DE112019005851T5

DE112019005851T5 - Radarvorrichtung, fahrzeug und objektpositionserfassungsverfahren

Info

Publication number: DE112019005851T5
Application number: DE112019005851.7T
Authority: DE
Inventors: Katsuhisa Kashiwagi; Nobuyuki Nozawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-09-09
Also published as: JPWO2020105451A1; JP6943347B2; US11899093B2; US20210270954A1; WO2020105451A1

Abstract

Eine Radarvorrichtung (11) weist eine Radareinheit (12), eine Signalverarbeitungseinheit (20), einen GPS-Empfänger (21) und eine Speichereinheit (22) auf. Die Signalverarbeitungseinheit (20) erfasst für jedes Ziel den Abstand (R) zu dem Ziel und die relative Geschwindigkeit (Veff) der Radareinheit (12) und des Ziels, wenn sich die Radareinheit (12) bewegt. Die Signalverarbeitungseinheit (20) detektiert die Positionen einer Mehrzahl von Zielen getrennt durch die Verwendung eines Trennungsalgorithmus, der einen Unterschied bei der relativen Geschwindigkeit (Veff) nutzt. Wenn die Radareinheit (12) angehalten wird, korrigiert die Signalverarbeitungseinheit (20) die Positionen von Zielen, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit (12) bewegt, und gibt die Position der Mehrzahl von Zielen auf der Basis der aktuellen Position der Radareinheit (12) an, die in der Speichereinheit (22) gespeichert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Objektpositionserfassungsverfahren, die konfiguriert sind, eine Position eines Objekts zu identifizieren.
Hintergrundtechnik
Patentdokument 1 offenbart eine Hinderniserfassungsvorrichtung, die die Richtwirkung eines Sendestrahls in zwei Stufen eines engen Winkels und eines weiten Winkels steuern kann und eine Erfassung in einem breiten Bereich durchführen kann. Die Hinderniserfassungsvorrichtung berechnet einen Winkel eines Hindernisses durch eine Phasendifferenz zwischen Empfangselementen.
Referenzliste
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-343309
Kurzdarstellung der Erfindung
Allgemein gibt es um ein Fahrzeug herum eine große Anzahl von feststehenden Objekten, wie zum Beispiel Straßenlaternen, Strommasten, Leitplanken und Zäune. Bei dem im Patentdokument 1 beschriebenen Erfassungsverfahren wird nicht nur eine reflektierte Welle von einem Zielobjekt, sondern auch eine große Anzahl unnötiger Wellen (unerwünschtes Echo) von den feststehenden Objekten empfangen. Aus diesem Grund besteht das Problem, dass es schwierig ist, eine Mehrzahl von Objekten zu erfassen, die beispielsweise im gleichen Abstand feststehend sind.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Radarvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Objektpositionserfassungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Mehrzahl von Objekten, die feststehend sind, getrennt zu erfassen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Radarvorrichtung, die folgende Merkmale umfasst: eine Radareinheit, die konfiguriert ist, Daten einer Mehrzahl von Objekten zu erfassen, die feststehend sind, eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, die erfassten Daten zu berechnen, eine Aktuelle-Position-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine aktuelle Position der Radareinheit zu erfassen, und ein Aktuelle-Position-Speichereinheit, die konfiguriert ist, die aktuelle Position der Radareinheit zu speichern, wobei, wenn sich die Radareinheit bewegt, die Recheneinheit konfiguriert ist, basierend auf den Daten für jedes der Mehrzahl von Objekten einen Abstand zu dem Objekt und eine relative Geschwindigkeit zwischen der Radareinheit und dem Objekt zu erfassen und Positionen der Mehrzahl von Objekten getrennt zu detektieren durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten verwendet wird, und wenn die Radareinheit angehalten wird, die Recheneinheit konfiguriert ist, die Positionen der Mehrzahl von Objekten, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit zu korrigieren, die in der Aktuelle-Position-Speichereinheit gespeichert ist, und die Positionen der Mehrzahl von Objekten zu identifizieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrzahl von feststehenden Objekten getrennt detektiert werden.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Radarvorrichtung in 1 darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Zielpositionsschätzungsverarbeitung darstellt, die durch eine Signalverarbeitungseinheit auszuführen ist.
4 ist ein Charakteristikdiagramm bzw. eine Kennlinie, die zeitliche Änderungen an einem Sendesignal, einem Empfangssignal und einem Schwebungssignal darstellt, die aus einem einzelnen Chirp-Signal gebildet sind.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem eine Mehrzahl von Empfangsantennen Empfangssignale von einem Ziel empfängt.
6 ist eine Kennlinie, die zeitliche Änderungen in einem Sendesignal, einem Empfangssignal und einem Schwebungssignal darstellt, die aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Chirp-Signalen gebildet sind.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Positionsbeziehung zwischen der Radarvorrichtung und einem Ziel darstellt.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Algorithmus zum Bestimmen einer Beziehung zwischen einem Abstand und einer relativen Geschwindigkeit darstellt.
9 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Trennungsalgorithmus zum getrennten Detektieren von Positionen einer Mehrzahl von Objekten durch Verwenden einer Differenz der relativen Geschwindigkeit darstellt.
10 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Positionskorrekturalgorithmus zum Korrigieren einer Position eines Ziels darstellt, das detektiert wird, bevor die Radareinheit angehalten wird, und zum Erhalten einer Position des Ziels, nachdem die Radareinheit angehalten wurde.
11 ist eine Draufsicht, die ein Fahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist eine vergrößerte Draufsicht, die einen Türspiegel und eine Radarvorrichtung in 11 darstellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Hierin nachfolgend wird eine Radarvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, mit einem Fall, in dem die Radarvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist, wie zum Beispiel einem Automobil.
1 stellt ein Fahrzeug 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Das Fahrzeug 1 umfasst einen Fahrzeugkörper 2, Türen 3, die an dem Fahrzeugkörper 2 angebracht sind, um geöffnet und geschlossen zu werden, und Türspiegel 4, von denen jeder an der Tür 3 angebracht ist. Die Tür 3 kann sich drehen, wobei beispielsweise ihre Vorderseite als ein Drehpunkt dient. Der Türspiegel 4 ist an der Vorderseite der Tür 3 angebracht.
Das Fahrzeug 1 ist mit einer Radarvorrichtung 11 versehen. Die Radarvorrichtung 11 ist eine Radarvorrichtung, die ein Ziel beispielsweise durch ein FMCW-Verfahren detektiert. Eine Radareinheit 12 der Radarvorrichtung 11 ist in oder an der Tür 3 des Fahrzeugs 1 eingebaut (siehe 1). Die Radareinheit 2 ist an einer Seitenfläche des Fahrzeugs 1 angebracht, die orthogonal zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ist. Die Radarvorrichtung 11 ist angeordnet, so dass eine Strahlungsrichtung eines Sendesignals St orthogonal zu der Fahrtrichtung (einer X-Richtung) des Fahrzeugs 1 ist.
Es ist anzumerken, dass 1 einen Zustand darstellt, in dem die Radarvorrichtung 11 an der Tür 3 auf der linken Seite des Fahrzeugs 1 in Bezug auf die Fahrtrichtung (X-Richtung) des Fahrzeugs 1 angebracht ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die Radarvorrichtung 11 kann an der Tür 3 auf der rechten Seite angebracht sein oder kann an einer Mehrzahl von Abschnitten des Fahrzeugs 1 angebracht sein.
Die Radarvorrichtung 11 umfasst die Radareinheit 12, eine Signalverarbeitungseinheit 20 als eine Recheneinheit, einen GPS-Empfänger 21 als eine Aktuelle-Position-Erfassungseinheit und eine Speichereinheit 22 als eine Aktuelle-Position-Speichereinheit (siehe 2). Wenn das Fahrzeug 1 fährt, bewegt sich die Radarvorrichtung 11 mit einer Bewegungsgeschwindigkeit V in der X-Richtung, die die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ist.
Die Radareinheit 12 erfasst Daten einer Mehrzahl von Zielen (Objekten), die feststehend sind. Genauer gesagt, die Radareinheit 12 sendet ein Sendesignal St zu Zielen und empfängt reflektierte Wellen des Sendesignals St durch die Ziele als Empfangssignale Sr (siehe 1). Die Radareinheit 12 erzeugt Schwebungssignale Sb, von denen jedes ein Differenzsignal zwischen dem Sendesignal St und dem Empfangssignal Sr ist. Die Radareinheit 12 wandelt die Schwebungssignale Sb von analogen Signalen in digitale Signale um und erfasst die digitalen Signale als Daten der Ziele.
Die Radareinheit 12 umfasst ein Sendesystem 13 und ein Empfangssystem 16. Das Sendesystem 13 umfasst eine Sendeantenne 14 und einen HF-Signalgenerator 15. Das Sendesystem 13 sendet das frequenzmodulierte Sendesignal St. Die Sendeantenne 14 strahlt ein lokales Signal SL, das von dem RF-Signalgenerator 15 ausgegeben wird, als das Sendesignal St in die Luft ab. Die Sendeantenne 14 strahlt das Sendesignal St in der Y-Richtung orthogonal zu der Fahrtrichtung (X-Richtung) des Fahrzeugs 1 ab. Die Sendeantenne 14 ist beispielsweise aus einer Rundstrahlantenne aufgebaut. Damit kann die Sendeantenne 14 das Sendesignal St in einem weiten Bereich um das Fahrzeug 1 herum senden.
Der HF-Signalgenerator 15 oszilliert das lokale Signal SL. Genauer gesagt, der HF-Signalgenerator 15 gibt das lokale Signal SL aus, das aus einem Chirp-Signal gebildet ist, dessen Frequenz sich im Lauf der Zeit linear erhöht. Der HF-Signalgenerator 15 gibt das erzeugte lokale Signal SL an die Sendeantenne 14 und Mischer 18₁ bis 18_N aus. Es ist anzumerken, dass ein Leistungsverstärker zwischen den HF-Signalgenerator 15 und die Sendeantenne 14 geschaltet sein kann.
Das Empfangssystem 16 empfängt reflektierte Wellen des Sendesignals St, die von Zielen (Objekten) reflektiert werden, als die Empfangssignale Sr und erzeugt die Schwebungssignale Sb, von denen jedes ein Differenzsignal zwischen dem Sendesignal St und dem Empfangssignal Sr ist. Das Empfangssystem 16 umfasst Empfangsantennen 17₁ bis 17_N, die Mischer 18₁ bis 18_N und ADCs 19₁ bis 19_N. Das Empfangssystem 16 kann ferner rauscharme Verstärker, Filter und dergleichen umfassen. Die N (N ist eine natürliche Zahl) Empfangsantennen 17₁ bis 17_N sind in gleichmäßigen Abständen mit einer vorbestimmten Abstandsdimension d angeordnet und sind entlang der X-Richtung linear ausgerichtet. Somit bilden die Empfangsantennen 17₁ bis 17_N eine Array-Antenne. Wenn die Ziele das Sendesignal St reflektieren, empfangen die Empfangsantennen 17₁ bis 17_N Empfangssignale Sr, die aus reflektierten Wellen (Echosignalen) gebildet sind, die von den Zielen reflektiert und zurückgesendet werden.
Die Mischer 18₁ bis 18_N geben Schwebungssignale Sb von den Empfangssignalen Sr, die gebildet werden, wenn das Sendesignal St von den Zielen reflektiert wird, und die durch die Empfangsantennen 17₁ bis 17_N empfangen werden, und das Sendesignal St (das lokale Signal SL) aus. Genauer gesagt, die Mischer 18₁ bis 18_N multiplizieren die Empfangssignale Sr, die durch die Empfangsantennen 17₁ bis 17_N empfangen werden, mit dem gleichen lokalen Signal SL wie das Sendesignal St, das durch den HF-Signalgenerator 15 ausgegeben wird, um die Schwebungssignale Sb zu erzeugen. Die Mischer 18₁ bis 18_N sind mit der Signalverarbeitungseinheit 20 verbunden, mit den ADC 19₁ bis 19_N dazwischen angeordnet. Die ADC 19₁ bis 19_N wandeln die Schwebungssignale Sb von analogen Signalen in digitale Signale um.
Die Signalverarbeitungseinheit 20 berechnet Daten der Schwebungssignale Sb, die von der Radareinheit 12 erfasst werden. Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 20 führt Signalverarbeitung an den Schwebungssignalen Sb durch. Die Daten der Schwebungssignale Sb, die durch die ADC 19₁ bis 19_N in digitale Signale umgewandelt werden, werden in die Signalverarbeitungseinheit 20 eingegeben. Die Signalverarbeitungseinheit 20 umfasst beispielsweise eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), einen Mikrocomputer und dergleichen. Die Signalverarbeitungseinheit 20 erfasst für jedes Ziel einen Abstand R von der Radareinheit 12 zu dem Ziel und eine relative Geschwindigkeit Veff zwischen der Radareinheit 12 und dem Ziel, basierend auf den Daten der Schwebungssignale Sb, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt. Die Signalverarbeitungseinheit 20 detektiert getrennt Positionen einer Mehrzahl von Zielen durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten Veff verwendet wird. Genauer gesagt, die Signalverarbeitungseinheit 20 trennt jedes Ziel durch Verwenden der Differenz zwischen relativen Geschwindigkeiten Veff und erfasst eine Zielrichtung (Azimutwinkel 0) in Bezug auf die Radareinheit 12 für jedes der getrennten Ziele. Entsprechend erfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 den Abstand R und den Azimutwinkel θ für jedes Ziel und detektiert getrennt die Positionen der Mehrzahl von Zielen.
Die Signalverarbeitungseinheit 20 ist mit dem GPS-Empfänger 21 verbunden. Der GPS-Empfänger 21 erfasst eine aktuelle Position der Radareinheit 12 basierend auf einem Signal der Positionsinformationen, das durch eine GPS-Antenne (nicht dargestellt) empfangen wird. Der GPS-Empfänger 21 gibt Informationen über die aktuelle Position der Radareinheit 12 an die Signalverarbeitungseinheit 20 aus.
Es ist anzumerken, dass die aktuelle Position der Radareinheit 12 nicht darauf beschränkt ist, durch den GPS-Empfänger 21 erfasst zu werden und durch einen Trägheitssensor, wie zum Beispiel einen Beschleunigungssensor, erfasst werden kann. Da der Trägheitssensor eine Änderung der Position detektiert, ist es in diesem Fall notwendig, die vorhergehenden Positionsinformationen beispielsweise in der Speichereinheit 22 zu speichern.
Außerdem muss der GPS-Empfänger 21 die aktuelle Position der Radareinheit 12 nicht messen und kann beispielsweise eine aktuelle Position des Fahrzeugkörpers 2 messen, an dem die Radareinheit 12 angebracht ist. In diesem Fall speichert beispielsweise eine Speichervorrichtung, wie zum Beispiel ein nichtflüchtiger Speicher, eine Anbringungsposition der Radareinheit 12 in Bezug auf den Fahrzeugkörper 2. Die Speichervorrichtung ist mit der Signalverarbeitungseinheit 20 verbunden. Somit erfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 die aktuelle Position der Radareinheit 12 basierend auf der aktuellen Position des Fahrzeugkörpers 2 und der Anbringungsposition der Radareinheit 12.
Außerdem umfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 die Speichereinheit 22, die lesbar und beschreibbar ist. Die Speichereinheit 22 speichert ein Programm der in 3 dargestellten Positionsschätzungsverarbeitung. Die Signalverarbeitungseinheit 20 führt das Programm der Positionsschätzungsverarbeitung aus, die in der Speichereinheit 22 gespeichert ist. Die Speichereinheit 22 speichert eine aktuelle Position der Radareinheit 12, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt. Außerdem speichert die Speichereinheit 22 die Positionen der Ziele, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt.
Wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Positionen der Ziele, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit 12, die in der Speichereinheit 22 gespeichert ist, und identifiziert die Positionen der Mehrzahl von Zielen.
Hier wird eine Abstandsmessung eines Ziels durch die Signalverarbeitungseinheit 20 in Bezug auf 4 beschrieben. Wie es in 4 dargestellt ist, erhöht sich eine Frequenz des Sendesignals St linear von f0 auf f0 + B im Lauf der Zeit in einer Chirp-Periode Tm (eine Periode eines Chirp-Signals). Das Empfangssignal Sr wird durch eine Umlaufzeit τ verzögert, bis das Sendesignal St durch das Ziel reflektiert und zurückgesendet wird. Eine Frequenz (Spitzenfrequenz fp) des Schwebungssignals Sb ist proportional zu der Umlaufzeit τ, bis das Sendesignal St durch das Ziel reflektiert und zurückgesendet wird. Zu diesem Zeitpunkt erscheint die Spitzenfrequenz fp, die der Umlaufzeit τ entspricht, in Frequenzkomponenten des Schwebungssignals Sb. Somit detektiert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Spitzenfrequenz fp des Schwebungssignals Sb und detektiert dadurch den Abstand R zu dem Ziel durch Verwenden der Gleichung 1. Es ist anzumerken, dass in Gleichung 1 c die Lichtgeschwindigkeit darstellt und B eine verwendete Chirp-Bandbreite darstellt. $R = \frac{c T m}{2 B} f_{p}$
Als Nächstes wird eine Azimutmessung eines Ziels durch die Signalverarbeitungseinheit 20 mit Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 stellt einen Fall dar, wo das Ziel in einer Richtung eines Azimutwinkels θ in Bezug auf eine Y-Richtung vorliegt. In diesem Fall entspricht der Azimutwinkel θ einer Ankunftsrichtung eines Empfangssignals Sr.
Die Radarvorrichtung 11 sendet ein Sendesignal St, das aus einem Chirp-Signal gebildet ist. Das Sendesignal St wird durch das Ziel reflektiert und durch die Mehrzahl von Empfangsantennen 17₁ bis 17_N als Empfangssignale Sr empfangen, und Schwebungssignale Sb werden erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt hat ein Empfangssignal Sr, das durch eine Empfangsantenne 17i empfangen wird, eine Phase ξi, die durch Gleichung 2 dargestellt ist. Es ist anzumerken, dass in Gleichung 2 λ eine Wellenlänge des Sendesignals St im freien Raum darstellt und d eine Abstandsdimension zwischen zwei benachbarten Empfangsantennen 17_i und 17_i+1 darstellt. Somit kann die Signalverarbeitungseinheit 20 den Azimutwinkel θ des Ziels von der Gleichung 3 detektieren, durch Detektieren der Phasen ξ_i, ξ_i+1 der Empfangssignale Sr, die beispielsweise durch die zwei benachbarten Empfangsantennen 17_i, 17_i+1 empfangen werden. Es ist anzumerken, dass es für die Detektion des Azimutwinkels θ nicht immer notwendig ist, die Empfangssignale Sr der beiden benachbarten Empfangsantennen 17i, 17_i+1 zu verwenden, und beispielsweise die Empfangssignale Sr der beiden Empfangsantennen 17₁, 17_N, die an beiden Enden in der X-Richtung positioniert sind, verwendet werden können. $ξ_{i} = \frac{2 π d (i - 1)}{λ} sin θ$
$θ = S i n^{- 1} [\frac{λ}{2 π d} (ξ_{i + 1} - ξ_{i})]$
Als Nächstes wird eine relative Geschwindigkeitsmessung zwischen einem Ziel und der Radareinheit 12 durch die Signalverarbeitung 20 mit Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Wie es in 6 dargestellt ist, sendet die Radarvorrichtung 11 ein Sendesignal St, das aus einer Anzahl Nchirp von aufeinanderfolgenden Chirp-Signalen gebildet ist (Nchirp ist eine natürliche Zahl gleich oder größer zwei) von der Sendeantenne 14. Das Sendesignal St wird durch das Ziel reflektiert und durch die Empfangsantennen 17₁ bis 17N als Empfangssignale Sr empfangen, und Schwebungssignale Sb werden erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird zwischen dem Schwebungssignal Sb aufgrund des ersten Chirp-Signals und dem Schwebungssignal Sb aufgrund des Nchirp-ten Chirp-Signals eine Phasendifferenz Δξ erzeugt, gemäß einer relativen Geschwindigkeit Veff zwischen dem Ziel und der Radarvorrichtung 11.
Somit detektiert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Phasendifferenz Δξ, die durch die Anzahl Nchirp von Chirp-Signalen erzeugt wird, wodurch die relative Geschwindigkeit Veff von Gleichung 4 detektiert wird. $V e f f = \frac{λ Δξ}{4 π T m N c h i r p}$
Wie es ferner in 7 dargestellt ist, wenn eine Reflexionsrichtung der reflektierten Welle von dem Ziel zu der Radarvorrichtung 11 hin als ein Vektor r definiert ist, in einem Fall, in dem sich das Fahrzeug 1 mit einer Bewegungsgeschwindigkeit V in der X-Richtung bewegt, ist die relative Geschwindigkeiten Veff durch ein inneres Produkt eines Einheitsvektors r_e des Vektors r und eines Vektors der Bewegungsgeschwindigkeit V dargestellt, wie es durch Gleichung 5 angezeigt ist. Somit ist die relative Geschwindigkeit Veff durch die Bewegungsgeschwindigkeit V und einen Winkel α zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 und dem Ziel definiert und hat je nach Position des Ziels einen anderen Wert. $\begin{matrix} V e f f = r_{e} \cdot V m \\ = | r_{e} | | V m | cos α \end{matrix}$
Es folgt eine Beschreibung einer Zielpositionsschätzungsverarbeitung durch die Signalverarbeitungseinheit 20 in Bezug auf 3. Wenn beispielsweise ein Bremsvorgang durchgeführt wird und das Fahrzeug 1 von einem Bewegungszustand in einen angehaltenen Zustand übergeht, führt die Signalverarbeitungseinheit 20 das Programm der in 3 dargestellten Positionsschätzungsverarbeitung aus.
Bei Schritt S1 in 3 erfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 Daten der Schwebungssignale Sb von der Radareinheit 12. Bei Schritt S2 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 20 einen Abstand R von der Radareinheit 12 zu jedem Ziel basierend auf den erfassten Daten der Schwebungssignale Sb und Gleichung 1. Ferner berechnet die Signalverarbeitungseinheit 20 eine relative Geschwindigkeit Veff zwischen der Radareinheit 12 und jedem Ziel basierend auf den erfassten Daten der Schwebungssignale Sb und Gleichung 4.
Bei Schritt S3 trennt die Signalverarbeitungseinheit 20 jedes Ziel basierend auf einer Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten Veff. Zu diesem Zeitpunkt trennt die Signalverarbeitungseinheit 20 die Daten der Schwebungssignale Sb für jede der unterschiedlichen relativen Geschwindigkeiten Veff. Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Signalverarbeitungseinheit 20 beispielsweise eine FFT zum Trennen jedes Ziels durch Verwenden der relativen Geschwindigkeiten Veff basierend auf Gleichung 4 und Gleichung 5. Ein Beispiel eines Verfahrens zum Trennen jedes Ziels wird mit Bezugnahme auf 8 beschrieben. Beispielsweise sendet die Radareinheit 12 eine Anzahl M von Chirp-Signalen (ein Sendesignal St) (M ist eine natürliche Zahl gleich oder größer zwei) und empfängt reflektierte Wellen (Empfangssignale Sr) zu diesem Zeitpunkt. Die Signalverarbeitungseinheit 20 erfasst die Schwebungssignale Sb basierend auf dem Sendesignal St und den Empfangssignalen Sr. Die Schwebungssignale Sb ändern sich im Lauf der Zeit. Daher legt die Signalverarbeitungseinheit 20 eine FFT hinsichtlich der Zeit an die Schwebungssignale Sb für jedes Chirp-Signal an. Da zu diesem Zeitpunkt eine Frequenz des Schwebungssignals Sb einem Abstand entspricht, können Daten von Abstandskomponenten für jedes Chirp-Signals erhalten werden. Werte der Daten der Abstandskomponenten ändern sich für jedes Chirp, wenn die relative Geschwindigkeit Veff vorliegt. Somit legt die Signalverarbeitungseinheit 20 hinsichtlich der Chirps für jedes Chirp eine FFT an die Daten der Abstandskomponenten an. Dadurch kann eine Beziehung zwischen dem Abstand R und der relativen Geschwindigkeit Veff erhalten werden.
Auf diese Weise erhält die Signalverarbeitungseinheit 20 eine Beziehung zwischen einem Abstand R und einer Signalstärke für jede der unterschiedlichen relativen Geschwindigkeiten Veff (siehe 9). Zu diesem Zeitpunkt existiert das Ziel an einer Position, an der sich die Signalstärke zwischen den Abständen R erhöht. Somit erzeugt die Signalverarbeitungseinheit 20 eine Abbildung mit dem Abstand R als horizontale Achse und der relativen Geschwindigkeit Veff als die vertikale Achse. Die Signalverarbeitungseinheit 20 ordnet jedes Ziel in der Abbildung an.
Wenn um die Radareinheit 12 eine Mehrzahl von Zielen existiert, hat die relative Geschwindigkeit Veff für jedes Ziel einen anderen Wert. Aus diesem Grund hat beispielsweise selbst in einem Fall, in dem die Mehrzahl von Zielen um die Radareinheit 12 herum auf getrennte Weise an dem gleichen Abstand R angeordnet ist, die relative Geschwindigkeit Veff für jedes Ziel einen anderen Wert (siehe 9).
Bei Schritt S4 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 20 einen Azimutwinkel θ als eine Zielrichtung für jedes Ziel, das bei Schritt S3 getrennt wurde. Genauer gesagt, die Signalverarbeitungseinheit 20 berechnet den Azimutwinkel θ basierend auf den Daten der Schwebungssignale Sb, die für jede der unterschiedlichen relativen Geschwindigkeiten Veff getrennt sind, und Gleichung 3. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Position jedes Ziels durch den Abstand R und den Azimutwinkel θ des Ziels angeben. Somit kann die Signalverarbeitungseinheit 20 die Positionen der Mehrzahl von Zielen gemäß Unterschieden zwischen den relativen Geschwindigkeiten Veff getrennt detektieren. Bei Schritt S5 speichert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Positionen der Mehrzahl von Zielen in der Speichereinheit 22.
Bei Schritt S6 erfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 Positionsinformationen der Radareinheit 12 von dem GPS-Empfänger 21. Bei Schritt S7 speichert die Signalverarbeitungseinheit 20 eine aktuelle Position der Radareinheit 12 in der Speichereinheit 22.
Bei Schritt S8 bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 20, ob die Radareinheit 12 angehalten ist oder nicht. Genauer gesagt, die Signalverarbeitungseinheit 20 bestimmt, ob die Radareinheit 12 angehalten wurde oder nicht, beispielsweise abhängig davon, ob sich die aktuelle Position der Radareinheit 12 vor und nach einer Steuerperiode geändert hat oder nicht. Es ist anzumerken, dass die Bestimmung, ob sich die aktuelle Position der Radareinheit 12 geändert hat oder nicht, unter Berücksichtigung eines Messfehlers des GPS-Empfängers 21 durchgeführt werden kann.
In einem Fall, in dem sich die aktuelle Position der Radareinheit 12 geändert hat, bewegt sich die Radareinheit 12. Aus diesem Grund wird dies bei Schritt S8 als „nein“ bestimmt und die Verarbeitung bei Schritt S1 und nachfolgende Schritte werden wiederholt. Anderseits ist in einem Fall, in dem die Position der Radareinheit 12 sich nicht geändert hat, die Radareinheit 12 angehalten. Aus diesem Grund wird dies „bei Schritt S8 als „ja bestimmt und die Verarbeitung fährt mit Schritt S9 fort.
Bei Schritt S9 korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 20 die unmittelbar vorhergehende Position jedes Ziels basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit 12 (siehe 10). Beispielsweise ist die aktuelle Position der Radareinheit 12, wenn die Radareinheit 12 angehalten ist, als Lr[i] bezeichnet, und die aktuelle Position der Radareinheit 12, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt, unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, ist als Lr[i - 1] bezeichnet. Ferner ist die Position des Ziels, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt, unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, als Tg[i - 1] bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt werden die aktuelle Position Lr[i - 1] der Radareinheit 12 und die Position des Ziels Tg[i - 1] unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, in der Speichereinheit 22 gespeichert.
Wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, erfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 somit eine Differenz (Verschiebungsbetrag ΔLr) zwischen der aktuellen Position Lr[i - 1] der Radareinheit 12, die unmittelbar vor dem Stopp der Radareinheit 12 erfasst wurde, und in der Speichereinheit 22 gespeichert wurde, und die aktuelle Position Lr[i] der Radareinheit 12, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird. Basierend auf dem Verschiebungsbetrag ΔLr der Radareinheit 12 korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Position des Ziels Tg[i - 1], das unmittelbar vor dem Stopp der Radareinheit 12 erfasst wurde und in der Speichereinheit 22 gespeichert wurde und identifiziert die Position des Ziels Tg[i], wenn die Radareinheit 12 angehalten wird.
Genauer gesagt, wie es durch Gleichung 6 und Gleichung 7 angezeigt ist, wird die unmittelbar vorhergehende Position des Ziels Tg[i - 1] basierend auf dem Verschiebungsbetrag ΔLr der Radareinheit 12 korrigiert, und die Position des Ziels Tg[i], von der Radareinheit 12 in dem angehaltenen Zustand aus gesehen, wird erhalten.
Es ist anzumerken, dass in Gleichung 6 xr_i eine Position der Radareinheit 12 in der X-Richtung darstellt, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, und yr_i eine Position der Radareinheit 12 in der Y-Richtung darstellt, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird. Bei Gleichung 6 stellt xr_i-1 eine Position der Radareinheit 12 in der X-Richtung dar, unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, und yr_i-1 stellt eine Position der Radareinheit 12 in der Y-Richtung dar, unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird. In Gleichung 7 stellt xg_i die Position des Ziels in der X-Richtung dar, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, und yg_i stellt die Position des Ziels in der Y-Richtung dar, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird. xg_i-1 stellt die Position des Ziels in der X-Richtung dar, unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, und yg_i-1 stellt die Position des Ziels in der Y-Richtung dar, unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird. In Gleichung 7 stellt Δxr einen Verschiebungsbetrag in der X-Richtung der Radareinheit 12 von unmittelbar vor dem Stopp der Radareinheit 12 bis zu dem Stopp dar und Δyr stellt einen Verschiebungsbetrag in der Y-Richtung der Radareinheit 12 von unmittelbar vor dem Stopp der Radareinheit 12 bis zu dem Stopp dar. Bei Schritt S10 gibt die Signalverarbeitungseinheit 20 die korrigierte Position des Ziels Tg[i] aus.
Zusätzlich stellt 10 einen Fall dar, wo die Position des Ziels Tg[i - 1] unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, korrigiert wird, und die Position des Ziels Tg[i], wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, als ein Beispiel identifiziert wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und beispielsweise können alle Positionen des Ziels, die detektiert werden, bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, korrigiert werden und dann kann die Position des Ziels identifiziert werden, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird. In diesem Fall ist es möglich, den Zieldetektionsbereich zu verbreitern im Vergleich zu dem Fall, bei dem nur die Position des Ziels unmittelbar bevor die Radareinheit 12 angehalten wird, verwendet wird. $\begin{array}{l} L r [i] = [x r_{i}, y r_{i}] \\ Δ L r = L r [i] - L r [i - 1] \\ Δ x r = x r_{i} - x r_{i - 1} \\ Δ y r = y r_{i} - y r_{i - 1} \end{array}$
$\begin{array}{l} T g [i - 1] = [x g_{i - 1}, y g_{i - 1}] \\ T g [i] = T g [i - 1] - Δ L r = [x g_{i - 1} - Δ x r; y g_{i - 1} - Δ y r] \end{array}$
Somit umfasst die Radarvorrichtung 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Radareinheit 12, die Daten einer Mehrzahl von Zielen (Objekten) erfasst, die feststehend sind, die Signalverarbeitungseinheit 20, die die erfassten Daten berechnet, den GPS-Empfänger 21, der eine aktuelle Position der Radareinheit 12 erfasst, und die Speichereinheit 22, die die aktuelle Position der Radareinheit 12 speichert.
Außerdem erfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 für jedes Ziel einen Abstand zu dem Ziel und eine relative Geschwindigkeit Veff zwischen der Radareinheit 12 und dem Ziel basierend auf den Daten, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt. Die Signalverarbeitungseinheit 20 detektiert Positionen der Mehrzahl von Zielen getrennt durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten Veff verwendet wird. Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 20 trennt Daten der Schwebungssignale Sb für jede relative Geschwindigkeit Veff und berechnet eine Zielrichtung (Azimutwinkel 0) für jedes getrennte Datenelement. Entsprechend werden der Abstand R und der Azimutwinkel θ für jedes Ziel identifiziert und somit identifiziert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Position des Ziels durch Verwenden des Abstands R und des Azimutwinkels θ. Wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 20 die Positionen der Ziele, die detektiert werden, wenn die Radareinheit 12 sich bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit 12, die in der Speichereinheit 22 gespeichert ist und identifiziert die Positionen der Mehrzahl von Zielen.
Die Radareinheit 12 misst die umgebenden Objekte, während sich dieselbe bewegt, unmittelbar bevor das Fahrzeug 1 angehalten wird, wie zum Beispiel mehrere Sekunden vorher. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Mehrzahl feststehender Objekte (beispielsweise eine Bodenoberfläche, ein Pfosten, ein Baum und dergleichen) um das Fahrzeug 1 herum angeordnet sein. Selbst in dem Fall, in dem die Mehrzahl von Zielen um die Radareinheit 12 herum existiert, hat jedoch die relative Geschwindigkeit Veff für jedes Ziel einen anderen Wert. Das heißt, selbst in einem Fall, in dem die Mehrzahl von Zielen um die Radareinheit 12 auf getrennte Weise im gleichen Abstand R angeordnet ist, hat die relative Geschwindigkeit Veff beispielsweise für jedes Ziel einen anderen Wert. Somit kann die Radarvorrichtung 11 die Mehrzahl von Zielen gemäß der Differenz zwischen diesen relativen Geschwindigkeiten Veff getrennt detektieren. Selbst wenn eine große Anzahl von feststehenden Objekten (beispielsweise eine Bodenoberfläche, ein Pfosten, ein Baum und dergleichen) um das Fahrzeug 1 herum angeordnet ist, können unerwünschte Echos von diesen feststehenden Objekten getrennt werden.
Wenn jedoch die Radareinheit 12 angehalten wird, können die relativen Geschwindigkeiten Veff nicht berechnet werden, was es schwierig macht, jedes Ziel getrennt zu detektieren. Wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 20 somit die Position jedes Ziels, das detektiert wurde, als sich die Radareinheit 12 bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit 12, die in der Speichereinheit 22 gespeichert ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Position jedes Ziels durch den Abstand R und den Azimutwinkel θ identifiziert. Das heißt, die Position jedes Ziels zeigt eine Zielkoordinate, wobei die Radareinheit 12 als Referenz (beispielsweise ein Ursprung) dient. Aus diesem Grund ändert sich die Position jedes Ziels, wenn sich die Radareinheit 12 bewegt. Somit erhält die Signalverarbeitungseinheit 20 einen Verschiebungsbetrag ΔLr, welcher eine Differenz zwischen der aktuellen Position der Radareinheit 12, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird, und der aktuellen Position der Radareinheit 12 darstellt, die unmittelbar vor dem Stopp der Radareinheit 12 erfasst wurde und in der Speichereinheit 22 gespeichert wurde. Dann korrigiert die Signalverarbeitungseinheit 20 basierend auf dem Verschiebungsbetrag ΔLr die Position jedes Ziels, das unmittelbar vor dem Stopp der Radareinheit 12 detektiert wurde, und identifiziert die Position jedes Ziels, wenn die Radareinheit 12 angehalten wird. Selbst wenn das Fahrzeug 1 angehalten wird und die Radareinheit 12 sich nicht bewegt, kann die Position jedes Ziels basierend auf der vorher erfassten Position des Ziels entsprechend detektiert werden.
Ferner wiederholt die Radarvorrichtung 11 die Zielpositionsmessung in einem Zustand, in dem sich die Radareinheit 12 bewegt. Aus diesem Grund ist es möglich, einen Zielerfassungsbereich zu verbreitern im Vergleich zu einem Fall, in dem die Position jedes Ziels in einem Zustand gemessen wird, in dem die Radareinheit 12 angehalten wird.
Die Radareinheit 12 ist an einer Seitenfläche des Fahrzeugs 1 angebracht, die orthogonal zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ist. Somit ist es möglich, das Sendesignal St über einen weiten Bereich von der Vorderseite zu der Rückseite in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 abzustrahlen und es ist möglich, jedes Ziel in dem Bereich zu detektieren.
Die Radareinheit 12 der Radarvorrichtung 11 ist in oder an der Tür 3 des Fahrzeugs 1 eingebaut. Deswegen bewirkt nicht nur die Bewegung des Fahrzeugs 1, sondern auch ein Öffnungs- und Schließvorgang der Tür, dass sich die Radareinheit 12 bewegt und eine relative Geschwindigkeit zwischen der Radareinheit 12 und jedem Ziel wird erzeugt. Somit kann die Position jedes Ziels detektiert werden durch Verwenden einer Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten aufgrund des Öffnungs- und Schließvorgangs der Tür 3.
Als Nächstes stellen 11 und 12 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Dann besteht ein Merkmal des zweiten Ausführungsbeispiels darin, dass die Radareinheit der Radarvorrichtung in oder an dem Türspiegel des Fahrzeugs eingebaut ist. Es ist anzumerken, dass bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die gleichen Bestandteilelemente wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und die Beschreibung derselben ausgelassen wird.
11 stellt ein Fahrzeug 31 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Das Fahrzeug 31 ist ähnlich wie das Fahrzeug 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert und umfasst den Fahrzeugkörper 2, die Türen 3 und den Türspiegel 4. Ein Basisendabschnitt 4A des Türspiegels 4 ist an der Vorderseite der Tür angebracht (siehe 12). Ein oberer Endabschnitt 4B des Türspiegels 4 ist an einer Position weiter entfernt von der Tür 3 angeordnet als der Basisendabschnitt 4A. Der Türspiegel 4 kann sich um einen Drehpunkt 4C des Basisendabschnitts 4A drehen. Der Türspiegel 4 umfasst einen Motor (nicht dargestellt) und kann elektrisch untergebracht sein. Somit kann der Türspiegel 4 automatisch verschoben werden zwischen einer Unterbringungsposition P1, die sich entlang der Tür 3 erstreckt, und einer Nutzungsposition P2, die von der Tür 3 nach außen vorsteht.
Die Radareinheit 12 der Radarvorrichtung 11 ist in oder an dem Türspiegel 4 eingebaut. Genauer gesagt, die Radareinheit 12 der Radarvorrichtung 11 ist an dem oberen Endabschnitt 4B des Türspiegel 4 angebracht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Radarvorrichtung 11 derart angeordnet, dass die Strahlungsrichtung des Sendesignals St orthogonal zu einer Öffnungs- und Schließrichtung (Drehrichtung) des Türspiegels 4 ist.
Wenn der Türspiegel 4 gedreht und verschoben wird, wird die Radarvorrichtung 11 mit einer Bewegungsgeschwindigkeit Vm verschoben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Bewegungsgeschwindigkeit Vm der Radarvorrichtung 11 durch die folgende Gleichung 8 ausgedrückt, basierend auf einem Abstand dr von dem Drehpunkt 4C des Türspiegels 4 zu der Radarvorrichtung 11 und einer Winkelgeschwindigkeit ω des Türspiegels 4. Entsprechend ist die relative Geschwindigkeit Veff, die zwischen jedem Ziel und der Radareinheit 12 erzeugt wird, durch Gleichung 9 ausgedrückt. $V m = d r \times ω$
$\begin{matrix} V e f f = r_{e} \cdot V m \\ = | r_{e} | | V m | cos α \end{matrix}$
Somit ist es auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, das wie oben konfiguriert ist, möglich, eine Mehrzahl von Objekten, die feststehend sind, auf im Wesentlichen ähnliche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das oben beschrieben ist, getrennt zu detektieren. Da außerdem bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Radarvorrichtung 11 an dem Türspiegel 4 angebracht ist, kann die Radarvorrichtung 11 beispielsweise bewegt werden durch Verschieben des Türspiegels 4 von der Unterbringungsposition P1 zu der Nutzungsposition P2. Somit kann in einem Zustand, in dem das Fahrzeug 31 angehalten ist, die relative Geschwindigkeit Veff zwischen jedem Ziel, das feststehend ist, und der Radarvorrichtung 11 (Radareinheit 12) erzeugt werden, und die Position des Ziels kann detektiert werden.
Es ist anzumerken, dass bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ein Chirp-Signal, dessen Frequenz sich linear erhöht, als Sendesignal St verwendet wird, aber es kann auch ein Chirp-Signal verwendet werden, dessen Frequenz sich linear verringert.
Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wird die relative Geschwindigkeit Veff durch Verwenden von Schwebungssignalen detektiert, die auf einer Anzahl NChirp von Chirp-Signalen basieren. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und beispielsweise kann ein Sendesignal, dessen Frequenz einen aufsteigenden Abschnitt und einen abfallenden Abschnitt aufweist, abgestrahlt werden, und wenn die Frequenz steigt und fällt, kann eine relative Geschwindigkeit basierend auf einer Änderung ihrer Schwebungsfrequenz detektiert werden. Ferner kann eine relative Geschwindigkeit basierend auf einer zeitlichen Änderung des Abstands R detektiert werden.
Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde ein Fall beispielhaft dargestellt, bei dem die Sendeantenne 14 aus einem einzelnen Antennenelement gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die Sendeantenne kann aus einer Array-Antenne gebildet sein, die eine Mehrzahl von Antennenelementen umfasst.
Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde die Radarvorrichtung 11, die eine Position jedes Ziels in einer zweidimensionalen Ebene schätzt, als Beispiel beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Radarvorrichtung angewendet werden, die eine Position jedes Ziels in einem dreidimensionalen Raum schätzt. In diesem Fall ist eine Mehrzahl von Empfangsantennen in Abständen in der X-Richtung und der Z-Richtung angeordnet. Als Folge kann die Radarvorrichtung nicht nur einen Azimutwinkel θ, sondern auch einen Höhen/Depressionswinkel φ erhalten. In diesem Fall ist die in Gleichung 6 und Gleichung 7 dargestellte Positionskorrektur auch auf drei Abmessungen ausgedehnt, einschließlich der Z-Richtung. Somit korrigiert die Signalverarbeitungseinheit die Position des Ziels Tg[i - 1] unmittelbar bevor die Radareinheit angehalten wird basierend auf der folgenden Gleichung 10 und Gleichung 11 und identifiziert die Position des Ziels Tg[i], wenn die Radareinheit angehalten wird. $\begin{array}{l} L r [i] = [x r_{i}, y r_{i}, z r_{i}] \\ Δ L r = L r [i] - L r [i - 1] \\ Δ x r = x r_{i} - x r_{i - 1} \\ Δ y r = y r_{i} - y r_{i - 1} \\ Δ z r = z r_{i} - z r_{i - 1} \end{array}$
$\begin{array}{l} T g [i - 1] = [x g_{i - 1}, y g_{i - 1}, z g_{i - 1}] \\ T g [i] = T g [i - 1] - Δ L r = [x g_{i - 1} - Δ x r; y g_{i - 1} - Δ y r, z g_{i - 1} - Δ z r] \end{array}$
Als Nächstes können beispielsweise die folgenden Aspekte berücksichtigt werden, die Radarvorrichtung, das Fahrzeug und das Objektpositionserfassungsverfahren, die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen enthalten sind.
Ein erster Aspekt ist eine Radarvorrichtung, die folgende Merkmale umfasst: eine Radareinheit, die konfiguriert ist, Daten einer Mehrzahl von Objekten zu erfassen, die feststehend sind, eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, die erfassten Daten zu berechnen, eine Aktuelle-Position-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine aktuelle Position der Radareinheit zu erfassen, und eine Aktuelle-Position-Speichereinheit, die konfiguriert ist, die aktuelle Position der Radareinheit zu speichern, wobei, wenn sich die Radareinheit bewegt, die Recheneinheit konfiguriert ist, basierend auf den Daten für jedes der Mehrzahl von Objekten einen Abstand zu dem Objekt und eine relative Geschwindigkeit zwischen der Radareinheit und dem Objekt zu erfassen, und Positionen der Mehrzahl von Objekten getrennt zu detektieren durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten verwendet wird, und wenn die Radareinheit angehalten wird, die Recheneinheit konfiguriert ist, die Positionen der Mehrzahl von Objekten, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit zu korrigieren, die in der Aktuelle-Position-Speichereinheit gespeichert ist, und die Positionen der Mehrzahl von Objekten zu identifizieren.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Radarvorrichtung die Mehrzahl von Objekten gemäß der Differenz zwischen ihren relativen Geschwindigkeiten getrennt detektieren. Selbst wenn eine große Anzahl von feststehenden Objekten (beispielsweise eine Bodenoberfläche, ein Mast, ein Baum und dergleichen) um die Radarvorrichtung herum angeordnet sind, können folglich unerwünschte Echos von diesen feststehenden Objekten getrennt werden. Ferner wiederholt die Radarvorrichtung die Positionsmessung der Objekte in einem Zustand, in dem sich die Radareinheit bewegt. Daher ist es möglich, einen Erfassungsbereich der Objekte zu verbreitern im Vergleich zu einem Fall, in dem die Positionen der Objekte in einem Zustand gemessen werden, wo die Radareinheit angehalten ist.
Ein zweiter Aspekt ist ein Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt versehen ist, wobei die Radareinheit der Radarvorrichtung an einer Seitenfläche des Fahrzeugs angebracht ist, die orthogonal zu einer Fahrtrichtung ist.
Dies ermöglicht es, ein Sendesignal über einen weiten Bereich von der Vorderseite zu der Rückseite in einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abzustrahlen und es ist möglich, ein Ziel in dem Bereich zu detektieren.
Ein dritter Aspekt ist das Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt, wobei die Radareinheit der Radarvorrichtung in oder an einer Tür des Fahrzeugs eingebaut ist. Als Folge bewegt sich die Radareinheit und zwischen der Radareinheit in jedem Objekt wird eine relative Geschwindigkeit erzeugt aufgrund eines Öffnungs- und Schließvorgangs der Tür ohne auf die Bewegung des Fahrzeugs begrenzt zu sein. Aus diesem Grund kann die Position jedes Objekts durch Verwenden einer Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten aufgrund des Öffnungs- und Schließvorgangs der Tür detektiert werden.
Ein vierter Aspekt ist das Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt, wobei die Radareinheit der Radarvorrichtung in oder an einem Türspiegel des Fahrzeugs eingebaut ist. Entsprechend kann die Radareinheit der Radarvorrichtung durch Verschieben des Türspiegels von einer Unterbringungsposition zu einer Nutzungsposition bewegt werden. Aus diesem Grund kann in dem Zustand, in dem das Fahrzeug angehalten ist, die relative Geschwindigkeit zwischen einem feststehenden Ziel und der Radareinheit erzeugt werden und die Position des Ziels kann detektiert werden.
Ein fünfter Aspekt ist ein Objektpositionserfassungsverfahren, das bei einer Radarvorrichtung anzuwenden ist, die folgende Merkmale umfasst: eine Radareinheit, die konfiguriert ist, Daten einer Mehrzahl von Objekten zu erfassen, die feststehend sind, eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, die erfassten Daten zu berechnen, eine Aktuelle-Position-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine aktuelle Position der Radareinheit zu erfassen, und eine Aktuelle-Position-Speichereinheit, die konfiguriert ist, die aktuelle Position der Radareinheit zu speichern, wobei das Objektpositionserfassungsverfahren zum Erfassen von Positionen der Mehrzahl von Objekten folgende Schritte umfasst: wenn sich die Radareinheit bewegt, Berechnen, durch die Recheneinheit, für jedes der Mehrzahl von Objekten, eines Abstands zu dem Objekt und einer relativen Geschwindigkeit zwischen der Radareinheit und dem Objekt basierend auf den Daten, die durch die Radareinheit erfasst werden, und getrenntes Detektieren, durch die Recheneinheit, der Positionen der Mehrzahl von Objekten durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten verwendet wird, und wenn die Radareinheit angehalten wird, Korrigieren, durch die Recheneinheit, der Positionen der Mehrzahl von Objekten, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit, die in der Aktuelle-Position-Speichereinheit gespeichert ist, und Identifizieren, durch die Recheneinheit, der Positionen der Mehrzahl von Objekten.
Mit dieser Konfiguration kann die Mehrzahl von Objekten gemäß dem Unterschied zwischen den relativen Geschwindigkeiten getrennt detektiert werden. Selbst wenn eine große Anzahl von feststehenden Objekten (beispielsweise eine Bodenoberfläche, ein Pfosten, ein Baum und dergleichen) um die Radarvorrichtung herum angeordnet sind, können folglich unerwünschte Echos von diesen feststehenden Objekten getrennt werden. Außerdem wird die Positionsmessung der Objekte in einem Zustand wiederholt, in dem sich die Radareinheit bewegt. Daher ist es möglich, einen Erfassungsbereich der Objekte zu verbreitern, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Positionen der Objekte in einem Zustand gemessen werden, wo die Radareinheit angehalten ist.
Bezugszeichenliste

1,31: Fahrzeug
2: Fahrzeugkörper
3: Tür
4: Türspiegel
11: Radarvorrichtung
12: Radareinheit
20: Signalverarbeitungseinheit (Recheneinheit)
21: GPS-Empfänger (Aktuelle-Position-Erfassungseinheit)
22: Speichereinheit (Aktuelle-Position-Speichereinheit)

Claims

Eine Radarvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine Radareinheit, die konfiguriert ist, Daten einer Mehrzahl von Objekten zu erfassen, die feststehend sind; eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, die erfassten Daten zu berechnen; eine Aktuelle-Position-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine aktuelle Position der Radareinheit zu erfassen; und eine Aktuelle-Position-Speichereinheit, die konfiguriert ist, die aktuelle Position der Radareinheit zu speichern, wobei wenn sich die Radareinheit bewegt, die Recheneinheit konfiguriert ist, basierend auf den Daten für jedes der Mehrzahl von Objekten einen Abstand zu dem Objekt und eine relative Geschwindigkeit zwischen der Radareinheit und dem Objekt zu erfassen und Positionen der Mehrzahl von Objekten getrennt zu detektieren durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten verwendet wird und wenn die Radareinheit angehalten wird, die Recheneinheit konfiguriert ist, die Positionen der Objekte, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit zu korrigieren, die in der Aktuelle-Position-Speichereinheit gespeichert ist, und die Positionen der Mehrzahl von Objekten zu identifizieren.
Ein Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1 versehen ist, wobei die Radareinheit der Radarvorrichtung an einer Seitenfläche des Fahrzeugs angebracht ist, die orthogonal zu einer Fahrtrichtung ist.
Das Fahrzeug gemäß Anspruch 2, bei dem die Radareinheit der Radarvorrichtung in oder an einer Tür des Fahrzeugs eingebaut ist.
Das Fahrzeug gemäß Anspruch 2, bei dem die Radareinheit der Radarvorrichtung in oder an einem Türspiegel des Fahrzeugs eingebaut ist.
Ein Objektpositionserfassungsverfahren, das bei einer Radarvorrichtung anzuwenden ist, die folgende Merkmale umfasst: eine Radareinheit, die konfiguriert ist, Daten einer Mehrzahl von Objekten zu erfassen, die feststehend sind, eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, die erfassten Daten zu berechnen, eine Aktuelle-Position-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine aktuelle Position der Radareinheit zu erfassen, und eine Aktuelle-Position-Speichereinheit, die konfiguriert ist, die aktuelle Position der Radareinheit zu speichern, wobei das Objektpositionserfassungsverfahren zum Detektieren von Positionen der Mehrzahl von Objekten folgende Schritte aufweist: wenn sich die Radareinheit bewegt, Berechnen, durch die Recheneinheit, für jedes der Mehrzahl von Objekten, eines Abstands zu dem Objekt und einer relativen Geschwindigkeit zwischen der Radareinheit und dem Objekt basierend auf den Daten, die durch die Radareinheit erfasst werden; und getrenntes Detektieren, durch die Recheneinheit, der Positionen der Mehrzahl von Objekten durch Verwenden eines Trennungsalgorithmus, bei dem eine Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten verwendet wird und wenn die Radareinheit angehalten wird, Korrigieren, durch die Recheneinheit, der Positionen der Mehrzahl von Objekten, die detektiert werden, wenn sich die Radareinheit bewegt hat, basierend auf der aktuellen Position der Radareinheit, die in der Aktuelle-Position-Speichereinheit gespeichert ist und Identifizieren, durch die Recheneinheit, der Positionen der Objekte.