DE102022200000A1 - Verfahren zur Rausch-Schätzung bei einem Radarsensor - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Rausch-Schätzung bei einem Radarsensor (10), der ein digitales Spektrum (14) generiert, das eine empfange Signalstärke als Funktion mindestens eines diskreten Ortungsparameters (d, v) angibt, wobei an dem Spektrum (14) sowohl eine CFAR-Detektion (26) zur Entscheidung, ob eine untersuchte Zelle (16) im Ortungsraum ein echtes Radarziel oder nur Rauschen enthält, als auch eine Bestimmung (28) eines Rauschpegels (PR) anhand der Signalstärken in einer Auswahl von Nachbarzellen erfolgt, die in der Nähe der untersuchten Zelle liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die CFAR-Detektion der Bestimmung des Rauschpegels vorangeht und dass Zellen, die bei der CFAR-Detektion als Ziel-Zellen erkannt wurden, aus der Auswahl der Nachbarzellen ausgeschlossen werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rausch-Schätzung bei einem Radarsensor, der ein digitales Spektrum generiert, das eine empfangene Signalstärke als Funktion mindestens eines diskreten Ortungsparameters angibt, wobei an dem Spektrum sowohl eine Detektion, beispielsweise eine CFAR-Detektion zur Entscheidung, ob eine untersuchte Zelle im Ortungsraum ein echtes Radarziel oder nur Rauschen enthält, als auch eine Bestimmung eines Rauschpegels anhand der Signalstärken in einer Auswahl von Nachbarzellen erfolgt, die in der Nähe der untersuchten Zelle liegen.
• Weiterhin betrifft die Erfindung ein Radarsystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in dem das Verfahren implementiert ist.
• Stand der Technik
• In einem Radarsensor für Kraftfahrzeuge wird aus den empfangenen Radarechos typischerweise ein Spektrum gebildet, das ein Maß für die empfangene Signalstärke, beispielsweise die komplexe Amplitude oder das Amplitudenquadrat, als Funktion des Abstands und der radialen Relativgeschwindigkeit des zugehörigen Objekts angibt. Die diskreten Ortungsparameter sind in diesem Fall der Abstand und die Geschwindigkeit. Der durch die Ortungsparameter aufgespannte Ortungsraum ist in eine Vielzahl von Abstands/Geschwindigkeits-Zellen aufgeteilt und bildet somit eine zweidimensionale Matrix, in der für jede Zelle die zugehörige Amplitude eingetragen ist.
• Die Abschätzung des Rauschens im Radarspektrum spielt in der Radar-Signalverarbeitung eine wichtige Rolle, da sie die Berechnung des Signal/Rausch-Abstands und eine Differenzierung zwischen Ziel- und Rauschzellen im Spektrum ermöglicht. In der Praxis werden zu diesem Zweck CFAR-Detektoren (Constant False Alarm Rate) verwendet, die adaptiv für jede Zelle des Spektrums den Rauschpegel in Abhängigkeit vom Inhalt der benachbarten Zellen schätzen und als Schwellenwert verwenden. Hierbei sind die beiden am weitesten verbreiteten Methoden Cell-Averaging-CFAR (CA-CFAR) (A. Farina, F.A. Studer. „A Review of CFAR Detection Techniques in Radar Systems“ Microwave Journal, 1986, Seiten 115-128) und Ordered-Statistics-CFAR (OS-CFAR) (S. Blake. „OS-CFAR theory for multiple targets and nonuniform clutter“ IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1988, Seiten 785-790).
• Komplexere Methoden, wie z.B. Greatest-of-CFAR (GO-CFAR) (X. Meng, Y. He. „Two generalized greatest of selection CFAR algorithms“ CIE International Conference on Radar Proceedings, 2001, Seiten 359-362) oder Adaptive-Linear-Combined-CFAR (ALC-CFAR) (B. Magaz, A. Belouchrani. „A New Adaptive Linear Combined CFAR Detector in Presence of Interfering Targets“. Progress in Electromagnetics Research B, 2011, Seiten 367-387) erweitern oder kombinieren Ansätze aus CA- und OS-CFAR, um verschiedene Schätzwerte des Rauschens zu bilden, die anschließend durch Auswahl oder Kombination zur Festlegung des Schwellenwerts verwendet werden.
• Eine den CFAR-Detektoren inhärente Schwäche in Bezug auf die Rausch-Schätzung ist, dass die von Zielen reflektierte Signalleistung in die Berechnung des Rauschens mit einbezogen wird. Das liegt daran, dass bei CFAR-Detektoren entweder zunächst der Rausch-Schätzwert gebildet wird und erst danach die Differenzierung zwischen Rausch- und Zielzellen im Spektrum erfolgt oder der Rausch-Schätzwert implizit in die Unterscheidung zwischen Rausch- und Zielzellen einfließt. Bei der Rausch-Schätzung müssen deshalb alle Zellen mit gleicher Gewichtung berücksichtig werden, da noch keine Information vorhanden ist in welchen Zellen sich tatsächliche Ziele befinden. Dies hat zur Folge, dass das Rauschen in der spektralen Umgebung von Zielen tendenziell zu hoch geschätzt wird.
• Offenbarung der Erfindung
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das eine wirklichkeitsnähere Rausch-Schätzung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Detektion der Bestimmung des Rauschpegels vorangeht und dass Zellen, die bei der Detektion als Ziel-Zellen erkannt wurden, aus der Auswahl der Nachbarzellen für die Rausch-Schätzung ausgeschlossen werden.
• Auf diese Weise wird verhindert, dass die hohen Signalwerte in den Ziel-Zellen die Rausch-Schätzung verfälschen.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• In einer ersten Stufe kann ein herkömmlicher CFAR-Detektor dazu verwendet werden, zwischen Rausch- und Zielzellen zu differenzieren. Welche Art von CFAR dabei verwendet wird ist generell frei wählbar und kann je nach Anwendungsfall festgelegt werden.
• Bei Radarsystemen für Kraftfahrzeuge ist z.B. die Verwendung der OS-CFAR gegenüber der CA-CFAR bevorzugt, da erstere robuster gegen Mehrzielumgebungen ist, wie sie in urbanen Szenarien häufig auftreten.
• Des weiteren können in der ersten Stufe auch andere Detektoren, die nicht nach dem CFAR-Prinzip arbeiten, verwendet werden. Beispielsweise kann als sehr einfache Ausführung eine konstante Detektionsschwelle zur Differenzierung zwischen Rausch- und Zielzellen herangezogen werden.
• Ein etwaiger Rausch-Schätzwert, der in der ersten Stufe beispielsweise von einem CFAR Detektor zur Festlegung des Schwellenwerts gebildet wird, ist nicht weiter von Interesse, da das Rauschen in der zweiten Stufe von einem dedizierten Rausch-Schätzer ermittelt wird. Das ermöglicht auch die Verwendung von CFAR-Implementierungen, die den Schwellenwert implizit berechnen. Dazu zählt z.B. die „Rank-Only OS-CFAR“ (M. R. Bales, T. Benson, R. Dickerson, D. Campbell, R. Hersey and E. Culpepper. „Real- time implementations of ordered-statistic CFAR“ IEEE Radar Conference, 2012, Seiten 896-901), die eine effiziente Hardware-Implementierung ohne explizite Rausch-Schätzung ermöglicht.
• In einer zweiten Stufe erfolgt dann eine dedizierte Rausch-Schätzung, beispielsweise auf der Basis der folgenden Eingabedaten:
• - Spektrum P, beispielsweise Abstands/Geschwindigkeits-Spektrum, in der Form einer m × n Matrix
• - Detektionsinformation D für jede Zelle in Form einer booleschen m × n Matrix, in der D=1 einer Ziel-Zelle und D=0 einer Rausch-Zelle entspricht.
• Die Verwendung von zweidimensionalen Datenstrukturen ist jedoch nicht zwingend. Es können auch zusätzliche Dimensionen wie z.B. mehrere Empfangskanäle in Verbindung mit digitalen Strahlformern herangezogen werden. Die Verwendung von eindimensionalen Datenstrukturen ist ebenfalls ohne Einschränkung möglich.
• Zur Bildung des Schätzwerts kann beispielsweise ein Fenster mit fest parametrisierter Größe N über das Spektrum geschoben werden. Bei Zellen im Fenster, die vom vorgelagerten CFAR Detektor als Ziel-Zellen klassifiziert wurden, wird dann der Spektralwert der Zelle ignoriert und beispielsweise durch einen Rausch-Schätzwert für eine oder mehrere Zellen in der Nachbarschaft ersetzt, für die das Ergebnis der Rausch-Schätzung bereits vorliegt. Der Rausch-Schätzwert für die aktuell untersuchte Zelle wird dann beispielsweise berechnet, indem man den gleitenden Mittelwert N-ter Ordnung über alle Zellen im Fenster bildet. Diese Mittelwertbildung kann zweckmäßig in einem iterativen Prozess erfolgen.
• In einer weiteren Ausführungsform wird die Größe des Fensters N um die Anzahl der als Ziel-Zellen klassifizierten Zellen N_D, die sich zum Zeitpunkt der Rausch-Schätzung innerhalb des Fensters befinden, reduziert. Das resultierende Fenster beinhaltet nun ausschließlich Rausch-Zellen, sodass es nicht mehr notwendig ist, vorangegangene Ergebnisse der Rausch-Schätzung aus der Nachbarschaft zu verwenden. Der Rausch-Schätzwert für die aktuell untersuchte Zelle könnte dann beispielweise auf dem Mittelwert (N - N_D)-ter Ordnung basieren.
• In einer dritten Ausführungsform werden wie im vorrangegangen Beispiel alle Zellen die als Ziel-Zellen klassifiziert wurden aus dem Fenster entfernt. Anstatt die Rausch-Schätzung nun auf den verbliebenen (N - N_D) Zellen auszuführen wird jedoch das Fenster solange in der Nachbarschaft vergrößert, bis es wieder genau N Zellen enthält. Das resultieren Fenster besteht nun ausschließlich aus Rausch-Zellen und der resultierende Rausch-Schätzwert basiert stets auf N Eingangswerten.
• Das für die Rausch-Schätzung verwendete Fenster kann eindimensional sein (z.B. nur entlang der Geschwindigkeits-Achse) oder zwei- oder mehrdimensional.
• Die zu untersuchende Zelle kann je nach Ausführungsform in der Mitte oder an einem Ende bzw. in einer Ecke des Fensters liegen.
• In einer Hardwareimplementierung der Erfindung ist zur Abbildung des Fensters zweckmäßig ein Schieberegister oder ein FIFO-Speicher (First In First Out) vorgesehen.
• Die Anzahl N der Zellen des Fensters ist vorzugsweise eine Zweierpotenz, da dann bei der Mittelwertbildung die Division durch N einfach und effizient durch eine Bit-Verschiebung erreicht werden kann.
• Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 ein Blockdiagramm eines Radarsystems, in dem das erfindungsgemäße Verfahren implementiert ist;
• 2 ein Blockschaltbild einer Implementierung eines Rank-Only OS-CFAR-Detektors;
• 3 zwei verschiedene Zustände eines gleitenden Fensters; und
• 4 ein Blockschaltbild einer Implementierung eines Rausch-Schätzers.
• In 1 ist als Blockdiagramm ein Radarsystem für ein Kraftfahrzeug dargestellt, das einen Radarsensor 10 und ein elektronisches Auswertungssystem 12 aufweist. Der Radarsensor 10, beispielsweise ein FMCW-Radar (Frequency Modulated Continuous Wave) wandelt die empfangenen analogen Radarsignale in digitale Signale um und bildet daraus durch schnelle Fouriertransformation ein diskretes zweidimensionales Spektrum 14, in dem eine Dimension den Abstand d eines georteten Objekts und die andere Dimension die radiale Relativgeschwindigkeit v des Objekts repräsentiert. Wenn ein Objekt mit dem Abstand d und der Relativgeschwindigkeit v geortet wird, so zeichnet sich das in dem Spektrum 14 als ein lokales Maximum der Signalstärke an dem Punkt (d, v) im Spektrum ab. Der durch die Abstands- und Geschwindigkeitsdimensionen aufgespannte Ortungsraum ist in eine Anzahl von Zellen 16 aufgeteilt, die jeweils einem bestimmten Abstandsintervall und einem bestimmten Geschwindigkeitsintervall entsprechen und zusammen eine n x m Matrix bilden. Jeder Zelle 16 ist ein Spektralwert a zugeordnet, der die Signalstärke in der betreffenden Zelle angibt. Beispielsweise ist der Spektralwert a eine komplexe Amplitude, die sowohl Amplituden- als auch Phaseninformation enthält.
• Zu dem Auswertungssystem 12 gehört auch eine CFAR- und Rausch-Detektionseinheit 18, die in 1 als gesonderter Block dargestellt ist und zwei miteinander zusammenhängende Aufgaben zu erfüllen hat. Eine erste Aufgabe besteht darin, für jede der Zellen 16 im Spektrum zu entscheiden, ob die Zelle ein Radarziel enthält oder ob das für diese Zelle empfangene Signal lediglich Rauschen darstellt. Im ersteren Fall wird die Zelle als Ziel-Zelle 20 bezeichnet, im letzteren Fall als Rausch-Zelle 22. Die zweite Aufgabe besteht darin, für jede Zelle 16 einen lokalen Rauschpegel P_R zu schätzen.
• Die Entscheidung, ob eine gegebene Zelle eine Ziel-Zelle ist oder nicht, führt zu einem binären Detektionsergebnis D, d. h., eine Größe, die den Wert 1 hat, wenn die Zelle eine Ziel-Zelle ist und den Wert 0 wenn sie eine Rausch-Zelle ist. Im Prinzip erhält man das Detektionsergebnis D dadurch, dass aus der komplexen Amplitude a in der zu untersuchenden Zelle in einem Quadrationsmodul 24 das Amplitudenquadrat |a|² berechnet wird und dann dieses Amplitudenquadrat mit einem geeigneten Schwellenwert verglichen wird. Das heißt, eine Zelle wird nur dann als Ziel-Zelle 20 klassifiziert, wenn das Amplitudenquadrat oberhalb eines Schwellenwertes liegt, der in Anbetracht des lokalen Rauschpegels P_R so gewählt ist, dass der Schwellenwert nur dann überschritten wird, wenn die Signalstärke deutlich über dem Rauschpegel liegt. Da der lokale Rauschpegel zeitlichen und räumlichen Schwankungen unterliegen kann, müssen die Schätzwerte für den Rauschpegel und die daraus abgeleiteten Schwellenwerte während des Betriebs des Radarsystems dynamisch angepasst werden.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch das Amplitudenquadrat zunächst einem CFAR-Detektor 26 zugeführt, der für jede Zelle das Detektionsergebnis D liefert. Dieses Detektionsergebnis D wird einerseits an nachgeschaltete Instanzen des Auswertungssystems 12 übermittelt, andererseits jedoch auch an einen Rausch-Schätzer 28, der dieses Detektionsergebnis benutzt, um anhand des Amplitudenquadrats den Rauschpegel P_R zu schätzen. Der so erhaltene Rauschpegel wird dann an nachgeschaltete Instanzen des Auswertungssystems 12 übermittelt und kann beispielsweise dazu dienen, die Qualität des Ortungsergebnisses des Radarsensors zu bewerten und/oder in einem nachfolgenden Messzyklus die im CFAR-Detektor 26 verwendeten Schwellenwerte zu aktualisieren. Die komplexen Amplituden a aus dem Spektrum 14 werden parallel dazu auch direkt an die nachgeschalteten Instanzen des Auswertungssystems 12 übermittelt und können dort zusammen mit entsprechenden Amplituden für andere Empfangskanäle zu einer Winkelschätzung der georteten Ziele genutzt werden.
• In 2 ist eine mögliche Implementierung des CFAR-Detektors 26 als Rank-Only OS-CFAR dargestellt. Die Eingangsdaten sind die Amplitudenquadrate der Spektralwerte aus dem Spektrum 14, von denen in 2 ein Ausschnitt einer Zeile der Zellenmatrix gezeigt ist. Im gezeigten Beispiel wird ein eindimensionales Fenster 30, das eine bestimmte Anzahl benachbarter Zellen umschließt, so über die Zellenmatrix des Spektrums 14 geschoben, dass jede Zelle 16 des Spektrums nacheinander den Status einer „untersuchten Zelle“ 16a erhält, die sich in der Mitte des Fensters 30 befindet. Die untersuchte Zelle 16a ist flankiert von Fensterzellen 16b, deren Spektralwerte in die Entscheidung einfließen, ob die untersuchte Zelle 16a eine Ziel-Zelle oder eine Rausch-Zelle ist. Im gezeigten Beispiel weist das Fenster zusätzlich noch eine Anzahl symmetrisch zu der untersuchten Zelle 16a liegende Schutzzellen 16c auf, deren Spektralwerte nicht ausgewertet werden. Dadurch soll verhindert werden, dass bei ausgedehnten Objekten, die sich über mehrere Zellen erstrecken, die Zellen, die der untersuchten Zelle 16a benachbart sind und, wenn die untersuchte Zelle eine Ziel-Zelle ist, ebenfalls eine hohe Signalstärke aufweisen, fälschlich als Rausch-Hintergrund interpretiert werden und das Ergebnis der Detektion verfälschen. In jeder Position des Fensters 30 auf der Zellenmatrix wird dann der Spektralwert der untersuchten Zelle 16a durch ein Multiplikationsglied 32 mit einem geeigneten Skalierungsfaktor multipliziert, und der in dieser Weise skalierte Spektralwert wird in Vergleichsgliedern 34 mit den (nicht skalierten) Spektralwerten der Fensterzellen 16b verglichen. In einem Summationsglied 36 werden die binären Vergleichsergebnisse über alle Fensterzellen summiert. Die so gebildete Summe wird in einem weiteren Vergleichsglied 38 mit einem sogenannten Rang k verglichen, der in der Praxis einen fest vorgegebenen Wert haben kann, beispielsweise k = 3N/4, wenn N die Anzahl der Fensterzellen ist. Wenn die Summe größer ist als k, so bedeutet das, dass der Spektralwert der untersuchten Zelle 16a größer ist als der Spektralwert der meisten Fensterzellen, dass sich also die Signalstärke in der untersuchten Zelle16a deutlich vom Rauschhintergrund abhebt, der durch die Signalstärken der Fensterzellen gegeben ist. In dem Fall wird deshalb entschieden, dass die untersuchte Zelle 16a eine Ziel-Zelle ist, und das Detektionsergebnis D erhält den Wert 1. Andernfalls erhält das Detektionsergebnis D den Wert 0, was bedeutet, dass die zu untersuchte Zelle 16a als Rausch-Zelle klassifiziert wird.
• Über den Skalierungsfaktor für das Multiplikationsglied 32, sowie über den Rang k und die Fenstergröße N kann die Höhe der konstanten Falschalarmrate entsprechend der gewünschten Anwendung parametrisiert werden.
• 3 zeigt ein Beispiel für ein Fenster 40, das im Rausch-Schätzer 28 für die Rausch-Schätzung benutzt wird und das nicht mit dem Fenster 30 aus 2 identisch zu sein braucht. Im gezeigten Beispiel ist auch das Fenster 40 ein eindimensionales Fenster, bei dem sich jedoch die untersuchte Zelle 16a nicht in der Mitte, sondern an einem Ende des Fensters befindet. Ein Index i gibt den Zeilenindex der Zellenmatrix des Spektrums 14 an. Das Fenster 40 umfasst N Zellen mit den Indizes i-N+1, i-N+2, ..., i-1, i. Wenn der Index i schrittweise um das Inkrement 1 erhöht wird, so bedeutet dies, dass das Fenster 40 in Zeilenrichtung über die Zellenmatrix geschoben wird, und zwar in der Richtung steigender Zeilenindizes, so dass die untersuchte Zelle 16a das vorauslaufende Ende des Fensters bildet.
• Generell bilden die Spektralwerte der Zellen im Fenster 40 die Grundlage für die Schätzung des lokalen Rauschpegels. Im gezeigten Beispiel enthält das Fenster 40 jedoch nicht nur Rausch-Zellen, sondern auch Ziel-Zellen 16d, die hier schraffiert dargestellt sind. Bei herkömmlichen Verfahren ist zum Zeitpunkt der Rausch-Schätzung noch nicht bekannt, ob das Fenster 40 Ziel-Zellen enthält oder nicht, so dass alle Zellen als Rausch-Zellen betrachtet werden müssen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt jedoch für die Zellen, die sich aktuell im Fenster 40 befinden, das Detektionsergebnis D bereits vor, so dass die Ziel-Zellen 16d anhand dieses Detektionsergebnisses identifiziert werden können. In 3 ist z. B. die Zelle in der Position i-2 eine Ziel-Zelle, während die Zelle in der Position i-3 eine Rausch-Zelle ist. Die untersuchte Zelle 16a ist diejenige Zelle, für die aktuell die Rausch-Schätzung durchgeführt wird. Da sich das Fenster 40 mit wachsendem Index i von rechts nach links über die Zellenmatrix bewegt, hat für die Zellen in den Positionen i-2, i-3, etc. die Rauch-Schätzung bereits stattgefunden. Damit die hohen Signalpegel in den Ziel-Zellen 16d nicht in die Rausch-Schätzung einfließen, wird der Spektralwert (das Betragsquadrat) der Zielzellen jeweils durch den Rausch-Schätzwert für die nächstgelegene Rausch-Zelle ersetzt. Diese Ersetzung wird in 3 dadurch symbolisiert, dass die Zellen in dem unteren Fenster, das den Zustand nach der Ersetzung repräsentiert, mit einer anderen Schraffur gezeigt sind.
• Die eigentliche Rausch-Schätzung kann dann dadurch erfolgen, dass, nachdem die oben beschriebene Ersetzung stattgefunden hat, der Mittelwert der Spektralwerte über alle Zellen des Fensters gebildet wird. Wenn P_R(i) der zu bestimmende Schätzwert für die aktuell untersuchte Zelle 16a ist, F(j) der (gegebenenfalls ersetzte) Spektralwert der Zelle mit dem Index j ist, und N die Anzahl die Anzahl der Zellen des Fensters ist, so gilt: $${\text{P}}_{\text{R}}\left(\text{i}\right)=\frac{1}{N}{\displaystyle {\sum }_{j=i-N+1}^{i}F\left(j\right)}$$

  
• Die oben beschriebene Ersetzung der Spektralwerte und die Mittelwertbildung lässt sich jedoch effizient mit einer deutlich geringeren Anzahl von Rechenoperationen ausführen, wenn die Berechnung iterativ erfolgt:
  wenn D(i) = 0: $${\text{P}}_{\text{R}}\left(\text{i}\right)={\text{P}}_{\text{R}}\left(\text{i}-1\right)+\left(\text{1}/\text{N}\right)\left(\text{P}\left(\text{i}\right)-\text{F}\left(\text{i}-\text{N}\right)\right)$$

  

  
  wenn D(i) = 1: $${\text{P}}_{\text{R}}\left(\text{i}\right)={\text{P}}_{\text{R}}\left(\text{i}-1\right)+\left(\text{1}/\text{N}\right)\left({\text{P}}_{\text{R}}\left(\text{i}-1\right)-\text{F}\left(\text{i}-\text{N}\right)\right)$$

  

  
  wobei P(i) der Spektralwert in der Zelle mit dem Index i ist.
• Eine mögliche Hardwareimplementierung dieses iterativen Schätzprozesses ist in 4 als Blockdiagramm dargestellt. Der hier gezeigte Rausch-Schätzer 28 weist ein Schieberegister 42 mit N Speicherplätzen auf, wobei N eine Zweierpotenz ist N = 2^P. Einem Multiplexer 44 am Eingang des Schieberegisters 42 werden nacheinander die Spektralwerte P(i) (Amplitudenquadrate) der Zellen 16 zugeführt, zusammen mit dem Detektionsergebnis D (0 oder 1) für die betreffende Zelle. Abhängig von diesem Detektionsergebnis wird entschieden, ob die Formel (2)
  oder die Formel (3) anzuwenden ist. Ein Additionsglied 46 und ein Subtraktionsglied 48 bilden die Differenz zwischen dem ersten und dem letzten Speicherplatz des Schieberegisters 42, und Verzögerungsglieder 50 steuern den Übergang vom Index i zum vorherigen Index i-1. Die Division durch N gemäß Formel (2) oder (3) erfolgt auf sehr effiziente Weise mit Hilfe eines einfachen Bit-Schiebers 52, der den jeweiligen Binärwert um p (Logarithmus von N zur Basis 2) verschiebt. Auf diese Weise liefert der Rausch-Schätzer 28 für jeden der aufeinanderfolgenden Werte des Index i den zugehörigen Schätzwert P_R(i).

Claims (17)

1. Verfahren zur Rausch-Schätzung bei einem Radarsensor (10), der ein digitales Spektrum (14) generiert, das eine empfange Signalstärke als Funktion mindestens eines diskreten Ortungsparameters angibt, wobei an dem Spektrum (14) sowohl eine Detektion zur Entscheidung, ob eine untersuchte Zelle (16a) im Ortungsraum ein echtes Radarziel oder nur Rauschen enthält, als auch eine Bestimmung eines Rauschpegels anhand der Signalstärken in einer Auswahl von Nachbarzellen erfolgt, die in der Nähe der untersuchten Zelle (16a) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der Bestimmung des Rauschpegels vorangeht und dass Zellen, die bei der Detektion als Ziel-Zellen erkannt wurden, aus der Auswahl der Nachbarzellen ausgeschlossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Detektion eine CFAR-Detektion ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem bei der Bestimmung des Rauschpegels die Signalstärken der ausgeschlossenen Nachbarzellen jeweils durch einen bereits vorhandenen Rausch-Schätzwert für eine in der Nähe gelegene Zelle ersetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem bei der Bestimmung des Rauschpegels die Größe der Anzahl der Zellen in der Auswahl der Nachbarzellen entsprechend der Anzahl der ausgeschlossenen Nachbarzellen reduziert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem bei der Bestimmung des Rauschpegels die Signalstärken der ausgeschlossenen Nachbarzellen jeweils durch Signalwerte von nahe gelegenen Zellen aus einer vergrößerten Nachbarschaft ersetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Ortungsraum mindestens zweidimensional ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die CFAR-Detektion nach einem OS-CFAR-Algorithmus erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die CFAR-Detektion nach einem Rank-Only OS-CFAR-Algorithmus erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zur Bestimmung des Rauschpegels ein Fenster (40), das eine Größe von N Zellen (16) des Ortungsraums hat, über die Zellmatrix des Ortungsraumes geschoben wird und bei jeder Position des Fensters (40) eine der in diesem Fenster enthaltenen Zelle die untersuchte Zelle (16a) ist und die übrigen Zellen die Nachbarzellen sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Fenster (40) eindimensional ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die untersuchte Zelle (16a) sich im Falle eines eindimensionalen Fensters (40) an einem Ende des Fensters und dem Fall eines mehrdimensionalen Fensters in einer Ecke des Fensters befindet und das Fenster so über die Zellmatrix bewegt wird, dass das Ende oder die Ecke an dem oder in der sich die untersuchte Zelle befindet, jede Zelle (16) der Zellenmatrix früher überstreicht als jeder andere Teil des Fensters.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem Schätzwerte (P_R(i)) für den Rauschpegel der aufeinanderfolgenden Zellen (16) iterativ berechnet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem N eine Zweierpotenz ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Fenstergröße N abhängig von der aktuellen Position des Fensters variieren wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem einzelne Zellen innerhalb des Fensters ausgeblendet werden sodass sie keinen Beitrag zur Rausch-Schätzung liefern.
16. Radarsystem mit einem Radarsensor (10) und einem elektronischen Auswertungssystem (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertungssystem (12) dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.
17. Radarsystem nach Anspruch 16, bei dem das Auswertungssystem (12) einen Rausch-Schätzer (28) aufweist, der einen FIFO-Speicher (42) mit N Speicherzellen und einen Bit-Schieber (52) aufweist, wobei N eine Zweierpotenz ist.

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