EP1216425A1 - Verfahren zur messung des abstands und der geschwindigkeit von objekten - Google Patents

Verfahren zur messung des abstands und der geschwindigkeit von objekten

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EP1216425A1
EP1216425A1 EP00988613A EP00988613A EP1216425A1 EP 1216425 A1 EP1216425 A1 EP 1216425A1 EP 00988613 A EP00988613 A EP 00988613A EP 00988613 A EP00988613 A EP 00988613A EP 1216425 A1 EP1216425 A1 EP 1216425A1
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motor vehicle
intermediate frequency
radar system
frequency signals
speed
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Withdrawn
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EP00988613A
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Klaus Winter
Reiner Marchthaler
Ralph Lauxmann
Albrecht Irion
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring the distance and the speed of objects according to the preamble of the main claim.
  • Such methods for measuring the distance and the speed of objects are used, for example, in the context of an automatic speed control of a vehicle for the detection of vehicles in front.
  • a generic system is also referred to as adaptive cruise control (ACC).
  • This development according to the invention of a method known from the prior art makes it possible to make a statement about the ambient conditions and the operating state of the motor vehicle radar system in a simple and reliable manner.
  • the characteristic intermediate frequency signals are determined according to the invention in that the intermediate frequency signals are approximately the same size to one another.
  • the preferred development of the method according to the invention provides that a determination of the current range and / or a current system performance of the motor vehicle radar system is carried out on the basis of the determined weather condition and / or the fault.
  • a map for determining the current range and / or the current system performance which contains at least characteristic intermediate frequency signals, is advantageously stored in a memory of the motor vehicle radar system.
  • a speed recommendation is advantageously signaled to the driver of the motor vehicle so that the driver can adapt his speed to the external environmental conditions.
  • Radar signals are only slightly attenuated by rain and snowfall leads to a loss of range, which depends on the density of the snowfall and the shape of the snow. In In both cases, radar reflections are generated which are characteristic of the weather conditions and whose amplitude is a measure of the available radar range. Some of the electromagnetic waves emitted are scattered by the raindrops or snowflakes and get back into the receiver. There these scatter echoes are detected and evaluated according to the invention. Rain and snow reflections in particular have the characteristic properties that they arise at an extremely short distance directly in front of the vehicle and are measured approximately at a relative speed that corresponds to the vehicle's own speed (almost stationary objects).
  • FIG. 1 shows the course over time of the frequency of a transmitted signal 10 and a received signal 11 of a motor vehicle radar system operating according to the FMCW method.
  • time t is on the horizontal and time is on the vertical
  • the received signal 11 represents the electromagnetic wave reflected by an object.
  • Signal 10 during a first ramp falls again during a second ramp (duration 2 ) and rises again during a third ramp (duration T 3 ) to again during a fourth ramp (duration T 4 ) drop.
  • the frequency rises or falls along the last two ramps a rate of change that is less than that during the first two ramps.
  • the choice of the corresponding rate of change or the ramp gradient is advantageously chosen so that the influence of the Doppler effect is smaller than the influence of the transit time.
  • the slope of the ramps influences the resolution in such a way that with a relatively small ramp slope the greater influence of the Doppler effect results in a greater resolution of the speed, while with steeper ramps the Doppler effect has a smaller influence and thus an object can be more easily identified by it Distance is possible.
  • the ramp slope in this exemplary embodiment, both the speed and the distance of a detected target object can be determined with good resolution.
  • the course of the frequency of the transmitted signal 10 increases respectively by a carrier frequency frp to a first or a second frequency deviation H l / H 2 in 'f and then again to the carrier frequency ⁇ drop.
  • the ramp duration T (in this
  • T T is selected, which means no restriction of the invention) is preferably approximately 1 ms for the distances and speeds to be measured in road traffic.
  • Frequency increases 12, 13, 14 and 15 result from the Doppler effect in such a way that the frequency of the received signal increases with objects which move relatively in the direction of the location of the measurement (one's own motor vehicle equipped with the radar system) moving objects is reduced.
  • the detection of such an object in the courses according to FIG. 1 can be recognized by the fact that the course of the received signal 11 has a higher maximum than the course of the transmitted signal 10.
  • the frequency increases 12, 13, 14 and 15 can have a different height in each ramp due to the Doppler effect, depending on whether the same or a different object has been detected.
  • the frequency increase 12, 13, 14 and 15 is therefore proportional to the relative speed v r due to the Doppler effect for j .
  • the relative speed v r corresponds to the speed of the motor vehicle v e .
  • this relationship is used to detect detected raindrops, fog, hail or snow, among other things, from the fact that the relative speed v r of the detected object roughly corresponds to the speed of the motor vehicle v e : v r «v e .
  • the current frequency value of the received signal thus results from the sum of the frequency increases due to the Doppler effect and due to the signal propagation time of the electromagnetic wave.
  • the frequency increase is therefore generally dependent on the distance of the reflection object d and the relative speed v r of the reflection object. If at least the dependencies during two frequency ramps are used in the evaluation, then at least two equations are available for determining the two unknowns d and v r .
  • the received signals 11 are mixed with the transmitted signals 10, so that intermediate frequency signals result which also contain the frequency increases 12, 13, 14 and 15.
  • Post-processing of the intermediate frequencies in particular spectral analysis, can follow.
  • the spectral analysis can be done, for example, by scanning, digitization and subsequent Fourier transformation.
  • Modulation stroke the same frequency increases while "normal" targets (e.g. other motor vehicles) Have frequency increases that are dependent on the modulation stroke.
  • the corresponding frequency environment can be checked for weak detections in a suitable filter in all modulation ramps.
  • the detection can be secured for measurements.
  • the amplitude of the detection is a measure of the atmospheric scatter of the radar beams or a measure of the density of the rain or snow.
  • the relationship or the characteristic intermediate frequency signals are used according to the invention to determine the weather condition “bad weather” in the surroundings of the motor vehicle on the basis of the analysis of the frequency increases 12, 13, 14 and 15.
  • the weather condition “dryness” results for the cases in to whom the above relationship is not fulfilled.
  • Reflection objects which are located directly on the motor vehicle radar system are distinguished according to the invention in that the distance of the reflection object is d ⁇ 0 and that the relative speed v r of the detected object v r «0 is.
  • d ⁇ 0 the distance of the reflection object
  • v r the relative speed of the detected object
  • the frequency or the number of detected rain / fog / snow or hail drops thus allows a conclusion to be drawn about the current range and / or a current system performance of the motor vehicle radar system.
  • a speed recommendation can be signaled to the driver of the motor vehicle.

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Abstract

Verfahren zur Messung des Abstands und der Geschwindigkeit von Objekten mit Hilfe elektromagnetischer Wellen bei einem Kraftfahrzeug-Radarsystem, wobei elektromagnetische Wellen ausgesendet und gleichzeitig empfangen werden, wobei die ausgesendeten elektromagnetischen Wellen rampenförmig moduliert werden, wobei wenigstens die während eines Anstiegs und eines Abfalls der Frequenz des ausgesendeten Signals empfangenen Signale mit dem jeweils ausgesendeten Signal gemischt werden, wobei mehrere Zwischenfrequenzsignale gebildet werden und wobei mit Hilfe der Zwischenfrequenzsignale der Abstand und die Geschwindigkeit des Objekts berechnet werden, wobei anhand charakteristischer Zwischenfrequenzsignale ein Witterungszustand in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder eine Störung des Kraftfahrzeug-Radarsystems bestimmt wird.

Description

Verfahren zur Messung des Abstands und der Geschwindigkeit von Objekten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Abstands und der Geschwindigkeit von Objekten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs . Solche Verfahren zur Messung des Abstands und der Geschwindigkeit von Objekten werden beispielsweise im Rahmen einer automatischen Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs zur Detektion vorausfahrender Fahrzeuge eingesetzt. Ein gattungsgemäßes System wird auch als Adaptive Cruise Control (ACC) bezeichnet.
Stand der Technik
Zur Abstandsmessung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen (Radar) sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden. Bei dem sogenannten FMCW-Radar werden kontinuierlich elektromagnetische Wellen ausgesendet, deren Frequenz zwischen zwei Werten im wesentlichen rampenförmig moduliert wird. Bei den bekannten Verfahren dieser Art werden die empfangenen reflektierten Wellen mit den gleichzeitig ausgesendeten
Wellen gemischt. Während der Frequenzänderung, also während der Rampe des Modulationssignals, kann aus der durch einfache Mischung gewonnenen Zwischenfrequenz in einfacher Weise auf die Laufzeit und damit auf den Abstand des Objekts geschlossen werden. w w H
(Jl o tn o U1 O (Jl
berechnet werden, anhand charakteristischer Zwischenfrequenzsignale ein Witterungszustand in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder eine Störung des Kraftfahrzeug- Radarsystems bestimmt wird.
Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens kann auf einfache und zuverlässige Weise eine Aussage über die Umgebungsbedingungen und den Betriebszustand des Kraftfahrzeug-Radarsystems gemacht werden. Insbesondere kann zwischen den Witterungs- zuständen Trockenheit und Schlechtwetter unterschieden werden, sowie eine Verschmutzung einer Abdeckung des Kraftfahrzeug-Radarsystems bestimmt werden. Die charakteristischen Zwischenfrequenzsignale werden erfindungsgemäß dadurch bestimmt, daß die Zwischenfrequenzsignale zueinander ungefähr die gleiche Größe aufweisen.
Die bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß anhand des bestimmten Witterungszustan- des und/oder der Störung eine Bestimmung der aktuellen Reichweite und/oder eine aktuelle Systemperformance des Kraftfahrzeug-Radarsystems durchgeführt wird. Hierzu wird vorteilhafterweise in einem Speicher des Kraftfahrzeug- Radarsystems ein Kennfeld zur Bestimmung der aktuellen Reichweite und/oder der aktuellen Systemperformance abgelegt, das wenigstens charakteristische Zwischenfrequenzsignale enthält. Aufgrund der bestimmten Systemperformance wird vorteilhafterweise eine Geschwindigkeitsempfehlung an der Fahrer des Kraftfahrzeugs signalisiert, damit dieser seine Geschwindigkeit an die äußeren Umgebungsbedingungen anpassen kann.
Radarsignale werden durch Regen nur unwesentlich gedämpft und Schneefall führt zu einer Reichweiteneinbuße, die von der Dichte des Schneefalls und der Schneeform abhängt. In beiden Fällen werden Radarreflexionen erzeugt, die charakteristisch für die Wetterverhältnisse sind und deren Amplitude ein Maß für die verfügbare Radar-Reichweite ist . Durch die Regentropfen oder Schneeflocken wird ein Teil der ausgesendeten elektromagnetischen Wellen gestreut und gelangt zurück in den Empfänger. Dort werden diese Streuechos erfindungsgemäß detektiert und ausgewertet. Regen- bzw. Schneereflexe weisen insbesondere die charakteristischen Eigenschaften auf, daß sie in extrem geringem Abstand unmittelbar vor dem Fahrzeug entstehen und näherungs eise mit einer Relativgeschwindigkeit gemessen werden, die der Fahrzeugeigengeschwindigkeit entspricht (nahezu stehende Objekte) .
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung des Abstands und der Geschwindigkeit von Objekten anhand einer Zeichnung erläutert.
Figur 1 zeigt den zeitlichen Verlauf der Frequenz eines ausgesendeten Signals 10 und eines empfangenen Signals 11 eines nach dem FMCW-Verfahren arbeitenden Kraftfahzeug- Radarsystems . In dem dargestellten Koordinatensystem ist auf der waagerechten die Zeit t und auf der Senkrechten die
Frequenz f aufgetragen. Das empfangene Signal 11 stellt die von einem Objekt reflektierte elektromagnetische Welle dar.
In einem (bei diesem Ausführungsbeispiel vier Rampen umfas- senden) Meßzyklus steigt die Frequenz des ausgesendeten
Signals 10 während einer ersten Rampe (Dauer T^_) an, fällt während einer zweiten Rampe (Dauer 2) wieder ab und steigt während einer dritten Rampe (Dauer T3) wieder an, um während einer vierten Rampe (Dauer T4) wieder abzufallen. Während der beiden letzen Rampen steigt bzw. fällt die Frequenz mit einer Änderungsgeschwindigkeit, die kleiner ist, als die während der ersten beiden Rampen. Die Wahl der entsprechenden Änderungsgeschwindigkeit, bzw. der Rampensteigung wird vorteilhaft so gewählt, daß der Einfluß des Dopplereffekts kleiner als der Einfluß der Laufzeit ist. Darüber hinaus beeinflußt die Steigung der Rampen die Auflösung derart, daß bei einer relativ geringen Rampensteigung durch den größeren Einfluß des Dopplereffekts eine Größere Auflösung der Geschwindigkeit gegeben ist, während bei steileren Rampen der Dopplereffekt einen geringeren Einfluß hat und dadurch eine leichtere Identifizierung eines Objekts durch seinen Abstand möglich ist. Durch den in diesem Ausführungsbeispiel vorgenommenen Wechsel der Rampensteigung kann sowohl die Geschwindigkeit als auch der Abstand eines detektierten Zielobjekts mit guter Auflösung ermittelt werden.
Der Verlauf der Frequenz des ausgesendeten Signals 10 steigt jeweils von einer Trägerfrequenz frp um einen ersten oder einen zweiten Frequenzhub Hl/H2 an' um dann wieder auf die Trägerfrequenz f^ abzufallen. Die Rampendauer T (in diesem
Ausführungsbeispiel ist T]_= 2=T3=T =T gewählt, was keine Einschränkung der Erfindung bedeutet) beträgt bei den im Straßenverkehr zu messenden Abständen und Geschwindigkeiten vorzugsweise etwa 1 ms .
Frequenzerhöhungen 12, 13, 14 und 15 ergeben sich durch den Dopplereffekt derart, daß die Frequenz des empfangenen Signals bei Objekten, welche sich relativ in Richtung auf den Ort der Messung (das eigene mit dem Radarsystem ausge- stattete Kraftfahrzeug) bewegen, erhöht und bei sich entfernenden Objekten verringert wird. Erkennbar ist die Detektion eines solchen Objektes in den Verläufen nach Figur 1 daran, daß der Verlauf des empfangenen Signals 11 ein höheres Maximum als der Verlauf des gesendeten Signals 10 aufweist. Die Frequenzerhöhungen 12, 13, 14 und 15 aufgrund des Doppier- effekts ergeben sich allgemein zu fp=2-fτ-vr/c, wobei vr die (vorzeichenbehaftete) Relativgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und dem detektάerten Objekt und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Hierbei können im allgemeinen die Frequenzerhöhungen 12, 13, 14 und 15 aufgrund des Dopplereffekts in jeder Rampe eine unterschiedliche Höhe aufweisen, je nachdem, ob das selbe oder ein anderes Objekt detektiert worden ist. Bei konstanter Trägerfrequenz fτ ist die Frequenzerhöhung 12, 13, 14 und 15 aufgrund des Doppler- effekts frj somit proportional zur Relativgeschwindigkeit vr. Für den Spezialfall, daß ein stehendes Objekt (beispielsweise am Straßenrand) detektiert wird, entspricht die Relativgeschwindigkeit vr der Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ve . Erfindungsgemäß wird diese Beziehung ausgenutzt, um detektierte Regentropfen, Nebel, Hagel oder Schnee unter anderem daran zu erkennen, daß die Relativgeschwindigkeit vr des detektierten Objekts in etwa der Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ve entspricht : vr«ve.
Eine zusätzliche Verschiebung des Verlaufs der Frequenz des empfangenen Signals 11 gegenüber dem Verlauf der Frequenz des ausgesendeten Signals 10 würde sich durch die Signal- laufzeit der elektromagnetischen Welle ergeben. Der Verlaufs der Frequenz des empfangenen Signals 11 wäre um die Laufzeit tL=2-d/c verschoben, wobei d die Entfernung des Reflexionsobjektes ist. Die Frequenz des ausgesendeten Signals 10 würde sich während dieser Laufzeit t^ um den Wert Δf = (fH/T)-tL=2-d-fH/ (T-c) erhöhen. Hierbei stellt /T die Anstiegsgeschwindigkeit der Frequenz dar. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Sonderfall dargestellt, in dem die Laufzeit tL ungefähr 0 ist . Eine solche Laufzeit ergibt sich bei Zielobjekten bzw. Reflexionsobjekten, die sich unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug-Radarsystem befinden. Erfindungsgemäß wird diese Beziehung ausgenutzt, um detek- tierte Regentropfen, Nebel, Hagel oder Schnee unter anderem daran zu erkennen, daß der Abstand d des detektierten Objekts in etwa 0 ist. Hier gilt: Entfernung des Reflexionsobjektes d∞O . Bei dieser Vereinfachung wird davon ausgegan- gen, daß sich bei Regen, Nebel, Hagel oder Schnee immer Reflexionsobjekte unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug- RadarSystem befinden.
Im allgemeinen ergibt sich somit der aktuelle Frequenzwert des empfangenen Signals aus der Summe der Frequenzerhöhungen aufgrund des Dopplereffekts und aufgrund der Signallaufzeit der elektromagnetischen Welle. Damit ist die Frequenzerhöhung im allgemeinen von der Entfernung des Reflexions- Objektes d und der Relativgeschwindigkeit vr des Reflexions- Objektes abhängig. Werden bei der Auswertung wenigstens die Abhängigkeiten während zweier Frequenzrampen ausgenutzt, so stehen wenigstens zwei Gleichungen für die Bestimmung der beiden Unbekannten d und vr zur Verfügung. In der praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die empfangenen Signale 11 mit den ausgesendeten Signalen 10 gemischt, so daß sich Zwischenfrequenzsignale ergeben, die auch die Frequenzerhöhungen 12, 13, 14 und 15 enthalten. Eine Nachbearbeitung der Zwischenfrequenzen, insbesondere eine Spektralanalyse, kann sich anschließen. Die Spektral- analyse kann beispielsweise durch Abtastung, Digitalisierung und anschließende Fourier-Transformation geschehen.
Für den Spezialfall, daß als Reflexionsobjekte Regen, Nebel, Hagel oder Schnee detektiert werden und unter Berücksichti- gung der Näherungen d«0 und vr∞ve ergeben sich die Frequenz- erhöhungen 12, 13, 14 und 15 zu: fD12= fD13= fD14= fD15=2-fT've/C
Es entstehen somit in allen Modulationsrampen unabhängig vom
Modulationshub dieselben Frequenzerhöhungen, während „normale" Zielobjekte (beispielsweise andere Kraftfahrzeuge) Frequenzerhöhungen aufweisen, die vom Modulationshub abhängig sind. Die entsprechende Frequenzumgebung kann durch ein geeignetes Filter in allen Modulationsrampen auf schwache Detektionen überprüft werden. Durch die Korrelation der erhaltenen Frequenzerhöhungen über alle Rampen mehrerer
Messungen kann die Detektion abgesichert werden. Die Amplitude der Detektion ist ein Maß für die atmosphärische Streuung der Radarstrahlen bzw. ein Maß für die Dichte des Regens oder des Schnees . Die Beziehung bzw. die charakteristischen Zwischenfrequenzsignale, werden erfindungsgemäß ausgenutzt, um aufgrund der Analyse der Frequenzerhöhungen 12, 13, 14 und 15 den Witterungszustand „Schlechtwetter" in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Der Witterungszustand „Trockenheit" ergibt sich für die Fälle, in denen obige Beziehung nicht erfüllt ist.
Reflexionsobjekte, die sich unmittelbar auf dem Kraftfahrzeug-Radarsystem befinden, zum Beispiel eine Dreckverunrei- nigung auf einer Abdeckung des Systems, zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Entfernung des Reflexionsobjektes d«0 ist und daß die Relativgeschwindigkeit vr des detektierten Objekts vr«0 ist. Mit anderen Worten: Wenn sich ein Verlauf der Frequenz des empfangenen Signals 11 ergibt der mit dem Verlauf der Frequenz des ausgesendeten Signals 10 übereinstimmt, kann auf eine Störung durch Verschmutzung oder allgemein auf eine „Abdeckung" des Kraftfahrzeug-Radarsystems geschlossen werden. Hierbei sind die charakteristischen Zwischenfre- quenzsignale praktisch 0: fD12= fD13= fD14= fD15=°
Es wird erfindungsgemäß also insgesamt anhand der charakteristischen Zwischenfrequenzsignale (fßi2= fül3= fül4= ^Dlδ) ein Witterungszustand in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder eine Störung des Kraftfahrzeug-Radarsystems bestimmt .
Die Häufigkeit bzw. die Anzahl der detektierten Regen- /Nebel-/Schnee- oder Hageltropfen läßt somit einen Rückschluß auf die aktuelle Reichweite und/oder eine aktuelle Systemperformance des Kraftfahrzeug-Radarsystems zu. Hierzu kann beispielsweise in einem Speicher des Kraftfahrzeug- Radarsystems ein Kennfeld zur Bestimmung der aktuellen Reichweite und/oder der aktuellen Systemperformance abgelegt ist, das wenigstens charakteristische Zwischenfrequenzsignale (foi2= fül3 = ^D14 = ^D15 ) n <^ entsprechend zugeord¬ nete Reichweiten- und/oder Systemperformancewerte enthält. Aufgrund der bestimmten Reichweite bzw. der bestimmten Systemperformance kann eine Geschwindigkeitsempfehlung an der Fahrer des Kraftfahrzeugs signalisiert werden.

Claims

25 . 09 . 00 WjAnsprüche
1. Verfahren zur Messung des Abstands und der Geschwindigkeit von Objekten mit Hilfe elektromagnetischer Wellen bei einem Kraftfahrzeug-Radarsystem, wobei elektromagne- tische Wellen ausgesendet und gleichzeitig empfangen werden, wobei die ausgesendeten elektromagnetischen Wellen rampenförmig moduliert werden, wobei wenigstens die während eines Anstiegs und eines Abfalls der Frequenz des ausgesendeten Signals empfangenen Signale mit dem jeweils ausgesendeten Signal gemischt werden, wobei mehrere Zwischenfrequenzsignale gebildet werden und wobei mit Hilfe der Zwischenfrequenzsignale der Abstand und die Geschwindigkeit des Objekts berechnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß anhand charakteri- stischer Zwischenfrequenzsignale ein Witterungszustand in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder eine Störung des Kraftfahrzeug-Radarsystems bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Zwischenfrequenzsignale dadurch bestimmt werden, daß die Zwischenfrequenzsignale zueinander ungefähr die gleiche Größe aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Witterungszustand Trockenheit oder Schlechtwetter erkannt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Störung des Kraftfahrzeug-Radarsystems eine Verschmutzung einer Abdeckung des Kraftfahrzeug- Radarsystems bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anhand des bestimmten Witterungszustandes und/oder der Störung eine Bestimmung der aktuellen Reichweite und/oder eine aktuelle Systemperformance des Kraftfahrzeug-Radarsystems durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Speicher des Kraftfahrzeug-Radarsystems ein Kennfeld zur Bestimmung der aktuellen Reichweite und/oder der aktuellen Systemperformance abgelegt ist, das wenigstens charakteristische Zwischenfrequenzsignale enthält .
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der bestimmten Systemperformance eine Geschwindigkeitsempfehlung an der Fahrer des
Kraftfahrzeugs signalisiert wird.
EP00988613A 1999-12-29 2000-11-14 Verfahren zur messung des abstands und der geschwindigkeit von objekten Withdrawn EP1216425A1 (de)

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10257842A1 (de) 2002-05-07 2003-11-27 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung einer Unfallgefahr eines ersten Objekts mit wenigstens einem zweiten Objekt
DE10243811A1 (de) * 2002-09-20 2004-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung an mehreren Objekten mittels FMCW-Radar
DE10259947A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Anordnung zur Auswertung von Signalen oder Daten eines Objektdetektionssystems
DE10310155B4 (de) * 2003-03-07 2008-07-31 Siemens Ag Zugangskontrollsystem für ein Objekt, insbesondere für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Zugangskontrollsystems
DE10310157B4 (de) * 2003-03-07 2008-07-31 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Elimination der Oszillator-Drift in einem Zugangskontrollsystem
JP4977443B2 (ja) * 2006-10-31 2012-07-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーダ装置及びレーダ検出方法
JP2010038705A (ja) * 2008-08-05 2010-02-18 Fujitsu Ten Ltd 信号処理装置、レーダ装置、車両制御装置、及び信号処理方法
DE102009000469A1 (de) * 2009-01-29 2010-08-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Detektion von Niederschlag mit einem Radarortungsgerät für Kraftfahrzeuge
DE102009001239A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Detektion von Empfindlichkeitseinbußen eines FMCW-Radarortungsgerätes durch diffuse Verlustquellen
DE102010029699A1 (de) * 2010-06-04 2011-12-22 Robert Bosch Gmbh Radarsensor und Verfahren zur Detektion von Niederschlag mit einem Radarsensor
US10094920B2 (en) * 2014-08-27 2018-10-09 Texas Instruments Incorporated Range resolution in FMCW radars
DE102015226443A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Radarsensor, entsprechendes Betriebsverfahren und Fahrzeug
DE102016202936A1 (de) * 2016-02-25 2017-08-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Ermitteln von Betriebsdaten für einen Radarsensor
DE102016209318A1 (de) * 2016-05-30 2017-11-30 Conti Temic Microelectronic Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen und Filtern von Radarstörern
DE102017200706A1 (de) * 2017-01-18 2018-07-19 Robert Bosch Gmbh Mehrfach unterabgetastetes Chirp-Sequence-Radar
DE102017201837A1 (de) 2017-02-06 2018-08-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Erkennen und Filtern von Niederschlag auf einem Radarsensor in einem Fahrzeug.
KR102483646B1 (ko) 2017-12-22 2023-01-02 삼성전자주식회사 객체 검출 장치 및 방법
US11885874B2 (en) * 2018-12-19 2024-01-30 Semiconductor Components Industries, Llc Acoustic distance measuring circuit and method for low frequency modulated (LFM) chirp signals

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19530289A1 (de) * 1995-08-17 1997-02-20 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Sichtweiten- und Regenbelagsermittlung
JPH1048331A (ja) * 1996-07-31 1998-02-20 Hino Motors Ltd 車載用レーダ装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361202A (en) * 1979-06-15 1982-11-30 Michael Minovitch Automated road transportation system
US4646092A (en) * 1982-06-07 1987-02-24 Plessey South Africa Limited Method of and apparatus for continuous wave electromagnetic distance measurement of positioning
NO152108C (no) * 1983-04-05 1985-08-14 Autronica As Nivaamaaler
US4916450A (en) * 1988-05-12 1990-04-10 Radar Control Systems Corporation Radar system for headway control of a vehicle
DE4040572A1 (de) * 1990-12-19 1992-06-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur messung des abstandes und der geschwindigkeit eines objekts
US5606737A (en) * 1992-03-09 1997-02-25 Fujitsu Limited Oscillator mixer and a multiplier mixer for outputting a baseband signal based upon an input and output signal
DE4242700C2 (de) * 1992-12-17 2003-01-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Messung des Abstandes und der Geschwindigkeit von Objekten
JPH09506698A (ja) * 1993-11-23 1997-06-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト レーダー方法及びこの方法を実施する装置
FR2727763A1 (fr) * 1994-12-01 1996-06-07 Aerospatiale Procede et dispositif pour determiner la vitesse d'un mobile au moyen d'un radar ou sonar a compression d'impulsion
JP3470453B2 (ja) * 1995-04-06 2003-11-25 株式会社デンソー 車間距離制御装置
US6370475B1 (en) * 1997-10-22 2002-04-09 Intelligent Technologies International Inc. Accident avoidance system
JPH09211116A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Komatsu Ltd ミリ波レーダ搭載車両
JP3163981B2 (ja) * 1996-07-01 2001-05-08 株式会社村田製作所 送受信装置
JPH1048333A (ja) 1996-07-31 1998-02-20 Hino Motors Ltd 車載用レーダ装置
JP3119176B2 (ja) * 1996-10-23 2000-12-18 株式会社村田製作所 誘電体線路用アンテナ共用分配器および送受信装置
JP2935419B2 (ja) * 1996-11-15 1999-08-16 本田技研工業株式会社 Ｆｍレーダ装置
JPH1194946A (ja) * 1997-07-23 1999-04-09 Denso Corp 車両用障害物認識装置
US5929802A (en) 1997-11-21 1999-07-27 Raytheon Company Automotive forward looking sensor application
US6069581A (en) * 1998-02-20 2000-05-30 Amerigon High performance vehicle radar system
US6400308B1 (en) * 1998-02-20 2002-06-04 Amerigon Inc. High performance vehicle radar system
US6380883B1 (en) * 1998-02-23 2002-04-30 Amerigon High performance vehicle radar system
JP3731354B2 (ja) * 1998-07-03 2006-01-05 株式会社村田製作所 アンテナ装置および送受信装置
JP3498611B2 (ja) * 1998-07-03 2004-02-16 株式会社村田製作所 方向性結合器、アンテナ装置および送受信装置
JP3269458B2 (ja) * 1998-07-06 2002-03-25 株式会社村田製作所 アンテナ装置および送受信装置
JP3577237B2 (ja) * 1999-05-20 2004-10-13 三菱電機株式会社 車両用レーダ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19530289A1 (de) * 1995-08-17 1997-02-20 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Sichtweiten- und Regenbelagsermittlung
JPH1048331A (ja) * 1996-07-31 1998-02-20 Hino Motors Ltd 車載用レーダ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO0150152A1 *

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Publication number Publication date
JP2003519386A (ja) 2003-06-17
DE19963625A1 (de) 2001-07-12
US6633815B1 (en) 2003-10-14
WO2001050152A1 (de) 2001-07-12

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