EP4248233A1 - Empfangssignal-verarbeitungseinrichtung einer detektionsvorrichtung zur überwachung wenigstens eines überwachungsbereichs, detektionsvorrichtung und verfahren zum betreiben einer detektionsvorrichtung - Google Patents

Empfangssignal-verarbeitungseinrichtung einer detektionsvorrichtung zur überwachung wenigstens eines überwachungsbereichs, detektionsvorrichtung und verfahren zum betreiben einer detektionsvorrichtung

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EP4248233A1
EP4248233A1 EP21815970.5A EP21815970A EP4248233A1 EP 4248233 A1 EP4248233 A1 EP 4248233A1 EP 21815970 A EP21815970 A EP 21815970A EP 4248233 A1 EP4248233 A1 EP 4248233A1
Authority
EP
European Patent Office
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frequency
received signal
signal processing
ffi
processing device
Prior art date
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Pending
Application number
EP21815970.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Parl
Thomas Schuler
Wensi Zheng
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP4248233A1 publication Critical patent/EP4248233A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9323—Alternative operation using light waves

Definitions

  • the invention relates to a received signal processing device of a detection device for monitoring at least one monitored area for objects using electromagnetic scanning signals, the received signal processing device having at least one frequency analysis means for frequency analysis of electromagnetic received signals which are determined from echo signals of electromagnetic scanning signals reflected in at least one monitored area.
  • the invention relates to a detection device for monitoring at least one monitoring area for objects using electromagnetic scanning signals, with at least one transmission device with which electromagnetic scanning signals can be generated from electrical transmission signals, which can be sent into at least one monitoring area, with at least one receiving device with which electrical received signals can be determined from echo signals of electromagnetic scanning signals reflected in at least one monitoring area, and with at least one control and evaluation device which has at least one frequency analysis means for frequency analysis of the electrical received signals.
  • the invention also relates to a method for operating a detection device for monitoring at least one monitoring area for objects, in which electromagnetic scanning signals are generated from electrical transmission signals and sent into at least one monitoring area, electrical reception signals are determined from echo signals of electromagnetic scanning signals reflected in at least one monitoring area, at least one frequency analysis is carried out on the received electrical signals and information about the at least one monitoring area is determined on the basis of at least one frequency analysis.
  • a high-resolution LIDAR system is known from US 2019/0370614 A1.
  • a laser source emits a carrier wave which is amplitude modulated, frequency modulated, phase modulated, or a combination modulated in the modulator to produce a pulse having a bandwidth and a duration.
  • a splitter splits the chirp into a transmit beam with most of the beam's energy and a reference beam with a much lower amount of energy, but sufficient to produce good heterodyne or homodyne interference with the taillight scattered by a target. Multiple parts of the target scatter a respective returned light signal back to the detector array for each ray scanned, resulting in a point cloud based on the multiple distances of the respective multiple parts of the target illuminated by multiple rays and multiple returns.
  • a dechirp mixer compares a detected signal with the original chirp waveform output from the power divider and operational amplifier to produce an electrical signal with the beat frequency that depends on the frequency difference between the RF reference waveform and the detected waveform.
  • Another op amp and FFT process is used to find the beat frequency.
  • the invention is based on the object of designing a received signal processing device, a detection device and a method of the type mentioned at the outset, in which a frequency analysis of the electrical received signals can be implemented more easily.
  • this object is achieved in the received signal processing device in that the received signal processing device has a plurality of functionally parallel frequency filters with at least partially different frequency passbands and at least one frequency filter has at least one frequency identifier with which the at least one frequency filter let through Transmission reception signal can be marked with a frequency characteristic which characterizes the frequency passband of the at least one passing frequency filter.
  • a plurality of frequency filters with different frequency passbands are provided, with which the received electrical signals are analyzed with regard to their frequency.
  • At least one frequency filter has a frequency identification means, with which the received signal passed through this at least one frequency filter is provided with a corresponding frequency characteristic.
  • the individual frequency feature characterizes the corresponding at least one frequency filter.
  • the transmission reception signal can be assigned to the at least one frequency filter through which it is transmitted, and thus to its frequency transmission range. In this way, the frequencies from which the corresponding received signal is composed can be analyzed. No prior transformation in the usual sense is required for this, which requires complex components and a comparatively large amount of energy, particularly in the case of multi-channel systems.
  • a frequency analysis of the electrical received signals can also be carried out for multi-channel systems using simple components.
  • Frequency filters with frequency identifiers can be easily designed and implemented.
  • an energy-efficient frequency analysis can be carried out in this way.
  • received signal processing devices according to the invention can be implemented in a space-saving manner.
  • the frequency passband of a frequency filter is the frequency range between a lower limit frequency and an upper limit frequency.
  • the cut-off frequencies characterize the respective frequency filter.
  • the frequency ranges of the frequency passbands can be specified so that a desired distance resolution at a desired Range of the detection device can be realized in connection with the frequency response of the scanning signals.
  • electromagnetic scanning signals in the form of frequency-modulated continuous wave signals can be used with the at least one detection device.
  • distances from objects can be determined on the basis of frequency shifts between scanning signals and scanning signals reflected as echo signals.
  • frequency-modulated continuous-wave signals signal sequences can be transmitted continuously, in particular in the form of chirps.
  • the electrical transmission signals from which the electromagnetic scanning signals are generated, in particular with the aid of a transmission device can be frequency-modulated continuous-wave signals.
  • the electromagnetic scanning signals can be light signals, radar signals or the like.
  • the detection device in particular a transmission device of the detection device, can have at least one light source, in particular at least one laser, or at least one radar antenna, depending on the type of scanning signals.
  • the detection device in particular a receiving device of the detection device, can have at least one light receiver or at least one radar antenna, depending on the type of scanning signals.
  • Detectors designed for the wavelength of the transmitted scanning signals in particular point sensors, line sensors and/or area sensors, in particular (avalanche) photodiodes, photodiode lines, CCD sensors, active pixel sensors, in particular CMOS sensors, or the like, can be used as light receivers. be used.
  • maxima in a frequency spectrum of the electrical received signals can be extracted from at least one frequency analysis.
  • information about the at least one monitoring area in particular object information from objects in the at least one surveillance area can be determined.
  • the information about the at least one monitoring area can be object information in the form of distances, speeds and/or directions of objects relative to the detection device, at which the scanning signals are reflected.
  • the at least one detection device can advantageously be designed as a light detection and ranging system (LiDAR), laser detection and ranging system (LaDAR), radar system or the like. Such detection devices can be used to determine distances, speeds and/or directions of objects relative to the detection device.
  • LiDAR light detection and ranging system
  • Laser detection and ranging system LIDAR
  • radar system or the like.
  • detection devices can be used to determine distances, speeds and/or directions of objects relative to the detection device.
  • the at least one detection device can advantageously be designed as a scanning system, in particular a scanning LiDAR system, or as a flash system, in particular flash LiDAR.
  • a scanning system a monitoring area can be scanned, ie scanned, with scanning signals.
  • a flash system corresponding scanning signals can illuminate a larger part of the surveillance area or the entire surveillance area at the same time.
  • the invention can advantageously be used in vehicles, in particular motor vehicles.
  • the invention can advantageously be used in land vehicles, in particular passenger cars, trucks, buses, motorcycles or the like, aircraft, in particular drones, and/or water vehicles.
  • the invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary operation, in robotics and/or in machines, in particular construction or transport machines such as cranes, excavators or the like.
  • the detection device can advantageously be connected to at least one electronic control device of a vehicle or a machine, in particular a driver assistance system, or be part of one. In this way, at least some of the functions of the vehicle or machine can be operated autonomously or partially autonomously.
  • the detection device can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like.
  • At least one frequency filter can be a bandpass filter.
  • Bandpass filters can be designed with individual frequency passbands.
  • At least one frequency filter in particular a bandpass filter, can advantageously be implemented as an oscillating circuit.
  • Simple bandpass filters can be implemented with oscillating circuits.
  • a resonant circuit is characterized by a lower limit frequency, an upper limit frequency and a resonant frequency which lies between the lower limit frequency and the upper limit frequency. In this way, the frequency passband of the resonant circuit can be characterized.
  • bandpass filters with individual gains can be implemented.
  • the individual gain of a bandpass filter can serve as a frequency identifier, with which a pass reception signal can be characterized in relation to the frequency passband of the bandpass filter.
  • the frequency passbands of at least two frequency filters that are adjacent in terms of frequency can at least partially overlap and/or the frequency passbands of at least two frequency filters that are adjacent in terms of frequency cannot overlap.
  • Mixtures of different frequency filters can also be resolved with at least partially overlapping frequency passbands.
  • overlapping frequency passbands if received signals are allowed to pass through two frequency filters that are adjacent in terms of their frequency passbands, it can be assumed that the frequency of the pass-through received signal is in the overlapping range of the frequency passbands. The frequency of the transmission reception signal can thus be determined more precisely.
  • the frequency passbands of the frequency filters can cover the maximum frequency amplitude of the received electrical signals overall. In this way, the received signals can be analyzed over the entire frequency amplitude range.
  • At least two frequency filters can have frequency passbands with the same frequency range and/or at least two frequency filters can have frequency passbands with different frequency ranges. In this way, the received signal processing device can be adapted more flexibly to an application.
  • Different frequency ranges can be used in order to adapt the resolution capability of the reception signal processing device to different distance ranges for objects in relation to the frequency analysis.
  • a deterioration in the distance resolution which is caused by the distance of a reflecting object from the detection device, can be counteracted by appropriate adjustment of the frequency pass bands.
  • At least one of the frequency filters can have an individually defined electrical amplification as a frequency identifier. This can be done with the defined electrical amplification passed pass-received signal based on the frequency filter are individually amplified. The individual degree of amplification of the pass-through received signal can form a frequency characteristic for the pass-through received signal, which characterizes the frequency passband of the corresponding passing frequency filter. In this way, the passed pass-received signal can be assigned via the electrical amplification to the corresponding frequency filter through which it was passed. Since each frequency filter has an individual frequency passband, the received signal can be assigned to the frequency passband and its frequency can be analyzed.
  • each frequency filter can have an individually defined electrical gain as a frequency identifier. In this way, all frequency filters can be distinguished from one another.
  • the received signal processing device can have at least one normalization means for normalizing received signals. In this way, dependencies of the amplitudes of the received signals on the distances of reflecting objects from the detection device can be compensated for.
  • the received signals can be normalized with regard to their strength.
  • At least one normalization means can have at least one amplifier stage.
  • a gain stage allows the strength of a corresponding received signal to be subtracted directly from the strength of the corresponding passed received signal.
  • At least one normalization means of the received signal processing device can have at least one operational amplifier which has one of its inputs connected to the outputs of the frequency filters and another of its inputs connected to the inputs of the frequency filters.
  • Operational amplifiers can be implemented in a space-saving and energy-efficient manner. With an operational amplifier, the signal strength of the received signal present at the inputs of the frequency filter can differ from the signal strength of the signal at the outputs be subtracted from the pass-through reception signal present in the frequency filter.
  • At least one resistor arrangement can be arranged between an input of at least one operational amplifier of a normalization means of the received signal processing device and in inputs of the frequency filters. In this way, a type of subtractor for the received signal and the transmission received signal can be implemented with the at least one operational amplifier.
  • the received signal processing device can have at least one delay means which is directly or indirectly connected to the outputs of the frequency filters and/or which is directly or indirectly connected to at least one input of at least one normalization means of the received signal processing device.
  • the pass-through reception signal passed can be slowed down.
  • further processing of the at least one transmitted transmission reception signal can be carried out in a more energy-efficient manner.
  • multiplexing and/or digitization with frequency bandwidths in high frequency ranges, in particular in the kilohertz range can be made possible in this way.
  • the at least one delay means can advantageously have an integrating component.
  • At least one delay means of the at least one received signal processing device can have at least one electrical capacitance.
  • An integrating component can be realized with an electrical capacitance.
  • At least one delay means of the received signal processing device can be functionally arranged between at least one input and at least one output of the at least one normalization means of the received signal processing device. In this way, with the at least one delay means, feedback can be implemented at the at least one normalization means. In this way, the overall let pass reception signal be further slowed down.
  • the object is achieved according to the invention with the detection device in that at least one received signal processing device has a plurality of functionally parallel frequency filters with at least partially different frequency passbands and at least one frequency filter has at least one frequency identification means with which the signal generated by this at least one frequency filter passed pass-received signal can be marked with a frequency feature which characterizes the frequency passband of the at least one passing frequency filter.
  • At least one control and evaluation device can have at least one evaluation means for determining information about the at least one monitoring area, in particular for determining object information such as distance, speed and/or direction of an object relative to the detection device, based on at least one frequency analysis. In this way, the corresponding information about the monitoring area can already be determined with the detection device.
  • the at least one control and evaluation device can advantageously have at least one signal generation means for generating electrical transmission signals.
  • At least one transmission device for emitting electromagnetic scanning signals can be controlled with the electrical transmission signals.
  • the detection device can have at least one frequency comparison means, with which frequency differences between a frequency of an electrical transmission signal and a transmission reception signal determined with the reception signal processing device can be formed. In this way, a distance and/or a speed of a detected object relative to the detection device can be determined from the frequency difference.
  • the object is achieved according to the invention in the method in that at least one received signal from a plurality of functionally parallel frequency filters is supplied with at least partially different frequency passbands and the passed through at least one frequency filter pass received signal is characterized with a frequency feature which characterizes the frequency passband of the at least one passing frequency filter.
  • the at least one received signal is only passed through the frequency filters whose frequency passbands contain the frequency of the at least one received signal. If the frequency passbands of frequency filters that are adjacent in terms of frequency overlap, the at least one received signal can also be passed through both frequency filters if its frequency is in the overlapping range of the two frequency passbands.
  • the transmission reception signal is identified with individual frequency characteristics by means of individual frequency identification means of the frequency filters. By means of the frequency characteristics, the at least one received signal is assigned to at least one of the defined frequency filters as a function of frequency and analyzed in this way with regard to frequency.
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle with a driver assistance system and a LiDAR system for monitoring a monitoring area in front of the vehicle in the direction of travel;
  • FIG. 2 shows a functional representation of the vehicle with the driver assistance system and the LiDAR system from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a functional representation of a received signal processing device of the LiDAR system from FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 shows a power-time diagram of an electrical transmission signal in the form of a frequency-modulated continuous-wave signal of the LiDAR system from FIGS. 1 and 2, from which an electromagnetic scanning signal for monitoring the surveillance area is generated;
  • FIG. 5 shows a frequency-time diagram of the electrical transmission signal from FIG. 4 and an electrical reception signal which is determined from an echo signal of the electromagnetic scanning signal;
  • Figure 6 shows a section of the frequency-time diagram from Figure 5, in which a transmission chirp of the electrical transmission signal and a corresponding reception chirp of the electrical reception signal are shown, with the frequency axis showing the respective frequency passbands of frequency filters of the reception signal processing device of the LiDAR system from Figures 1 to 3 are marked.
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle 10 by way of example in the form of a passenger car.
  • Figure 2 shows a functional representation of vehicle 10.
  • the vehicle 10 has a detection device, for example in the form of a LiDAR system 12.
  • the LiDAR system 12 is arranged in the front bumper of the vehicle 10, for example.
  • a monitoring area 14 in the direction of travel 16 in front of the vehicle 10 can be monitored for objects 18.
  • the LiDAR system 12 can also be arranged elsewhere on the vehicle 10 and oriented differently.
  • object information For example, distances r, directions and speeds of objects 18 relative to the vehicle 10 or the LiDAR system 12 are determined.
  • the directions of objects can be specified as azimuth and/or elevation, for example.
  • the objects 18 can be stationary or moving objects, for example other vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, for example potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, for example parking spaces, precipitation or the like.
  • the LiDAR system 12 is configured as a frequency-modulated continuous-wave LiDAR system, for example.
  • Frequency-modulated continuous wave LiDAR systems are also referred to in technical circles as FMCW (Frequency modulated continuous wave) LiDAR systems.
  • the LiDAR system 12 is connected to a driver assistance system 20 .
  • the vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously with the driver assistance system 20 .
  • the LiDAR system 12 comprises a transmitting device 22, a receiving device 24 and a control and evaluation device 26.
  • the control and evaluation device 26 has a received signal processing device 28.
  • the received signal processing device 28 is shown in detail in FIG.
  • control and evaluation device 26 can be arranged centrally or decentrally. Parts of the functions of the control and evaluation device 26 can also be integrated in the transmitting device 22 or the receiving device 24 .
  • FIG. 4 shows exemplary transmission signal 30 in a power-time diagram.
  • the electrical transmission signal 30 comprises a multiplicity of transmission sequences following one another in the form of transmission chirps 32.
  • the transmission chirps 32 of the electrical transmission signal 30 are shown in dashed lines and, for comparison, the reception chirps 40 of a corresponding electrical reception signal 38, explained further below, are shown in a frequency-time diagram.
  • the transmit chirps 32 and the receive chirps 40 each have the form of frequency ramps in the frequency-time diagram.
  • Figure 6 shows an enlarged frequency-time diagram of one of the transmission chirps 32 with the corresponding reception chirp 40.
  • the transmission device 22 can be controlled with the electrical transmission signals 30 so that it transmits corresponding electromagnetic scanning signals 34 in the form of light signals into the monitored area 14 .
  • the transmission device 22 can have, for example, one or more lasers as a light source.
  • the transmission device 22 can optionally have a signal deflection device with which the scanning signal 34 is correspondingly directed into the monitoring area 14 .
  • the scanning signals 34 reflected on an object 18 in the direction of the receiving device 24 can be received with the receiving device 24 as electromagnetic echo signals 36 .
  • the receiving device 24 can optionally have an echo signal deflection device, with which the electromagnetic echo signals 36 are directed to a receiver of the receiving device 24 .
  • the receiver can be, for example, detectors, for example point sensors, line sensors and/or area sensors, in particular (avalanche) photodiodes, photodiode lines, CCD sensors, active pixel sensors, in particular CMOS sensors, or the like. Alternatively, multiple receivers can also be provided.
  • the electromagnetic echo signal 36 can be converted into the received electrical signal 38, which is shown in FIGS.
  • the reception chirps 40 are offset in time with respect to the respective transmission chirps 32 .
  • the time offset characterizes the flight time between the transmission of the electromagnetic scanning signal 34 and the reception of the electromagnetic echo signal 36.
  • the flight time is proportional to the distance r of the object 18 relative to the LiDAR system 12.
  • the distance r can be determined from a frequency difference ⁇ f between the frequency ramp of the transmission chirp 32 and the frequency ramp of the corresponding reception chirp 40 . For this it is necessary to analyze the frequency of the received signal 38 .
  • the frequency analysis of the received signal 38 is carried out with the received signal processing device 28.
  • the received signal processing device 28 comprises a frequency filter arrangement 42, a normalization means 44 and an optional delay means 46.
  • the frequency filter arrangement 42 has a number n of frequency filters FFi.
  • the index i which characterizes the frequency filter, is between 1 and the number n of frequency filters.
  • the frequency filters FFi are functionally connected in parallel.
  • the frequency filters FFi are designed, for example, as bandpass filters in the form of resonant circuits. Each frequency filter FFi has an individual resonant frequency fresj and an individual frequency passband Di. The frequency passbands Di and the resonance frequencies fresj of the frequency filters FFi are shown as an example in the frequency-time diagram in FIG. The frequency filters FFi are designed in such a way that their frequency passbands Di connect to one another. Overall, the frequency passbands Di of all frequency filters FFi are distributed without gaps over the entire frequency range 48 of the electrical transmit signals 30 and the electrical receive signals 38. The frequency passbands Di of frequency filters FFi that are adjacent in terms of their resonant frequency fresi can partially overlap.
  • each frequency filter FFi has an individual gain Zi.
  • a transmission reception signal 49 that has passed through the corresponding frequency filter FFi is individually amplified with the respective individual amplification Zi.
  • the individual amplification Zi serves as an identification means, with which the transmission received signal 49 is identified with a corresponding frequency characteristic, namely the individual degree of amplification.
  • the individually amplified pass-through reception signal 49 can correspond to the respective Gen frequency filter FFi and thus its resonant frequency fresj and passband Di are assigned.
  • the inputs of the frequency filter FFi are connected to an input 50 of the reception signal processing device 28 .
  • the electrical reception signal 38 determined with the reception device 24 is present at the input 50 .
  • the normalization means 44 includes an operational amplifier 52 and two amplifier resistors Rampi and Ram P 2.
  • a minus input of the operational amplifier 52 is connected to the outputs of the frequency filter FFi.
  • a plus input of the operational amplifier 52 is connected via the amplifier resistor Rampi to the input 50 of the received signal processing device 28 and to the inputs of the frequency filter FFi.
  • the second amplifier resistor Ram P 2 connects the plus input of the operational amplifier 52 to ground GND.
  • the strength of the transmission reception signal 49 present at the outputs of the frequency filter FFi is normalized with the normalization means 44 in relation to the strength of the electrical reception signal 38 present at the input 50 . In this case, the reception signal 38 is subtracted directly from the transmission reception signal 49 .
  • the normalized transmission reception signal 49n is present at the output of the operational amplifier 52 .
  • a dependency of the strength of the received signal 38 on the distance r of the object 18 is compensated for by normalizing the transmission received signal 49 .
  • the optional delay means 46 comprises a capacitance CF with a resistance RF connected in parallel.
  • the input of the delay means 46 is connected to the minus input of the operational amplifier 52 .
  • the output of delay means 46 is connected to the output of operational amplifier 52 .
  • the delay means 46 causes the normalized transmission reception signal 49n at the output of the operational amplifier 52 to be fed back to the minus input.
  • the normalized pass-through received signal 49n is slowed down with the aid of the delay means 46 .
  • the slowed down normalized transmission received signal 49n is present at the output 54 of the received signal processing device 28 .
  • the deceleration enables a more energy-efficient further processing of the normalized transmission received signal 49n, for example with an analog/digital converter 56, which is connected to the output 54 of the received signal processing device 28. Due to the slowdown, multiplexing and digitization with bandwidths in the kilohertz range can be made possible.
  • the frequency fEm of the electrical reception signal 38 is determined via the frequency characteristic of the normalized transmission reception signal 49n, namely the degree of amplification. determined and subtracted from the frequency fse.T of the transmission signal 30 at the same point in time T. If, as shown by way of example in Figure 6, the frequency fEm;T of the electrical reception signal 38 at time T is in the frequency passband Ü4 of the fourth frequency filter FF4, the calculation of the frequency difference Af can be used, for example, the resonant frequency f reS 4 of the fourth frequency filter FF4 be accepted.
  • the distance r and possibly the speed of the object 18 relative to the LiDAR system 12 is determined from the frequency difference Af using the control and evaluation device 26 .
  • the distance r, possibly the speed and possibly the direction, which are determined using the LiDAR system 12, are transmitted to the driver assistance system 20.
  • the distance r, possibly the speed and possibly the direction are used with the driver assistance system 20 for the autonomous or partially autonomous operation of the vehicle 10 .

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Abstract

Es werden eine Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin mittels elektromagnetischer Abtastsignale, eine Detektionsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung beschrieben. Die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) weist wenigstens ein Frequenzanalysemittel (FFi) auf zur Frequenzanalyse von elektromagnetischen Empfangssignalen (38, 49), die aus Echosignalen von in wenigstens einem Überwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen ermittelt werden. Die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) weist eine Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern (FFi) mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen auf. Wenigstens ein Frequenzfilter (FFi) weist wenigstens ein Frequenz-Kennzeichnungsmittel (Zi) auf, mit dem das durch diesen wenigstens einen Frequenzfilter (FFi) durchgelassene Durchlass-Empfangssignal (49) mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet werden kann, welches den Frequenz-Durchlassbereich (Di) des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters (FFi) charakterisiert.

Description

Beschreibung
Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, Detektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin mittels elektromagnetischer Abtastsignale, wobei die Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung wenigstens ein Frequenzanalysemittel aufweist zur Frequenzanalyse von elektromagnetischen Empfangssignalen, die aus Echosignalen von in wenigstens einem Überwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen ermittelt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin mittels elektromagnetischer Abtastsignale, mit wenigstens einer Sendeeinrichtung, mit welcher aus elektrischen Sendesignalen elektromagnetische Abtastsignale erzeugt werden können, welche in wenigstens einen Überwachungsbereich gesendet werden können, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung, mit welcher aus Echosignalen von in wenigstens einem Überwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen elektrische Empfangssignale ermittelt werden können, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung, die wenigstens ein Frequenzanalysemittel zur Frequenzanalyse der elektrischen Empfangssignale aufweist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin, bei dem aus elektrischen Sendesignalen elektromagnetische Abtastsignale erzeugt und in wenigstens einen Überwachungsbereich gesendet werden, aus Echosignalen von in wenigstens einem Überwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen elektrische Empfangssignale ermittelt werden, an den elektrischen Empfangssignalen wenigstens eine Frequenzanalyse durchgeführt wird und auf Basis wenigstens einer Frequenzanalyse Informationen zu dem wenigstens einen Überwachungsbereich ermittelt werden.
Stand der Technik
Aus der US 2019/0370614 A1 ist ein hochauflösendes LIDAR-System bekannt. Eine Laserquelle sendet eine Trägerwelle aus, die im Modulator amplituden- oder frequenzöder phasenmoduliert oder in einer Kombination moduliert wird, um einen Puls zu erzeugen, der eine Bandbreite und eine Dauer hat. Ein Splitter teilt den Chirp in einen Sendestrahl mit dem größten Teil der Energie des Strahls und einen Referenzstrahl mit einer viel geringeren Energiemenge, die jedoch ausreicht, um eine gute Heterodyn- o- der Homodyninterferenz mit dem von einem Ziel gestreuten Rücklicht zu erzeugen. Mehrere Teile des Ziels streuen für jeden abgetasteten Strahl ein jeweiliges zurückgeworfenes Lichtsignal zurück zur Detektoranordnung, was zu einer Punktwolke führt, die auf den mehrfachen Entfernungen der jeweiligen mehrfachen Teile des Ziels basiert, die durch mehrere Strahlen und mehrfache Rückläufe beleuchtet werden. Ein Entchirp- Mischer vergleicht ein detektiertes Signal mit der ursprünglichen Chirp-Wellenform, die vom Leistungsteiler und Operationsverstärker ausgegeben wird, um ein elektrisches Signal mit der Schwebungsfrequenz zu erzeugen, die von der Frequenzdifferenz zwischen der HF-Referenzwellenform und der detektierten Wellenform abhängt. Ein weiterer Operationsverstärker und ein FFT-Prozess werden verwendet, um die Schwebungsfrequenz zu ermitteln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung, eine Detektionsvorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Frequenzanalyse der elektrischen Empfangssignale einfacher realisiert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung dadurch gelöst, dass die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung eine Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen aufweist und wenigstens ein Frequenzfilter wenigstens ein Frequenz-Kennzeichnungsmittel aufweist, mit dem das durch diesen wenigstens einen Frequenzfilter durchgelassene Durchlass-Empfangssignal mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet werden kann, welches den Frequenz-Durchlassbereich des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters charakterisiert.
Erfindungsgemäß ist eine Mehrzahl von Frequenzfiltern mit unterschiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen vorgesehen, mit welchen die elektrischen Empfangssignale bezüglich ihrer Frequenz analysiert werden.
Außerdem weist wenigstens ein Frequenzfilter ein Frequenz-Kennzeichnungsmittel auf, mit dem das durch diesen wenigstens einen Frequenzfilter durchgelassene Durchlass- Empfangssignal mit einem entsprechenden Frequenzmerkmal versehen wird. Das individuelle Frequenzmerkmal charakterisiert den entsprechenden wenigstens einen Frequenzfilter. Mit dem Frequenz-Kennzeichnungsmittel kann das Durchlass- Empfangssignal dem wenigstens einen Frequenzfilter, durch den es durchgelassen wird, und damit dessen Frequenz-Durchlassbereich zugeordnet werden. Auf diese Weise können die Frequenzen, aus welchen sich das entsprechende Empfangssignal zusammensetzt, analysiert werden. Hierzu ist keine vorherige Transformation im üblichen Sinne erforderlich, welche insbesondere bei Multikanalsystemen aufwendige Komponenten und einen vergleichsweise großen Energieaufwand erfordert.
Mithilfe der erfindungsgemäßen Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung kann mit einfachen Komponenten auch für Multikanalsysteme eine Frequenzanalyse der elektrischen Empfangssignale durchgeführt werden. Frequenzfilter mit Frequenz- Kennzeichnungsmitteln können einfach ausgestaltet sein und realisiert werden. Ferner kann so eine energieeffizienter Frequenzanalyse durchgeführt werden. Außerdem kann können erfindungsgemäße Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtungen platzsparend realisiert werden.
Der Frequenz-Durchlassbereich eines Frequenzfilters ist der Frequenzbereich zwischen einer unteren Grenzfrequenz und einer oberen Grenzfrequenz. Die Grenzfrequenzen charakterisieren den jeweiligen Frequenzfilter.
Vorteilhafterweise können die Frequenzumfänge der Frequenz-Durchlassbereiche so vorgegeben sein, dass eine gewünschte Entfernungsauflösung bei einer gewünschten Reichweite der Detektionsvorrichtung in Verbindung mit dem Frequenzverhalten der Abtastsignale realisiert werden kann.
Vorteilhafterweise können mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung elektromagnetische Abtastsignale in Form von frequenzmodulierten Dauerstrichsignalen (FMCW) verwendet werden. Auf diese Weise können Entfernungen von Objekten auf Basis von Frequenzverschiebungen zwischen Abtastsignalen und als Echosignale reflektierten Abtastsignalen ermittelt werden. Bei frequenzmodulierten Dauerstrichsignalen können Signalsequenzen insbesondere in Form von Chirps kontinuierlich gesendet werden. Entsprechend können die elektrischen Sendesignale, aus denen die elektromagnetischen Abtastsignale insbesondere mithilfe einer Sendeeinrichtung erzeugt werden, frequenzmodulierte Dauerstrichsignale sein.
Bei den elektromagnetischen Abtastsignalen kann es sich um Lichtsignale, Radarsignale oder dergleichen handeln. Zur Erzeugung der elektromagnetischen Abtastsignale aus elektrischen Sendesignalen kann die Detektionsvorrichtung, insbesondere eine Sendeeinrichtung der Detektionsvorrichtung, je nach Art der Abtastsignale wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere wenigstens einen Laser, oder wenigstens eine Radarantenne aufweisen. Entsprechend kann zur Umwandlung der Echosignale der reflektierten elektromagnetischen Abtastsignale in elektrische Empfangssignale die Detektionsvorrichtung, insbesondere eine Empfangseinrichtung der Detektionsvorrichtung, je nach Art der Abtastsignale wenigstens einen Lichtempfänger oder wenigstens eine Radarantenne aufweisen.
Als Lichtempfänger können für die Wellenlänge der ausgesendeten Abtastsignale ausgelegte Detektoren, insbesondere Punktsensoren, Zeilensensoren und/oder Flächensensor, im Besonderen (Lawinen)fotodioden, Photodiodenzeilen, CCD-Sensoren, Acti- ve-Pixel-Sensoren, insbesondere CMOS-Sensoren, oder dergleichen, verwendet werden.
Mit der erfindungsgemäßen Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung können aus mithilfe wenigstens einer Frequenzanalyse Maxima in einem Frequenzspektrum der elektrischen Empfangssignale extrahiert werden. Auf Basis wenigstens einer Frequenzanalyse können Informationen zu dem wenigstens einen Überwachungsbereich, insbesondere Objektinformationen von Objekten in dem wenigstens einen Überwa- chungsbereich, ermittelt werden. Bei den Informationen zu dem wenigstens einen Überwachungsbereich kann es sich um Objektinformation in Form von Entfernungen, Geschwindigkeiten und/oder Richtungen von Objekten relativ zu der Detektionsvorrichtung handeln, an denen die Abtastsignale reflektiert werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung als Light-Detection- and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR), Radarsystem oder dergleichen ausgestaltet sein. Mit derartigen Detektionsvorrichtungen können Entfernungen, Geschwindigkeiten und/oder Richtungen von Objekten relativ zu der Detektionsvorrichtung ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung als scannendes System, insbesondere scannendes LiDAR-System, oder als Flash-System, insbesondere Flash-LiDAR, ausgestaltet sein. Bei einem scannenden System kann mit Abtastsignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Bei einem Flash- System können entsprechende Abtastsignale gleichzeitig einen größeren Teil des Überwachungsbereichs oder den gesamten Überwachungsbereich anstrahlen.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Landfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden.
Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine autonom oder teilautonom betrieben werden. Mit der Detektionsvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Frequenzfilter ein Bandpassfilter sein. Bandpassfilter können mit individuellen Frequenz-Durchlassbereichen ausgestaltet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Frequenzfilter, insbesondere ein Bandpassfilter, als Schwingkreis realisiert sein. Mit Schwingkreisen können einfache Bandpassfilter realisiert werden. Ein Schwingkreis wird durch eine untere Grenzfrequenz, eine obere Grenzfrequenz und eine Resonanzfrequenz charakterisiert, welche zwischen der unteren Grenzfrequenz und der oberen Grenzfrequenz liegt. Auf diese Weise kann der Frequenz-Durchlassbereich des Schwingkreises charakterisiert werden.
Außerdem können Bandpassfilter mit individuellen Verstärkungen realisiert werden. Die individuelle Verstärkung eines Bandpassfilter kann als Frequenz-Kennzeichnungsmittel dienen, mit dem ein Durchlass-Empfangssignal bezogen auf den Frequenz- Durchlassbereich des Bandpassfilter gekennzeichnet werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Frequenz- Durchlassbereiche von wenigstens zwei bezüglich der Frequenz benachbarten Frequenzfilter sich wenigstens teilweise überlappen und/oder die Frequenz- Durchlassbereiche von wenigstens zwei bezüglich der Frequenz benachbarten Fre- quenzfiltern können sich nicht überlappen.
Mit wenigstens teilweise überlappenden Frequenz-Durchlassbereichen kann lückenlos ein größerer Frequenzbereich abgedeckt werden.
Mit wenigstens teilweise überlappenden Frequenz-Durchlassbereichen können auch Mischungen aus verschiedenen Frequenzfiltern aufgelöst werden. Mit überlappenden Frequenz-Durchlassbereichen können, falls Empfangssignale von durch zwei bezüglich ihrer Frequenz-Durchlassbereiche benachbarten Frequenzfilter durchgelassen werden, davon ausgegangen werden, dass die Frequenz des Durchlass- Empfangssignals im Überlappbereich der Frequenz-Durchlassbereiche liegt. Die Frequenz des Durchlass-Empfangssignals kann so genauer ermittelt werden.
Mit nicht überlappenden Frequenz-Durchlassbereichen kann die Anzahl von Frequenzfiltern verringert werden, die benötigt wird, um den maximale Frequenzamplitude des elektrischen Eingangssignals abzudecken.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Frequenz- Durchlassbereiche der Frequenzfilter insgesamt die maximale Frequenzamplitude der elektrischen Empfangssignale abdecken. Auf diese Weise können die Empfangssignale über den gesamten Frequenzamplitudenbereich analysiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Frequenzfilter Frequenz-Durchlassbereiche mit gleichem Frequenzumfang aufweisen und/oder wenigstens zwei Frequenzfilter können Frequenz-Durchlassbereiche mit unterschiedlichem Frequenzumfang aufweisen. Auf diese Weise kann die Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung flexibler an einen Einsatzzweck angepasst werden.
Mit Frequenzfiltern mit gleichen Frequenzumfängen können elektrische Empfangssignale bezüglich ihrer Frequenz mit gleichmäßigen Frequenzabschnitten analysiert werden.
Unterschiedliche Frequenzumfänge können eingesetzt werden, um das Auflösungsvermögen der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung in Bezug auf die Frequenzanalyse an unterschiedliche Entfernungsbereiche für Objekte anzupassen. Insbesondere kann durch entsprechende Anpassung der Frequenz-Durchlassbereiche einer Verschlechterung der Entfernungsauflösung, welche durch die Entfernung eines reflektierenden Objekts zu der Detektionsvorrichtung bedingt ist, entgegengewirkt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens einer der Frequenzfilter eine individuell definierte elektrische Verstärkung als Frequenz- Kennzeichnungsmittel aufweisen. Mit der definierten elektrischen Verstärkung kann das durchgelassene Durchlass-Empfangssignal bezogen auf den Frequenzfilter individuell verstärkt werden. Der individuelle Verstärkungsgrad des Durchlass-Empfangssignals kann dabei ein Frequenzmerkmal für das Durchlass-Empfangssignal bilden, welches den Frequenz-Durchlassbereich des entsprechenden durchlassenden Frequenzfilters kennzeichnet. Auf diese Weise kann das durchgelassene Durchlass-Empfangssignal über die elektrische Verstärkung dem entsprechenden Frequenzfilter zugeordnet werden, durch den es durchgelassen wurde. Da jeder Frequenzfilter einen individuellen Frequenz-Durchlassbereich aufweist, kann so das Durchlass-Empfangssignal dem Frequenz-Durchlassbereich zugeordnet werden und so dessen Frequenz analysiert werden.
Vorteilhafterweise kann jeder Frequenzfilter eine individuell definierte elektrische Verstärkung als Frequenz-Kennzeichnungsmittel aufweisen. Auf diese Weise können alle Frequenzfilter voneinander unterschieden werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung wenigstens ein Normierungsmittel aufweisen zur Normierung von Empfangssignalen. Auf diese Weise können Abhängigkeiten der Amplituden der Empfangssignale von Entfernungen reflektierender Objekte zu der Detektionsvorrichtung kompensiert werden. Dabei können die Empfangssignale bezüglich ihrer Stärke normiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Normierungsmittel wenigstens eine Verstärkerstufe aufweisen. Mithilfe einer Verstärkerstufe kann die Stärke eines entsprechenden Empfangssignals direkt von der Stärke des entsprechenden durchgelassenen Durchlass-Empfangssignales subtrahiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Normierungsmittel der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung wenigstens einen Operationsverstärker aufweisen, welcher mit einem seiner Eingänge mit den Ausgängen der Frequenzfilter und mit einem anderen seiner Eingänge mit den Eingängen der Frequenzfilter verbunden ist. Operationsverstärker können platzsparend und Energie effizient realisiert werden. Mit Operationsverstärker kann die Signalstärke des an den Eingängen der Frequenzfilter anliegenden Empfangssignals von der Signalstärke des an den Ausgängen der Frequenzfilter anliegenden Durchlass-Empfangssignals subtrahiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen einem Eingang wenigstens eines Operationsverstärker eines Normierungsmittels der Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung und in Eingängen der Frequenzfilter wenigstens eine Widerstandsanordnung angeordnet sein. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Operationsverstärker eine Art Subtrahierer für das Empfangssignal und das Durchlass- Empfangssignal realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung wenigstens ein Verzögerungsmittel aufweisen, welches direkt oder indirekt mit den Ausgängen der Frequenzfilter verbunden ist und/oder welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem Eingang wenigstens eines Normierungsmittels der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise kann das durchgelassene Durchlass-Empfangssignal verlangsamt werden. So kann eine Weiterverarbeitung des wenigstens einen durchgelassenen Durchlass-Empfangssignals energieeffizienter durchgeführt werden. Außerdem kann so ein Multiplexing und/oder eine Digitalisierung mit Frequenzbandbreiten in hohen Frequenzbereichen, insbesondere im Kilohertzbereich, ermöglicht werden. Das wenigstens eine Verzögerungsmittel kann hierzu vorteilhafterweise eine integrierende Komponente aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Verzögerungsmittel der wenigstens einen Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung wenigstens eine elektrische Kapazität aufweisen. Mit einer elektrischen Kapazität kann eine integrierende Komponente realisiert werden. Auf diese Weise können Multiplexing und Digitalisierung der Durchlass-Empfangssignale in hohen Frequenzbereichen, insbesondere im Kilohertzbereich, ermöglicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Verzögerungsmittel der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung funktional zwischen wenigstens einem Eingang und wenigstens einem Ausgang des wenigstens eines Normierungsmittels der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung angeordnet sein. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Verzögerungsmittel eine Rückkopplung an dem wenigstens einen Normierungsmittel realisiert werden. So kann insgesamt das durchge- lassene Durchlass-Empfangssignal weiter verlangsamt werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass wenigstens eine Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung eine Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen aufweist und wenigstens ein Frequenzfilter wenigstens ein Frequenz-Kennzeichnungsmittel aufweist, mit dem das durch diesen wenigstens einen Frequenzfilter durchgelassene Durchlass-Empfangssignal mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet werden kann, welches den Frequenz-Durchlassbereich des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters charakterisiert.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung wenigstens ein Auswertemittel zur Ermittlung von Informationen zu dem wenigstens einen Überwa- chungsbereich, insbesondere zur Ermittlung von Objektinformationen wie Entfernung, Geschwindigkeit und/oder Richtung eines Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung, auf Basis wenigstens einer Frequenzanalyse aufweisen. Auf diese Weise können bereits mit der Detektionsvorrichtung die entsprechenden Informationen über den Überwa- chungsbereich ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung wenigstens ein Signalerzeugungsmittel aufweisen zur Erzeugung elektrischer Sendesignale. Mit den elektrischen Sendesignalen kann wenigstens eine Sendeeinrichtung zur Aussendung elektromagnetische Abtastsignale angesteuert werden.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung wenigstens ein Frequenzvergleichsmittel aufweisen, mit welchem Frequenzdifferenzen zwischen einer Frequenz eines elektrischen Sendesignals und eines mit der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung ermittelten Durchlass-Empfangssignals gebildet werden kann. Auf diese Weise kann aus der Frequenzdifferenz eine Entfernung und/oder eine Geschwindigkeit eines erfassten Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung ermittelt werden.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass wenigstens ein Empfangssignal einer Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen zugeführt wird und das durch wenigstens ein Frequenzfilter durchgelassene Durchlass- Empfangssignal mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet wird, welches den Frequenz-Durchlassbereich des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters charakterisiert.
Erfindungsgemäß wird das wenigstens eine Empfangssignal nur durch die Frequenzfilter durchgelassen, deren Frequenz-Durchlassbereiche die Frequenz des wenigstens einen Empfangssignal enthält. Falls sich die Frequenz-Durchlassbereiche von bezüglich der Frequenz benachbarten Frequenzfilter überlappen, kann das wenigstens eine Empfangssignal, sofern dessen Frequenz sich im Überlappungsbereich der beiden Frequenz-Durchlassbereiche befindet, auch durch beide Frequenzfilter durchgelassen werden. Mittels individueller Frequenz-Kennzeichnungsmittel der Frequenzfilter, wird das Durchlass-Empfangssignal mit individuellen Frequenzmerkmalen gekennzeichnet. Mittels der Frequenzmerkmale wird das wenigstens eine Empfangssignal frequenzabhängig wenigstens einem der definierten Frequenzfilter zugeordnet und auf diese Weise bezüglich der Frequenz analysiert.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung, der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch Figur 1 ein Fahrzeug in der Vorderansicht mit einem Fahrerassistenzsystem und einem LiDAR-System zu Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug;
Figur 2 eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und dem LiDAR-System aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Funktionsdarstellung einer Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung des LiDAR-Systems aus den Figuren 1 und 2;
Figur 4 ein Leistungs-Zeit-Diagramm eines elektrischen Sendesignals in Form eines frequenzmodulierten Dauerstrichsignals des LiDAR-Systems aus den Figuren 1 und 2, aus welchem ein elektromagnetisches Abtastsignal zu Überwachung des Überwachungsbereichs erzeugt wird;
Figur 5 ein Frequenz-Zeit-Diagramm des elektrischen Sendesignals aus der Figur 4 und eines elektrischen Empfangssignals, welches aus einem Echosignal des elektromagnetischen Abtastsignals ermittelt wird;
Figur 6 einen Ausschnitt des Frequenz-Zeit-Diagramms aus der Figur 5, in dem ein Sendechirp des elektrischen Sendesignals und ein entsprechender Empfangschirp des elektrischen Empfangssignals gezeigt sind, wobei auf der Frequenzachse jeweilige Frequenz-Durchlassbereiche von Frequenzfiltern der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung des LiDAR-Systems aus den Figuren 1 bis 3 markiert sind.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 beispielhaft in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Figur 2 zeigt eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs 10.
Das Fahrzeug 10 verfügt über eine Detektionsvorrichtung beispielhaft in Form eines LiDAR-Systems 12. Das LiDAR-System 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem LiDAR-System 12 kann ein Überwachungsbe- reich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das LiDAR-System 12 kann auch an anderer Stelle am Fahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Mit dem LiDAR-System 12 können Objektinformationen, beispielsweise Entfernungen r, Richtungen und Geschwindigkeiten von Objekten 18 relativ zum Fahrzeug 10, respektive zum LiDAR-System 12, ermittelt werden. Die Richtungen von Objekten können beispielsweise als Azimut und/oder Elevation angegeben werden.
Bei den Objekten 18 kann es sich um stehende oder bewegte Objekte, beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, Beispielweise Parklücken, Niederschlag oder dergleichen handeln.
Das LiDAR-System 12 ist beispielhaft als frequenzmoduliertes Dauerstrich-LiDAR- System ausgestaltet. Frequenzmodulierte Dauerstrich-LiDAR-Systeme werden in Fachkreisen auch als FMCW- (Frequency modulated continuous wave) LiDAR-Systeme bezeichnet.
Das LiDAR-System 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 20 verbunden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
Das LiDAR-System 12 umfasst eine Sendeeinrichtung 22, eine Empfangseinrichtung 24 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 26. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 weist eine Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung 28 auf. Die Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung 28 ist im Detail in der Figur 3 gezeigt.
Die Funktionen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können zentral oder dezentral angeordnet sein. Teile der Funktionen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können auch in der Sendeeinrichtung 22 oder der Empfangseinrichtung 24 integriert sein.
Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können elektrische Sendesignale 30 wie beispielsweise ein in der Figur 4 gezeigtes frequenzmoduliertes Dauerstrichsignal erzeugt werden. In der Figur 4 ist das beispielhafte Sendesignal 30 in einem Leistungs- Zeit-Diagramm gezeigt. Das elektrische Sendesignal 30 umfasst eine Vielzahl von hintereinander folgenden Sendesequenzen in Form von Sendechirps 32. In der Figur 5 sind die Sendechirps 32 des elektrischen Sendesignals 30 gestrichelt und zum Vergleich die Empfangschirps 40 eines entsprechenden, weiter unten erläuterten elektrischen Empfangssignals 38 in einem Frequenz-Zeit-Diagramm gezeigt. Die Sendechirps 32 und die Empfangschirps 40 weisen dem Frequenz-Zeit-Diagramm jeweils die Form von Frequenzrampen auf. Figur 6 zeigt in Vergrößerung das Frequenz-Zeit- Diagramm eines der Sendechirps 32 mit dem entsprechenden Empfangschirps 40.
Die Sendeeinrichtung 22 kann mit den elektrischen Sendesignalen 30 angesteuert werden, sodass sie entsprechende elektromagnetische Abtastsignale 34 in Form von Lichtsignalen in den Überwachungsbereich 14 sendet. Die Sendeeinrichtung 22 kann als Lichtquelle beispielsweise einen oder mehrere Laser aufweisen. Darüber hinaus kann die Sendeeinrichtung 22 optional eine Signalumlenkeinrichtung aufweisen, mit welcher das Abtastsignal 34 entsprechend in den Überwachungsbereich 14 gelenkt wird.
Die an einem Objekt 18 in Richtung der Empfangseinrichtung 24 reflektierten Abtastsignale 34 können mit der Empfangseinrichtung 24 als elektromagnetische Echosignale 36 empfangen werden.
Die Empfangseinrichtung 24 kann optional eine Echosignal-Umlenkeinrichtung aufweisen, mit der die elektromagnetischen Echosignale 36 zu einem Empfänger der Empfangseinrichtung 24 gelenkt werden. Bei dem Empfänger kann es sich beispielsweise um Detektoren, zum Beispiel Punktsensoren, Zeilensensoren und/oder Flächensensor, im Besonderen (Lawinen)fotodioden, Photodiodenzeilen, CCD-Sensoren, Active-Pixel- Sensoren, insbesondere CMOS-Sensoren, oder dergleichen, handeln. Alternativ können auch mehrere Empfänger vorgesehen sein.
Mit dem Empfänger kann das elektromagnetische Echosignal 36 in das elektrische Empfangssignal 38 umgewandelt werden, welches in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist.
Die Empfangschirps 40 sind gegenüber den jeweiligen Sendechirps 32 zeitlich versetzt. Der Zeitversatz charakterisiert die zu der Flugzeit zwischen dem Aussenden des elektromagnetischen Abtastsignals 34 und dem Empfang des elektromagnetischen Echosignals 36. die Flugzeit ist proportional zur Entfernung r des Objekts 18 relativ zu dem Li- DAR-System 12. Aus einer Frequenzdifferenz Af zwischen der Frequenzrampe des Sendechirps 32 und der Frequenzrampe des entsprechenden Empfangschirps 40 kann die Entfernung r ermittelt werden. Hierzu ist es erforderlich, die Frequenz des Empfangssignals 38 zu analysieren. Die Frequenzanalyse des Empfangssignals 38 erfolgt mit der Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung 28.
Die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung 28 umfasst, wie in der Figur 3 gezeigt, eine Frequenzfilteranordnung 42, ein Normierungsmittel 44 und ein optionales Verzögerungsmittel 46.
Die Frequenzfilteranordnung 42 weist eine Anzahl n von Frequenzfiltern FFi auf. Dabei liegt der Index i, welche die Frequenzfilter kennzeichnet, zwischen 1 und der Anzahl n der Frequenzfilter. Die Frequenzfilter FFi sind funktional parallel geschaltet.
Die Frequenzfilter FFi sind beispielhaft als Bandpassfilter in Form von Schwingkreisen ausgebildet. Jeder Frequenzfilter FFi weist eine individuelle Resonanzfrequenz fresj und einen individuellen Frequenz-Durchlassbereich Di auf. Die Frequenz-Durchlassbereiche Di und die Resonanzfrequenzen fresj der Frequenzfilter FFi sind beispielhaft in dem Frequenz-Zeit-Diagramm in der Figur 6 gezeigt. Die Frequenzfilter FFi sind so ausgestaltet, dass ihre Frequenz-Durchlassbereiche Di aneinander anschließen. Insgesamt verteilen sich die Frequenz-Durchlassbereiche Di aller Frequenzfilter FFi lückenlos über den gesamten Frequenzumfang 48 der elektrischen Sendesignale 30 und der elektrischen Empfangssignale 38. Die Frequenz-Durchlassbereiche Di von bezüglich ihrer Resonanzfrequenz fresi benachbarten Frequenzfilter FFi können sich dabei teilweise überlappen.
Ferner weist jeder Frequenzfilter FFi eine individuelle Verstärkung Zi auf. Mit der jeweiligen individuellen Verstärkung Zi wird ein durch den entsprechenden Frequenzfilter FFi durchgelassenes Durchlass-Empfangssignal 49 individuell verstärkt. Die individuelle Verstärkung Zi dient als Kennzeichnungsmittel, mit dem das Durchlass-Empfangssignal 49 mit einem entsprechenden Frequenzmerkmal, nämlich dem individuellen Verstärkungsgrad, gekennzeichnet wird. Über das Frequenzmerkmal, nämlich den Verstärkungsrand, kann das individuell verstärkte Durchlass-Empfangssignal 49 dem jeweili- gen Frequenzfilter FFi und damit dessen Resonanzfrequenz fresj und Durchlassbereich Di zugeordnet werden.
Die Eingänge der Frequenzfilter FFi sind mit einem Eingang 50 der Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung 28 verbunden. An dem Eingang 50 liegt das mit der Empfangseinrichtung 24 ermittelte elektrische Empfangssignal 38 an.
Das Normierungsmittel 44 umfasst einen Operationsverstärker 52 und zwei Verstärkerwiderstände Rampi und RamP2. Ein Minus-Eingang des Operationsverstärkers 52 ist mit den Ausgängen der Frequenzfilter FFi verbunden. Ein Plus-Eingang des Operationsverstärkers 52 ist über den Verstärkerwiderstand Rampi mit dem Eingang 50 der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung 28 und mit den Eingängen der Frequenzfilter FFi verbunden. Der zweite Verstärkerwiderstand RamP2 verbindet den Plus-Eingang des Operationsverstärkers 52 mit der Masse GND.
Mit dem Normierungsmittel 44 wird die Stärke des an den Ausgängen der Frequenzfilter FFi anliegenden Durchlass-Empfangssignals 49 bezogen auf die Stärke des an dem Eingang 50 anliegenden elektrischen Empfangssignals 38 normiert. Dabei wird das Empfangssignal 38 direkt von dem Durchlass-Empfangssignal 49 abgezogen.
Am Ausgang des Operationsverstärkers 52 liegt das normierte Durchlass- Empfangssignal 49n an. Durch die Normierung des Durchlass-Empfangssignals 49 wird eine Abhängigkeit der Stärke des Empfangssignals 38 von der Entfernung r des Objekts 18 kompensiert.
Das optionale Verzögerungsmittel 46 umfasst eine Kapazität CF mit einem parallel geschalteten Widerstand RF. Der Eingang des Verzögerungsmittels 46 ist mit dem Minus- Eingang des Operationsverstärkers 52 verbunden. Der Ausgang des Verzögerungsmittels 46 ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 52 verbunden. Das Verzögerungsmittel 46 bewirkt eine Rückkopplung des normierten Durchlass-Empfangssignals 49n am Ausgang des Operationsverstärker 52 auf den Minus-Eingang. Mithilfe des Verzögerungsmittels 46 wird das normierte Durchlass-Empfangssignal 49n verlangsamt. Das verlangsamte normierte Durchlass-Empfangssignal 49n liegt am Ausgang 54 der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung 28 an. Die Verlangsamung ermöglicht eine energieeffizientere Weiterverarbeitung des normierten Durchlass-Empfangssignals 49n beispielsweise mit einem Analog-Digital-Wandler 56, welcher mit dem Ausgang 54 des Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung 28 verbunden ist. Durch die Verlangsamung kann ein Multiplexing und eine Digitalisierung mit Bandbreiten im Kilohertzbereich ermöglicht werden.
Um die Frequenzdifferenz Af zwischen dem elektrischen Sendesignalen 30 und dem elektrischen Empfangssignal 38 beispielsweise mit der Steuer Auswerteeinrichtung 26 zu bestimmen, wird zu einem beispielhaften Zeitpunkt T die Frequenz fEm des elektrischen Empfangssignals 38 über das Frequenzmerkmal des normierten Durchlass- Empfangssignals 49n, nämlich den Verstärkungsgrad, ermittelt und von der Frequenz fse.T des Sendesignals 30 zum selben Zeitpunkt T subtrahiert. Falls, wie beispielhaft in der Figur 6 gezeigt, die Frequenz fEm;T des elektrischen Empfangssignals 38 zum Zeitpunkt T im Frequenz-Durchlassbereich Ü4 des vierten Frequenzfilters FF4 liegt, kann für die Berechnung der Frequenzdifferenz Af beispielhaft die Resonanzfrequenz freS4 des vierten Frequenzfilters FF4 angenommen werden.
Aus der Frequenzdifferenz Af wird mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 die Entfernung r und gegebenenfalls die Geschwindigkeit des Objekts 18 relativ zu dem Li- DAR-System 12, also relativ zum Fahrzeug 10 ermittelt. Die Entfernung r, gegebenenfalls die Geschwindigkeit und gegebenenfalls die Richtung, welche mit dem LiDAR- System 12 ermittelt werden, werden an das Fahrerassistenzsystem 20 übermittelt. Die Entfernung r, gegebenenfalls die Geschwindigkeit und gegebenenfalls die Richtung werden mit dem Fahrerassistenzsystem 20 zum autonomen oder teilweise autonomen Betrieb des Fahrzeugs 10 verwendet.

Claims

Ansprüche Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) einer Detektionsvorrichtung (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin mittels elektromagnetischer Abtastsignale (34), wobei die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) wenigstens ein Frequenzanalysemittel (FFi) aufweist zur Frequenzanalyse von elektromagnetischen Empfangssignalen (38, 49), die aus Echosignalen (36) von in wenigstens einem Überwachungsbereich (14) reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen (34) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) eine Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern (FFi) mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen (Di) aufweist und wenigstens ein Frequenzfilter (FFi) wenigstens ein Frequenz- Kennzeichnungsmittel (Zi) aufweist, mit dem das durch diesen wenigstens einen Frequenzfilter (FFi) durchgelassene Durchlass-Empfangssignal (49) mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet werden kann, welches den Frequenz- Durchlassbereich (Di) des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters (FFi) charakterisiert. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Frequenzfilter (FFi) ein Bandpassfilter ist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz-Durchlassbereiche (Di) von wenigstens zwei bezüglich der Frequenz benachbarten Frequenzfilter (FFi) sich wenigstens teilweise überlappen und/oder die Frequenz-Durchlassbereiche (Di) von wenigstens zwei bezüglich der Frequenz benachbarten Frequenzfi Item (FFi) sich nicht überlappen. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz-Durchlassbereiche (Di) der Frequenzfilter (FFi) insgesamt die maximale Frequenzamplitude (48) der elektrischen Empfangssignale (38) abdecken. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Frequenzfilter (FFi) Frequenz- Durchlassbereiche (Di) mit gleichem Frequenzumfang aufweisen und/oder wenigstens zwei Frequenzfilter Frequenz-Durchlassbereiche mit unterschiedlichem Frequenzumfang aufweisen. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Frequenzfilter (FFi) eine individuell definierte elektrische Verstärkung als Frequenz-Kennzeichnungsmittel (Zi) aufweist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) wenigstens ein Normierungsmittel (44) aufweist zur Normierung von Empfangssignalen (49). Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Normierungsmittel (44) wenigstens eine Verstärkerstufe aufweist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Normierungsmittel (44) der Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung (28) wenigstens einen Operationsverstärker (52) aufweist, welcher mit einem seiner Eingänge (-) mit den Ausgängen der Frequenzfilter (FFi) und mit einem anderen seiner Eingänge (+) mit den Eingängen der Frequenzfilter (FFi) verbunden ist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Eingang (+) wenigstens eines Operationsverstärkers (52) eines Normierungsmittels (44) der Empfangssignal- Verarbeitungseinrichtung (28) und den Eingängen der Frequenzfilter (FFi) wenigstens eine Widerstandsanordnung (Rampi, RamP2) angeordnet ist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) wenigstens ein Verzögerungsmittel (46) aufweist, welches direkt oder indirekt mit den Ausgängen der Frequenzfilter (FFi) verbunden ist und/oder welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem Eingang (-) wenigstens eines Normierungsmittels (44) der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) verbunden ist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verzögerungsmittel (46) der wenigstens einen Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) wenigstens eine elektrische Kapazität (CF) aufweist. Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verzögerungsmittel (46) der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) funktional zwischen wenigstens einem Eingang (-) und wenigstens einem Ausgang des wenigstens eines Normierungsmittels (44) der Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) angeordnet ist. Detektionsvorrichtung (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin mittels elektromagnetischer Abtastsignale (34), mit wenigstens einer Sendeeinrichtung, mit welcher aus elektrischen Sendesignalen elektromagnetische Abtastsignale (34) erzeugt werden können, welche in wenigstens einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden können, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung, mit welcher aus Echosignalen (36) von in wenigstens einem Überwachungsbereich (14) reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen (34) elektrische Empfangssignale (38) ermittelt werden können, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (26), die wenigstens ein Frequenzanalysemittel (FFi) zur Frequenzanalyse der elektrischen Empfangssignale (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Empfangssignal-Verarbeitungseinrichtung (28) eine Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern (FFi) mit wenigstens teilweise unter- 21 schiedlichen Frequenz-Durchlassbereichen (Di) aufweist und wenigstens ein Frequenzfilter (FFi) wenigstens ein Frequenz- Kennzeichnungsmittel (Zi) aufweist, mit dem das durch diesen wenigstens einen Frequenzfilter (FFi) durchgelassene Durchlass-Empfangssignal (38) mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet werden kann, welches den Frequenz- Durchlassbereich (Di) des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters (FFi) charakterisiert. Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin, bei dem aus elektrischen Sendesignalen elektromagnetische Abtastsignale (34) erzeugt und in wenigstens einen Überwachungsbereich (14) gesendet werden, aus Echosignalen (36) von in wenigstens einem Überwachungsbereich (14) reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen (34) elektrische Empfangssignale (38) ermittelt werden, an den elektrischen Empfangssignalen (38) wenigstens eine Frequenzanalyse durchgeführt wird und auf Basis wenigstens einer Frequenzanalyse Informationen zu dem wenigstens einen Überwachungsbereich (14) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfangssignal (38) einer Mehrzahl von funktional parallelen Frequenzfiltern (FFi) mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Frequenz- Durchlassbereichen (Di) zugeführt wird und das durch wenigstens ein Frequenzfilter (FFi) durchgelassene Durchlass- Empfangssignal (38) mit einem Frequenzmerkmal gekennzeichnet wird, welches den Frequenz-Durchlassbereich (Di) des wenigstens einen durchlassenden Frequenzfilters (FFi) charakterisiert.
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