DE60222471T2

DE60222471T2 - Radareinrichtung

Info

Publication number: DE60222471T2
Application number: DE60222471T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kuroda; Kazuaki Takano; Fumihiko Hitachi Okai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2022-01-19
Also published as: WO2003062852A1; US20050017891A1; EP1467223B1; EP1467223A1; JPWO2003062852A1; JP4088589B2; DE60222471D1; US7061424B2; EP1467223A4

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radar, das die Existenz eines Ziels durch Senden von Funkwellen und Empfangen der vom Ziel reflektierten Wellen erfasst.
STAND DER TECHNIK
Funkradare werden auf einer Vielfalt von Gebieten zum Messen des Abstandes zu einem Ziel verwendet. In der Kraftfahrzeugherstellungsindustrie findet beispielsweise die Entwicklung des Radars statt, das in ein Fahrzeug geladen ist und den Abstand zwischen einem voraus befindlichen Fahrzeug und einem anderen Fahrzeug misst.
Ein solches Radar wird in eine Vielfalt von Formen in Abhängigkeit von der Wellenform der verwendeten Funkwellen klassifiziert. In einem Artikel mit dem Titel "Current Status and Trends of mm-Wave Automobile Radar", auf den Seiten 977-981 der Ausgabe vom Oktober 1996, Journal of the Institute of Electronic Information and Communication Engineers, sind beispielsweise eine Vielfalt von Formen von Radar erwähnt, einschließlich Impulsradar, FSK-CW-Radar (Dauerstrichradar mit Frequenzumtastung) und FMCW-Radar (Dauerstrichradar mit Frequenzmodulation). Ein Impulsradar ist eine drahtlose Vorrichtung, die Impulswellen emittiert und den Abstand zu einem Ziel auf der Basis der Zeit, die abläuft, bis die Echowellen empfangen werden, erfasst. Die FSK ist eine drahtlose Vorrichtung, die abwechselnd jede von zwei verschiedenen kontinuierlichen Wellen auf der Basis einer Doppler-Verschiebung jedes Echos davon emittiert und den Abstand zu einem Zielobjekt und die relative Ge schwindigkeit des Zielobjekts erfasst. Ein FMCW-Radar ist eine drahtlose Vorrichtung, die kontinuierliche Wellen mit einer geeigneten sich wiederholenden Frequenzmodulation wie z. B. einer Dreiecksellen-Frequenzmodulation oder dergleichen emittiert und den Abstand zu einem Zielobjekt und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts auf der Basis der Schwebungsfrequenz der gesendeten Signale und der reflektierten Signale erfasst. Unter einem solchen Radar erfassen FSK-CW- und FMCW-Radars den Abstand zu und die relative Geschwindigkeit von einem Ziel auf der Basis der Phase und Frequenz von Spitzensignalen eines Frequenzspektrums, das durch FFT-Prozesse (Prozesse einer schnellen Fouriertransformation) erhalten wird, die auf Signale angewendet werden, die an einer Empfangsantenne empfangen werden.
Zuerst wird ein im Fahrzeug montiertes Radar am Fahrzeug hauptsächlich für den Zweck der Erfassung eines Ziels (wie z. B. eines voraus befindlichen Fahrzeugs), das auf der Straßenoberfläche vorhanden ist, montiert, weshalb das Radar nicht irrtümlich eine Fußgängerbrücke, die beispielsweise über der Straße angeordnet ist, als Ziel erfassen kann. Folglich muss das Radar eine Lage aufrechterhalten, wenn in dem Zustand, in dem es am Fahrzeug angebracht ist, ermöglicht wird, dass Funkwellen in die Planare Richtung der Straßenoberfläche gesandt werden und Funkwellen von der Planaren Richtung der Straßenoberfläche empfangen werden. Die in JP-A-2000-56020 offenbarte Technologie ist in Verbindung mit solchen Radaren gut bekannt. Diese Technologie sieht zwei elektromagnetische Wellen emittierende Quellen zum Emittieren von elektromagnetischen Wellen in geringfügig vertikal geneigten Richtungen für die Vorwärtsrichtung eines Fahrzeugs vor, die an einer Objekterfassungsvorrichtung angebracht sind, wobei Änderungen der Lage der Objekterfassungsvorrichtung durch Vergleichen der Stärke der reflektierten Wellen der elektromagnetischen Wellen von jeder elektromagnetische Wellen emittierenden Quelle erfasst werden. JP-A-2000-56020 zitiert Laserstrahlen und Millimeterwellen als Beispiele der elektromagnetischen Wellen.
JP 2002 006032 A bezieht sich auf ein Kraftfahrzeugradar, das an der Vorderseite eines Fahrzeugs angebracht ist, um den Abstand zu einem Ziel wie z. B. einem voraus befindlichen Fahrzeug zu messen. In JP 2002 006032 A sind eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, die die Radarstrahlachse relativ zu den Aufwärts/Abwärts-Richtungen in Bezug auf die Straßenoberfläche horizontal halten, so dass ein voraus befindliches Fahrzeug zuverlässig erfasst werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radarvorrichtung zu schaffen, die eine Änderung der Anbringungslage für ein sich bewegendes Objekt ohne Hinzufügung irgendeiner Hardware erfassen kann. Um diese Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Radarvorrichtung, die an einem sich bewegenden Objekt angebracht wird, das sich entlang einer ununterbrochenen Ebene bewegt, gemäß Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen. Die Radarvorrichtung kann einen Sender/Empfänger-Teil aufweisen, der ein Signal mit einer Hauptkeule in der Richtung der Bewegung des sich bewegenden Objekts und/oder eine Seitenkeule, die in Richtung der ununterbrochenen Ebene gerichtet ist, sendet. Der Sender/Empfänger-Teil kann ein erstes Reflexionssignal von einem Ziel in der Richtung der Hauptkeule und/oder ein zweites Reflexionssignal von der ununterbrochenen Ebene in der Richtung der Seitenkeule empfangen. Die Radarvorrichtung kann ein Steuerverarbeitungsmittel aufweisen, das die Frequenz eines Schwebungssignals des zweiten Reflexionssignals, das vom Sender/Empfänger-Teil empfangen wird, und des vom Sender/Empfänger-Teil emittierten Signals erfasst, und/oder das Informationen, die auf die Lage der Radarvorrichtung in Bezug auf die ununterbrochene Ebene bezogen sind, auf der Basis dieser Frequenz erfasst.
So viel Freiheit wie möglich wird in der Kombination von Teilen aufrechterhalten, die in der konkreten Struktur enthalten sind, die für die beste Ausführungsform zur Implementierung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen ist, wobei die vorliegende Erfindung eine beliebige solche Kombination umfasst. Eine Ausführungsform, die durch geeignetes Beseitigen eines Teils der Struktur erhalten wird, die für die beste Ausführungsform zur Implementierung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, kann beispielsweise immer noch eine Ausführungsform dieser Erfindung schaffen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt Antennencharakteristiken, die durch Synthese einer Antennenverstärkung einer Empfangsantenne und einer Sendeantenne eines Radars erhalten werden, in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Antennenmuster, das eine Theorie für die Erfassung der Anbringungslage eines Radars für ein sich bewegendes Objekt darstellt.
3 zeigt ein Antennenmuster, das eine Theorie für die Erfassung der Anbringungslage eines Radars für ein sich bewegendes Objekt darstellt.
4 stellt schematisch ein Radarsystem in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
5 stellt die Struktur des Gehäuses für ein Radar in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
6 ist ein Ablaufplan, der die Prozesse, die von einem Mikrocomputer ausgeführt werden, in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 stellt ein durch FFT erzeugtes Frequenzspektrum dar.
8 stellt ein durch FFT erzeugtes Frequenzspektrum dar.
9 ist ein Ablaufplan, der die Prozesse, die von einem Mikrocomputer ausgeführt werden, in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 zeigt die Änderung der Frequenz eines Sendesignals von einem FMCW-Radar.
11 zeigt die Änderung der Frequenz eines Schwebungssignals, das durch Mischen eines Sendesignals von einem FMCW-Radar und eines Reflexionssignals davon erhalten wird.
12 stellt ein durch FFT erzeugtes Frequenzspektrum dar.
13 ist ein Ablaufplan, der die Prozesse, die von einem Mikrocomputer ausgeführt werden, in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist ein Ablaufplan, der die Prozesse, die von einem Mikrocomputer ausgeführt werden, in Bezug auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Diese Beschreibung beginnt mit einer Erläuterung der Theorie hinter der Erfassung der Anbringungslage eines Radars für die Anbringung an einem sich bewegenden Objekt.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Radarantenne normalerweise mit einem Strahlungsmuster von Funkwellen ausgelegt, wobei eine Reihe von Seitenkeulen a1, a2, ..., a1', a2' und ..., die sich von einer Hauptkeule a0 fortsetzen, als Strahlung innerhalb eines Bereichs von Winkeln von ± 90° dargestellt sind, die sich von der Hauptkeule a0 erstrecken. Wie in 2 gezeigt, können folglich, wenn ein Radar 100 an einem sich bewegenden Objekt 400 angebracht ist, das sich auf einer ebenen Oberfläche 300 bewegt, so dass die Hauptkeule a0 der Antenne und dieses sich bewegende Objekt parallel sind, die Winkel Φ1, Φ2, ..., die zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ..., gebildet sind, die ein Teil der Seitenkeulen a1, a2, ..., a1', a2', ... der Antenne sind, theoretisch zu den Winkeln ∅1, ∅2, ... der Hauptkeule a0 äquivalent sein. Nachstehend wird diese Anbrin gungslage eines Radars an einem sich bewegenden Objekt als Standardlage genommen. Wenn eine Änderung in dieser Anbringungslage des Radars 100 am sich bewegenden Objekt 400 entsteht, entsteht hier eine darauf bezogene Änderung im Winkel zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2,... der Antenne. Wie in 3 gezeigt, können beispielsweise, wenn die Anbringungslage des Radars 100 am sich bewegenden Objekt in einem Winkel θ aus der Standardlage um eine gerade Achse horizontal zur Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs, an dem das Radar 100 angebracht ist, gedreht wird, die Winkel Φ1, Φ2, ... zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne theoretisch in einem Winkel äquivalent zu diesem Drehwinkel θ des Radars zunehmen.
In dieser Weise variiert der Winkel zwischen der Oberfläche und den Seitenkeulen der Antenne in Bezug auf den Winkel der Drehung des Radars um eine gerade Achse horizontal zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, an dem das Radar angebracht ist. Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Winkel Φ1, Φ2, ..., die zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne gebildet sind, erfasst und die Änderung der Anbringungslage des Radars am sich bewegenden Objekt wird auf der Basis der erfassten Ergebnisse abgeschätzt. Das Verfahren zum Berechnen der Winkel Φ1, Φ2, ..., die zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne gebildet sind, unterscheidet sich für das Modulationssystem des Radars. Konkrete Beispiele dessen folgen.
Die Winkel Φ1, Φ2, ..., die zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne gebildet sind, für beispielsweise ein FSK-CW-Radar können in der folgenden Weise berechnet werden.
Wenn ein Objekt im Bereich der Funkwellenstrahlung von der Antenne eines Radars existiert, empfängt die Antenne ein Echo von diesem Objekt. Dieses Echo unterliegt dem Doppler-Effekt auf Grund der relativen Bewegung zwischen dem Radar und dem Objekt. Folglich verschiebt die Frequenz dieses Echos nur die Doppler-Frequenz f, die durch den Ausdruck (1) bereitgestellt wird, von der emittierten Frequenz fc der Funkwellen von der Antenne. f = 2·fc·v/c (1)
Hier ist c die Lichtgeschwindigkeit und v ist die relative Geschwindigkeit des Radars und des Objekts.
Wenn statische Objekte in den Richtungen von jeder der Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne eines Radars, das sich mit der Geschwindigkeit V bewegt, existieren, sind die relativen Geschwindigkeiten von jedem dieser statischen Objekte und des Radars V·cos Φ1, V·cos Φ2. Wenn die Doppler-Frequenzen f1, f2, ... des von jedem der statischen Objekte durch die Antenne des Radars empfangenen Echos aus dem Ausdruck (1) erhalten werden, wird folglich der Ausdruck (2) erhalten. fk = 2·fc·V·cos Φk/c(k = 1,2, ...) (2)
Wenn die Oberfläche, die in den Richtungen von jeder der Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne existiert, wenn das Radar an dem sich bewegenden Objekt angebracht ist, das sich über diese Oberfläche mit der Geschwindigkeit V bewegt, als statisches Objekt betrachtet wird und die Doppler-Frequenzen f1, f2, ... der Echos von der Ober fläche unter Verwendung von FFT-Prozessen erfasst werden, können die Winkel Φ1, Φ2, ... zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne durch Einsetzen dieser erfassten Werte f1, f2, ... in den Ausdruck (2) erhalten werden.
Ferner können die Winkel Φ1, Φ2, ..., die zwischen der Oberfläche 300 und den Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne gebildet sind, beispielsweise für ein FMCW-Radar in der folgenden Weise berechnet werden.
Die Entfernung, die der Abstand von einem Radar zu einem Objekt ist, das im Bereich der Strahlung von Funkwellen von der Antenne des Radars existiert, kann durch den Ausdruck (3) erhalten werden. Entfernung = c·(fb+ + fb-)/(8·ΔF·fm) (3)
Hier ist c die Lichtgeschwindigkeit, fb+ + fb- ist die Summe der Werte fb+, fb- (siehe 11), die abwechselnd durch Frequenzen des Schwebungssignals des Echos vom Objekt gezeigt werden, fm gibt die Wiederholungszyklen der Sendung von Funkwellen (siehe 10) von der Sendeantenne an, ΔF ist die Bandbreite der Frequenzabweichung der Funkwellen, die von der Sendeantenne gesandt werden, und λ ist die Wellenlänge der Funkwellen von der Sendeantenne.
Wenn die Oberfläche, die in den Richtungen von jeder der Seitenkeulen a1, a2, ... der Radarantenne existiert, als statisches Objekt betrachtet wird, kann der Abstand (R1, R2, ... in 2 und 3) zwischen dem Radar und der Position, in der jede der Seitenkeulen a1, a2, ... von der Radarantenne die Oberfläche erreicht, auch durch die Entfernung des Ausdrucks (3) erhalten werden. Wenn der Abstand (R1, R2, ... von 2 und 3) zwischen dem Radar und der Position, in der jede der Seitenkeulen a1, a2, ... von der Radarantenne die Oberfläche erreicht, geometrisch berechnet wird, wird der Ausdruck (4) erhalten. Rk = H/sin Φk (k = 1, 2, ...) (4)
Hier stellt H den Abstand (H von 2) zwischen der Oberfläche und der Hauptkeule a0 der Antenne des Radars, das die Standardlage aufrechterhält, dar.
Das Einsetzen des Abstandes Rk, der aus dem Ausdruck (4) erhalten wird, für die Entfernung von (3) erzeugt den Ausdruck (5). H/sin Φk = c·(fb+ + fb-)/(8·ΔF·fm)(k = 1, 2, ...) (5)
Das Erfassen der Frequenzen fb+, fb-, die abwechselnd vom Schwebungssignal des Echos von der Oberfläche gezeigt werden, für jede Seitenkeule unter Verwendung von FFT-Prozessen und Einsetzen dieser erfassten Werte fb+, fb- in den Ausdruck (5) ermöglicht, dass die Winkel Φ1, Φ2, ..., die zwischen der Oberfläche 300 und jeder der Seitenkeulen a1, a2, ... der Antenne gebildet sind, erhalten werden.
Eine Struktur für ein Radarsystem, das in der Lage ist, die Anbringungslage des Radars an einem sich bewegenden Objekt unter Verwendung der obigen Prinzipien abzuschätzen, wird nun beschrieben. Hier wird ein FSK-CW-Radar vom Homodyntyp beschrieben, um ein Beispiel eines Radars dieses Radarsystems bereitzustellen, dies schließt jedoch nicht die Verwendung eines Heterodynsystem-FSK-CW-Radars aus.
Wie in 4 gezeigt, besitzt ein Radarsystem gemäß dieser Ausführungsform ein FSK-CW-Radar 100 zum aufeinander folgenden Empfangen der Eingabe von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V von einem existierenden Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (in der Zeichnung nicht gezeigt) eines Fahrzeugs und eine Ausgabevorrichtung 200 (wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige, Lautsprecher oder dergleichen) zum Ausgeben von Informationen des FSK-CW-Radars 100, einschließlich gemessener Informationen über ein Ziel und Informationen über die Neigung des FSK-CW-Radars 100 für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar.
Das FSK-CW-Radar 100 besitzt einen Sender/Empfänger-Teil mit einem Sendeteil 110 zum Emittieren von Funkwellen A in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar und einem Empfangsteil 120 zum Empfangen von Echos B von Objekten (ein Ziel, die Bahn des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar) in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar und einen Steuerverarbeitungsteil 130 zum Erfassen eines Objekts in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar aus der Ausgabe aus dem Empfangsteil 120 sowie ein Gehäuse (siehe 5), das diese Teile aufnimmt.
Der Sendeteil 110 besitzt einen Modulator 111 zum abwechselnden Ausgeben von zwei Typen eines modulierten Signals in Reaktion auf Umschaltbefehle vom Steuerverarbeitungsteil 120, einen Sender 112 zum Ausgeben von Hochfrequenzsignalen (z. B. Millimeterwellen) mit den Frequenzen f1 und f2, die in Bezug auf das modulierte Signal vom Modulator 111 emittiert werden, eine Sendeantenne 113 zum Senden von Ausgangssignalen vom Sender 112 als Funkwellen A und einen Richtkoppler 114 zum Führen eines Teils der Ausgabe aus dem Sender 112 zum Empfangsteil 120 als Standardsignal zur Frequenzumsetzung auf ein Zwischenfrequenzband. In dieser Konfiguration bewirkt der Sendeteil 110, dass kontinuierliche Wellen A mit voneinander verschiedenen Sendefrequenzen abwechselnd von der Sendeantenne 113 in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar emittiert werden.
Der Empfangsteil 120 besitzt eine Empfangsantenne 121 zum Empfangen eines Echos B von einem Objekt in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar, einen Mischer 122 zum Erzeugen eines Schwebungssignals für jede gesandte Frequenz f1 und f2 der Funkwellen A durch Mischen von Signalen vom Richtkoppler 114 und Ausgangssignalen von der Empfangsantenne 121, eine analoge Schaltung 123 zum Verstärken und Demodulieren von Ausgangssignalen des Mischers 122 für jede der gesandten Frequenzen f1 und f2 der Funkwellen A und einen A/D-Umsetzer 124 zum Abtasten der analogen Signale F1 und F2, die aus der analogen Schaltung 123 ausgegeben werden, für jede gesandte Frequenz f1 und f2 der Funkwellen A in geeigneten Abtastintervallen.
In dieser Konfiguration erfasst der Empfangsteil 120 Echos B von einem Objekt in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar nach Verstärkung der gesandten Frequenzen f1 und f2 der Funkwellen A.
Der Prozesssteuerteil 130 besitzt einen Mikrocomputer, der mit der Ausgabevorrichtung 200 verbunden ist. Durch Ausführen eines Programms betreibt dieser Mikrocomputer einen Signalverarbeitungsteil 131 und einen Speicherteil 132 als funktionale Konfigurationsteile.
Der Signalverarbeitungsteil 131 befiehlt dem Modulator 111 und der analogen Schaltung 123 den Zeitpunkt des Umschaltens zwischen den zwei gesandten Frequenzen f1 und f2 und erfasst Informationen über Messungen hinsichtlich des Ziels (den Abstand vom Radar 100 zum Ziel, die relativen Geschwindigkeiten des Radars 100 und des Ziels) und Informationen über die Neigung des Radars 100 mit zwei Frequenzen vom Empfangsteil 120, bevor diese Informationen an die Ausgabevorrichtung 200 ausgegeben werden. Ferner speichert der Speicherteil 132 im Voraus eine Festwertdatengruppe, die für den Signalverarbeitungsteil 131 für die Erfassung von Informationen über die Neigung des Radars 100 mit zwei Frequenzen (Niedergeschwindigkeits-Erfassungsschwellenwerte, zwei Schwellenwerte für die Erfassung der zwei Seitenkeulen und zwei Schwellenwerte für die Erfassung des Anbringungslagefehlers) erforderlich sind, und speichert Frequenzspektren, die durch 131 erhalten werden, als Geschichtsinformationen.
Wie in 5 gezeigt, besitzt das Gehäuse zwei Schutzvorrichtungen mit Durchgangslöchern 141a, die auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses angeordnet sind, ein Befestigungselement (in der Zeichnung nicht gezeigt) zum Befestigen des Gehäuses 141 an einem Halteträger 140, der am vorderen Teil des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar befestigt ist, und mehrere Spannschrauben 142, die mit den entsprechenden Spannschraubenlöchern 140a des Halteträgers 140 in Eingriff stehen, wenn die Einstellschrauben 142 in jedes der Durchgangslöcher der zwei Schutzvorrichtungen 141a eingesetzt sind. Da dieses Gehäuse so konfiguriert ist, kann ein Benutzer das Intervall zwischen dem Gehäuse 141 und dem Träger 140 durch mehrere Positionen durch Einstellen des Spanngrades von jeder der Einstellschrauben 142 einstellen, wodurch dem Benutzer ermöglicht wird, die Lage des Gehäuses 141 für den Halteträger 140 einzustellen, mit anderen Worten, die Anbringungslage des Radars für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar einzustellen. Die Abdeckung 141 kann an drei Punkten durch die Gruppe von Einstellschrauben 142 befestigt sein, um zu ermöglichen, dass die Neigung der Abdeckung 141 um die x-Achse und die y-Achse korrigiert wird, dies ist jedoch nicht wesentlich. Die Abdeckung 141 kann beispielsweise durch die Gruppe von Einstellschrauben 142 in vier oder mehr Punkten in der Position befestigt werden, um eine Feineinstellung der Neigung der Abdeckung 141 zu ermöglichen. Ferner kann die Abdeckung 141 in der Position durch die Gruppe von Einstellschrauben 142 entlang zwei Punkten über der Mittelachse der Abdeckung der Richtung der y-Achse folgend befestigt werden, um die Effekte der Neigung der Abdeckung 141 um die y-Achse auf die gemessenen Ergebnisse zu mildern.
Die vom Mikrocomputer des Radars 100 ausgeführten Prozesse, d. h. die Prozesse, die von jedem funktionierenden Verarbeitungsteil durchgeführt werden, wie durch die Ausführung einer Software durch den Mikrocomputer verwirklicht, werden nun beschrieben, einschließlich einer Erläuterung der Prozesse zur Einstellung, die vom Benutzer durchgeführt werden. Hier liegt der Schwerpunkt auf der starken ersten Seitenkeule a1 und der zweiten Seitenkeule a2 aus der Reihe von Seitenkeulen a1, a2, ... auf der Seite der Straßenoberfläche.
6 ist ein Ablaufplan, der die vom Mikrocomputer des Radars 100 ausgeführten Prozesse darstellt.
Wenn der Signalsteuerteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 Befehle über den Zeitpunkt des Umschaltens zwischen den zwei gesandten Frequenzen f1 und f2 beginnt, werden die Befehle für den Zeitpunkt des Umschaltens zwischen diesen zwei gesandten Frequenzen abwechselnd und zyklisch vom Modulator 111 des Sendeteils 110 bzw. von der analogen Schaltung 123 des Empfangsteils 120 wahrgenommen. Anschließend werden Funkwellen von jeder der gesandten Frequenzen f1 und f2 abwechselnd und zyklisch von der Sendeantenne 113 des Sendeteils 110 emittiert (Schritt 500) und der Empfangsteil 120 beginnt die Erfassung von Echos von einem Objekt, das innerhalb der Reichweite der Strahlung dieser Funkwellen existiert (Schritt 501).
Wenn der Empfangsteil 120 ein Echo von einem Objekt innerhalb der Reichweite der Strahlung der Funkwellen A erfasst, zerlegt der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 in die Frequenzkomponenten eines Abtastsignals vom Empfangsteil 120 unter Verwendung von Prozessen einer schnellen Fouriertransformation (FFT) an den jeweiligen gesandten Frequenzen f1 und f2 (Schritt 502).
Der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 liest dann den Niedergeschwindigkeits-Erfassungsschwellenwert aus dem Speicherteil 132 und vergleicht diesen Wert mit Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (Schritt 503).
Wenn die Ergebnisse anzeigen, dass diese Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor geringer sind als der Niedergeschwindigkeits-Erfassungsschwellenwert, kehrt der Signal verarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 zur Ausführung der Prozesse von Schritt 502 zurück und implementiert FFT-Prozesse an neuen Abtastsignalen vom Empfangsteil 120. Hier besteht der Grund dafür, dass der Signalverarbeitungsteil 131 zur Implementierung von Schritt 502 zurückkehrt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V vom Fahrzeugsensor unter dem Niedergeschwindigkeits-Erfassungsschwellenwert liegen, darin, dass, wenn das Fahrzeug mit angebrachtem Radar mit niedriger Geschwindigkeit fährt, es unwahrscheinlich ist, dass Informationen über die Neigung des Radars 100 genau erfasst werden.
Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor über dem Niedergeschwindigkeits-Erfassungsschwellenwert liegen, implementiert der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 die folgenden Prozesse, um die relative Lage des Radars 100 für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar zu bewerten.
Zuerst macht der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 die Frequenz des in Schritt 502 erhaltenen Frequenzspektrums durch Dividieren durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor dimensionslos (Schritt 504). Der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 speichert dann die Frequenzspektraldaten, deren Frequenz dimensionslos gemacht wurde, im Speicherteil 132 als Geschichtsinformationen, synthetisiert Frequenzspektraldaten, die innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit (z. B. für eine Minute) von der Gegenwart gespeichert werden, unter den Frequenzspektraldatengruppen, die als Geschichtsinformationen im Speicherteil 132 gespeichert sind, und dividiert diese synthetisierten Daten durch die Anzahl von syn thetisierten Daten (Schritt 505). In dieser Weise werden, wie in 7 gezeigt, die Frequenzspektren erhalten, in denen Spitzensignale p1 und p2 in den Positionen der Frequenzen s1 und s2 entstehen, die durch die Sollwerte ∅1 und ∅2 der Winkel Φ1 und Φ2 festgelegt sind, die durch die Hauptkeule a0 und jede der Seitenkeulen a1 und a2 gebildet werden. Im Gegensatz dazu wird, wenn sich das Radar 100 aus der Standardlage um die gerade Achse horizontal zur Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar dreht, wie in 8 gezeigt, das Frequenzspektrum erhalten, in dem die Spitzensignale p1' und p2' in den Positionen der Frequenzen s1' und s2' entstehen, die durch die Summe des Drehwinkels θ des Radars 100 und der Sollwerte ∅1 und ∅2 der Winkel Φ1 und Φ2 festgelegt sind, die durch die Hauptkeule a0 und jede der Seitenkeulen a1 und a2 gebildet sind.
Der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 liest die Schwellenwerte P1 und P2 (P1 > P2) zum Erfassen der zwei Seitenkeulen aus dem Speicherteil 132 und erfasst das Spitzensignal, das zwischen diesen zwei Seitenkeulen-Erfassungsschwellenwerten (oberer P2 unterer P1) existiert, aus dem in Schritt 505 erhaltenen Frequenzspektrum (Schritt 506). Spitzensignalgruppen mit Spitzensignalen, die jeder der Seitenkeulen a1 und a2 entsprechen, werden in dieser Weise erfasst.
Danach liest der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 die zwei Schwellenwerte zum Erfassen des Anbringungslagefehlers S1 und S2 (S1 > S2) und entscheidet, ob dieselbe Anzahl von Spitzensignalfrequenzen im Frequenzbereich (oberer S2 unterer S1) zwischen diesen zwei Schwellenwerten zum Erfassen des Anbringungslagefehlers wie die Anzahl von Seitenkeulen a1 und a2 existiert oder nicht (Schritt 507). Wenn die erfassten Ergebnisse anzeigen, dass dieselbe Anzahl von Spitzensignalen (2) zwischen den zwei Schwellenwerten zum Erfassen des Anbringungslagefehlers wie die Anzahl von Seitenkeulen a1 und a2 (2) existiert, kann angenommen werden, dass das Radar 100 die Standardlage für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar aufrechterhält.
Wenn die Anzahl von Spitzensignalen, die zwischen den zwei Schwellenwerten zum Erfassen des Anbringungslagefehlers (oberer S2 unterer S1) existieren, dieselbe ist wie die Anzahl von Seitenkeulen a1 und a2, d. h., wenn das Radar 100 die Standardlage für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar aufrechterhält, berechnet der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 gemessene Informationen hinsichtlich des Ziels aus der Phasendifferenz und der Spitzensignalfrequenz (Doppler-Frequenz) in Bezug auf die Hauptkeule und gibt diese Informationen an die Ausgabevorrichtung 200 aus. Praktisch liest er die Zielerfassungsschwelle P3 aus dem Speicherteil 132, erfasst das Spitzensignal (Spitzensignal PO in 7) über der Zielerfassungsschwelle P3 für jede gesandte Frequenz und berechnet Informationen über Messungen hinsichtlich der relativen Geschwindigkeiten, Rate, des Radars 100 und des Ziels und des Abstandes, Entfernung, vom Radar 100 zum Ziel aus der Phasendifferenz und der Frequenz der Spitzensignale PO (Schritt 509). Hier werden die Ausdrücke (6) und (7) für die Berechnung dieser gemessenen Informationen hinsichtlich des Ziels verwendet. Entfernung = c·Δ∅/{4·π·Δf} (6) Rate = c·fd/(2·fc) (7)
Hier ist c die Lichtgeschwindigkeit, Δ∅ ist die Phasendifferenz (∅ 1 – ∅2) der Spitzensignale des für jede gesandte Frequenz f1 und f2 erhaltenen Frequenzspektrums, Δf ist die Differenz (f1-f2) zwischen den gesandten Frequenzen f1 und f2, fd ist der Mittelwert (fd1 + fd2) 2 der Frequenzen fd1 und fd2 der Spitzensignale jedes für jede gesandte Frequenz f1 und f2 erhaltenen Frequenzspektrums und fc ist der Mittelwert (f1 + f2)/2 der gesandten Frequenzen f1 und f2 (auch dieselben wie die folgenden Ausdrücke).
An diesem Punkt kann der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 ferner auch dazu veranlasst werden, Oberflächenzustands-Diagnoseprozesse auf der Basis der Amplitude der Spitzensignale, die zwischen den zwei Schwellenwerten zum Erfassen des Anbringungslagefehlers (oberer S2 unterer S1) existieren, auszuführen. Wenn die Amplitude der Spitzensignale entsprechend den Seitenkeulen a1 und a2 zunimmt, wenn die Oberfläche holprig ist, wenn sie unter dem ersten Schwellenwert zwischen den zwei Schwellenwerten zum Erfassen des Anbringungslagefehlers (oberer S2 unterer S1) liegt, kann beispielsweise eine Warnmeldung ausgegeben werden, die angibt, dass die Oberfläche derart holprig ist. Wenn die Amplitude der Spitzensignale entsprechend den Seitenkeulen a1 und a2 zunimmt, wenn sich eine Wasserpfütze auf der Oberfläche befindet, wenn sie über dem zweiten Schwellenwert liegt (oberer S2 unterer S1), kann ferner eine Warnmeldung ausgegeben werden, die Vorsicht vor Rutschen angibt.
Wenn andererseits die Anzahl von Spitzensignalen, die zwischen den zwei Schwellenwerten für die Erfassung des Anbringungslagefehlers (oberer S2 unterer S1) existieren, nicht dieselbe ist wie die Anzahl von Seitenkeulen a1 und a2, d. h., wenn sich die Lage des Radars 100 für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar geändert hat, berechnet der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 den Winkel θ, um den die Anbringungslage des Radars 100 aus der Standardlage um eine gerade Achse horizontal zur Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar gedreht ist, aus den folgenden zwei Ausdrücken (8) und (9). θ = cos-1 {s1'·c/(2·fc)} – ∅1 (8) θ = cos-1 {s2'·c/(2·fc)} – ∅2 (9)
Der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 gibt den Mittelwert der zwei Winkel, die aus den Ausdrücken (8) und (9) erhalten werden, an die Ausgabevorrichtung 200 als Informationen über die Neigung des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar aus. Ferner liest der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 eine Warnmeldung aus dem Speicherteil 132, die den Bedarf für eine Einstellung der Anbringungslage des Radars anzeigt, und gibt diese Warnmeldung an die Ausgabevorrichtung 200 zusammen mit den Informationen über die Neigung des Radars 100 aus. In dieser Weise werden eine Warnmeldung, die den Bedarf für eine Einstellung der Anbringungslage des Radars 100 angibt, und Informationen über die Neigung des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar aus der Ausgabevorrichtung 200 in mindestens einer Form aus einer Audio- und visuellen Ausgabe ausgegeben (Schritt 508). Das Ergebnis ist, dass durch diese Warnmeldung einem Benutzer bewusst gemacht wird, dass die Anbringungslage des Radars eine Einstellung erfordert, und er aus den Informationen über die Neigung des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar den Grad erkennen kann, in dem sich die Anbringungslage des Radars in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar von der Standardlage geändert hat. Die Arbeit der Einstellung der Anbringungslage des Radars 100 kann dann durch Festziehen der Einstellschrauben 142 gleichmäßig durchgeführt werden.
Durch die Ausführung der vorstehend beschriebenen Prozesse kann eine Änderung der Anbringungslage des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar erfasst werden, ohne eine Hardware zu einem FSK-CW-Radar hinzuzufügen.
In Bezug auf diese Ausführungsform wurde beschrieben, dass ein Benutzer den Vorgang der Einstellung der Anbringungslage des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar durchführt, es ist jedoch auch geeignet, einen Motor zu installieren, der das Radar 100 um eine gerade Achse horizontal zur Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar dreht, und dass der Mikrocomputer die Drehung des Motors steuert, um die Informationen über die Neigung des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar zu verringern.
Ferner wurde in Bezug auf diese Ausführungsform beschrieben, dass eine Warnmeldung, die einen Benutzer benachrichtigt, dass die Anbringungslage des Radars eine Einstellung erfordert, in mindestens einer von entweder einer Audio- oder visuellen Form ausgegeben wird, es ist jedoch auch geeignet, einen Benutzer über diese Informationen über Mittel wie z. B. Ausgeben eines Warnalarms oder Blinken einer LED oder dergleichen zu benachrichtigen.
Wiederum wurde in Bezug auf diese Ausführungsform beschrieben, dass die Frequenz des Frequenzspektrums dimensionslos gemacht wird, dies muss jedoch nicht notwendigerweise in dieser Weise erreicht werden. Es ist beispielsweise auch geeignet, die Frequenz eines Spitzensignals in Bezug auf die Hauptkeule zu erfassen und den Wert für die so erfasste Frequenz zu verwenden, um die Frequenz des Frequenzspektrums zu dividieren. In einer Konfiguration, in der Prozesse zum Bewerten der relativen Lage des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar nur dann durchgeführt werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert erreicht, ist es überdies nicht erforderlich, die Frequenz des durch FFT-Prozesse erhaltenen Frequenzspektrums dimensionslos zu machen.
In der obigen Beschreibung waren ferner der obere Grenzwert S1 und der untere Grenzwert S2 für den geeigneten Frequenzbereich, in dem Spitzensignale in Bezug auf die Seitenkeulen a1 und a2 existieren können, fest, dies ist jedoch nicht wesentlich. Der geeignete Frequenzbereich, in dem Spitzensignale entsprechend den Seitenkeulen a1 und a2 existieren können, kann beispielsweise in Koordination mit der Frequenz der Spitzensignale, die in der Vergangenheit als Spitzensignale in Bezug auf die Seitenkeulen a1 und a2 erfasst wurden, geändert werden. Die in einer solchen Anordnung durchgeführten Prozesse werden im Folgenden mit Bezug auf 9 beschrieben, die folgende Beschreibung deckt jedoch nur diejenigen Punkte ab, die von den mit Bezug auf 6 beschriebenen Prozessen verschieden sind.
Durch Durchführen derselben Prozesse, wie vorstehend beschrieben (Schritte 500-506), entscheidet der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130, sobald die Spitzensignale, die zwischen der Schwelle (obere P1 untere P2) zum Erfassen der zwei Seitenkeulen existieren, erfasst werden, ob Gesichtsinformationen über Spitzensignale in Bezug auf die Seitenkeulen a1 und a2 im Speicherteil 132 existieren oder nicht (Schritt 510).
Wenn das Ergebnis ist, dass solche Geschichtsinformationen im Speicherteil 132 nicht existieren, speichert der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 Frequenzen von Spitzensignalen, die in Schritt 506 erfasst wurden, im Speicherteil als Geschichtsinformationen und berechnet durch Durchführen derselben Prozesse, wie vorstehend beschrieben, gemessene Informationen hinsichtlich des Ziels, umfassend die relativen Geschwindigkeiten des Ziels und des Radars 100 und den Abstand vom Radar 100 zum Ziel (Schritt 509). Danach kehrt der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 zu Schritt 502 zurück und führt FFT-Prozesse in Bezug auf ein neues abgetastetes Signal vom Empfangsteil 120 aus.
Wenn andererseits Geschichtsinformationen über Spitzensignale in Bezug auf die Seitenkeulen a1 und a2 im Speicherteil 132 existieren, berechnet der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 den Mittelwert aller Geschichtsinformationen und berechnet die Differenz zwischen diesem Mittelwert und der Frequenz des Spitzensignals, die in Schritt 511 erhalten wird (Schritt 511). Der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 entscheidet dann, ob das Radar 100 die Standardlage aufrechterhält oder nicht, durch Vergleichen dieses Werts für die Differenz mit einem vorbestimmten Wert (Schritt 512). Dies ist äquivalent zum Herstellen eines Frequenzbereichs einer vorbestimmten Bandbreite, dessen Zentrum der Mittelwert der Geschichtsinformationen ist, der geeignete Frequenzbereich, in dem Spitzensignale in Bezug auf die Seitenkeulen a1 und a2 existieren.
Wenn als Ergebnis dieses Vergleichs der Wert für die Differenz über dem vorbestimmten Wert liegt, werden Informationen über die Neigung des Radars 100 für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar in derselben Weise, wie es in Bezug auf die vorstehend beschriebene Konfiguration gilt, berechnet und diese Informationen werden an die Ausgabevorrichtung 200 zusammen mit einer Warnmeldung ausgegeben, die angibt, dass die Anbringungslage des Radars eine Einstellung erfordert (Schritt 508). Wenn jedoch dagegen dieser Wert für die Differenz unter dem vorbestimmten Wert liegt, speichert der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 die Frequenz des Spitzensignals, die in Schritt 506 erfasst wird, im Speicherteil als Geschichtsinformationen (Schritt 513) und berechnet durch Durchführen derselben Prozesse wie der vorstehend für den Zweck beschriebenen gemessene Informationen hinsichtlich des Ziels, umfassend die relativen Geschwindigkeiten des Ziels und des Radars 100 und den Abstand vom Radar 100 zum Ziel (Schritt 509). Anschließend kehrt der Signalverarbeitungsteil 131 des Steuerverarbeitungsteils 130 zu Schritt 502 zurück und führt FFT-Prozesse in Bezug auf ein neues abgetastetes Signal vom Empfangsteil 120 aus.
In Bezug auf diese Ausführungsform wurde beschrieben, dass, wenn das Radar 100 die Standardlage nicht aufrechterhält, Informationen über die Neigung des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar aus der Ausgabevorrichtung 200 ausgegeben werden, es ist jedoch auch geeignet, dass diese Informationen als Geschichtsinformationen zusammen mit der Zeit der Erfassung der Frequenz von Spitzensignalen in Bezug auf die Seitenkeulen bewahrt werden und dass eine zeitliche Veränderung der Frequenz der Spitzensignale in Bezug auf die Seitenkeulen als zeitliche Veränderung der Anbringungslage des Radars 100 in Bezug auf das Fahrzeug mit angebrachtem Radar ausgegeben wird.
Ein Radarsystem mit einem FSK-CW-Radar wurde als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschaffen, Radarsysteme mit einem Radar mit einem anderen Modulationssystem als ein FSK-CW-Radar können jedoch auch angewendet werden. Ein Radarsystem mit einem FMCW-Radar können auch angewendet werden. Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, das unter Verwendung eines Radarsystems mit einem FMCW-Radar vom Homodyntyp angewendet wird, wird nun beschrieben, wobei jedoch nur diejenigen Aspekte detailliert dargestellt werden, die zu der obigen Beschreibung hinsichtlich der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Radarsystems mit einem FSK-CW-Radar verschieden sind.
Ein FMCW-Radar in Bezug auf diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt dieselbe Hardwarekonfiguration wie das vorstehend beschriebene FSK-CW-Radar. Das heißt, wie in 4 gezeigt, besitzt dieses FMCW-Radar einen Sendeteil 110 zum Emittieren von Funkwellen in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar, einen Empfangsteil 120 zum Empfangen von Echos von Objekten in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar, einen Steuerverarbeitungsteil 130, der ein Objekt in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs mit angebrachtem Radar aus der Ausgabe aus dem Empfangsteil 120 erfasst, sowie ein Gehäuse (in 4 nicht gezeigt, siehe 5), das diese Teile aufnimmt. In dieser Konfiguration sind jedoch die Prozesse des Sendeteils 110, des Empfangsteils 120 und des Steuerverarbeitungsteils 130 zu jenen, die von jenen Teilen in der Ausführungsform unter Verwendung des FSK-CW-Radars durchgeführt werden, wie vorstehend beschrieben, verschieden. Praktisch ist diese Ausführungsform folgendermaßen.
Am Sendeteil 110 gibt der Sender 112 wiederholt FM-modulierte Hochfrequenzsignale in Bezug auf Dreieckwellensignale vom Modulator 111 aus. Dies bewirkt, dass Funkwellen A, die wiederholt mit Dreieckwellen moduliert werden, wie in 10 gezeigt, von der Sendeantenne 113 des Sendeteils 110 emittiert werden.
Wenn ein Objekt im Bereich der Strahlung der Funkwellen existiert, empfangt zuerst die Empfangsantenne 113 am Empfangsteil 120 ein Echo B vom Objekt, wie in 10 gezeigt, und der Mischer mischt die Echos B und Funkwellen A vom Richtkoppler 14. In dieser Weise wird ein Schwebungssignal, dessen Frequenz abwechselnd die zwei Werte fb+ und fb- in vorbestimmten Zyklen zeigt, wie in 11 gezeigt, erzeugt. Diese Schwebungssignale werden in bestimmten Abtastintervallen T durch einen A/D-Umsetzer abgetastet, nachdem sie in einer analogen Schaltung 123 in jedem halben Zyklus dieser wiederholten Zyklen demoduliert und verstärkt wurden.
Am Steuerverarbeitungsteil 130 befiehlt der Signalverarbeitungsteil 131 dem Modulator 112 und der analogen Schaltung 123 den Zeitpunkt für das Umklappen der Dreieckwellen und führt Prozesse zum Erfassen von Informationen über Messungen hinsichtlich des Ziels aus, einschließlich des Abstandes vom Radar 100 zum Ziel und der relativen Geschwindigkeiten des Radars 100 und des Ziels. In dieser Weise werden die im Ablaufplan von 13 oder im Ablaufplan von 14 dargestellten Prozesse ausgeführt; wobei diese Prozesse von den in den in 6 und 9 gezeigten Ablaufplänen dargestellten in der folgenden Hinsicht verschieden sind.
Der FFT-Verarbeitungsschritt 502' der in 13 und 14 gezeigten Ablaufpläne unterscheidet sich vom FFT-Verarbeitungsschritt 502 der in 6 und 9 gezeigten Ablaufpläne in der Hinsicht, dass abgetastete Signale vom Empfangsteil 110 in Frequenzkomponenten für jeden halben Zyklus der wiederholten Zyklen der Schwebungssignale zerlegt werden. Das durch den FFT-Verarbeitungsschritt 502' in den Ablaufplänen von 13 und 14 erhaltene Frequenzspektrum ist in 12 gezeigt. In einem Frequenzspektrum unter den für jeden halben Zyklus der Zyklen von wiederholten Schwebungssignalen erhaltenen Frequenzspektren entsteht ein Spitzensignal jeweils in einer Frequenz f1b+ unter den Frequenzen, die abwechselnd von den Schwebungssignalen von den Echos von der ersten Seitenkeule a1 gezeigt werden, und in einer Frequenz f2b+ unter den Frequenzen, die abwechselnd von den Schwebungssignalen der Echos von der zweiten Seitenkeule a2 gezeigt werden. Ferner entsteht im anderen Frequenzspektrum (in den Zeichnungen nicht gezeigt) ein Spitzensignal jeweils in der anderen Frequenz f1b- unter den Frequenzen, die abwechselnd von den Schwebungssignalen der Echos von der ersten Seitenkeule a1 gezeigt werden, und in der anderen Frequenz f2b- unter den Frequenzen, die abwechselnd von den Schwebungssignalen der Echos von der zweiten Seitenkeule a2 gezeigt werden.
Überdies unterscheiden sich die in 13 und 14 gezeigten Ablaufpläne von den in 6 und 9 gezeigten darin, dass sie nicht den Verzweigungsprozess für die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 503 und den Prozess, um die Frequenz dimensionslos zu machen, Schritt 504, durch Dividieren der Frequenz durch die Fahrzeuggeschwindig keitsdaten umfassen. Der Grund für diese Unterschiede besteht darin, dass eine Frequenz eines Frequenzspektrums, das durch FFT-Prozesse eines FMCW-Radars erhalten wird, sich nicht in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
Wiederum unterscheidet sich der Zielerfassungsprozess 504' der in 13 und 14 gezeigten Ablaufpläne vom Zielerfassungsprozess 504 der in 6 und 9 gezeigten Ablaufpläne in der Verwendung der folgenden Ausdrücke (10) und (11) für die Berechnung von Informationen hinsichtlich des Ziels. Entfernung = c·(fb+ + fb-)/(8·ΔF·fm) (10) Rate = λ·(fb+ – fb-)/4 (11)
Hier ist fm der Wiederholungszyklus der Dreieckwellen, ΔF ist die Bandbreite der Frequenzabweichung von FM, λ ist die Wellenlänge der Funkwellen von der Sendeantenne und fb+ und fb- sind Frequenzen, die durch Spitzensignale in Bezug auf die Hauptkeule gezeigt werden.
Ferner unterscheiden sich die Prozesse zum Ausgeben einer Warnung über einen Fehler der Anbringungslage des Radars, Schritt 508' in den in 13 und 14 gezeigten Ablaufplänen, von den Prozessen zum Ausgeben einer Warnung über einen Fehler der Anbringungslage des Radars von Schritt 508 in den in 6 und 9 gezeigten Ablaufplänen in der Verwendung der folgenden Ausdrücke (12) und (13) zur Berechnung der Lage der Neigung des Ziels für das Fahrzeug mit angebrachtem Radar. θ = sin-1{(H/(f1b+ + f1b-)·(8·ΔF·fm/c)} – ∅1 (12) θ = sin-1 {(H/(f2b+ + f2b-)·(8·ΔF·fm/c)} – ∅2 (13)
Hier ist H der Abstand (H von 2) von der Oberfläche zur Hauptkeule, wenn das Radar die Standardlage aufrechterhält, f1b+ und f1b- sind die Frequenz des Spitzensignals in Bezug auf die erste Seitenkeule s1 und die Frequenz des Spitzensignals in Bezug auf die zweite Seitenkeule a2.
Die obigen Beispiele wurden in Anbetracht eines Fahrzeugs vom Rollautotyp als Fahrzeug, an dem das Radar angebracht ist, beschrieben, die obigen Radarsysteme können jedoch auch an einem Zweirad-Fahrzeug oder einem anderen Typ eines sich bewegenden Körpers angebracht werden.
Ferner wird sich in der obigen Beschreibung auf zwei Seitenkeulen konzentriert, es ist jedoch auch geeignet, eine Seitenkeule zu haben. Drei oder mehr Seitenkeulen können überdies verwendet werden, wenn es möglich ist, Schwebungssignale in Bezug auf noch eine größere Anzahl von Seitenkeulen zu erfassen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie beschrieben, ermöglicht eine Radarvorrichtung in Bezug auf die vorliegende Erfindung die Erfassung von Änderungen der Anbringungslage für einen sich bewegenden Körper, ohne eine zusätzliche Hardware zu erfordern.

Claims

Radarvorrichtung, die an einem sich bewegenden Objekt (40) angebracht ist, das sich auf einer ununterbrochenen Ebene bewegt, mit: einer Sender/Empfänger-Einheit, die ein Signal mit einer Hauptkeule (a0) in Richtung der Bewegung des sich bewegenden Objekts (400) sendet und ein erstes Reflexionssignal von einem Ziel in Richtung der Hauptkeule (a0) empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (100) umfasst: die Sender/Empfänger-Einheit, die eine Seitenkeule (a1, a2, ...), die zu der ununterbrochenen Ebene gerichtet ist, sendet und ein zweites Reflexionssignal von der ununterbrochenen Ebene in Richtung der Seitenkeule (a1, a2, ...) empfängt; und Steuerverarbeitungsmittel (130), die eine Frequenz eines Schwebungssignals des zweiten Reflexionssignals, das von der Sender/Empfänger-Einheit empfangen wird, sowie ein durch die Sender/Empfänger-Einheit gesendetes Signal erfassen und anhand der Frequenz Informationen erfassen, die auf die relative Lage der Radarvorrichtung (100) in Bezug auf die ununterbrochene Ebene bezogen sind.
Radarvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die auf die relative Lage bezogenen Informationen Informationen sind, die auf Lagenänderungen bezogen sind.
Radarvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerverarbeitungsmittel (130) einen Oberflächenzustand der ununterbrochenen Ebene anhand der Stärke eines Schwebungssignals des von der Sender/Empfänger-Einheit empfangenen zweiten Reflexionssignals und des durch die Sender/Empfänger-Einheit gesendeten Signals erfassen.
Radarsystem, das an einem sich bewegenden Objekt (400) angebracht ist, das sich längs einer ununterbrochenen Ebene bewegt, und umfasst: die Radarvorrichtung nach Anspruch 1; und Ausgabemittel (200), die ein durch die Steuerverarbeitungsmittel (130) erfasstes Ergebnis als Informationen ausgeben, die eine Lage des Radars (100) in Bezug auf das sich bewegende Objekt (400) zeigen.
Radarsystem, das an einem sich bewegenden Objekt (400) angebracht ist, das sich längs einer ununterbrochenen Ebene bewegt, und umfasst: die Radarvorrichtung nach Anspruch 2; und Ausgabemittel (200), die eine Lagenänderung der Radarvorrichtung (100) in Bezug auf das sich bewegende Objekt (400) melden, wenn die Steuerverarbeitungsmittel (130) eine Änderung einer Anbringungslage der Radarvorrichtung (100) in Bezug auf die ununterbrochene Ebene erfassen.
Radarsystem, das in einem sich bewegenden Objekt (400) angebracht ist, das sich längs einer ununterbrochenen Ebene bewegt, und umfasst: die Radarvorrichtung nach Anspruch 3; und Ausgabemittel (200), die eine Meldung bezüglich eines Oberflächenzustandes der ununterbrochenen Ebene, der durch die Steuerverarbeitungsmittel (130) erfasst wird, ausgeben.