DE102022125780A1 - Schaltungsanordnung und verfahren - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Schaltungsanordnung zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform bereit. Die Schaltungsanordnung ist konfiguriert, eine erste Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, zu schätzen, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; eine zweite Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, zu schätzen, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und den Montagewinkel des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform zu schätzen.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren, insbesondere auf eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform.
• TECHNISCHER HINTERGRUND
• Es ist allgemein bekannt, Radarsensoren auf einer mobilen Plattform bereitzustellen.
• Basierend auf Radarsensordetektionsdaten, die von den Radarsensoren einer mobilen Plattform erhalten werden, kann die Umgebung der mobilen Plattform erfasst werden, und eine Eigenbewegung der mobilen Plattform kann geschätzt werden.
• Es ist auch bekannt, Kalibrierungsinformationen eines auf einer mobilen Plattform bereitgestellten Radarsensors zu erhalten.
• Obwohl Techniken zum Erhalten von Kalibrierungsinformationen eines auf einer mobilen Plattform bereitgestellten Radarsensors existieren, ist es allgemein wünschenswert, eine Technik zum Erhalten von Kalibrierungsinformationen eines auf einer mobilen Plattform bereitgestellten Radarsensors zu verbessern.
• KURZDARSTELLUNG
• Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Offenbarung eine Schaltungsanordnung zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform bereit, wobei die Schaltungsanordnung konfiguriert ist, eine erste Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, zu schätzen, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; eine zweite Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, zu schätzen, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und den Montagewinkel des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform zu schätzen.
• Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform bereit, wobei das Verfahren das Schätzen einer ersten Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; Schätzen einer zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform umfasst.
• Weitere Aspekte sind in den abhängigen Ansprüchen, den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung dargelegt.
• Figurenliste
• Die Ausführungsformen sind beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert; es zeigen:
• 1 ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeug mit Radarsensoren und einer Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
• 2 ein Blockdiagramm, das eine Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
• 3 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
• 4 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems abbildet; und
• 5 ein Diagramm zum Unterstützten bei der Erläuterung eines Beispiels für die Installationspositionen eines Abschnitts zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs und eines Bildgebungsabschnitts.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Vor einer ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf 1 werden zunächst allgemeine Erläuterungen gegeben.
• Wie eingangs diskutiert, ist es allgemein bekannt, Radarsensoren auf einer mobilen Plattform bereitzustellen, beispielsweise als ein Netz von Radarsensoren.
• Basierend auf Radarsensordetektionsdaten, die von den Radarsensoren einer mobilen Plattform erhalten werden, kann eine Umgebung der mobilen Plattform erfasst werden, und eine Eigenbewegung der mobilen Plattform kann geschätzt werden.
• Autonomes Fahren, Navigation und/oder Fahrerassistenzsysteme können auf der geschätzten Eigenbewegung der mobilen Plattform basieren.
• Es ist auch bekannt, Kalibrierungsinformationen eines auf einer mobilen Plattform bereitgestellten Radarsensors zu erhalten.
• Die Kalibrierungsinformationen können Informationen über Montagelage der Radarsensoren enthalten. Die Informationen über die Montagelage können einen Gierwinkel der Radarsensoren angeben.
• In einigen Ausführungsformen kann es sein, dass ein Gierwinkel der Radarsensoren mit einer höheren Präzision bestimmt werden muss als ein Nickwinkel oder ein Rollwinkel der Radarsensoren, da eine Annahme, dass sich die mobile Plattform und andere Objekte auf dem Boden bewegen, eine höhere Toleranz für den Nickwinkel und Rollwinkel zulassen kann. Somit beziehen sich einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf das Schätzen eines Gierwinkels der Radarsensoren, während Toleranzen eines Nickwinkels oder eines Rollwinkels der Radarsensoren ignoriert werden.
• In einigen Ausführungsformen von Anwendungen autonomer Fahrzeugen sind die Kalibrierungsinformationen der Sensoren von entscheidender Bedeutung, da sie zum Transformieren der durch individuelle Sensoren eines autonomen Fahrzeugs gemessenen Radardetektionsdaten in einen gemeinsamen Bezugsrahmen, beispielsweise das Koordinatensystem der mobilen Plattform, erforderlich sind.
• Das Transformieren der Radardetektionsdaten von individuellen Sensoren einer mobilen Plattform in einen gemeinsamen Bezugsrahmen kann es ermöglichen, Algorithmen höherer Ebene zu implementieren, wie z. B. Sensorfusion oder Verbesserung der Robustheit durch Sensorredundanz.
• Für Schätzungsaufgaben im Kontext eines selbstfahrenden Fahrzeugs können präzise Kalibrierungsinformationen notwendig sein. Beispielsweise können die Informationen über die Montagelage von entscheidender Bedeutung sein, da ein kleiner Fehler eines Werts, der den Montagewinkel eines Radarsensors angibt, in einigen Ausführungsformen große Auswirkungen auf die gesamte Signalverarbeitungskette haben kann.
• Herkömmlicherweise können Radarsensoren in einigen Ausführungsformen in kontrollierten Umgebungen unter Verwendung einer speziellen Ausrüstung kalibriert werden, sobald sie auf der mobilen Plattform installiert sind. Diese Prozeduren können teuer und zeitaufwendig sein. Zusätzlich können diese Herangehensweisen zur Kalibrierung erfordern, die Radarsensoren neu zu kalibrieren, wenn sich die Montagelage aufgrund von Verformungen des Fahrgestells der mobilen Plattform, beispielsweise aufgrund von Unfällen oder Wärmeausdehnung, ändert.
• Einige bessere Alternativen könnten eine flexiblere Kalibrierungsprozedur ermöglichen.
• Eine mögliche Herangehensweise kann das Bestimmen der Orientierung basierend auf der Schätzung der Eigenbewegung und verfügbaren Daten der Trägheitsmesseinheit (IMU-Daten) sein. In einigen Ausführungsformen kann die IMU die Gierrate der mobilen Plattform sehr präzise bestimmen, muss jedoch zusätzlich zu den Radarsensoren in der mobilen Plattform installiert sein. Ein Vergleich zwischen der Eigenbewegungsschätzung basierend auf den Radardetektionsdaten der Radarsensoren und der Eigenbewegungsschätzung basierend auf den IMU-Daten kann eine genaue Orientierungsschätzung eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem der mobilen Plattform ermöglichen. Die Anwendung dieses Verfahrens kann möglich sein, sobald wenigstens ein Radarsensor und ein Gierratensensor auf einer mobilen Plattform montiert sind und die Position des Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform bekannt ist. In einigen Ausführungsformen ist ein Nachteil dieser Herangehensweise, dass ein zusätzlicher Sensor, beispielsweise eine IMU, der fähig ist, die Gierrate der mobilen Plattform zu messen, benötigt wird. Das Bereitstellen eines zusätzlichen Sensors kann die Kosten eines Systems erhöhen und abhängig von den Eigenschaften des IMU-Sensors zu Ungenauigkeiten führen, falls die IMU nicht zuverlässig ist.
• Eine weitere Möglichkeit kann die Orientierungsschätzung von Radarsensoren basierend auf hochgenauen Karten sein, wobei Ziele basierend auf Radardetektionen in Karten eingetragen und unmittelbar zur Selbstkalibrierung verwendet werden können. Eine Basis eines solchen Algorithmus kann das anschließende Abgleichen von Zielen aus unterschiedlichen Radarsensoren sein. Die Orientierungsschätzung kann auf ausgewählten Landmarken, die eine hohe Qualität aufweisen und von mehreren Sensoren detektiert worden sind, basieren. Nach dem gleichen Prinzip können ähnliche Herangehensweisen verwendet werden, solange mehrere Radarsensoren die gleichen Ziele aus unterschiedlichen Richtungen detektieren. In einigen Ausführungsformen ist ein Nachteil dieser Herangehensweisen, dass sie auf das Detektieren qualitativ hochwertiger Landmarken angewiesen sind, die durch mehrere Radare identifiziert und zwischen unterschiedlichen Radarsensoren zugeordnet werden können. In einigen Ausführungsformen kann das Vorhandensein qualitativ hochwertiger Landmarken nicht immer garantiert sein, und selbst wenn solche Landmarken existieren, kann das Abgleichen der detektierten Landmarken zwischen unterschiedlichen Sensoren eine schwierige Aufgabe sein.
• Andere existierende Möglichkeiten sind offline und extrinsisch und können daher in einigen Fällen nicht online ausgeführt werden. Beispielsweise können Radarsensoren mit Hilfe zusätzlicher Sensoren unmittelbar während der Installation kalibriert werden. Zu diesem Zweck kann eine Kamera verwendet werden, die gegebenenfalls zuerst kalibriert werden muss. Es können unterschiedliche Radar- und Kamerasysteme verwendet werden. Diese können jedoch zu einem erheblichen zusätzlichen Zeitaufwand führen.
• In Anbetracht des Vorstehenden stellen dementsprechend einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine robuste Herangehensweise für die Kalibrierung zum Berechnen des Gierwinkels einer Montagelage eines Radarsensors oder eines Netzes von Radarsensoren, beispielsweise inkohärenter Radarsensoren, für Automobil-Anwendungen, beispielsweise auf einer mobilen Plattform, ohne dass zusätzliche Sensoren (wie z. B. IMUs) oder zusätzliche Kalibrierungsausrüstung installiert werden müssen, bereit.
• In einigen Ausführungsformen ist es möglich, die Kalibrierung der Montagelage (z. B. des Gierwinkels) online auszuführen, was bedeutet, dass es möglich ist, eine Montagelage von Radarsensoren einer mobilen Plattform auf der Straße zu kalibrieren, während die mobile Plattform fährt. Dies kann ein Hauptvorteil gegenüber traditionelleren Herangehensweisen sein, bei denen eine Kalibrierungsprozedur in einer kontrollierten Umgebung erforderlich war und eine Kalibrierungsausrüstung verwendet werden musste.
• Einige Ausführungsformen ermöglichen auch die Überwachung der Montagelage (z. B. des Gierwinkels) von Radarsensoren einer mobilen Plattform über die Zeit, um zu detektieren, ob sich die Montagelage aufgrund einer Verformung des Fahrgestells der mobilen Plattform, beispielsweise infolge eines Unfalls oder einer Wärmeausdehnung, ändert. An einem heißen Tag kann sich beispielsweise das Fahrgestell der mobilen Plattform um einige Millimeter verformen, was sich stark auf die Montagelage der Radarsensoren auswirken kann. Somit kann es in einigen Ausführungsformen eines Algorithmus in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung möglich sein, die Radarsensoren einer mobilen Plattform während langer Zeitspannen kalibriert zu halten.
• Einige Ausführungsformen stellen einen Algorithmus zum Kalibrieren der Montagelage (z. B. des Gierwinkels) jedes Radarsensors in einem Netz von Radarsensoren bereit. Der Algorithmus kann eine kontinuierliche und Online-Schätzung der Montagelage der Radarsensoren während der Fahrt ermöglichen, ohne dass zusätzliche Sensoren wie IMUs oder Kameras benötigt werden. Kontinuierlich bedeutet hier, dass die Montagelage der Radarsensoren Zeitrahmen für Zeitrahmen geschätzt werden kann, wobei die Radarerfassung beispielsweise alle 100 Millisekunden ausgeführt werden kann.
• In einigen Ausführungsformen sind überlappende Sichtfelder für die Radarsensoren oder das Identifizieren von Landmarken in einer Szene im Gegensatz zu einigen existierenden Techniken nicht erforderlich, da ein anderes Prinzip zur Winkelberechnung, das keine übereinstimmende Detektionen zwischen den Radarsensoren oder übereinstimmende Detektionen mit im Voraus definierten Karten erfordert, verwendet werden kann.
• In einigen Ausführungsformen ist es nicht notwendig, zeitaufwändige und teure Kalibrierungsprozeduren zum Berechnen der Montagewinkel von Radarsensoren während der Installation der Radarsensoren zu durchlaufen.
• Einige Ausführungsformen basieren auf der Eigenbewegungskalibrierung einer mobilen Plattform, die eine Radar-zu-Radar-Registrierung vermeidet und eine Kalibrierung auf der Straße ermöglicht, so dass keine Kalibrierung in einer kontrollierten Umgebung erforderlich ist.
• Infolgedessen gehören einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu einer Schaltungsanordnung zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform, die konfiguriert ist, eine erste Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, zu schätzen, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; eine zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, zu schätzen, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und den Montagewinkel des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform zu schätzen.
• Die Schaltungsanordnung kann eine beliebige Entität, die in der Lage ist, Schätzungsberechnungen auszuführen, enthalten. Die Schaltung kann beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), ein im Feld programmierbares Gatter-Array (FPGA) und/oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) enthalten.
• Der Radarsensor kann zu einem Netz von Radarsensoren gehören. Der Radarsensor (oder die Radarsensoren des Netzes von Radarsensoren) kann auf einer mobilen Plattform, der das Koordinatensystem der mobilen Plattform entspricht, montiert sein. Das Koordinatensystem der mobilen Plattform kann das Ruhesystem der mobilen Plattform sein.
• Die mobile Plattform kann eine beliebige Plattform sein, die bewegt werden kann, beispielsweise ein Fahrzeug. Beispiele für eine mobile Plattform enthalten einen Pkw, einen Lkw, ein autonomes Fahrzeug, einen Zug, einen autonomen mobilen Roboter (AMR), einen Traktor, einen Bagger, ein Fahrrad, ein Motorrad, ein Dreirad, einen Peoplemover, ein Wasserfahrzeug, ein Luftfahrzeug, ein Raupenfahrzeug oder dergleichen.
• Der Radarsensor kann auf der mobilen Plattform mit einer Montagelage montiert sein. Die Montagelage kann einen Montagewinkel, beispielsweise einen Gierwinkel, enthalten. Der Gierwinkel kann ein Azimutwinkel, d. h. ein Winkel in der horizontalen Ebene, des Radarsensors im Koordinatensystem der mobilen Plattform sein.
• Der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor können auf der mobilen Plattform mit unterschiedlichen Montagelagen, z. B. mit unterschiedlichen Gierwinkeln, montiert sein und können zu einem Netz von Radarsensoren gehören.
• Der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor können konfiguriert sein, eine Radardetektion auszuführen und das Ergebnis der Radardetektion als erste Radardetektionsdaten bzw. zweite Radardetektionsdaten auszugeben.
• Die Radardetektion kann das Emittieren von Radarwellen und Messen der Reflexionen der emittierten Radarwellen von Zielen enthalten. Die Ziele können beliebige Objekte in der Umgebung der Radarsensoren sein. Die Ziele können beispielsweise andere (fahrende oder parkende) Fahrzeuge, Verkehrszeichen, Bäume, Gebäude, Fußgänger, Tiere usw. enthalten.
• Die ersten Radardetektionsdaten und die zweiten Radardetektionsdaten können die durch die Radardetektion detektierten Ziele angeben. Die ersten Radardetektionsdaten und die zweiten Radardetektionsdaten können dieselben Ziele angeben oder unterschiedliche Ziele angeben. Die ersten Radardetektionsdaten und die zweiten Radardetektionsdaten können zwei oder mehr Ziele angeben.
• Eine Geschwindigkeit der wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten oder durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, kann bekannt sein oder angenommen werden. Beispielsweise können die Schätzung der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors und die Schätzung der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors auf der Annahme beruhen, dass die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten bzw. durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, stationäre Ziele sind, d. h. dass sich die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten bzw. durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, in Bezug auf eine Straße, auf der die mobile Plattform fährt, oder eine Umgebung der mobilen Plattform nicht bewegen.
• Die erste Geschwindigkeit des ersten Radarsensors kann eine Geschwindigkeit des ersten Radarsensors relativ zu einem oder zu einer Gruppe von Zielen sein, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden. Falls die durch die ersten Radardetektionsdaten angegebenen Ziele beispielsweise (angenommen) stationäre Ziele sind, kann die erste Geschwindigkeit des ersten Radarsensors eine Geschwindigkeit des ersten Radarsensors relativ zur Straße, auf der die mobile Plattform fährt, oder zur Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt, sein.
• Ebenso kann die zweite Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors eine Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors relativ zu einem oder einer Gruppe von Zielen sein, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden. Falls die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegebenen Ziele beispielsweise (angenommen) stationäre Ziele sind, kann die zweite Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors eine Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors relativ zur Straße, auf der die mobile Plattform fährt, oder zur Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt, sein.
• Die mobile Plattform und/oder das Netz von Radarsensoren kann mehr als zwei Radarsensoren enthalten, die alle wie vorstehend beschrieben konfiguriert sein können und deren Geschwindigkeiten wie vorstehend beschrieben geschätzt werden können, jeweils basierend auf wenigstens zwei Zielen, die durch von dem jeweiligen Radarsensor erhaltene Radardetektionsdaten angegeben werden.
• Die Schätzung der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors kann auf einem linearen Gleichungssystem basieren, das eine Beziehung zwischen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors und den relativen Geschwindigkeiten der wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, herstellt.
• Die Schätzung der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors kann auf einem linearen Gleichungssystem basieren, das eine Beziehung zwischen der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors und den relativen Geschwindigkeiten der wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, herstellt.
• Die Schätzung der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors und die Schätzung der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors können auf einem Algorithmus der kleinsten Quadrate oder auf einer robusten Regression basieren.
• Die Schätzung der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors und die Schätzung der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors können auf einer Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Regression (RANSAC-Regression) basieren, um Messrauschen und Ausreißer in den ersten Radardetektionsdaten und in den zweiten Radardetektionsdaten zu berücksichtigen.
• In einigen Ausführungsformen ist die Schätzung der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors nur möglich, falls die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben. Ähnlich ist in einigen Ausführungsformen die Schätzung der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors nur möglich, falls die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben.
• In Ausführungsformen, in denen die mobile Plattform und/oder das Netz von Radarsensoren mehr als zwei Radarsensoren, von denen Radardetektionsdaten erhalten werden können, enthält, können die Geschwindigkeiten der zusätzlichen Radarsensoren basierend auf den von dem jeweiligen zusätzlichen Radarsensor erhaltenen Radardetektionsdaten in ähnlicher Weise wie die erste Geschwindigkeit des ersten Radarsensors und die zweite Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors geschätzt werden.
• Die Schätzung des Montagewinkels des ersten Radarsensors kann das Lösen eines Gleichungssystems enthalten, das eine Beziehung zwischen dem Montagewinkel des ersten Radarsensors, der geschätzten ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform herstellt.
• Die im Voraus definierte erste Montageposition des ersten Radarsensors kann eine Koordinate in dem Koordinatensystem der mobilen Plattform, an der der erste Radarsensor auf der mobilen Plattform montiert ist, angeben. Ebenso kann die im Voraus definierte zweite Montageposition des zweiten Radarsensors eine Koordinate in dem Koordinatensystem der mobilen Plattform, an der der zweite Radarsensor auf der mobilen Plattform montiert ist, angeben.
• Die im Voraus definierte erste Montageposition und die im Voraus definierte zweite Montageposition können in einem Speicher gespeichert sein und können aus dem Speicher gelesen werden, wenn die Schätzung des Montagewinkels des ersten Radarsensors ausgeführt wird.
• Beispielsweise können die im Voraus definierte erste Montageposition und die im Voraus definierte zweite Montageposition in den Speicher geschrieben werden, wenn die mobile Plattform hergestellt wird und/oder wenn der erste Radarsensor bzw. der zweite Radarsensor an der mobilen Plattform montiert wird.
• Falls die mobile Plattform und/oder das Netz von Radarsensoren mehr als zwei Sensoren enthält und die Geschwindigkeiten der zusätzlichen Sensoren wie vorstehend beschrieben geschätzt werden, kann das Gleichungssystem zum Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors ferner von den geschätzten Geschwindigkeiten der zusätzlichen Sensoren abhängen.
• Das Gleichungssystem zum Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors kann nichtlinear sein und kann unter Verwendung numerischer Verfahren wie z. B. dem Gauß-Newton-Algorithmus oder dem Levenberg-Marquardt-Algorithmus gelöst werden.
• In einigen Ausführungsformen geben die ersten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den ersten Radarsensor an, und die zweiten Radardetektionsdaten geben eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den zweiten Radarsensor an.
• Die Radialgeschwindigkeit eines Ziels kann eine Geschwindigkeit des Ziels in Bezug auf einen Radarsensor, d. h. eine Rate, mit der sich der Abstand zwischen dem Ziel und dem Radarsensor ändert, sein.
• Der Azimutwinkel eines Ziels kann ein Winkel in einer horizontalen Ebene eines Koordinatensystems eines Radarsensors, in der sich der Winkel des Ziels in dem Koordinatensystem des Radarsensors befindet, sein.
• Beispielsweise kann der Radarsensor detektieren, dass sich das Ziel mit einer Geschwindigkeit, die der Radialgeschwindigkeit des Ziels entspricht, in eine Richtung, die dem Azimutwinkel des Ziels entspricht, bewegt.
• Die Radialgeschwindigkeit des Azimutwinkels der wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, kann zum Schätzen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors verwendet werden. Beispielsweise kann ein lineares Gleichungssystem zum Schätzen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors eine Gleichung für jedes durch die ersten Radardetektionsdaten angegebene Ziel enthalten, wobei die Gleichung die Radialgeschwindigkeit des Ziels als konstanten Term, trigonometrische Funktionen des Azimutwinkels des Ziels als Koeffizienten und Geschwindigkeitskomponenten der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors als Unbekannte enthalten kann.
• Die Radialgeschwindigkeit des Azimutwinkels der wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, kann zum Schätzen der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors verwendet werden. Beispielsweise kann ein lineares Gleichungssystem zum Schätzen der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors eine Gleichung für jedes durch die zweiten Radardetektionsdaten angegebene Ziel enthalten, wobei die Gleichung die Radialgeschwindigkeit des Ziels als konstanten Term, trigonometrische Funktionen des Azimutwinkels des Ziels als Koeffizienten und Geschwindigkeitskomponenten der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors als Unbekannte enthalten kann.
• Die Radialgeschwindigkeit des Ziels und/oder der Azimutwinkel des Ziels können beispielsweise basierend auf Doppler-Radarerfassung detektiert werden.
• Falls die mobile Plattform und/oder das Netz von Radarsensoren mehr als zwei Radarsensoren enthält, können die von den zusätzlichen Radarsensoren erhaltenen Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel der durch die zusätzlichen Radarsensoren detektierten Ziele in Bezug auf den jeweiligen zusätzlichen Radarsensor angeben.
• In einigen Ausführungsformen enthält das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen einer Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform und einer Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition.
• Die Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform kann eine Geschwindigkeit der mobilen Plattform in Bezug auf die Straße, auf der die mobile Plattform fährt, oder auf die Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt, sein.
• Die Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform kann eine Rate sein, mit der sich die mobile Plattform in einer horizontalen Ebene des Koordinatensystems der mobilen Plattform in Bezug auf die Straße, auf der die mobile Plattform fährt, oder auf die Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt, dreht.
• Falls sich der Ursprung des Koordinatensystems der mobilen Plattform in der Mitte einer Hinterachse der mobilen Plattform befindet und die Ackermann-Bedingung angenommen wird, d. h. es gibt keinen Seitenschlupf an der Hinterachse der mobilen Plattform, kann eine Quergeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform verschwinden (gleich 0) und muss für ein Gleichungssystem zum Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors nicht berücksichtigt werden.
• Im Allgemeinen kann die Ackermann-Bedingung jedoch nicht angekommen werden, wobei in diesem Fall die Schätzung des Montagewinkels des ersten Radarsensors ferner auf wenigstens einer Geschwindigkeit eines dritten Radarsensors, die auf ähnliche Weise wie die erste Geschwindigkeit des ersten Radarsensors und die zweite Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors geschätzt werden kann, basieren kann.
• Die Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform, die Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform und die (verschwindende) Quergeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform können eine Eigenbewegung des Koordinatensystems der mobilen Plattform repräsentieren, d. h. eine Eigenbewegung der mobilen Plattform in Bezug auf die Straße, auf der die mobile Plattform fährt, oder auf die Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt.
• Deshalb kann die Schätzung des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen einer Eigenbewegung des Koordinatensystems der mobilen Plattform enthalten.
• In einigen Ausführungsformen basiert das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird.
• Der Vorgänger kann als Anfangswert für die erste Geschwindigkeit beim Schätzen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors eingestellt werden.
• Die zuvor geschätzte erste Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird, kann eine Geschwindigkeit des ersten Radarsensors sein, die basierend auf früheren Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor vor den ersten Radardetektionsdaten erhalten wurden, geschätzt wurde. Beispielsweise kann die zuvor geschätzte erste Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird, basierend auf früheren Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor 100 Millisekunden vor den ersten Radardetektionsdaten erhalten worden sind, geschätzt worden sein, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
• Das Verwenden einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors als Vorgänger zum Schätzen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors kann die zeitliche Stabilität der Schätzung verbessern.
• Das Verwenden einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors als Vorgänger zum Schätzen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors kann die Schätzung der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors beschleunigen, indem eine schnellere Konvergenz der Schätzung erleichtert wird.
• Dementsprechend kann eine zuvor geschätzte Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors oder eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors der mobilen Plattform und/oder des Netzes von Radarsensoren als Vorgänger zum Schätzen der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors bzw. einer Geschwindigkeit eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors verwendet werden.
• In einigen Ausführungsformen ist die Schaltungsanordnung ferner konfiguriert, den geschätzten Montagewinkel des ersten Radarsensors basierend auf einem Kalman-Filter zu filtern, um das Rauschen des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors zu reduzieren.
• Das Filtern des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf einem Kalman-Filter kann auf der Annahme basieren, dass sich der Montagewinkel des ersten Radarsensors typischerweise nicht mit der Zeit ändert.
• Ähnlich kann, falls die Schätzung des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen einer Eigenbewegung des Koordinatensystems der mobilen Plattform, beispielsweise der Längsgeschwindigkeit und/oder der Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform, enthält, ein Kalman-Filter auch auf die Eigenbewegung, beispielsweise die Längsgeschwindigkeit und/oder die Gierrate, des Koordinatensystems der mobilen Plattform angewandt werden.
• In einigen Ausführungsformen repräsentieren die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, und die wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, jeweils stationäre Ziele.
• Stationäre Ziele können Ziele sein, die sich in Bezug auf die Straße, auf der die mobile Plattform fährt, und/oder die Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt, nicht bewegen. Beispiele für stationäre Ziele können parkende Fahrzeuge, Straßenschilder, Bäume, Gebäude, stehende oder sitzende Fußgänger, Tiere oder dergleichen enthalten.
• In einigen Ausführungsformen geben die ersten Radardetektionsdaten ferner ein sich bewegendes Ziel an, und die Schaltungsanordnung ist ferner konfiguriert, das sich bewegende Ziel von den stationären Zielen basierend einer statistischen Analyse der ersten Radardetektionsdaten zu unterscheiden.
• Die ersten Radardetektionsdaten können auch mehr als ein sich bewegendes Ziel angeben, und die Schaltungsanordnung kann konfiguriert sein, die sich bewegenden Ziele von den stationären Zielen basierend auf einer statistischen Analyse der ersten Radardetektionsdaten zu unterscheiden.
• Ein sich bewegendes Ziel kann irgendein Ziel sein, das sich in Bezug auf die Straße, auf der die mobile Plattform fährt, und/oder die Umgebung der mobilen Plattform, in der sich die mobile Plattform bewegt, bewegt. Beispiele für sich bewegende Ziele können andere (fahrende) Fahrzeuge, Radfahrer, laufende Fußgänger und laufende oder fliegende Tiere sein.
• Beispielsweise können die sich bewegenden Ziele basierend auf der Annahme, dass die stationären Ziele eine größte Gruppe bilden, die einem konsistenten Geschwindigkeitsprofil in den ersten Radardetektionsdaten folgt, von den stationären Zielen unterschieden werden. Die sich bewegenden Ziele können auch basierend auf der Annahme, dass das Geschwindigkeitsprofil der stationären Ziele über die ersten Radardetektionsdaten, die zweiten Radardetektionsdaten und irgendwelche von irgendeinem zusätzlichen Radarsensor erhaltenen Radardetektionsdaten konsistent ist, von den stationären Zielen unterschieden werde.
• Die Unterscheidung zwischen dem sich bewegenden Ziel und den stationären Zielen kann in der RANSAC-Regression zum Schätzen der ersten Geschwindigkeit des ersten Radarsensors enthalten sein oder separat implementiert sein.
• Beispielsweise kann irgendein sich bewegendes Ziel, das in den ersten Radardetektionsdaten identifiziert wird, ignoriert werden, und die Schätzung der ersten Geschwindigkeit der ersten Radardetektionsdaten kann allein auf den stationären Zielen, die durch die ersten Radarerfassungsdaten angegeben werden, basieren.
• Ebenso können die zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor bzw. von einem beliebigen zusätzlichen Radarsensor erhalten werden, zusätzlich zu wenigstens zwei stationären Zielen ein oder mehrere sich bewegende Ziele angeben, und die sich bewegenden Ziele können von den stationären Zielen unterschieden werden, wie in Bezug auf die ersten Radardetektionsdaten beschrieben.
• In einigen Ausführungsformen basiert das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einem Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Algorithmus (RANSAC-Algorithmus).
• Ebenso kann das Schätzen der zweiten Geschwindigkeit des zweiten Radarsensors bzw. einer Geschwindigkeit eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors auf einem RANSAC-Algorithmus basieren.
• Das Schätzen einer Geschwindigkeit eines Radarsensors basierend auf einem RANSAC-Algorithmus kann die Robustheit der Schätzung in Bezug auf Messrauschen und/oder Ausreißer erhöhen.
• In einigen Ausführungsformen basiert das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors auf einem nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate. Beispiele für nichtlineare Algorithmen der kleinsten Quadrate enthalten den Gauß-Newton-Algorithmus und den Levenberg-Marquardt-Algorithmus.
• Das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf einem nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate kann die Robustheit der Schätzung in Bezug auf Messrauschen und/oder Ausreißer erhöhen.
• In einigen Ausführungsformen enthalten der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor Doppler-Radarsensoren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO-Doppler-Radarsensoren).
• Ähnlich können, falls die mobile Plattform und/oder das Netz von Radarsensoren irgendwelche zusätzlichen Radarsensoren enthält, diese zusätzlichen Radarsensoren ebenfalls MIMO-Doppler-Radarsensoren enthalten.
• Der erste Radarsensor, der zweite Radarsensor und/oder irgendein zusätzlicher Radarsensor können einen MIMO-Radarsensor mit Zeitmultiplexieren (TDM), einen MIMO-Radarsensor mit binärem Phasenmultiplexieren (BPM), einen MIMO-Radarsensor mit Frequenzmultiplexieren (FDM), einen MIMO-Radarsensor mit Codemultiplexieren (CDM) oder einen auf einer beliebigen Multiplex-Strategie basierenden Radarsensor enthalten.
• Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf MIMO-Doppler-Radarsensoren beschränkt. Als der erste Radarsensor, als der zweite Radarsensor und/oder als ein beliebiger zusätzlicher Radarsensor kann ein beliebiger Radarsensor oder eine Kombination von Radarsensoren verwendet werden, die geeignet sind, die Radialgeschwindigkeit und den Azimutwinkel von wenigstens zwei Zielen in Bezug auf den Radarsensor oder die Kombination von Radarsensoren zu erhalten. In einigen Ausführungsformen können der erste Radarsensor, der zweite Radarsensor und/oder ein beliebiger zusätzlicher Radarsensor beispielsweise ein sich drehender Radarsensor mit einer einzigen Antenne oder dergleichen sein.
• In einigen Ausführungsformen repräsentiert der Montagewinkel des ersten Radarsensors einen Gierwinkel des ersten Radarsensors.
• Der Gierwinkel kann eine Orientierung des ersten Radarsensors in einer horizontalen Ebene des Koordinatensystems der mobilen Plattform angeben.
• In einigen Ausführungsformen enthält das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen eines Montagewinkels des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition.
• Ebenso kann das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen eines Montagewinkels eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors der mobilen Plattform und/oder des Netzes von Radarsensoren in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition enthalten.
• Der Montagewinkel des zweiten Radarsensors und eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors kann einen Gierwinkel repräsentieren, d. h. eine Orientierung des zweiten Radarsensors bzw. eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform.
• Im Allgemeinen kann das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors auf einem Gleichungssystem basieren, das den Montagewinkel des ersten Radarsensors, den Montagewinkel des zweiten Radarsensors, einen Montagewinkel eines beliebigen zusätzlichen Radarsensors, die Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform und die Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform als Unbekannte enthält und das nach seiner Lösung, beispielsweise unter Verwendung eines nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate, Schätzwerte für alle diese Unbekannten ergibt.
• Die Schätzwerte für jede dieser Unbekannten können basierend auf einem Kalman-Filter gefiltert werden, um das Rauschen der Schätzwert zu reduzieren.
• In einigen Ausführungsformen enthält ein Verfahren zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform das Schätzen einer ersten Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; das Schätzen einer zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform.
• Das Verfahren kann wie vorstehend für die Schaltungsanordnung beschrieben konfiguriert sein, und in einigen Ausführungsformen ist jedes Merkmal, das durch die Schaltungsanordnung konfiguriert ist, ein Merkmal des Verfahrens, so dass alle Erläuterungen, die für die Schaltungsanordnung gegeben wurden, vollständig für das Verfahren gelten.
• Die hier beschriebenen Verfahren sind in einigen Ausführungsformen auch als ein Computerprogramm implementiert, das einen Computer und/oder einen Prozessor veranlasst, das Verfahren auszuführen, wenn es auf dem Computer und/oder Prozessor abläuft. In einigen Ausführungsformen ist auch ein nicht-transitorisches, computerlesbares Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, das ein Computerprogrammprodukt speichert, das dann, wenn es durch einen Prozessor, wie z. B. den vorstehenden beschriebenen Prozessor, ausgeführt wird, das Ausführen der hier beschriebenen Verfahren bewirkt.
• Zurück zu 1 ist ein Fahrzeug 1, das ein Beispiel für eine mobile Plattform ist, in einem Blockdiagramm dargestellt.
• Das Fahrzeug 1 weist über ein Fahrzeugkoordinatensystem 2 auf, das ein Beispiel für ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform ist und das einem Ruhesystem des Fahrzeugs 1 entspricht, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung einzuschränken. Eine x-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 zeigt in eine Längsfahrtrichtung des Fahrzeugs 1, eine y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 zeigt zu einer linken Seite des Fahrzeugs 1, und eine z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 zeigt nach oben. Der Ursprung des Fahrzeugkoordinatensystems 2 befindet sich in der Mitte einer Hinterachse des Fahrzeugs 1.
• Das Fahrzeug 1 enthält eine Schaltungsanordnung 3 und Radarsensoren 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 und 4-5.
• Die Radarsensoren 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 und 4-5 werden im Folgenden als Radarsensoren 4 bezeichnet. Die Radarsensoren 4 enthalten Doppler-Radarsensoren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO-Doppler-Radarsensoren) und bilden ein Netz von Radarsensoren.
• Jeder der Radarsensoren 4 besitzt ein Sensorkoordinatensystem 5, wie für den Radarsensor 4-1 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Das Sensorkoordinatensystem 5 entspricht einem Ruhesystem des jeweiligen Radarsensors 4. Eine x-Achse des Sensorkoordinatensystems 5 zeigt in eine Mittenrichtung des Sichtfeldes des jeweiligen Radarsensors 4. Eine y-Achse des Sensorkoordinatensystems 5 zeigt nach links in Bezug auf die x-Achse des Sensorkoordinatensystems 5. Eine z-Achse des Sensorkoordinatensystems 5 zeigt nach oben und ist somit parallel zu der z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems. Der Ursprung des Sensorkoordinatensystems 5 befindet sich an einer Montageposition des jeweiligen Radarsensors 4, d. h. an einer Position des Fahrzeugs 1, an der der jeweilige Radarsensor 4 montiert ist.
• Jeder der Radarsensoren 4 besitzt ferner ein ausgerichtetes Koordinatensystem 6, wie für den Radarsensor 4-1 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist. Das ausgerichtete Koordinatensystem 6 entspricht auch einem Ruhesystem des jeweiligen Radarsensors 4, ist jedoch in Bezug auf das Sensorkoordinatensystem 5 gedreht, so dass es mit einer Orientierung des Fahrzeugkoordinatensystems 2 übereinstimmt. Dementsprechend ist eine x-Achse des ausgerichteten Koordinatensystems 6 parallel zu der x-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 und zeigt somit in eine Längsfahrtrichtung des Fahrzeugs 1. Eine y-Achse des ausgerichteten Koordinatensystems 6 ist parallel zu der y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 und zeigt somit zu einer linken Seite des Fahrzeugs 1. Eine z-Achse des ausgerichteten Koordinatensystems 6 fällt mit der z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 5 zusammen, ist parallel zu der z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 und zeigt somit nach oben. Der Ursprung des ausgerichteten Koordinatensystems 6 fällt mit dem Ursprung des Sensorkoordinatensystems 5 des jeweiligen Radarsensors 4 zusammen und befindet sich somit an der Montageposition des jeweiligen Radarsensors 4 am Fahrzeug 1.
• Die Radarsensoren 4 sind an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs 1 montiert und in verschiedene Richtungen orientiert, d. h. die Radarsensoren 4 weisen unterschiedliche Montagelagen auf. Die Montagewinkel, die den Montagelagen der Radarsensoren 4 entsprechen, sind Gierwinkel, d. h. Winkel um die z-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2. Die Mittelachsen der Radarsensoren 4 liegen, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung einzuschränken, in der horizontalen Ebene des Fahrzeugkoordinatensystems 2, d. h. in der Ebene, die durch die x-Achse und die y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 aufgespannt wird.
• Die Radarsensoren 4 sind konfiguriert, Ziele durch Doppler-Radarerfassung zu detektieren und Radardetektionsdaten, die die durch den jeweiligen Radarsensor 4 detektierten Ziele angeben, auszugeben. Die Radardetektionsdaten eines Radarsensors 4 geben eine Radialgeschwindigkeit und eine Azimutwinkel jedes durch den jeweiligen Radarsensor 4 detektierten Ziels an.
• Die vorliegende Offenbarung betrifft das Berechnen der Montagelagen, d. h. der Gierwinkel, der Radarsensoren 4 basierend auf den von den Radarsensoren 4 erhaltenen Radardetektionsdaten.
• Die Herangehensweise zum Berechnen der Montagelagen der Radarsensoren 4 basiert auf einer Herangehensweise zur Dopplerradar-Eigenbewegungsschätzung. Die grundlegende Idee hinter der Herangehensweise zur Dopplerradar-Eigenbewegungsschätzung ist, dass die Eigenbewegungseigenschaften eines Eigenfahrzeugs, z. B. des Fahrzeugs 1, durch Schätzen der relativen Geschwindigkeiten statischer Objekte (d. h. Ziele) in einer Szene abgeleitet werden können, wobei davon ausgegangen wird, dass die statischen Ziele in der Szene von sich bewegenden Zielen in der Szene unterschieden werden können, vorausgesetzt dass die statischen Ziele eine größte Gruppe, die einem konsistenten Geschwindigkeitsprofil folgt, unter allen detektierten Zielen in der Szene bilden.
• Die Eigenbewegungsschätzung basiert auf der Formulierung eines linearen Gleichungssystems, das eine Beziehung zwischen den gemessenen Variablen (die Radialgeschwindigkeiten und Azimutwinkel detektierter Ziele enthalten) und den Eigenbewegungsvariablen (die eine Längsgeschwindigkeit und eine Gierrate des Fahrzeugs 1 enthalten) herstellt.
• Im Folgenden wird eine Beziehung zwischen den unterschiedlichen Variablen des linearen Gleichungssystems auf einer allgemeinen Ebene unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
• Eine Geschwindigkeit des j-ten Radarsensors 4 aus den Radarsensoren 4 in Bezug auf einen am Boden festen Koordinatenrahmen (z. B. eine Straße, auf der das Fahrzeug 1 fährt, oder eine Umgebung des Fahrzeugs 1, in der sich das Fahrzeug 1 bewegt) in dem Sensorkoordinatensystem 5 des jeweiligen Radarsensors 4 wird als v^SCSj bezeichnet und enthält eine Komponente ${\nu }_x^{{\text{SCS}}_j}$

  

  in Richtung der x-Achse und eine Komponente ${\nu }_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  in Richtung der y-Achse des entsprechenden Sensorkoordinatensystems 5: $${\nu }^{{\text{SCS}}_j}=\left[\begin{array}{c}{\nu }_x^{{\text{SCS}}_j}\\ {\nu }_y^{{\text{SCS}}_j}\end{array}\right]$$

  
• Die Geschwindigkeit v^SCSj des j-ten Radarsensors 4 wird basierend auf den von dem j-ten Radarsensor 4 erhaltenen Radardetektionsdaten geschätzt. Die von dem j-ten Radarsensor 4 erhaltenen Radardetektionsdaten geben N_j statische Ziele an. Nachstehend wird der Begriff „Ziel“ für statische Ziele verwendet, sofern nicht anders angegeben. Die von dem j-ten Radarsensor 4 erhaltenen Radardetektionsdaten ordnen das k-te Ziel einer Radialgeschwindigkeit ${\nu }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  und einem Azimutwinkel ${\theta }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  zu. Die Radialgeschwindigkeit ${\nu }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  ist eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem j-ten Radarsensor 4 und dem k-ten Ziel, d. h. eine Änderungsrate des euklidischen Abstands zwischen dem j-ten Radarsensor 4 und dem k-ten Ziel. Der Azimutwinkel ${\theta }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  ist Einfallswinkel eines durch das k-te Ziel reflektierten Radarsignals, d. h. ein Winkel zwischen der x-Achse des Sensorkoordinatensystems 5 des j-ten Radarsensors 4 und der Einfallsrichtung des durch das k-te Ziel reflektierten Radarsignals.
• Eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit v^SCSj des j-ten Radarsensors 4 und den von ihm detektierten Zielen kann gemäß dem folgenden linearen Gleichungssystem (2) konstruiert werden: $$\left[\begin{array}{c}-{\nu }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\\ -{\nu }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\\ ⋮\\ -{\nu }_{j,N_j}^{\text{D}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\theta }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\right)\\ \text{cos}\left({\theta }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\right)\\ ⋮& ⋮\\ \text{cos}\left({\theta }_{j,N_j}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j,N_j}^{\text{D}}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\nu }_x^{{\text{SCS}}_j}\\ {\nu }_y^{{\text{SCS}}_j}\end{array}\right]$$

  
• Der Geschwindigkeitsvektor v^SCSj des j-ten Radarsensors 4 kann in das ausgerichtete Koordinatensystem 6 des j-ten Radarsensors 4 transformiert werden, das an der Fahrtrichtung ausgerichtet ist, sich jedoch an der Position des j-ten Radarsensors 4 befindet, d. h. das ausgerichtete Koordinatensystem 6 des j-ten Radarsensors 4 entspricht dem Sensorkoordinatensystem 5 des j-ten Radarsensors 4, das um seine z-Achse um einen Winkel β_j gedreht ist, so dass die x-Achse und die y-Achse parallel zur x-Achse bzw. y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems 2 sind.
• Der Geschwindigkeitsvektor v^ACSj des j-ten Radarsensors 4 in dem ausgerichteten Koordinatensystem 6 des j-ten Radarsensors 4 enthält eine Komponente ${\nu }_x^{{\text{ACS}}_j}$

  

  in Richtung der x-Achse und eine Komponente ${\nu }_y^{{\text{ACS}}_j}$

  

  in Richtung der y-Achse des entsprechenden ausgerichteten Koordinatensystems 6: $${\nu }^{{\text{ACS}}_j}=\left[\begin{array}{c}{\nu }_x^{{\text{ACS}}_j}\\ {\nu }_y^{{\text{ACS}}_j}\end{array}\right]$$

  
• Dementsprechend ist eine Beziehung zwischen dem Geschwindigkeitsvektor v^ACSj des j-ten Radarsensors 4 in dem ausgerichteten Koordinatensystem 6 des j-ten Radarsensors 4 und dem Geschwindigkeitsvektor v^SCSj des j-ten Radarsensors 4 in dem Sensorkoordinatensystem 5 des j-ten Radarsensors 4 in Gleichung (4) gegeben: $$\left[\begin{array}{c}{\nu }_x^{{\text{SCS}}_j}\\ {\nu }_y^{{\text{SCS}}_j}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\beta }_j\right)& \text{sin}\left({\beta }_j\right)\\ -\text{sin}\left({\beta }_j\right)& \text{cos}\left({\beta }_j\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\nu }_x^{{\text{ACS}}_j}\\ {\nu }_y^{{\text{ACS}}_j}\end{array}\right]$$

  
• Hier ist β_j der Montagewinkel (Gierwinkel) des j-ten Radarsensors 4 in der Plattform, d. h. in dem Fahrzeug 1. Grundsätzlich wird in Gleichung (4) nur eine Rotationsmatrix basierend auf dem Montagewinkel β_j des j-tenRadarsensors 4 angewandt, um eine Beziehung zwischen dem Geschwindigkeitsvektor v^ACSj und dem Geschwindigkeitsvektor v^SCSj herzustellen.
• Ein Geschwindigkeitsvektor v^VCS des Fahrzeugkoordinatensystems 2 (und somit des Fahrzeugs 1) enthält eine Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1 und eine Längsgeschwindigkeit (Vorwärtsgeschwindigkeit) ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1: $${\nu }^{\text{VCS}}=\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Der Einfachheit halber ist das Fahrzeugkoordinatensystem 2 so ausgewählt, dass sein Ursprung in der Mitte der Hinterachse des Fahrzeugs 1 liegt, ohne dass der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung eingeschränkt wird. Dies erlaubt die begründete Annahme, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 entlang der y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems $20\frac{\text{m}}{\text{s}}$

  

  ist (Ackermann-Bedingung), was bedeutet, dass keine seitliche Drift vorhanden ist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Index j nicht in ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  erscheint, da diese Variablen nicht an einen speziellen Radarsensor 4, sondern an das Fahrzeug 1 gebunden sind.
• Ein Geschwindigkeitsvektor v^VCS des Fahrzeugkoordinatensystems 2 kann durch Anwenden der Transformation von Gleichung (6) auf v^ACSj geschätzt werden: $$\left[\begin{array}{c}{\nu }_x^{{\text{ACS}}_j}\\ {\nu }_y^{{\text{ACS}}_j}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}-y_j^{\text{P}}& 1\\ x_j^{\text{P}}& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Hier ist $x_j^{\text{P}}$

  

  eine Komponente in Richtung der x-Achse, und $y_j^{\text{P}}$

  

  ist eine Komponente in Richtung der y-Achse der Einbaulage des j-ten Radarsensors 4 in dem Fahrzeugkoordinatensystem 2.
• Durch Kombinieren der Gleichungen (2), (4) und (6) kann das endgültige Gleichungssystem zum Berechnen der Eigenbewegung des Fahrzeugs 1 basierend auf den Sensordetektionsdaten, die von dem j-ten Radarsensor 4 erhalten werden, konstruiert werden als: $$\left[\begin{array}{c}-{\nu }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\\ -{\nu }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\\ ⋮\\ -{\nu }_{j,N_j}^{\text{D}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\theta }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\right)\\ \text{cos}\left({\theta }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\right)\\ ⋮& ⋮\\ \text{cos}\left({\theta }_{j,N_j}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j,N_j}^{\text{D}}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\beta }_j\right)& \text{sin}\left({\beta }_j\right)\\ -\text{sin}\left({\beta }_j\right)& \text{cos}\left({\beta }_j\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}-y_j^{\text{P}}& 1\\ x_j^{\text{P}}& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Mit den Definitionen $${\nu }_j^{\text{D}}=\left[\begin{array}{c}-{\nu }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\\ -{\nu }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\\ ⋮\\ -{\nu }_{j,N_j}^{\text{D}}\end{array}\right],$$

  

  $$Q_j^{\text{D}}=\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\theta }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j\mathrm{,1}}^{\text{D}}\right)\\ \text{cos}\left({\theta }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j\mathrm{,2}}^{\text{D}}\right)\\ ⋮& ⋮\\ \text{cos}\left({\theta }_{j,N_j}^{\text{D}}\right)& \text{sin}\left({\theta }_{j,N_j}^{\text{D}}\right)\end{array}\right],$$

  

  $$Rot\left({\beta }_j\right)=\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\beta }_j\right)& \text{sin}\left({\beta }_j\right)\\ -\text{sin}\left({\beta }_j\right)& \text{cos}\left({\beta }_j\right)\end{array}\right],$$

  

  $$S_j=\left[\begin{array}{cc}-y_j^{\text{P}}& 1\\ x_j^{\text{P}}& 0\end{array}\right]$$

  

  und $$R_j=Q_j^{\text{D}}Rot\left({\beta }_j\right)S_j,$$

  

  kann Gleichung (7) umgeschrieben werden als: $${\nu }_j^{\text{D}}=Q_j^{\text{D}}Rot\left({\beta }_j\right)S_j\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]=R_j\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Die Gleichungen (7) und (9) sind nur für den j-ten Radarsensor 4 definiert. Da alle Radarsensoren 4 auf der gleichen Eigenplattform, d. h. dem Fahrzeug 1, montiert sind, können die einzelnen Gruppen von Gleichungen für jeden Radarsensor 4 gemeinsam zum Schätzen der Eigenbewegungsvariablen $\left({\omega }_z^{\text{VCS}}\text{ und }{\nu }_x^{\text{VCS}}\right)$

  

  berücksichtigt werden: $$\left[\begin{array}{c}{\nu }_1^{\text{D}}\\ {\nu }_1^{\text{D}}\\ ⋮\\ {\nu }_M^{\text{D}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\\ R_2\\ ⋮\\ R_M\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Hier ist M die Anzahl der am Fahrzeug 1, d. h. am Eigenfahrzeug, montierten Radarsensoren 4. In der Ausführungsform von 1 ist beispielsweise M = 5.
• Mit der endgültigen Gruppe von Gleichungen (10) können die Eigenbewegungsvariablen durch Lösen des linearen Regressionsproblems von (10) geschätzt werden.
• In einigen Ausführungsformen können die Datenpunkte, d. h. die detektierten Ziele und ihre zugeordneten Radialgeschwindigkeiten und Azimutwinkel, viele Ausreißer enthalten, da sich bewegende Ziele vorhanden sind. Daher kann es vorteilhaft sein, einen Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Algorithmus (RANSAC-Algorithmus) zum Lösen des linearen Regressionsproblems von (10) zu verwenden, um alle sich bewegenden Ziele, die von den Radardetektionsdaten angegeben werden, auszufiltern und zu ignorieren.
• Basierend auf Gleichung (10) kann eine Eigenbewegung des Fahrzeugs 1 geschätzt werden.
• Um die Schätzung der Eigenbewegung des Fahrzeugs 1 auf die Online-Kalibrierung der Radarsensoren 4 auszuweiten, kann die Gleichung (2), die bereits ein lineares Gleichungssystem bildet, gelöst werden, um den Geschwindigkeitsvektor v^SCSj des j-ten Radarsensors 4 zu schätzen.
• In einigen Ausführungsformen kann dies unter Verwendung eines RANSAC-Algorithmus erreicht werden, um Ausreißer in den Radardetektionsdaten, z. B. sich bewegende Ziele, auszufiltern.
• Das Ergebnis der Schätzung des Geschwindigkeitsvektors v^SCSj kann zum Formulieren eines zweiten Gleichungssystems durch Kombinieren der Gleichungen (4) und (6) verwendet werden: $$\left[\begin{array}{c}{\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}\\ {\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_j}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left({\beta }_j\right)& \text{sin}\left({\beta }_j\right)\\ -\text{sin}\left({\beta }_j\right)& \text{cos}\left({\beta }_j\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}-y_j^{\text{P}}& 1\\ x_j^{\text{P}}& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Dabei sind ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  die geschätzten Werte der Komponenten ${\nu }_x^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{\nu }_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  des Vektors ${\nu }^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{x}_j^{\text{P}}\text{ und }{y}_j^{\text{P}}$

  

  sind die Komponenten der Montageposition des j-ten Radarsensors 4 in dem Fahrzeugkoordinatensystem 2.
• Wenn der Montagewinkel β_j des j-ten Radarsensors 4 als Unbekannte behandelt wird, gibt es in Gleichung (11) drei Unbekannte: den Montagewinkel β_j des j-ten Radarsensors 4, die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1 und die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1. Betrachtet man in diesem Fall nur den j-ten Radarsensor 4, so ist das Gleichungssystem (11) ein unterbestimmtes System, da nur zwei Gleichungen, jedoch drei Unbekannte vorhanden sind.
• Betrachtet man jedoch den Fall mehrerer Radarsensoren 4, d. h. M Radarsensoren 4, können weitere Einschränkungen aufgenommen werden, wie in Gleichung (12) gezeigt ist: $$\left[\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_1}\\ {\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_1}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{c}{\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_2}\\ {\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_2}\end{array}\right]\\ ⋮\\ \left[\begin{array}{c}{\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_M}\\ {\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_M}\end{array}\right]\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}Rot\left({\beta }_1\right)S_1\\ Rot\left({\beta }_2\right)S_2\\ ⋮\\ Rot\left({\beta }_M\right)S_M\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\omega }_z^{\text{VCS}}\\ {\nu }_x^{\text{VCS}}\end{array}\right]$$

  
• Die Anzahl der Gleichungen im Gleichungssystem (12) ist 2M, während die Anzahl der Unbekannten M + 2 ist (eine Unbekannte für jeden der M Radarsensoren 4 aufgrund seines Montagewinkels β_j, eine Unbekannte für die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1 und eine Unbekannte für die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1).
• Dies bedeutet, dass das Gleichungssystem (12) überbestimmt ist, falls M größer als 2 ist, d. h. wenn mehr als zwei Radarsensoren 4 an dem Fahrzeug 1 montiert sind.
• Außerdem ist das Gleichungssystem (12) nicht mehr linear, da trigonometrische Funktionen auf die Montagewinkel β_i angewandt werden.
• Obwohl das Gleichungssystem (12) nichtlinear ist, kann es unter Verwendung einer nichtlinearen Herangehensweise der kleinsten Quadrate, wie z. B. dem Gauß-Newton-Algorithmus oder dem Marquardt-Levenberg-Algorithmus, gelöst werden.
• Durch die Lösung des nichtlinearen Gleichungssystems (12) werden alle Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 sowie die Eigenbewegungsvariablen (Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und Vorwärtsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  ) des Fahrzeugs 1 gleichzeitig, d. h. innerhalb desselben Schätzvorgangs, geschätzt.
• In einigen Ausführungsformen berücksichtigt der Rahmen zum Schätzen der Montagewinkel der Radarsensoren 4 und der Eigenbewegung des Fahrzeugs 1 keine Informationen über den Zeitverlauf. Das bedeutet, dass unabhängig für jeden Zeitrahmen ein Schätzungsergebnis erhalten werden kann, beispielsweise wenn die Radarerfassung in aufeinander folgenden Zeitrahmen ausgeführt wird.
• In einigen Ausführungsformen ermöglicht dies eine Anwendung des Rahmens zum Schätzen der Montagewinkel der Radarsensoren 4 und der Eigenbewegung des Fahrzeugs 1 zur Online-Kalibrierung, d. h. zum Schätzen der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 in Echtzeit während das Fahrzeug 1 fährt, da die Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 für jeden Zeitrahmen der Radarerfassung geschätzt werden können.
• In einigen Ausführungsformen ist es auch möglich, frühere Ergebnisse der Schätzung der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 zu verwenden, um die Kalibrierung im Laufe der Zeit stabiler zu machen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Ergebnis einer RANSAC-Schätzung für einen früheren Zeitrahmen als Vorgänger für eine RANSAC-Schätzung für einen aktuellen Zeitrahmen verwendet wird.
• In einigen Ausführungsformen werden die Schätzungsergebnisse durch Anwenden eines Kalman-Filters gefiltert, wobei davon ausgegangen wird, dass sich die Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 im Laufe der Zeit nicht ändern.
• Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Idee, dass in einigen Ausführungsformen für ein Mehrfach-Radarsystem die Gleichung (12) ein überbestimmtes (oder für zwei Radarsensoren 4 wenigstens ein quadriertes) Gleichungssystem repräsentiert, wenn die Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 und die Eigenbewegungsvariablen (Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und Vorwärtsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  ) des Fahrzeugs 1 als Unbekannte betrachtet werden. In einigen Ausführungsformen ermöglicht dies das Schätzen der Montagewinkel, ohne dass externe Sensoren verwendet werden müssen, und das Erhalten eines Schätzergebnisses in jedem Rahmen. Dies bedeutet, dass in einigen Ausführungsformen die Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 kontinuierlich, online, in Echtzeit und/oder als kausales System geschätzt werden können.
• Zurück zu 2 ist dort ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt.
• Die Schaltungsanordnung 3 enthält eine Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7, eine Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 und eine Kalman-Filtereinheit 9.
• Im Folgenden wird auf die vorstehend erläuterte mathematische Notation Bezug genommen.
• Die Schaltungsanordnung 3 empfängt Radardetektionsdaten von jedem der M Radarsensoren 4 des Fahrzeugs 1. Die von jedem Radarsensor 4 erhaltenen Radardetektionsdaten geben die durch den jeweiligen Radarsensor 4 detektierten Ziele und für jedes durch den j-ten Radarsensor 4 detektierte Ziel k eine zugeordnete Radialgeschwindigkeit ${\nu }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  und einen zugeordneten Azimutwinkel ${\theta }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  an, wobei die von dem j-ten Radarsensor 4 erhaltenen Radardetektionsdaten die N_j Ziele angeben.
• Die Schaltungsanordnung 3 stellt die empfangenen Radardetektionsdaten für die Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7 bereit.
• Die Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7 empfängt die Radardetektionsdaten, die die Radialgeschwindigkeiten ${\nu }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  und Azimutwinkel ${\theta }_{j,k}^{\text{D}},$

  

  die den durch den Radarsensor 4 detektierten Zielen zugeordnet sind, angeben.
• Die Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7 schätzt für jeden Radarsensor 4 basierend auf den durch die empfangenen Radardetektionsdaten angegebenen Radialgeschwindigkeiten ${\nu }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  und Azimutwinkel ${\theta }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  die Werte ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}$

  

  und ${\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  des Geschwindigkeitsvektors v^SCSj des jeweiligen Radarsensors 4 in dem entsprechenden Sensorkoordinatensystem 5. Die Schätzung der Werte ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}$

  

  und ${\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  der Geschwindigkeitsvektoren v^SCSj basiert auf der Lösung der Gleichung (2) unter Verwendung eines RANSAC-Regressionsalgorithmus. Um die Stabilität der Schätzung im Laufe der Zeit zu verbessern, verwendet die Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7 zuvor geschätzte Werte für den Geschwindigkeitsvektor v^SCSj als Vorgänger in einer aktuellen Schätzung.
• Die Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7 gibt die geschätzten Werte ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  für die Geschwindigkeitsvektoren v^SCSj der Radarsensoren 4 aus und stellt sie für die Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 bereit.
• Die Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 empfängt die geschätzten Werte ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}$

  

  und ${\widehat{\nu }}_y^{{\text{SCS}}_j}$

  

  für die Geschwindigkeitsvektoren v^SCSj der Radarsensoren 4 von der Sensorgeschwindigkeitsschätzeinheit 7.
• Die Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 empfängt ferner Montagepositionsinformationen, die die Montagepositionen $x_j^{\text{P}}\text{ und }{y}_j^{\text{P}}$

  

  der Radarsensoren 4 am Fahrzeug 1 angeben, beispielsweise von einem (in 2 nicht gezeigten) Speicher des Fahrzeugs 1. Die Montagepositionsinformationen sind im Voraus definiert und werden beispielsweise während der Montage der Radarsensoren 4 am Fahrzeug 1 oder während der Herstellung des Fahrzeugs 1 in den Speicher geschrieben.
• Die Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 schätzt die Werte der Montagewinkel (Gierwinkel) β_j der Radarsensoren 4 und die Werte der Eigenbewegungsvariablen (die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  enthalten) des Fahrzeugs 1, die die Unbekannten des Gleichungssystems (12) sind, basierend auf den empfangenen geschätzten Werten ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{\widehat{\nu }}^{{\text{SCS}}_j}$

  

  der Sensorgeschwindigkeitsvektoren v^SCSj und den empfangenen Montagepositionsinformationen (die die Montagepositionen $x_j^{\text{P}}\text{ und }{y}_j^{\text{P}}$

  

  angeben) der Radarsensoren 4, indem sie das nichtlineare Gleichungssystem (12) unter Verwendung numerischer Verfahren wie z. B. des Gauß-Newton-Algorithmus oder des Levenberg-Marquardt-Algorithmus löst.
• Die Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 gibt die geschätzten Werte der Montagewinkel (Gierwinkel) β_j der Radarsensoren 4 und die geschätzten Werte der Eigenbewegungsvariablen (die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  enthalten) des Fahrzeugs 1 aus und stellt sie für die Kalman-Filtereinheit 9 zur Verfügung.
• Die Kalman-Filtereinheit 9 empfängt die geschätzten Werte der Montagewinkel (Gierwinkel) β_j der Radarsensoren 4 und die geschätzten Werte der Eigenbewegungsvariablen (die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  enthalten) des Fahrzeugs 1 von der Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzeinheit 8 und wendet auf sie ein Kalman-Filter an, um das Rauschen der Schätzergebnisse zu reduzieren, basierend auf der Annahme, dass sich die Montagewinkel (Gierwinkel) β_j der Radarsensoren 4 im Laufe der Zeit nicht ändern.
• Durch Anwenden des Kalman-Filters erzeugt die Kalman-Filtereinheit 9 gefilterte Werte ${\beta }_j^{\text{F}}$

  

  der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 basierend auf den empfangenen geschätzten Werten der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4, und erzeugt gefilterte Werte ${\omega }_z^{\text{VCS}\text{,F}}\text{ und }{\nu }_x^{\text{VCS}\text{,F}}$

  

  der Eigenbewegungsvariablen des Fahrzeugs 1 basierend auf den empfangenen geschätzten Werten der Eigenbewegungsvariablen, die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  bzw. die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  enthalten.
• Die Kalman-Filtereinheit 9 gibt die gefilterten Werte ${\beta }_j^{\text{F}}$

  

  der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 und die gefilterten Werte ${\omega }_z^{\text{VCS}\text{,F}}\text{ und }{\nu }_x^{\text{VCS}\text{,F}}$

  

  der Eigenbewegungsvariablen des Fahrzeugs 1 aus.
• Die Schaltungsanordnung 3 gibt die durch die Kalman-Filtereinheit 9 ausgegebenen gefilterten Werte ${\beta }_j^{\text{F}}$

  

  der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 und die gefilterten Werte ${\omega }_z^{\text{VCS}\text{,F}}\text{ und }{\nu }_x^{\text{VCS}\text{,F}}$

  

  der Eigenbewegungsvariablen des Fahrzeugs 1 aus.
• 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 10 zum Schätzen der Montagewinkel β_j der am Fahrzeug 1 montierten Radarsensoren 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• Bei S11 wird eine Sensorgeschwindigkeitsschätzung ausgeführt. Bei der Sensorgeschwindigkeitsschätzungen werden Werte ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{\widehat{\nu }}^{{\text{SCS}}_j}$

  

  der Geschwindigkeitsvektoren v^SCSj der Radarsensoren 4 in den jeweiligen Sensorkoordinatensystemen 5 basierend auf Radardetektionsdaten, die von den M Radarsensoren 4 erhalten werden, geschätzt, wobei die von dem j-ten Radarsensor 4 erhaltenen Radardetektionsdaten N_j (statische) Ziele (mit N_j größer als oder gleich zwei) und für jedes Ziel k eine zugeordnete Radialgeschwindigkeit ${\nu }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  und einen zugeordneten Azimutwinkel ${\theta }_{j,k}^{\text{D}}$

  

  angeben.
• Die Sensorgeschwindigkeitsschätzung basiert auf dem Lösen der Gleichung (2) unter Verwendung eines RANSAC-Regressionsalgorithmus. Um die Stabilität der Schätzung über die Zeit zu verbessern, werden zuvor geschätzte Werte für den Geschwindigkeitsvektor v^SCSj als Vorgänger in einer aktuellen Schätzung verwendet.
• Bei S12 wird eine Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzung ausgeführt. Bei der Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzung werden die Werte der Montagewinkel (Gierwinkel) β_j der Radarsensoren 4 und die Werte der Eigenbewegungsvariablen (die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  enthalten) des Fahrzeugs 1, die die Unbekannten des Gleichungssystems (12) sind, basierend auf den bei S11 geschätzten Werten ${\widehat{\nu }}_x^{{\text{SCS}}_j}\text{ und }{\widehat{\nu }}^{{\text{SCS}}_j}$

  

  der Sensorgeschwindigkeitsvektoren v^SCSj und den Montagepositionsinformationen (die die Montagepositionen $x_j^{\text{P}}\text{ und }{y}_j^{\text{P}}$

  

  angeben) der Radarsensoren 4 geschätzt.
• Die Montagepositionsinformationen der Radarsensoren 4 werden von einem Speicher empfangen, in dem die Montagepositionsinformationen gespeichert sind.
• Die Montagewinkel- und Eigenbewegungsschätzung basiert auf dem Lösen des nichtlinearen Gleichungssystems (12) unter Verwendung numerischer Verfahren wie z. B. dem Gauß-Newton-Algorithmus oder dem Levenberg-Marquardt-Algorithmus.
• Bei S13 wird die Kalman-Filtern ausgeführt. Bei dem Kalman-Filtern wird ein Kalman-Filter auf die geschätzten Werte der Montagewinkel (Gierwinkel) β_j der Radarsensoren 4 und/oder auf die geschätzten Werte der Eigenbewegungsvariablen, die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  und die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  des Fahrzeugs 1 enthalten, die in S12 geschätzt worden sind, angewandt.
• Das Kalman-Filtern wird ausgeführt, um das Rauschen der Schätzergebnisse aus S12 zu reduzieren, und basiert auf der Annahme, dass sich die Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 im Laufe der Zeit nicht ändern.
• Als Ergebnis des Kalman-Filterns werden gefilterte Werte ${\beta }_j^{\text{F}}$

  

  der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 basierend auf den empfangenen geschätzten Werten der Montagewinkel β_j der Radarsensoren 4 und/oder gefilterte Werte ${\omega }_z^{\text{VCS}\text{,F}}\text{ und }{\nu }_x^{\text{VCS}\text{,F}}$

  

  der Eigenbewegungsvariablen des Fahrzeugs 1 basierend auf den empfangenen geschätzten Werten der Eigenbewegungsvariablen, die die Gierrate ${\omega }_z^{\text{VCS}}$

  

  bzw. die Längsgeschwindigkeit ${\nu }_x^{\text{VCS}}$

  

  enthalten, erzeugt.
• Im Folgenden sind Beispiele für Anwendungen der Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gegeben.
• Die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Beispielsweise kann die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung implementiert sein, die in einem mobilen Körper enthalten ist, der eine mobile Plattform ist und irgendeine Art von Automobilen, Elektrofahrzeugen, Hybrid-Elektrofahrzeugen, Motorrädern, Fahrrädern, Fahrzeugen zur persönlichen Mobilität, Flugzeugen, Drohnen, Schiffen, Robotern, Baumaschinen, landwirtschaftlichen Maschinen (Traktoren) und dergleichen ist.
• 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems 7000 als Beispiel für ein Steuersystem eines mobilen Körpers, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, abbildet. Beispielsweise können die Ausführungsformen von 2 oder 3 in dem Fahrzeugsteuersystem 7000 implementiert sein. Das Fahrzeugsteuersystem 7000 enthält mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 7010 miteinander verbunden sind.
• In dem in 4 abgebildeten Beispiel enthält das Fahrzeugsteuersystem 7000 eine Fahrsystemsteuereinheit 7100, eine Karosseriesystemsteuereinheit 7200, eine Batteriesteuereinheit 7300, eine Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 7500 zum Detektieren von Informationen über das Fahrzeuginnere und eine integrierte Steuereinheit 7600. Das Kommunikationsnetz 7010, das die mehreren Steuereinheiten miteinander verbindet, kann beispielsweise ein fahrzeuginternes Kommunikationsnetz sein, das mit einem beliebigen Standard konform ist, wie z. B. Steuereinheitenbereichsnetz (CAN), ein lokales Zusammenschaltungsnetz (LIN), ein lokales Netz (LAN), FlexRay (eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen.
• Jede der Steuereinheiten enthält: einen Mikrocomputer, der Arithmetikverarbeitung gemäß verschiedenen Arten von Programmen ausführt; einen Speicherabschnitt, in dem die durch den Mikrocomputer ausgeführten Programme, für verschiedene Arten von Operationen verwendete Parameter oder dergleichen gespeichert sind; und eine Ansteuerschaltung, die verschiedene Arten von Steuerzielvorrichtungen ansteuert. Jede der Steuereinheiten enthält ferner: eine Netzschnittstelle (Netz-I/F) zum Ausführen von Kommunikation mit anderen Steuereinheiten über das Kommunikationsnetz 7010; und eine Kommunikations-I/F zum Ausführen von Kommunikation mit einer Vorrichtung, einem Sensor oder dergleichen innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs durch drahtgebundene oder Funkkommunikation. Eine in 4 dargestellte Funktionskonfiguration der integrierten Steuereinheit 7600 enthält einen Mikrocomputer 7610, eine Allzweck-Kommunikations-I/F 7620, eine dedizierte Kommunikations-I/F 7630, einen Positionsbestimmungsabschnitt 7640, einen Bakenempfangsabschnitt 7650, eine I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen, einen Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 7670, eine I/F 7680 für ein im Fahrzeug montiertes Netz und einen Speicherabschnitt 7690. Die anderen Steuereinheiten enthalten auf ähnliche Weise einen Mikrocomputer, eine Kommunikations-I/F, einen Speicherabschnitt und dergleichen.
• Die Fahrsystemsteuereinheit 7100 steuert den Betrieb von Vorrichtungen, die mit dem Fahrsystem des Fahrzeugs zusammenhängen, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Die Fahrsystemsteuereinheit 7100 funktioniert beispielsweise als eine Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie z. B. eine Brennkraftmaschine, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf die Räder, einen Lenkmechanismus zum Einstellen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen. Die Fahrsystemsteuereinheit 7100 kann eine Funktion als eine Steuervorrichtung eines Antiblockiersystems (ABS), einer elektronischen Stabilitätskontrolle (ESC) oder dergleichen aufweisen.
• Die Fahrsystemsteuereinheit 7100 ist mit einem Fahrzeugzustandsdetektionsabschnitt 7110 verbunden. Der Fahrzeugzustandsdetektionsabschnitt 7110 enthält beispielsweise wenigstens eines aus einem Gyrosensor, der die Winkelgeschwindigkeit der axialen Drehbewegung einer Fahrzeugkarosserie detektiert, einem Beschleunigungssensor, der die Beschleunigung des Fahrzeugs detektiert, und Sensoren zum Detektieren des Betätigungsgrads eines Fahrpedals, des Betätigungsgrads eines Bremspedals, des Lenkwinkels eines Lenkrads, einer Drehzahl der Kraftmaschine oder der Drehgeschwindigkeit von Rädern und dergleichen. Die Fahrsystemsteuereinheit 7100 führt eine Arithmetikverarbeitung unter Verwendung eines Signals aus, das aus dem Fahrzeugzustandsdetektionsabschnitt 7110 eingegeben wird, und steuert die Brennkraftmaschine, den Antriebsmotor, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, die Bremsvorrichtung und dergleichen.
• Die Karosseriesystemsteuereinheit 7200 steuert den Betrieb verschiedener Arten von Vorrichtungen, die für die Fahrzeugkarosserie bereitgestellt sind, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Die Karosseriesystemsteuereinheit 7200 funktioniert beispielsweise als eine Steuervorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein Smart-Key-System, eine elektrische Fensterhebevorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie Scheinwerfer, Rückfahrscheinwerfer, Bremsleuchten, Blinker, Nebelscheinwerfer oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung als Alternative zu einem Schlüssel übertragen werden, oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystemsteuereinheit 7200 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 7200 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebevorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
• Die Batteriesteuereinheit 7300 steuert eine Sekundärbatterie 7310, die eine Stromversorgungsquelle für den Antriebsmotor ist, in Übereinstimmung mit verschiedenen Programmen. Die Batteriesteuereinheit 7300 wird beispielsweise mit Informationen über die Temperatur der Batterie, die Ausgangsspannung der Batterie, die verbleibenden Ladungsmenge der Batterie oder dergleichen von einer Batterievorrichtung, das die Sekundärbatterie 7310 enthält, versorgt. Die Batteriesteuereinheit 7300 führt unter Verwendung dieser Signale eine Arithmetikverarbeitung aus und führt eine Steuerung zum Regulieren der Temperatur der Sekundärbatterie 7310 aus oder steuert eine Kühlvorrichtung für die Batterievorrichtung oder dergleichen.
• Die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen über die Außenwelt des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsteuersystem 7000 enthält. Beispielsweise ist die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs mit wenigstens einem aus einem Bildgebungsabschnitt 7410 (Bildverarbeitung) und einem Detektionsabschnitt 7420 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs verbunden. Der Bildgebungsabschnitt 7410 enthält wenigstens eine aus einer Flugzeit-Kamera (ToF-Kamera), einer Stereokamera, einer monokularen Kamera, einer Infrarotkamera und anderen Kameras. Der Detektionsabschnitt 7420 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs enthält beispielsweise wenigstens einen Umweltsensor zum Detektieren der aktuellen atmosphärischen Bedingungen oder Wetterbedingungen und einen Sensor zum Detektieren von Umgebungsinformationen zum Detektieren eines anderen Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Fußgängers oder dergleichen in der Umgebung des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsteuersystem 7000 enthält.
• Der Umweltsensor kann beispielsweise wenigstens einer aus einem Regentropfensensor, der Regen detektiert, einem Nebelsensor, der Nebel detektiert, einen Sonnenscheinsensor, der den Grad des Sonnenscheins detektiert, oder einen Schneesensor, der Schneefall detektiert, sein. Der Sensor zum Detektieren von Umgebungsinformationen kann wenigstens eines aus einem Ultraschallsensor, einer Radarvorrichtung oder einer LIDAR-Vorrichtung (Vorrichtung zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung oder Vorrichtung zur Laserbildgebungsdetektion und Entfernungsmessung) sein. Jeder aus dem Bildgebungsabschnitt 7410 und dem Detektionsabschnitt 7420 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs kann als unabhängiger Sensor oder unabhängige Vorrichtung vorgesehen sein oder kann als eine Vorrichtung, in der mehrere Sensoren oder Vorrichtungen integriert sind, vorgesehen sein.
• 5 bildet ein Beispiel für die Installationspositionen des Bildgebungsabschnitts 7410 und des Detektionsabschnitts 7420 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs ab. Die Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914, 7916 und 7918 sind beispielsweise an wenigstens einer der Positionen aus einer Frontnase, den Seitenspiegeln, einem hinteren Stoßfänger und einer Heckklappe des Fahrzeugs 7900 und an einer Position am oberen Abschnitt der Windschutzscheibe im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet. Der Bildgebungsabschnitt 7910, der an der Frontnase vorgesehen ist, und der Bildgebungsabschnitt 7918, der am oberen Abschnitt der Windschutzscheibe im Innenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist, erhalten hauptsächlich ein Bild des Bereichs vor dem Fahrzeug 7900. Die Bildgebungsabschnitte 7912 und 7914, die an den Seitenspiegeln vorgesehen sind, erhalten hauptsächlich ein Bild des Bereichs seitlich des Fahrzeugs 7900. Der Bildgebungsabschnitt 7916, der an dem hinteren Stoßfänger oder an der Heckklappe vorgesehen ist, erhält hauptsächlich ein Bild des Bereichs hinter dem Fahrzeug 7900. Der Bildgebungsabschnitt 7918, der an dem oberen Abschnitt der Windschutzscheibe im Innenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist, wird hauptsächlich verwendet, um ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, ein Signal, ein Verkehrszeichen, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
• Im Übrigen bildet 5 ein Beispiel für die Aufnahmeeichweiten der jeweiligen Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914 und 7916 ab. Eine Bildgebungsreichweite a repräsentiert die Bildgebungsreichweite des Bildgebungsabschnitts 7910, der an der Frontnase vorgesehen ist. Die Bildgebungsreichweiten b und c repräsentieren jeweils die Bildgebungsreichweiten der Bildgebungsabschnitte 7912 und 7914, an den Seitenspiegeln vorgesehen sind. Eine Bildgebungsreichweite d ist die Bildgebungsreichweite des Bildgebungsabschnitts 7916, der an dem hinteren Stoßfänger oder der Heckklappe vorgesehen ist. Ein Bild des Fahrzeugs 7900 gesehen von oben aus der Vogelperspektive kann beispielsweise durch Überlagern der durch die Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914 und 7916 aufgenommenen Bilddaten erhalten werden.
• Die Abschnitte 7920, 7922, 7924, 7926, 7928 und 7930 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs, die an der Vorderseite, der Rückseite, den Seiten und den Ecken des Fahrzeugs 7900 sowie am oberen Abschnitt der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen sind, können beispielsweise ein Ultraschallsensor oder eine Radarvorrichtung sein. Die Abschnitte 7920, 7926 und 7930 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs, die an der Frontnase des Fahrzeugs 7900, dem hinteren Stoßfänger, der Heckklappe des Fahrzeugs 7900 und dem oberen Abschnitt der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen sind, können beispielsweise eine LIDAR-Vorrichtung sein. Diese Abschnitte 7920 bis 7930 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs werden hauptsächlich zum Detektieren eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses oder dergleichen verwendet.
• Zurück zu 4 wird die Beschreibung fortgesetzt. Die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs lässt den Bildgebungsabschnitt 7410 ein Bild des Bereichs außerhalb des Fahrzeugs abbilden und empfängt die aufgenommenen Bilddaten. Zusätzlich empfängt die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs Detektionsinformationen von dem Detektionsabschnitt 7420 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs, der mit der Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs verbunden ist. In einem Fall, in dem der Detektionsabschnitt 7420 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs ein Ultraschallsensor, eine Radarvorrichtung oder eine LIDAR-Vorrichtung ist, sendet die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs eine Ultraschallwelle, eine elektromagnetische Welle oder dergleichen aus und empfängt Informationen über eine empfangene reflektierte Welle. Auf der Basis der empfangenen Informationen kann die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts, wie z. B. eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Verkehrszeichens, eines Schriftzeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen, oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstands zu diesem ausführen. Die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis der empfangenen Informationen eine Umwelterkennungsverarbeitung zum Erkennen von Regen, Nebel, Fahrbahnbedingungen oder dergleichen ausführen. Die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis der empfangenen Informationen einen Abstand zu einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs berechnen.
• Zusätzlich kann die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs auf der Basis der empfangenen Bilddaten eine Verarbeitung zum Erkennen eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Verkehrszeichens, eines Schriftzeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstands zu diesem ausführen. Die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs kann die empfangenen Bilddaten einer Verarbeitung unterziehen, wie z. B. einer Verzerrungskorrektur, einer Ausrichtung oder dergleichen, und die von mehreren unterschiedlichen Bildgebungsabschnitten 7410 aufgenommenen Bilddaten kombinieren, um ein Bild aus der Vogelperspektive oder ein Panoramabild zu erzeugen. Die Einheit 7400 zum Detektieren von Informationen außerhalb des Fahrzeugs kann unter Verwendung der Bilddaten, die durch den Bildgebungsabschnitt 7410 aufgenommen wurden und die unterschiedliche Bildgebungsteile enthalten, eine Blickwinkelumsetzung ausführen.
• Die Einheit 7500 zum Detektieren von Informationen über das Fahrzeuginnere detektiert Informationen über den Innenraum des Fahrzeugs. Die Einheit 7500 zum Detektieren von Informationen über das Fahrzeuginnere ist beispielsweise mit einem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 7510, der den Zustand eines Fahrers detektiert, verbunden. Der Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 7510 kann eine Kamera, die den Fahrer abbildet, einen Biosensor, der biologische Informationen des Fahrers detektiert, ein Mikrofon, das Geräusche im Innenraum des Fahrzeugs aufnimmt, oder dergleichen enthalten. Der Biosensor ist beispielsweise in einer Sitzoberfläche, dem Lenkrad oder dergleichen angeordnet und detektiert biologische Informationen eines Insassen, der in einem Sitz sitzt, oder des Fahrers, der das Lenkrad hält. Auf der Basis von Detektionsinformationen, die von dem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 7510 eingegeben werden, kann die Einheit 7500 zum Detektieren von Informationen über das Fahrzeuginnere einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder bestimmen, ob der Fahrer schläft. Die Einheit 7500 zum Detektieren von Informationen über das Fahrzeuginnere kann ein Audiosignal, das durch die Aufnahme der Geräusche erhalten wird, einer Verarbeitung unterziehen, wie z. B. einer Geräuschunterdrückung oder dergleichen.
• Die integrierte Steuereinheit 7600 steuert den allgemeinen Betrieb innerhalb des Fahrzeugsteuersystems 7000 in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Die integrierte Steuereinheit 7600 ist mit einem Eingabeabschnitt 7800 verbunden. Der Eingabeabschnitt 7800 ist durch eine Vorrichtung implementiert, die eine Eingabeoperation durch einen Insassen ermöglicht, wie beispielsweise eine berührungssensitive Tafel, eine Taste, ein Mikrofon, ein Schalter, ein Hebel oder dergleichen. Die integrierte Steuereinheit 7600 kann mit Daten versorgt werden, die durch die Spracherkennung von Spracheingaben über das Mikrofon erhalten werden. Der Eingabeabschnitt 7800 kann beispielsweise eine Fernbedienungsvorrichtung sein, die Infrarotstrahlen oder andere Funkwellen verwendet, oder eine verbundene externe Vorrichtung wie z. B. ein Mobiltelefon, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) oder dergleichen, die die Bedienung des Fahrzeugsteuerungssystems 7000 unterstützt. Der Eingabeabschnitt 7800 kann beispielsweise eine Kamera sein. In diesem Fall kann ein Insasse Informationen durch Gesten eingeben. Alternativ können auch Daten eingegeben werden, die durch Detektieren der Bewegung einer am Körper tragbaren Vorrichtung, die ein Insasse trägt, erhalten werden. Ferner kann der Eingabeabschnitt 7800 beispielsweise eine Eingabesteuerschaltung oder dergleichen enthalten, die ein Eingabesignal auf der Basis von Informationen, die durch einen Insassen oder dergleichen unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Eingabeabschnitts 7800 eingegeben werden, erzeugt und die das erzeugte Eingabesignal an die integrierte Steuereinheit 7600 ausgibt. Ein Insasse oder dergleichen gibt verschiedene Arten von Daten ein oder erteilt dem Fahrzeugsteuerungssystem 7000 eine Anweisung für eine Verarbeitungsoperation, indem er den Eingabeabschnitt 7800 bedient.
• Der Speicherabschnitt 7690 kann einen Festwertspeicher (ROM), der verschiedene Arten von Programmen, die durch den Mikrocomputer ausgeführt werden, speichert, und einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der verschiedene Arten von Parametern, Operationsergebnissen, Sensorwerten oder dergleichen speichert, enthalten. Zusätzlich kann der Speicherabschnitt 7690 durch eine magnetische Speichervorrichtung wie ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder dergleichen, eine Halbleiterspeichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung, eine magneto-optische Speichervorrichtung oder dergleichen implementiert sein.
• Die Allzweck-Kommunikations-I/F 7620 ist eine weit verbreitete Kommunikations-I/F, wobei diese Kommunikations-I/F die Kommunikation mit verschiedenen Einrichtungen in einer äußeren Umgebung 7750 vermittelt. Die Allzweck-Kommunikations-I/F 7620 kann ein Mobilkommunikationsprotokoll, wie z. B. das globale Mobilkommunikationssystem (GSM (eingetragenes Warenzeichen)), weltweite Zusammenarbeit für Mikrowellenzugang (WiMAX (eingetragenes Warenzeichen)), Langzeitentwicklung (LTE (eingetragenes Warenzeichen)), LTEerweitert (LTE-A) oder dergleichen, oder ein anderes Drahtloskommunikationsprotokoll, wie z. B. Drahtlos-LAN (auch als „Wireless Fidelity“ (Wi-Fi (eingetragenes Warenzeichen)) bezeichnet), Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen, implementieren. Die Allzweck-Kommunikations-I/F 7620 kann beispielsweise über eine Basisstation oder einen Zugangspunkt mit einer Einrichtung (beispielsweise einem Anwendungsserver oder einem Steuerserver), die sich in einem externen Netz (beispielsweise dem Internet, einem Cloud-Netz oder einem unternehmensspezifischen Netz) befindet, verbinden. Zusätzlich kann die Allzweck-Kommunikations-I/F 7620 mit einem in der Nähe des Fahrzeugs vorhandenen Endgerät (wobei das Endgerät beispielsweise das Endgerät des Fahrers, eines Fußgängers, eines Geschäfts oder ein Endgerät zur Kommunikation vom Maschinentyp (MTC-Endgerät) ist) verbinden, beispielsweise unter Verwendung von Peer-to-Peer-Technologie (P2P-Technologie).
• Die dedizierte Kommunikations-I/F 7630 ist eine Kommunikations-I/F, die ein zum Gebrauch in Fahrzeugen entwickeltes Kommunikationsprotokoll unterstützt. Die dedizierte Kommunikations-I/F 7630 kann ein Standardprotokoll, wie beispielsweise Drahtloszugang in einer Fahrzeugumgebung (WAVE), das eine Kombination aus IEEE (Institut für Elektro- und Elektronik-Techniker) 802.11p als tiefere Schicht und IEEE 1609 als höhere Schicht ist, dedizierte Kurzstreckenkommunikation (DSRC) oder ein Mobilkommunikationsprotokoll implementieren. Die dedizierte Kommunikations-I/F 7630 führt typischerweise V2X-Kommunikation als Konzept durch, das eines oder mehrere aus der Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeug (Fahrzeug zu Fahrzeug), Kommunikation zwischen einer Straße und einem Fahrzeug (Fahrzeug zu Infrastruktur), Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Haus (Fahrzeug zu Haus) und Kommunikation zwischen einem Fußgänger und einem Fahrzeug (Fahrzeug zu Fußgänger) enthält.
• Der Positionsbestimmungsabschnitt 7640 führt beispielsweise die Positionsbestimmung aus, indem er ein Signal des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS-Signal) von einem GNSS-Satelliten (beispielsweise GPS-Signal von einem Satelliten des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS-Satelliten)) empfängt und Positionsinformationen, die die geografische Breite, die geografische Länge und Höhenlage des Fahrzeugs enthalten, erzeugt. Im Übrigen kann der Positionsbestimmungsabschnitt 7640 eine aktuelle Position durch den Austausch von Signalen mit einem Drahtloszugangspunkt identifizieren oder kann die Positionsinformationen von einem Endgerät wie z. B. einem Mobiltelefon, einem persönlichen Handtelefonsystem (PHS) oder einem Smartphone, das eine Positionsbestimmungsfunktion aufweist, erhalten.
• Der Bakenempfangsabschnitt 7650 empfängt beispielsweise eine Funkwelle oder eine elektromagnetische Welle, die von einer auf einer Straße installierten Funkstation oder dergleichen gesendet wird, und erhält dadurch Informationen über die aktuelle Position, Staus, eine gesperrte Straße, eine erforderliche Zeit oder dergleichen. Im Übrigen kann die Funktion des Bakenempfangsabschnitts 7650 in der vorstehend beschriebenen dedizierten Kommunikations-I/F 7630 enthalten sein.
• Die I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen ist eine Kommunikationsschnittstelle, die die Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 7610 und verschiedenen innerhalb des Fahrzeugs vorhandenen fahrzeuginternen Vorrichtungen 7760 vermittelt. I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen kann eine Drahtlosverbindung unter Verwendung eines Drahtloskommunikationsprotokolls wie z. B. Drahtlos-LAN, Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen), Nahfeldkommunikation (NFC) oder drahtlosen universellen seriellen Bus (WUSB) aufbauen. Zusätzlich kann die I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen eine drahtgebundene Verbindung über einen universellen seriellen Bus (USB), hochauflösende Multimediaschnittstelle (HDMI (eingetragenes Warenzeichen)), hochauflösende Mobilverbindung (MHL) oder dergleichen über einen Verbindungsanschluss (und, falls erforderlich, ein Kabel), der in den Figuren nicht abgebildet ist, aufbauen. Die fahrzeuginternen Vorrichtungen 7760 können beispielsweise wenigstens eines aus einer mobilen Vorrichtung oder einer am Körper tragbaren Vorrichtung, die im Besitz eines Insassen ist, oder einer Informationsvorrichtung, die im Fahrzeug mitgeführt wird oder an diesem befestigt ist, enthalten. Die fahrzeuginternen Vorrichtungen 7760 können auch eine Navigationsvorrichtung, die nach einem Weg zu einem beliebigen Ziel sucht, enthalten. Die I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen tauscht Steuersignale oder Datensignale mit diesen fahrzeuginternen Vorrichtungen 7760 aus.
• Die I/F 7680 für ein im Fahrzeug montiertes Netz ist eine Schnittstelle, die die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 7610 und dem Kommunikationsnetz 7010 vermittelt. Die I/F 7680 für ein im Fahrzeug montiertes Netz sendet und empfängt Signale oder dergleichen in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Protokoll, das durch das Kommunikationsnetz 7010 unterstützt wird.
• Der Mikrocomputer 7610 der integrierten Steuereinheit 7600 steuert das Fahrzeugsteuersystem 7000 in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen auf der Basis von Informationen, die über wenigstens eines aus der Allzweck-Kommunikations-I/F 7620, der dedizierten Kommunikations-I/F 7630, dem Positionsbestimmungsabschnitt 7640, dem Bakenempfangsabschnitt 7650, der I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen und der I/F 7680 für ein im Fahrzeug montiertes Netz 7680 erhalten werden. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 7610 auf der Basis der erhaltenen Informationen über das Innere und das Äußere des Fahrzeugs einen Steuersollwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung berechnen und einen Steuerbefehl an die Fahrsystemsteuereinheit 7100 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 7610 eine kooperative Steuerung ausführen, die dazu vorgesehen ist, Funktionen eines erweiterten Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu implementieren, wobei diese Funktionen die Vermeidung von Kollisionen oder die Abmilderung von Stößen für das Fahrzeug, Verfolgungsfahren auf der Basis eines Folgeabstands, Fahren unter Beibehalten der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder dergleichen enthalten. Zusätzlich kann der Mikrocomputer 7610 eine kooperative Steuerung ausführen, die für automatisches Fahren vorgesehen ist und das Fahrzeug autonom fahren lässt, ohne von der Bedienung durch den Fahrer abhängig zu sein, oder dergleichen, indem er die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der erhaltenen Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs steuert.
• Der Mikrocomputer 7610 kann dreidimensionale Abstandsinformationen zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt, wie z.B. einer umgebenden Struktur, einer Person oder dergleichen, erzeugen und lokale Karteninformationen, die Informationen über die Umgebung der aktuellen Position des Fahrzeugs enthalten, auf der Basis von Informationen erzeugen, die über wenigstens eines aus der Allzweck-Kommunikations-I/F 7620, der dedizierten Kommunikations-I/F 7630, dem Positionsbestimmungsabschnitt 7640, dem Bakenempfangsabschnitt 7650, der I/F 7660 für fahrzeuginterne Vorrichtungen und der I/F 7680 für ein im Fahrzeug montiertes Netz erhalten werden. Zusätzlich kann der Mikrocomputer 7610 auf der Basis der erhaltenen Informationen Gefahren vorhersagen, wie z. B. eine Kollision des Fahrzeugs, Annäherung eines Fußgängers oder dergleichen, eine Einfahrt in eine gesperrte Straße oder dergleichen, und ein Warnsignal erzeugen. Das Warnsignal kann beispielsweise ein Signal zum Produzieren eines Warntons oder zum Aufleuchten einer Warnlampe sein.
• Der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 7670 sendet ein Ausgangssignal für einen Ton und/oder ein Bild an eine Ausgabevorrichtung, die in der Lage ist, einem Fahrzeuginsassen oder der Außenwelt des Fahrzeugs Informationen visuell oder akustisch mitzuteilen. In dem Beispiel von 4 sind ein Audio-Lautsprecher 7710, ein Anzeigeabschnitt 7720 und eine Instrumententafel 7730 als die Ausgabevorrichtung dargestellt. Der Anzeigeabschnitt 7720 kann beispielsweise eine Bordanzeigevorrichtung und/oder ein Head-up-Display enthalten. Der Anzeigeabschnitt 7720 kann eine Anzeigefunktion für erweiterte Realität (AR) aufweisen. Die Ausgabevorrichtung kann eine andere Vorrichtung als diese sein und kann eine weitere Vorrichtung sein, wie z. B. Kopfhörer, eine am Körper tragbare Vorrichtung wie z. B. ein von einem Insassen getragenes Anzeigevorrichtung vom Brillentyp oder dergleichen, ein Projektor, eine Lampe oder dergleichen. In einem Fall, in dem die Ausgabevorrichtung eine Anzeigevorrichtung ist, zeigt die Anzeigevorrichtung die durch verschiedene Arten der durch den Mikrocomputer 7610 ausgeführten Verarbeitung erhaltenen Ergebnisse oder die von einer anderen Steuereinheit empfangenen Informationen in verschiedenen Formen visuell an, wie z. B. als Text, Bild, Tabelle, Grafik oder dergleichen. Zusätzlich setzt in einem Fall, in dem die Ausgabevorrichtung eine Audio-Ausgabevorrichtung ist, Audio-Ausgabevorrichtung ein Audiosignal, das aus wiedergegebenen Audiodaten oder Tondaten oder dergleichen besteht, in ein analoges Signal um und gibt das analoge Signal hörbar aus.
• Im Übrigen können in dem in 4 abgebildeten Beispiel wenigstens zwei über das Kommunikationsnetz 7010 miteinander verbundene Steuereinheiten in eine Steuereinheit integriert sein. Alternativ kann jede einzelne Steuereinheit mehrere Steuereinheiten enthalten. Ferner kann das Fahrzeugsteuersystem 7000 eine weitere, in den Figuren nicht abgebildete Steuereinheit enthalten. Zusätzlich können ein Teil der oder alle durch eine der Steuereinheiten ausgeführten Funktionen in der vorstehenden Beschreibung einer anderen Steuereinheit zugewiesen werden. Das heißt, dass die vorbestimmte Arithmetikverarbeitung durch irgendeine der Steuereinheiten ausgeführt werden kann, solange Informationen über das Kommunikationsnetz 7010 gesendet und empfangen werden. Ebenso kann ein Sensor oder eine Vorrichtung, der/die mit einer der Steuereinheiten verbunden ist, mit einer anderen Steuereinheit verbunden sein, und mehrere Steuereinheiten können Detektionsinformationen über das Kommunikationsnetz 7010 wechselseitig senden und empfangen.
• Im Übrigen kann ein Computerprogramm zum Realisieren der Funktionen der Datenverarbeitungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in Bezug auf 4 beschrieben ist, in einer der Steuereinheiten oder dergleichen implementiert sein. Zusätzlich kann auch ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium, das ein solches Computerprogramm speichert, bereitgestellt werden. Das Aufzeichnungsmedium ist beispielsweise eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische Platte, ein Flash-Speicher oder dergleichen. Zusätzlich kann das vorstehend beschriebene Computerprogramm beispielsweise über ein Netz verteilt werden, ohne dass das Aufzeichnungsmedium verwendet wird.
• Es ist zu beachten, dass die Ausführungsformen Verfahren mit einer beispielhaften Reihenfolge der Verfahrensschritte beschreiben. Die spezifische Reihenfolge der Verfahrensschritte dient jedoch nur der Veranschaulichung und ist nicht als bindend zu deuten. Änderungen in der Reihenfolge der Verfahrensschritte können für den Fachmann offensichtlich sein.
• Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Aufteilung der Schaltungsanordnung 3 in 2 in die Einheiten 7, 8 und 9 nur der Veranschaulichung dient und dass die vorliegende Offenbarung nicht auf irgendeine spezifische Aufteilung der Funktionen in spezifische Einheiten beschränkt ist. Zum Beispiel könnten wenigstens Teile der Schaltungsanordnung 3 durch einen entsprechend programmierten Prozessor, ein im Feld programmierbares Gatter-Array (FPGA), dedizierte Schaltungen und dergleichen implementiert werden.
• Alle in dieser Spezifikation beschriebenen und in den beigefügten Ansprüchen beanspruchten Einheiten und Entitäten können, sofern nicht anders angegeben, als integrierte Schaltungslogik, beispielsweise auf einem Chip, implementiert sein, und durch solche Einheiten und Entitäten bereitgestellte Funktionalität kann, sofern nicht anders angegeben, durch Software implementiert sein.
• Soweit die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Offenbarung wenigstens teilweise unter Verwendung softwaregesteuerter Datenverarbeitungsvorrichtungen implementiert sind, ist zu verstehen, dass ein Computerprogramm, das eine solche Softwaresteuerung bereitstellt, und ein Übertragungs-, Speicher- oder anderes Medium, durch das ein solches Computerprogramm bereitgestellt wird, als Aspekte der vorliegenden Offenbarung betrachtet werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie auch wie nachstehend beschrieben konfiguriert sein kann.
1. (1) Schaltungsanordnung zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform, wobei die Schaltungsanordnung konfiguriert ist zum:
   • Schätzen einer ersten Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben;
   • Schätzen einer zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und
   • Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform.
2. (2) Schaltungsanordnung nach (1), wobei die ersten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den ersten Radarsensor angeben und wobei die zweiten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den zweiten Radarsensor angeben.
3. (3) Schaltungsanordnung nach (1) oder (2), wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition einer Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform und einer Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform enthält.
4. (4) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (3), wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird, basiert.
5. (5) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (4), wobei die Schaltungsanordnung ferner konfiguriert ist, den geschätzten Montagewinkel des ersten Radarsensors basierend auf einem Kalman-Filter zu filtern, um das Rauschen des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors zu reduzieren.
6. (6) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (5), wobei die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, und die wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, jeweils stationäre Ziele repräsentieren.
7. (7) Schaltungsanordnung nach (6), wobei die ersten Radardetektionsdaten ferner ein sich bewegendes Ziel angeben, und wobei die Schaltungsanordnung ferner konfiguriert ist, das sich bewegende Ziel von den stationären Zielen basierend auf einer statistischen Analyse der ersten Radardetektionsdaten zu unterscheiden.
8. (8) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (7), wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einem Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Algorithmus basiert.
9. (9) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (8), wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors auf einem nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate basiert.
10. (10) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (9), wobei der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor Doppler-Radarsensoren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen enthalten.
11. (11) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (10), wobei der Montagewinkel des ersten Radarsensors einen Gierwinkel des ersten Radarsensors repräsentiert.
12. (12) Schaltungsanordnung nach einem aus (1) bis (11), wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen eines Montagewinkels des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition enthält.
13. (13) Verfahren zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
    • Schätzen einer ersten Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben;
    • Schätzen einer zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und
    • Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform.
14. (14) Verfahren nach (13), wobei die ersten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den ersten Radarsensor angeben und wobei die zweiten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den zweiten Radarsensor angeben.
15. (15) Verfahren nach (13) oder (14), wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition einer Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform und einer Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform enthält.
16. (16) Verfahren nach einem aus (13) bis (15), wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird, basiert.
17. (17) Verfahren nach einem aus (13) bis (16), das ferner das Filtern des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf einem Kalman-Filter, um das Rauschen des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors zu reduzieren, umfasst.
18. (18) Verfahren nach einem aus (13) bis (17), wobei die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, und die wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, jeweils stationäre Ziele repräsentieren.
19. (19) Verfahren nach (18), wobei die ersten Radardetektionsdaten ferner ein sich bewegendes Ziel angeben, und wobei das Verfahren ferner das Unterscheiden des sich bewegenden Ziels von den stationären Zielen basierend auf einer statistischen Analyse der ersten Radardetektionsdaten umfasst.
20. (20) Verfahren nach einem aus (13) bis (19), wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einem Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Algorithmus basiert.
21. (21) Verfahren nach einem aus (13) bis (20), wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors auf einem nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate basiert.
22. (22) Verfahren nach einem aus (13) bis (21), wobei der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor Doppler-Radarsensoren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen enthalten.
23. (23) Verfahren nach einem aus (13) bis (22), wobei der Montagewinkel des ersten Radarsensors einen Gierwinkel des ersten Radarsensors repräsentiert.
24. (24) Verfahren nach einem aus (13) bis (23), wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen eines Montagewinkels des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition enthält.
25. (25) Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die dann, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, das Verfahren nach aus (13) bis (24) auszuführen.
26. (26) Nicht-transitorisches, computerlesbares Aufzeichnungsmedium, das ein Computerprogrammprodukt speichert, das dann, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, bewirkt, dass das Verfahren nach einem aus (13) bis (24) ausgeführt wird.

Claims (20)

1. Schaltungsanordnung zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform, wobei die Schaltungsanordnung konfiguriert ist zum: Schätzen einer ersten Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; Schätzen einer zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den ersten Radarsensor angeben und wobei die zweiten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den zweiten Radarsensor angeben.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition einer Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform und einer Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform enthält.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird, basiert.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsanordnung ferner konfiguriert ist, den geschätzten Montagewinkel des ersten Radarsensors basierend auf einem Kalman-Filter zu filtern, um das Rauschen des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors zu reduzieren.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, und die wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, jeweils stationäre Ziele repräsentieren.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die ersten Radardetektionsdaten ferner ein sich bewegendes Ziel angeben, und wobei die Schaltungsanordnung ferner konfiguriert ist, das sich bewegende Ziel von den stationären Zielen basierend auf einer statistischen Analyse der ersten Radardetektionsdaten zu unterscheiden.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einem Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Algorithmus basiert.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors auf einem nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate basiert.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor Doppler-Radarsensoren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen enthalten.
11. Verfahren zum Schätzen eines Montagewinkels eines Radarsensors in Bezug auf ein Koordinatensystem einer mobilen Plattform, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Schätzen einer ersten Geschwindigkeit eines ersten Radarsensors basierend auf ersten Radardetektionsdaten, die von dem ersten Radarsensor erhalten werden, wobei die ersten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben; Schätzen einer zweiten Geschwindigkeit eines zweiten Radarsensors basierend auf zweiten Radardetektionsdaten, die von dem zweiten Radarsensor erhalten werden, wobei die zweiten Radardetektionsdaten wenigstens zwei Ziele angeben, und Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, einer im Voraus definierten ersten Montageposition des ersten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform und einer im Voraus definierten zweiten Montageposition des zweiten Radarsensors in Bezug auf das Koordinatensystem der mobilen Plattform.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die ersten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den ersten Radarsensor angeben und wobei die zweiten Radardetektionsdaten eine Radialgeschwindigkeit und einen Azimutwinkel jedes der wenigstens zwei Ziele in Bezug auf den zweiten Radarsensor angeben.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors das Schätzen basierend auf der geschätzten ersten Geschwindigkeit, der geschätzten zweiten Geschwindigkeit, der im Voraus definierten ersten Montageposition und der im Voraus definierten zweiten Montageposition einer Längsgeschwindigkeit des Koordinatensystems der mobilen Plattform und einer Gierrate des Koordinatensystems der mobilen Plattform enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einer zuvor geschätzten ersten Geschwindigkeit, die als Vorgänger verwendet wird, basiert.
15. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Filtern des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors basierend auf einem Kalman-Filter, um das Rauschen des geschätzten Montagewinkels des ersten Radarsensors zu reduzieren, umfasst.
16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die wenigstens zwei Ziele, die durch die ersten Radardetektionsdaten angegeben werden, und die wenigstens zwei Ziele, die durch die zweiten Radardetektionsdaten angegeben werden, jeweils stationäre Ziele repräsentieren.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die ersten Radardetektionsdaten ferner ein sich bewegendes Ziel angeben, und wobei das Verfahren ferner das Unterscheiden des sich bewegenden Ziels von den stationären Zielen basierend auf einer statistischen Analyse der ersten Radardetektionsdaten umfasst.
18. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schätzen der ersten Geschwindigkeit auf einem Zufallsstichprobenübereinstimmungs-Algorithmus basiert.
19. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schätzen des Montagewinkels des ersten Radarsensors auf einem nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate basiert.
20. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor Doppler-Radarsensoren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen enthalten.

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