem (12) wenigstens ein Übertragungsmedium (57), das wenigstens eine Sensorschnittstelle (44) mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle (60) funktional verbindet. Wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) weist wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler (42) zur Ermittlung nicht kalibrierter Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen auf. Wenigstens ein Zentralprozessor (62) weist wenigstens einen Detektions-Metainformationsermittler (66) zur Ermittlung kalibrierter Meta-Detektionsinformationen aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten und wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher (68) zur Speicherung von Kalibrationsdaten auf.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs,
    mit wenigstens einem Radarsensor, der
    wenigstens eine Antenneneinrichtung zum Senden von Radarsignalen und Empfangen von Radarechos,
    wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung von Radarechos in Empfangssignale,
    wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der Empfangssignale zu Detektionsinformationen
    und wenigstens eine Sensorschnittstelle zur Übergabe wenigstens von Detektionsinformationen zu wenigstens einem Übertragungsmedium aufweist,
    und mit wenigstens einem Zentralprozessor, der
    wenigstens eine Prozessorschnittstelle zur Übernahme wenigstens von Detektionsinformationen von wenigstens einem Übertragungsmedium
    und wenigstens einen Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter zur Verarbeitung von Detektionsinformationen aufweist,
    und mit wenigstens einem Übertragungsmedium, das wenigstens eine Sensorschnittstelle mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle funktional verbindet.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einem Radarsystem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, wobei das wenigstens eine Radarsystem umfasst
    wenigstens einen Radarsensor, der
    wenigstens eine Antenneneinrichtung zum Senden von Radarsignalen und Empfangen von Radarechos,
    wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung von Radarechos in Empfangssignale,
    wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der Empfangssignale zu Detektionsinformationen
    und wenigstens eine Sensorschnittstelle zur Übergabe wenigstens von Detektionsinformationen zu wenigstens einem Übertragungsmedium aufweist,
    und wenigstens einen Zentralprozessor, der
    wenigstens eine Prozessorschnittstelle zur Übernahme wenigstens von Detektionsinformationen von wenigstens einem Übertragungsmedium
    und wenigstens einen Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter zur Verarbeitung von Detektionsinformationen aufweist,
    und wenigstens ein Übertragungsmedium, das wenigstens eine Sensorschnittstelle mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle funktional verbindet.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, bei dem
    mit wenigstens einer Antenneneinrichtung Radarsignale gesendet und Radarechos empfangen werden,
    mit wenigstens einer Signalart-Umwandlungseinrichtung Radarechos in Empfangssignale umgewandelt werden,
    mit wenigstens einer Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung die Empfangssignale zu Detektionsinformationen verarbeitet werden,
    mit wenigstens einer Sensorschnittstelle wenigstens die Detektionsinformationen zu wenigstens einem Übertragungsmedium übergeben werden,
    mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle wenigstens eines Zentralprozessors wenigstens die Detektionsinformationen von dem wenigstens einen Übertragungsmedium übernommen werden
    und die Detektionsinformationen mit wenigstens einem Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter des wenigstens einen Zentralprozessors verarbeitet werden.
  • Stand der Technik
  • Aus der EP 3 537 175 A1 ist ein Zielbestimmungssystem nach einer Ausführungsform bekannt, das einen Fahrzeugsensor, ein Zielwinkelbestimmungsgerät, ein Fahrzeugsteuergerät und eine Antriebseinrichtung umfasst, dessen Elemente über einen Fahrzeugkommunikationspfad, wie z.B. einen CAN, miteinander verbunden sein können. In einer Ausführungsform kann der Fahrzeugsensor einen peripheren Sensor umfassen, der ein Ziel im Erfassungsbereich neben dem Fahrzeug erfasst, wie z.B. einen Radarsensor, einen RIDAR-Sensor, einen Kamerasensor, einen Infrarotsensor, einen Ultraschallsensor oder ähnliches. Der Radarsensor ist beispielsweise so betreibbar, dass er ein Impulssignal in einen Raum um das Fahrzeug herum sendet, ein am Ziel reflektiertes Reflexionssignal empfängt, eine Zielinformation wie Abstand, Geschwindigkeit und Winkel des Ziels berechnet und die Zielinformation an das Zielwinkelbestimmungsgerät und das Fahrzeugsteuergerät liefert. Ein Radarsensorgerät, das in der Lage ist, den Winkel des Ziels innerhalb eines bestimmten Winkelerfassungsbereichs des Fahrzeugs zu berechnen, wird als Beispiel beschrieben. Das Zielwinkelbestimmungsgerät kann den Winkel des Ziels oder einen Zielwinkel bestimmen. Insbesondere kann das Gerät zur Bestimmung des Zielwinkels den Winkel des Ziels bestimmen, der der Winkel zwischen der Richtung des Ziels im Raum um das Fahrzeug herum und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radarsystem, ein Fahrzeug und Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen ein Aufwand, insbesondere ein Bauteilaufwand und/oder ein Montageaufwand, zur Realisierung des Radarsystems verringert werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Radarsystem dadurch gelöst, dass wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler zur Ermittlung nicht kalibrierter Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen aufweist
    und wenigstens ein Zentralprozessor
    wenigstens einen Detektions-Metainformationsermittler zur Ermittlung kalibrierter Meta-Detektionsinformationen aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten und wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher zur Speicherung von Kalibrationsdaten aufweist.
  • Erfindungsgemäß weist wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung wenigstens eines Radarsensors wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler auf. Mit dem wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler werden aus Empfangssignalen nicht kalibrierte Basis-Detektionsinformationen, insbesondere Phasengrößen und/oder Amplitudengrößen von Empfangssignalen, ermittelt. Im Unterschied dazu werden bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Zielbestimmungssystem mit dem Radarsensor kalibrierte Zielinformationen wie Winkel berechnet, unter denen sich ein Ziel relativ zum Radarsensor befindet.
  • Bekanntermaßen sind zur Ermittlung von Zielwinkeln Kalibrationen bezogen auf den Radarsensor erforderlich. Daher müssen in jedem Radarsensor individuelle Kalibrationsdaten für die Richtungsmessung, insbesondere Winkelmessungen, gespeichert werden. Erfolgt, wie im Stand der Technik, die Kalibration im Radarsensor, sind für jeden Radarsensor geeignete programmierbare nichtflüchtige Speichermedien, insbesondere Flash-Speicher, oder programmierbare Speicher mit Erhaltungs-Energieverbrauch erforderlich. Geeignete programmierbare nicht flüchtige Speichermedien sind aufwendig und entsprechend teuer. Programmierbare Speicher mit Erhaltungs-Energieverbrauch erfordern eine entsprechende Erhaltungs-Energieversorgung, damit die Kalibrationsdaten nicht verloren gehen.
  • Detektionsinformationen im Sinne der Erfindung sind Informationen aus Empfangssignalen, welche als von Radarzielen stammend infrage kommen. Radarziele sind Bereiche von Objekten, an denen Radarsignale als Radarechos reflektiert werden können. Ein Objekt kann auch mehrere derartige Radarziele aufweisen. Aus Empfangssignalen mittels geeigneten Verfahren gewonnene und potenziell von Radarzielen stammende Signale, insbesondere lokale Maxima eines Leistungsspektrums, können im Sinne der Erfindung als potentielle Detektionen bezeichnet werden. Detektionen, die mittels geeigneter Verfahren als von Radarzielen stammend verifiziert werden, können als verifizierte Detektionen bezeichnet werden.
  • Detektionsinformationen sind Informationen, welche Positionen, insbesondere Richtungen und/oder Entfernungen, und/oder Geschwindigkeiten von Radarzielen relativ zu einem oder mehreren Bezugsbereichen des Radarsystems, insbesondere relativ zu einem oder mehreren Bezugspunkten, Bezugslinien und/oder Bezugsflächen, charakterisieren. Im Sinne der Erfindung wird unterschieden zwischen nicht kalibrierten Basis-Detektionsinformationen, welche mit wenigstens einem Radarsensor ermittelt werden können, und kalibrierten Meta-Detektionsinformationen, welche mit wenigstens einem Zentralprozessor ermittelt werden können.
  • Basis-Detektionsinformationen im Sinne der Erfindung sind Informationen über potentielle Radarziele, welche ohne Kalibration aus den Empfangssignalen gewonnen werden können. Basis-Detektionsinformationen umfassen insbesondere Phasengrößen und Amplitudengrößen. Phasengrößen sind Größen, welche Phasen charakterisieren. Amplitudengrößen sind Größen, welche Amplituden charakterisieren. Im Unterschied dazu werden kalibrierte Meta-Detektionsinformationen mittels wenigstens einem Detektions-Metainformationsermittler des wenigstens einen Zentralprozessors aus nicht kalibrierten Basis-Detektionsinformationen mithilfe von Kalibrationsdaten ermittelt. Mithilfe der Kalibrationsdaten können die Basis-Detektionsinformationen an das individuelle Radarsystem angepasst und als Meta-Detektionsinformationen ausgegeben werden.
  • Meta-Detektionsinformationen umfassen insbesondere Richtungen von Radarzielen relativ zu einem oder mehreren Bezugsbereichen des Radarsystems, insbesondere einem oder mehreren Bezugspunkten, Bezugslinien und/oder Bezugsflächen. Die Richtungen können aus Amplitudengrößen und/oder Phasengrößen durch Verarbeitung mit entsprechenden Kalibrationsdaten gewonnen werden.
  • Richtungen von Radarzielen können in Form von Winkeln bezogen auf eine oder mehrere Bezugsachsen und/oder Bezugsebenen relativ zum Radarsystem angegeben werden. Die Richtungen können insbesondere in einer Dimension, insbesondere entweder als Azimut oder als Elevation, oder in zwei Dimensionen, insbesondere sowohl als Azimut als auch als Elevation, angegeben werden.
  • Vorteilhafterweise können mit Detektionsinformationen, insbesondere Basis-Detektionsinformationen und/oder Meta-Detektionsinformationen, die erfassten Radarziele genauer charakterisiert werden. Insbesondere können mithilfe der Detektionsinformationen von erfassten Radarzielen Objektinformationen zu den Objekten, zu denen die Radarziele gehören, ermittelt werden. So können Objekte besser identifiziert und/oder verfolgt (getrackt) werden.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass aufseiten des Radarsensors keine Kalibration durchgeführt wird und deshalb keine Kalibrationsdaten erforderlich sind. Kalibrationsdaten sollten aktualisiert werden und dürfen nicht verloren gehen, um eine zuverlässige Funktion des Radarsystems zu gewährleisten. Da aufseiten des Radarsensors keine Kalibrationsdaten erforderlich sind, kann ein Aufwand an erforderlichen Bauteilen im Radarsensor entsprechend gering gehalten werden. So sind dort keine programmierbaren nichtflüchtige Speichermedien oder Speichermedien mit Erhaltungs-Energieverbrauch für Kalibrationsdaten erforderlich. Programmierbare nichtflüchtige Speichermedien sind aufwendig und teuer. Programmierbare Speichermedien mit Erhaltungs-Energieverbrauch müssen mit Energie versorgt werden, damit die Kalibrationsdaten nicht verloren gehen. Erfindungsgemäß kann auf eine derartige dauerhafte Energieversorgung für den Radarsensor verzichtet werden. Auf Seiten des Radarsensors genügt es, einfachere und/oder preiswertere Speichermedien, insbesondere Festwertspeicher, einzusetzen.
  • Bei erfindungsgemäßen Radarsystemen mit mehreren Radarsensoren und einem gemeinsamen Zentralprozessor können erforderliche programmierbare nichtflüchtige Speichermedien und/oder programmierbare Speichermedien mit Erhaltungs-Energieverbrauch ausschließlich im Zentralprozessor angeordnet sein. So kann die Anzahl der erforderlichen programmierbaren nichtflüchtigen Speichermedien und/oder programmierbaren Speichermedien mit Erhaltungs-Energieverbrauch insgesamt deutlich verringert werden, wodurch ein Aufwand, insbesondere ein Montageaufwand und/oder ein Kostenaufwand verringert werden kann.
  • Ferner hat die Erfindung den Vorteil, dass über das wenigstens eine Übertragungsmedium lediglich Basis-Detektionsinformationen übermittelt werden. Auf diese Weise kann die Menge an übermittelten Daten verringert werden. So können die Anforderungen an das wenigstens eine Übertragungsmedium in Bezug auf die Datenrate verringert werden, ohne dass die Leistungsfähigkeit des Radarsystems insgesamt verringert wird. Es können Übertragungsmedien mit einfachen und kostengünstigen Standard-Schnittstellen verwendet werden. Im Unterschied dazu werden bei dem aus der Stand der Technik bekannten Zielbestimmungssystem in dem Radarsensor bereits Meta-Detektionsinformationen ermittelt, welche über einen Fahrzeug-Kommunikationspfad, wie zum Beispiel einen CAN, zusätzlich übertragen werden müssen. Insbesondere im Automobilbereich werden sehr hohe Anforderungen an die Robustheit und Zuverlässigkeit der Datenübertragung gestellt. Einerseits sind Übertragungsmedien, mit denen hohe Datenraten übermittelt werden, im Automobilbereich aufgrund ihrer Störanfälligkeit und/oder ihrer Kosten nicht erwünscht. Andererseits müssen die Daten effizient übertragen werden, sodass mit dem Radarsystem zuverlässig und schnell Objekte erfasst und gegebenenfalls Objektinformationen generiert werden können.
  • Vorteilhafterweise kann mit dem wenigstens einen Übertragungsmedium für jede insbesondere verifizierte Detektion eine Entfernung, eine Geschwindigkeit, eine Amplitude und/oder eine Phase insbesondere aller Kanäle, insbesondere Empfangskanäle, insbesondere virtuellen Empfangskanäle, von dem wenigstens einen Radarsensor an den wenigstens einen Zentralprozessor übermittelt werden.
  • Bei der Anwendung eines MIMO-Verfahrens, bei dem mehr Detektionen, insbesondere Zielsignale, erzeugt werden als Empfangskanäle vorhanden sind, können alle Detektionen, insbesondere Zielsignale, von dem wenigstens einen Radarsensor zu dem wenigstens einen Zentralprozessor übermittelt werden. Der wenigstens eine Zentralprozessor kann Mittel aufweisen, mit denen aus der Gesamtheit der Detektionen, insbesondere der Zielsignale, zusätzliche Informationen zur Überprüfung der Zuverlässigkeit der Messdaten gewonnen werden können. Zusätzlich können mit dem wenigstens einen Übertragungsmedium bei Bedarf weitere, auch andersartige Daten übermittelt werden.
  • Mit dem wenigstens einen Radarsystem können Umgebungsinformationen über den Überwachungsbereich, insbesondere das Vorhandensein von Objekten im Überwachungsbereich und deren Richtung, Entfernung und/oder Geschwindigkeit relativ zu einem oder mehreren Bezugsbereichen, insbesondere zu einem oder mehreren Bezugspunkten, Bezugslinien und/oder Bezugsflächen, des Radarsystems, insbesondere des Radarsensors, oder gegebenenfalls eines Fahrzeugs, welches das wenigstens eine Radarsystem aufweist, ermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Prozessorschnittstelle eine Ausgabeschnittstelle aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise können über die wenigstens eine Prozessorschnittstelle mit dem Radarsystem gewonnene Detektionsinformationen und/oder Objektinformationen ausgegeben werden. Die Detektionsinformationen und/oder Objektinformationen können insbesondere einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem, zur weiteren Verarbeitung oder Verwendung zugeführt werden.
  • Vorteilhafterweise kann das Radarsystem bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann das Radarsystem bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug, insbesondere Drohnen, und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Das Radarsystem kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Das Radarsystem ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Es kann auch im stationären Betrieb, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Radarsensor als MIMO-Radarsensor ausgestaltet sein. Auf diese Weise können Entfernungen, Geschwindigkeiten und Richtungen von Objekten relativ zum Radarsensor genauer ermittelt werden. Ein MIMO-Radarsensor weist mehrere Sendekanäle und/oder mehrere Empfangskanäle, insbesondere virtuelle Empfangskanäle, auf.
  • Vorteilhafterweise kann das Radarsystem als Near-Field-Sensing Radarsystem ausgestaltet sein. Bei Near-Field-Sensing Radarsystemen handelt es sich um verhältnismäßig einfach aufgebaute, insbesondere kostengünstige, Radarsysteme mit verhältnismäßig wenigen Sende- und Empfangskanälen für den Nahbereich, insbesondere in Entfernungen von weniger als 10 m. Near-Field-Sensing Radarsysteme können insbesondere bei Fahrzeugen genutzt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem können Funktionen übernommen werden, die bisher insbesondere aus Kostengründen nicht von Radarsensoren sondern von anderen Sensoren, insbesondere Ultraschall-Sensoren oder dergleichen, durchgeführt werden. Mithilfe der Erfindung kann eine kostengünstige Architektur für ein Netzwerk mit mehreren Radarsensoren, insbesondere Near-Field-Sensing Radarsensoren, realisiert werden.
  • Das Radarsystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und/oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine autonom oder teilautonom betrieben werden.
  • Mit dem Radarsystem können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden. Vorteilhafterweise können mit dem Radarsystem auch Gesten und Bewegungen von Personen insbesondere im Nahfeld erfasst werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Radarsensor kein programmierbares nichtflüchtiges Speichermedium und kein programmierbares Speichermedium mit Erhaltungs-Energieverbrauch aufweisen. Auf diese Weise kann der Radarsensor insgesamt einfacher, insbesondere kostengünstiger, aufgebaut werden. Ferner ist keine Erhaltungs-Energieversorgung erforderlich, mit welcher der Datenerhalt bei programmierbaren nichtflüchtigen Speichermedien mit Erhaltungs-Energieverbrauch sichergestellt werden muss.
  • Erfindungsgemäß werden Basis-Detektionsinformationen ohne Kalibration aus den Empfangssignalen ermittelt. Auf diese Weise kann aufseiten des Radarsensors auf Kalibrationsdatenspeicher verzichtet werden. Derartige Kalibrationsdatenspeicher müssen programmierbar sein und dürfen ihre Daten nicht verlieren. Hierzu sind entweder programmierbare nicht flüchtige Speichermedien, insbesondere Flash-Speicher, oder programmierbare Speichermedien mit dauerhafter Energieversorgung erforderlich.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Radarsensor wenigstens einen Detektionsverifizierer aufweisen. Mithilfe eines Detektionsverifizierers können diejenigen Empfangssignale, welche zu Radarzielen gehören, als Detektion verifiziert werden. Wenigstens ein Detektionsverifizierer kann auf softwaremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Detektionsverifizierer wenigstens einen Signalumrechner und/oder wenigstens einen Detektionsschwellenwertprüfer aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise können Empfangssignale als Detektionen verifiziert werden, welche von Radarzielen stammen.
  • Mit Signalumrechnern können die Empfangssignale in Empfangsgrößen, insbesondere Leistungsspektren, umgerechnet werden, welche eine einfachere Weiterverarbeitung erlauben. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Signalumrechner Mittel aufweisen, mit denen Empfangssignale wenigstens einer schnellen Fourier-Transformation unterzogen werden können.
  • Mit Detektionsschwellenwertprüfern können Empfangssignale oder daraus ermittelte Empfangsgrößen, insbesondere Leistungsspektren, mit Schwellenwerten verglichen werden. Empfangsgrößen, insbesondere lokale Maxima von Leistungsspektrum, welche insbesondere größer sind als entsprechende Schwellenwerte, können als Detektionen verifiziert werden, welche zu Radarzielen gehören.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Detektions-Basisinformationsermittler
    wenigstens einen Phasen-Ermittler zur Ermittlung von Phasengrößen aus Empfangssignalen
    und/oder
    wenigstens ein Amplituden-Ermittler zur Ermittlung von Amplitudengrößen aus Empfangssignalen
    und/oder
    wenigstens einen Entfernungsgrößen-Ermittler zur Ermittlung von Entfernungsgrößen, welche Entfernungen von Radarzielen charakterisieren,
    und/oder
    wenigstens einen Geschwindigkeitsgrößen-Ermittler zur Ermittlung von Geschwindigkeitsgrößen, welche Geschwindigkeiten von Radarzielen relativ zu dem wenigstens einen Radarsensor charakterisieren,
    aufweisen.
  • Auf diese Weise können aus den Empfangssignalen ohne Zuhilfenahme von Kalibrationsdaten Basis-Detektionsinformationen ermittelt werden. Bei den Basis-Detektionsinformationen kann es sich vorteilhafterweise um Phasengrößen und/oder Amplitudengrößen der Empfangssignale, insbesondere von aus den Empfangssignalen ermittelten Leistungsspektrum, handeln. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei den Basis-Detektionsinformationen um Entfernungsgrößen und/oder Geschwindigkeitsgrößen handeln, welche ohne Kalibration aus den Empfangssignalen ermittelt werden können.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Radarsensor eines oder mehrere der folgenden Module, insbesondere Signalverarbeitungsmodule, aufweisen:
    • wenigstens ein Transformationsmodul zur Ermittlung von Entfernungsgrößen insbesondere mithilfe von schnellen Fourier-Transformationen und/oder wenigstens ein Transformationsmodul zur Ermittlung von Geschwindigkeitsgrößen, insbesondere Dopplergrö-ßen, insbesondere mithilfe von schnellen Fourier-Transformationen und/oder wenigstens ein kombiniertes Transformationsmodul zur Ermittlung von Entfernungs-Geschwindigkeits-Größen, insbesondere von Range-Doppler-Spektren insbesondere mithilfe von schnellen Fourier-Transformationen;
    • wenigstens ein Near-Range-Leakage-Compensation (NRLC)-Modul zur Kompensation von direkten Kopplungen zwischen Sendeantennen und Empfangsantennen der wenigstens einen Antenneneinrichtung;
    • wenigstens ein Berechnungsmodul zur Berechnung eines Leistungsspektrums über alle Sendeantennen und Empfangsantennen der wenigstens eine Antenneneinrichtung insbesondere als Ausgangsbasis für die Ermittlung von Detektionen;
    • wenigstens ein Detektionsschwellenberechnungsmodul insbesondere zur Berechnung einer konstanten Falschalarmrate (constant-alert-false-rate (CFAR));
    • wenigstens ein Detektionsmodul, mit dem Detektionen, insbesondere lokale Maxima in einem Leistungsspektrum, oberhalb einer Rauschleistung verifiziert und zugehörige Entfernungsgrößen, Geschwindigkeitsgrößen, Amplitudengrößen und Phasengrößen insbesondere aller Empfangskanäle ermittelt werden können, wobei ein Leistungsspektrum aus Empfangssignalen gewonnen werden kann.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens eine Sensorschnittstelle, wenigstens eine Prozessorschnittstelle und wenigstens ein Übergangsmedium Teile wenigstens eines Datenbussystems sein. Auf diese Weise kann ein effizientes Datenbussystem realisiert werden. Mit dem wenigstens einen Datenbussystem können Daten zwischen dem wenigstens einen Radarsensor und dem wenigstens einen Zentralprozessor effizient übermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Datenbussystem ein CAN-Bussystem, ein CAN-FD-Bussystem oder dergleichen sein. CAN-Bussysteme und CAN-FD-Bussysteme können kostengünstig und gewichtssparend realisiert werden. Ferner sind CAN-Bussysteme und CAN-FD-Bussysteme standardisiert und können so flexibel insbesondere in Verbindung mit Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung
    wenigstens ein Hochfrequenz-Bauteil zur Erzeugung von Radarsignalen und/oder zum Empfang von Radarechos
    und/oder
    wenigstens einen Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung von aus den Radarechos ermittelten analogen elektrischen Signalen in digitale Empfangssignale aufweisen. Auf diese Weise können Radarechos in Form von elektromagnetischen Wellen in digitale Empfangssignale umgewandelt werden. Digitale Empfangssignale können mit einer elektrischen Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung digital verarbeitet werden.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Radarsensor für jeden Empfangskanal einen Analog-Digital-Wandler aufweisen. Auf diese Weise können die Signale für jeden Empfangskanal separat umgewandelt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Detektions-Metainformationsermittler wenigstens einen Richtungsermittler zur Ermittlung von kalibrierten Richtungsgrößen aus Basis-Detektionsinformationen mithilfe von Richtungs-Kalibrationsdaten aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise können aufseiten des wenigstens einen Zentralprozessors aus Basis-Detektionsinformationen mithilfe von Kalibrationsdaten Richtungen von potentiellen Radarzielen relativ zu dem wenigstens einen Radarsensor ermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Richtungsermittler ein Winkelermittler sein, mit dem kalibrierte Richtungsgrößen in Form von Winkeln ermittelt werden können. Mit Winkeln können Richtungen von Radarzielen relativ zum Radarsensor definiert werden.
  • Vorteilhafterweise können die Richtungs-Kalibrationsdaten in Form von Winkel-Kalibrationsdaten vorliegen. Auf diese Weise können Richtungsgrößen in Form von Winkeln effizienter kalibriert werden.
  • Vorteilhafterweise können die Richtungs-Kalibrationsdaten in wenigstens einem Kalibrationsdatenspeicher gespeichert sein. Auf diese Weise kann für die Bearbeitung in dem Zentralprozessor effizienter auf die Richtungs-Kalibrationsdaten zugegriffen werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Zentralprozessor wenigstens eine Zentralprozessorsteuerung aufweisen zur Steuerung des Zentralprozessors und/oder zur Überwachung und/oder Aktualisierung von Kalibrationsdaten in dem wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher. Auf diese Weise kann der Zentralprozessor gesteuert und überwacht werden. Insbesondere können die Kalibrationsdaten im Kalibrationsdatenspeicher offline oder online überprüft und gegebenenfalls aktualisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zentralprozessor eines oder mehrere der folgenden Module aufweisen:
    • wenigstens ein Richtungs-Ermittlungsmodul, insbesondere zur Winkelermittlung, insbesondere wenigstens ein Direction-of-Arrival-Estimation (DOAE)-Modul, zur Ermittlung von Richtungsgrößen, insbesondere Winkeln, eines Radarziels in einer Raumdimension oder in zwei Raumdimensionen unter Berücksichtigung der Kalibrationsdaten;
    • wenigstens ein Infrastrukturklassifikations-Modul (INFC) zur Bestimmung der Infrastrukturklassifikation auf Basis der zuvor bestimmten Richtungsgrößen, insbesondere Winkel,
    • und der insbesondere in dem wenigstens einen Zentralprozessor bekannten Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs mit dem Radarsystem;
    • wenigstens ein Überwachungs- und Aktualisierungsmodul, insbesondere ein auto-alignment-and-self-calibration-Modul (AASC), zur Überwachung und Aktualisierung einer Kalibration der Richtungsermittlung, insbesondere Winkelermittlung, insbesondere der Kalibrationsdaten für die Richtungsermittlung, welche in wenigstens einem Kalibrationsdatenspeicher des wenigstens einen Zentralprozessors gespeichert sind.
  • Mit dem wenigstens einen Zentralprozessor, insbesondere mit einem oder mehreren der Module des wenigstens einen Zentralprozessors, können die übermittelten Daten von allen oder einem Teil der mit dem Zentralprozessor verbundenen Radarsensoren verarbeitet werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Radarsystem mehrere Radarsensoren aufweisen. Auf diese Weise kann ein entsprechend größerer Überwachungsbereich und/oder mehrere Überwachungsbereiche auch simultan überwacht werden. Die jeweiligen Basis-Detektionsinformationen der Radarsensoren können über das wenigstens eine Übermittlungsmedium an den wenigstens einen Zentralprozessor übermittelt werden. Mit dem wenigstens einen Zentralprozessor können die einzelnen Basis-Detektionsinformationen und die daraus gewonnenen Meta-Detektionsinformationen zu einem Gesamtbild der Umgebung zusammengeführt werden.
  • Vorteilhafterweise können mehrere Radarsensoren über ein gemeinsames Übertragungsmedium, insbesondere ein gemeinsames Bussystem, mit wenigstens einem Zentralprozessor verbunden sein. Auf diese Weise kann der Aufwand an erforderlichen Übertragungsmedien verringert werden.
  • Vorteilhafterweise können mehrere Übertragungsmedien parallel betrieben werden. Auf diese Weise können Daten von einer noch größeren Anzahl von Radarsensoren übermittelt werden.
  • Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler zur Ermittlung nicht kalibrierter Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen aufweist
    und wenigstens ein Zentralprozessor
    wenigstens einen Detektions-Metainformationsermittler zur Ermittlung kalibrierter Meta-Detektionsinformationen aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten und wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher zur Speicherung von Kalibrationsdaten aufweist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Fahrzeug ein Fahrerassistenzsystem aufweisen. Mit dem Fahrerassistenzsystem können Funktionen des Fahrzeugs autonom oder teilweise autonom betrieben werden.
  • Vorteilhafterweise kann das Fahrerassistenzsystem mit dem wenigstens einen Radarsystem funktional verbunden sein. Auf diese Weise können Umgebungsinformationen, welche mit dem wenigstens einen Radarsystem gewonnen werden, von dem Fahrerassistenzsystem zum Betreiben der Funktionen des Fahrzeugs herangezogen werden.
  • Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass mit wenigstens einem Detektions-Basisinformationsermittler wenigstens einer Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung nicht kalibrierte Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen ermittelt werden,
    mit wenigstens einem Detektions-Metainformationsermittler wenigstens eines Zentralprozessors kalibrierte Meta-Detektionsinformationen aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten ermittelt werden,
    wobei die Kalibrationsdaten wenigstens einem Kalibrationsdatenspeicher des wenigstens einen Zentralprozessors entnommen werden.
  • Erfindungsgemäß werden in dem wenigstens einen Radarsensor die ersten Schritte der Signalverarbeitung ausgeführt. Dies können insbesondere wenigstens eine schnelle Fourier-Transformation, Schwellenwertberechnungen, Verifizierung von Detektionen, Bestimmung von Entfernung und/oder Geschwindigkeit von Radarzielen sein. Auf diese Weise können Basis-Detektionsinformationen nach festen Programmen ohne Kalibrationsdaten ermittelt werden.
  • Die Ermittlung der Meta-Detektionsinformationen, insbesondere Richtungsgrößen, im Besonderen Winkel, welche Kalibrationsdaten erfordern, finden erst in dem wenigstens einen Zentralprozessor statt. Die erforderlichen Kalibrationsdaten werden in wenigstens einem Kalibrationsdatenspeicher des wenigstens einen Zentralprozessors gespeichert.
  • Vorteilhafterweise können im Radarsensor für jeden Empfangskanal die Amplitudengrößen und Phasengrößen des Empfangssignals als Basis-Detektionsinformationen ermittelt werden. Bei einem MIMO-Radarsensor können für jeden virtuellen Empfangskanal die Amplitudengrößen und Phasengrößen des Empfangssignals als Basis-Detektionsinformationen ermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise können in dem wenigstens einen Radarsensor die Detektionen verifiziert werden. Dabei kann geprüft werden, ob eine Detektionsgröße, insbesondere ein lokales Maximum eines aus wenigstens einem Empfangssignal gewonnenen Leistungsspektrums, oberhalb einer entsprechenden Detektionsschwelle liegt. Ist dies der Fall, so wird die entsprechende Detektion verifiziert, also als zu einem Radarziel gehörend betrachtet.
  • Vorteilhafterweise können lediglich die Basis-Detektionsinformationen von verifizierten Detektionen über das Übertragungsmedium übermittelt werden. Auf diese Weise kann die zu übertragende Datenmenge verringert werden.
  • Das Verfahren kann vorteilhafterweise auf softwaremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert werden.
  • Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
    • 1 eine Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und einem Radarsystem zu Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs;
    • 2 eine Seitenansicht des Fahrzeugs aus der 1;
    • 3 eine Funktionsdarstellung des Radarsystems des Fahrzeugs aus den 1 und 2.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In der 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in einer Draufsicht gezeigt. 2 zeigt das Fahrzeug 10 in einer Seitenansicht.
  • Das Fahrzeug 10 verfügt über ein Radarsystem 12 mit beispielhaft vier Radarsensoren 14 und einem Zentralprozessor 16. Die vier Radarsensoren 14 sind beispielhaft an den vier Ecken des Fahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Radarsystem 12 kann die Umgebung 18 des Fahrzeugs 10 auf Objekte 20 hin überwacht werden. Dabei überschneiden sich die jeweiligen Überwachungsbereiche 22 der Radarsensoren 14, sodass insgesamt mit den Radarsensoren 14 die Umgebung 18 rund um das Fahrzeug 10 zusammenhängend überwacht werden kann.
  • Die Radarsensoren 14 können auch an anderen Stellen am Fahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Es können auch mehr oder weniger als vier Radarsensoren 14 vorgesehen sein.
  • Mit dem Radarsystem 12 können Objektinformationen, beispielsweise Entfernungen r, Geschwindigkeiten und Richtungen, beispielsweise in Form des Azimut φ und der Elevation O, von Radarzielen 24 von Objekten 20 relativ zum Fahrzeug 10, respektive zum Radarsystem 12, ermittelt werden. Radarziele 24 eines Objekts 20 sind Bereiche des Objekts 20, an denen Radarsignale 26 reflektiert und als Radarechos 28 zurückgesendet werden können. Ein Objekt 20 kann auch mehrere Radarziele 24 aufweisen.
  • Bei den Objekten 20 kann es sich um stehende oder bewegte Objekte, beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, Beispielweise Parklücken, Niederschlag oder dergleichen handeln.
  • Das Radarsystem 12 ist ein sogenanntes Near-Field-Sensing (NFS) Radarsystem ausgestaltet, mit dem extrem präzise zweidimensionale Richtungsmessungen, beispielsweise Winkelmessungen des Azimut φ und der Elevation Θ, mit vergleichsweise geringem Bauteil- und Kostenaufwand durchgeführt werden können. Mit dem NFS-Radarsystem können mit einem verringerten Aufwand an Sendekanälen und Empfangskanälen Nahfelder beispielsweise in Entfernungen r von wenigen Metern mit sehr hoher Auflösung überwacht werden.
  • Das Radarsystem 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 30 verbunden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 30 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
  • In der 3 ist das Radarsystem 12 mit beispielhaft zwei der vier Radarsensoren 14 gezeigt. Die Radarsensoren 14 sind beispielhaft identisch aufgebaut. Im Folgenden wird einer der Radarsensoren 14 exemplarisch beschrieben.
  • Der Radarsensor 14 ist beispielhaft als MIMO-Radarsensor ausgestaltet. Der Radarsensor 14 weist beispielhaft eine Antenneneinrichtung 32 mit zwei Sendeantennen Tx mit entsprechenden Sendekanälen und 3 Empfangsantennen Rx mit entsprechenden Empfangskanälen, respektive virtuellen Empfangskanälen, auf.
  • Die Antenneneinrichtung 32 ist mit einer Signalart-Umwandlungseinrichtung 34 verbunden. Die Signalart-Umwandlungseinrichtung 34 umfasst ein Hochfrequenzbauteil 36 und mehrere Analog-Digital-Wandler 38. Die Anzahl der Analog-Digital-Wandler 38 entspricht der Anzahl der Empfangskanäle, respektive der virtuellen Empfangskanäle. In der 3 sind exemplarisch lediglich drei der Analog-Digital-Wandler 38 gezeigt.
  • Mit der Signalart-Umwandlungseinrichtung 34, respektive dem Hochfrequenzbauteil 36, werden Sendesignale erzeugt, welche mit den Sendeantennen Tx als Radarsignale 26 in den Überwachungsbereich 22 des Radarsensors 14 gesendet werden. Die Radarsignale 26 werden an entsprechenden Radarzielen 24 von Objekten 20 reflektiert und als Radarechos 28 zurückgesendet. Die Radarechos 28, die auf die Empfangsantennen Rx des Radarsensors 14 treffen, werden mithilfe der Signalart-Umwandlungseinrichtung 34 in elektrische Empfangssignale umgewandelt. Die Empfangssignale werden einer Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung 40 des Radarsensors 14 zugeführt.
  • Die Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung 40 weist einen Detektions-Basisinformationsermittler 42 auf, mit welchem aus den Empfangssignalen nicht kalibrierte Basis-Detektionsinformationen ermittelt werden. Außerdem weist die Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung 40 eine Sensorschnittstelle 44 in Form eines CAN-Interfaces auf.
  • Die Basis-Detektionsinformationen umfassen Amplituden und Phasen von Detektionen, welche aus den Empfangssignalen ermittelt und als zu Radarzielen 26 gehörend verifiziert werden. Ferner umfassen die Basis-Detektionsinformationen sensorbezogene Entfernungsgrößen und sensorbezogene Geschwindigkeitsgrößen, welche die Entfernungen und die Geschwindigkeiten der erfassten Radarziele 28 relativ zu dem entsprechenden Radarsensor 14 charakterisieren. Die Basis-Detektionsinformationen werden ohne Kalibration ermittelt. Im Radarsensor 14 selbst sind keine Kalibrationsdaten gespeichert.
  • Der Detektions-Basisinformationsermittler 42 umfasst ein Transformationsmodul in Form eines Range-FFT-Moduls 46. Mit dem Range-FFT-Modul 46 wird mithilfe von schnellen Fourier-Transformationen aus den Empfangssignalen eine entsprechende Entfernungsmatrix ermittelt.
  • Ferner umfasst der Detektions-Basisinformationsermittler 42 ein Near-Range-Leakage-Compensation-Modul 48. Mit dem Near-Range-Leakage-Compensation-Modul 48 werden direkte Kopplungen zwischen den Sendeantennen Tx und den Empfangsantennen Rx kompensiert.
  • Außerdem umfasst die Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung 40 ein weiteres Transformationsmodul in Form eines Doppler-FFT-Moduls 50. Mit dem Doppler-FFT-Modul 50 wird mithilfe von schnellen Fourier-Transformationen aus den Empfangssignalen eine entsprechende Geschwindigkeitsmatrix ermittelt.
  • Des Weiteren umfasst der Detektions-Basisinformationsermittler 42 einen Signalumrechner 52 in Form eines Berechnungsmoduls, mit welchem ein Leistungsspektrum über alle Sendeantennen Tx und alle Empfangsantennen Rx als Ausgangsbasis für die Ermittlung von Detektionen berechnet wird. Detektionen sind im Leistungsspektrum lokale Maxima, welche potenziell Radarzielen 24 zugeordnet werden können. Da nicht alle lokale Maxima zwangsläufig direkt Radarzielen 24 zugeordnet werden können, müssen die Detektionen, wie weiter unten beschrieben, verifiziert werden.
  • Ferner umfasst der Detektions-Basisinformationsermittler 42 ein Detektionsschwellenberechnungsmodul 54. Mit dem Detektionsschwellenberechnungsmodul 54 wird eine konstante Falschalarmrate für die Detektionsschwelle berechnet. Die Detektionsschwelle ist die Schwelle, oberhalb der Detektionen als von Radarzielen 24 stammend verifiziert werden können. Beispielsweise kann eine Rauschleistung im Leistungsspektrum als Detektionsschwelle ermittelt werden.
  • Schließlich umfasst der Detektions-Basisinformationsermittler 42 einen Detektionsschwellenwertprüfer 56 in Form eines Detektionsmoduls. Mit dem Detektionsschwellenwertprüfer 56 werden lokale Maxima in dem Leistungsspektrum oberhalb der Detektionsschwelle von zu Radarzielen 24 stammenden Detektionen verifiziert.
  • Außerdem werden mit dem Detektionsschwellenwertprüfer 56 die zu den entsprechenden verifizierten Detektionen gehörenden Basis-Detektionsinformationen, nämlich die Entfernungsgrößen, Geschwindigkeitsgrößen, Amplituden und Phasen, für alle Empfangskanäle ermittelt. Zur Ermittlung der Amplituden weist der Detektionsschwellenwertprüfer 56 einen Amplituden-Ermittler auf. Zur Ermittlung der Phasen weist der Detektionsschwellenwertprüfer 56 einen Phasen-Ermittler auf. Ferner weist der Detektionsschwellenwertprüfer 56 zu Ermittlung der Entfernungsgrößen einen Entfernungsgrößen-Ermittler und zur Ermittlung der Geschwindigkeitsgrößen einen Geschwindigkeitsgrößen-Ermittler auf.
  • Der Signalumrechner 52 und der Detektionsschwellenwertprüfer 56 sind Teile eines Detektionsverifizierers.
  • Die Basis-Detektionsinformationen werden an die Sensorschnittstelle 44 und von dieser an Datenleitungen 57 übermittelt.
  • Die Sensorschnittstellen 44 aller Radarsensoren 14 und die Datenleitungen 57 sind Teil eines Datenbussystems in Form eines CAN-Bussystems 58. Die Basis-Detektionsinformationen werden mit den Datenleitungen 57 von den Sensorschnittstellen 44 der Radarsensoren 14 an eine Prozessorschnittstelle 60 eines Zentralprozessors 62 übermittelt. Die Prozessorschnittstelle 60 ist ebenfalls Teil des CAN-Bussystems 58.
  • Der Zentralprozessor 62 ist Teil des Radarsystems 12 und mit allen vier Radarsensoren 14 verbunden.
  • Der Zentralprozessor 62 umfasst einen Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter 64.
  • Der Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter 64 umfasst einen Detektions-Metainformationsermittler 66 in Form eines Richtungs-Ermittlungsmoduls. Ferner umfasst der Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter 64 ein Infrastrukturklassifikations-Modul 70.
  • Mit dem Detektions-Metainformationsermittler 66 werden aus den kalibrierten Basis-Detektionsinformationen der Radarsensoren 14 kalibrierte Meta-Detektionsinformationen ermittelt. Die kalibrierten Meta-Detektionsinformationen umfassen die Richtungen von erfassten Radarzielen 26 relativ zum Fahrzeug 10, respektive relativ zu einer vertikalen Bezugsachse und einer horizontalen Bezugsachse, insbesondere einer Längsachse des Fahrzeugs 10. Die Richtungen werden beispielhaft in zwei Raumdimensionen mit den Winkeln Azimut φ und Elevation Θ angegeben. Ferner umfassen die Meta-Detektionsinformationen die Entfernungen r von erfassten Radarzielen 26 relativ zum Fahrzeug 10, respektive relativ zu einem oder mehreren Bezugspunkten des Fahrzeugs 10. Detektions-Metainformationsermittler 66 in Form von Richtungs-Ermittlungsmodulen können im englischsprachigen auch als „Direction-of-Arrival-Estimation (DOAE)-Module“ bezeichnet werden.
  • Die Kalibrationsdaten wurden vorab beispielsweise am Ende einer Produktionslinie des Fahrzeugs 10 ermittelt. Die Kalibrationsdaten sind in einem Kalibrationsdatenspeicher 68 des Zentralprozessors 62 gespeichert. Bei dem Kalibrationsdatenspeicher 68 handelt es sich um einen programmierbaren nicht-flüchtigen Speicher, beispielsweise einen Flash-Speicher.
  • Mit dem Infrastrukturklassifikations-Modul 70 wird auf Basis der zuvor bestimmten Richtungen der erfassten Radarziele 24 und der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 eine Infrastrukturklassifikation bestimmt. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 kann beispielsweise in dem wenigstens einen Zentralprozessor 62 vorliegen.
  • Außerdem umfasst der Zentralprozessor 64 eine Zentralprozessorsteuerung 72. Die Zentralprozessorsteuerung 72 umfasst ein Überwachungs- und Aktualisierungsmodul. Mit dem Überwachungs- und Aktualisierungsmodul wird die Kalibration der Richtungsermittlung überwacht und aktualisiert. Ferner werden die Kalibrationsdaten für die Richtungsermittlung, welche in dem Kalibrationsdatenspeicher 68 gespeichert sind, überwacht und aktualisiert. Das Überwachungs- und Aktualisierungsmodul kann im englischsprachigen auch als „auto-alignment-and-self-calibration-Modul (AASC)“ bezeichnet werden.
  • Schließlich umfasst der Zentralprozessor 62 eine Ausgabeschnittstelle 74. Über die Ausgabeschnittstelle 74 werden die kalibrierten Richtungen in Azimut φ und Elevation Θ, Entfernungen r und Geschwindigkeiten der erfassten Radarziele 24 relativ zu einem oder mehreren Bezugspunkten und/oder Bezugsachsen des Fahrzeugs 10 an das Fahrerassistenzsystem 30 übermittelt.
  • Die Ausgabeschnittstelle 74 sowie eine entsprechende Schnittstelle des Fahrerassistenzsystems 30 können ebenfalls Teil des CAN-Bussystems 58 sein. Alternativ können die Ausgabeschnittstelle 74 und das Fahrerassistenzsystem 30 auch über ein eigenes Übertragungsmedium miteinander verbunden sein.
  • 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
    • EP 3537175 A1 [0004]

Claims (13)

  1. Radarsystem (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (22), mit wenigstens einem Radarsensor (14), der wenigstens eine Antenneneinrichtung (32) zum Senden von Radarsignalen (26) und Empfangen von Radarechos (28), wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung (34) zur Umwandlung von Radarechos (28) in Empfangssignale, wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) zur Verarbeitung der Empfangssignale zu Detektionsinformationen und wenigstens eine Sensorschnittstelle (44) zur Übergabe wenigstens von Detektionsinformationen zu wenigstens einem Übertragungsmedium (57) aufweist, und mit wenigstens einem Zentralprozessor (62), der wenigstens eine Prozessorschnittstelle (60) zur Übernahme wenigstens von Detektionsinformationen von wenigstens einem Übertragungsmedium (57) und wenigstens einen Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter (64) zur Verarbeitung von Detektionsinformationen aufweist, und mit wenigstens einem Übertragungsmedium (57), das wenigstens eine Sensorschnittstelle (44) mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle (60) funktional verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler (42) zur Ermittlung nicht kalibrierter Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen aufweist und wenigstens ein Zentralprozessor (62) wenigstens einen Detektions-Metainformationsermittler (66) zur Ermittlung kalibrierter Meta-Detektionsinformationen (cp, Θ) aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten und wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher (68) zur Speicherung von Kalibrationsdaten aufweist.
  2. Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radarsensor (14) kein programmierbares nichtflüchtiges Speichermedium und kein programmierbares Speichermedium mit Erhaltungs-Energieverbrauch aufweist.
  3. Radarsystem (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radarsensor (14) wenigstens einen Detektionsverifizierer (52, 56) aufweist.
  4. Radarsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Detektionsverifizierer (52, 56) wenigstens einen Signalumrechner (52) und/oder wenigstens einen Detektionsschwellenwertprüfer (56) aufweist oder daraus besteht.
  5. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Detektions-Basisinformationsermittler (42) wenigstens einen Phasen-Ermittler zur Ermittlung von Phasengrößen aus Empfangssignalen und/oder wenigstens einen Amplituden-Ermittler zur Ermittlung von Amplitudengrößen aus Empfangssignalen und/oder wenigstens einen Entfernungsgrößen-Ermittler zur Ermittlung von Entfernungsgrö-ßen, welche Entfernungen von Radarzielen (24) charakterisieren, und/oder wenigstens einen Geschwindigkeitsgrößen-Ermittler zur Ermittlung von Geschwindigkeitsgrößen, welche Geschwindigkeiten von Radarzielen (24) relativ zu dem wenigstens einen Radarsensor (14) charakterisieren, aufweist.
  6. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sensorschnittstelle (44), wenigstens eine Prozessorschnittstelle (60) und wenigstens ein Übertragungsmedium (57) Teile wenigstens eines Datenbussystems (58) sind.
  7. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung (34) wenigstens ein Hochfrequenz-Bauteil (36) zur Erzeugung von Radarsignalen (26) und/oder zum Empfang von Radarechos (28) und/oder wenigstens einen Analog-Digital-Wandler (38) zur Umwandlung von aus den Radarechos (28) ermittelten analogen elektrische Signale in digitale Empfangssignale aufweist.
  8. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Detektions-Metainformationsermittler (66) wenigstens einen Richtungsermittler zur Ermittlung von kalibrierten Richtungsgrößen (φ, Θ) aus Basis-Detektionsinformationen mithilfe von Richtungs-Kalibrationsdaten aufweist oder daraus besteht.
  9. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zentralprozessor (62) wenigstens eine Zentralprozessorsteuerung (72) aufweist zur Steuerung des Zentralprozessors (62) und/oder zur Überwachung und/oder Aktualisierung von Kalibrationsdaten in dem wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher (68).
  10. Radarsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (12) mehrere Radarsensoren (14) aufweist.
  11. Fahrzeug (10) mit wenigstens einem Radarsystem (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (22), wobei das wenigstens eine Radarsystem (12) umfasst wenigstens einen Radarsensor (14), der wenigstens eine Antenneneinrichtung (32) zum Senden von Radarsignalen (26) und Empfangen von Radarechos (28), wenigstens eine Signalart-Umwandlungseinrichtung (34) zur Umwandlung von Radarechos (28) in Empfangssignale, wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) zur Verarbeitung der Empfangssignale zu Detektionsinformationen und wenigstens eine Sensorschnittstelle (44) zur Übergabe wenigstens von Detektionsinformationen zu wenigstens einem Übertragungsmedium (57) aufweist, und wenigstens einen Zentralprozessor (62), der wenigstens eine Prozessorschnittstelle (60) zur Übernahme wenigstens von Detektionsinformationen von wenigstens einem Übertragungsmedium (57) und wenigstens einen Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter (64) zur Verarbeitung von Detektionsinformationen aufweist, und wenigstens ein Übertragungsmedium (57), das wenigstens eine Sensorschnittstelle (44) mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle (60) funktional verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) wenigstens einen Detektions-Basisinformationsermittler (42) zur Ermittlung nicht kalibrierter Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen aufweist und wenigstens ein Zentralprozessor (62) wenigstens einen Detektions-Metainformationsermittler (66) zur Ermittlung kalibrierter Meta-Detektionsinformationen (cp, Θ) aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten und wenigstens einen Kalibrationsdatenspeicher (68) zur Speicherung von Kalibrationsdaten aufweist.
  12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Fahrerassistenzsystem aufweist.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (22), bei dem mit wenigstens einer Antenneneinrichtung (32) Radarsignale (26) gesendet und Radarechos (28) empfangen werden, mit wenigstens einer Signalart-Umwandlungseinrichtung (34) Radarechos (28) in Empfangssignale umgewandelt werden, mit wenigstens einer Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) die Empfangssignale zu Detektionsinformationen verarbeitet werden, mit wenigstens einer Sensorschnittstelle (44) wenigstens die Detektionsinformationen zu wenigstens einem Übertragungsmedium (57) übergeben werden, mit wenigstens einer Prozessorschnittstelle (60) wenigstens eines Zentralprozessors (62) wenigstens die Detektionsinformationen von dem wenigstens einen Übertragungsmedium (57) übernommen werden und die Detektionsinformationen mit wenigstens einem Zentral-Detektionsinformationsverarbeiter (64) des wenigstens einen Zentralprozessors (62) verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Detektions-Basisinformationsermittler (42) wenigstens einer Sensor-Signalverarbeitungseinrichtung (40) nicht kalibrierte Basis-Detektionsinformationen aus Empfangssignalen ermittelt werden, mit wenigstens einem Detektions-Metainformationsermittler (66) wenigstens eines Zentralprozessors (62) kalibrierte Meta-Detektionsinformationen (φ, Θ) aus Basis-Detektionsinformationen mittels Kalibrationsdaten ermittelt werden, wobei die Kalibrationsdaten wenigstens einem Kalibrationsdatenspeicher (68) des wenigstens einen Zentralprozessors (62) entnommen werden.
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