EP4370948A1 - Prüfvorrichtung zum test eines mit elektromagnetischen wellen arbeitenden abstandssensors - Google Patents

Prüfvorrichtung zum test eines mit elektromagnetischen wellen arbeitenden abstandssensors

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EP4370948A1
EP4370948A1 EP22751027.8A EP22751027A EP4370948A1 EP 4370948 A1 EP4370948 A1 EP 4370948A1 EP 22751027 A EP22751027 A EP 22751027A EP 4370948 A1 EP4370948 A1 EP 4370948A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
received
srx
time
delay
Prior art date
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Pending
Application number
EP22751027.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Graf
Christian HOHENBRINK
Chris Hoffmann
Tim Fisch
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Dspace Se & Co Kg
Original Assignee
Dspace GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4370948A1 publication Critical patent/EP4370948A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • Test device for testing a distance sensor working with electromagnetic waves
  • the invention relates to a test device for testing a distance sensor that works with electromagnetic waves in the form of at least one temporally related and temporally limited sensor signal, with a receiving element for receiving an electromagnetic free space wave as the received signal, with a radiating element for radiating an electromagnetic output signal, with simulation operation, the received signal or a received signal derived from the received signal is routed via a signal processing unit with a definable time delay and is thus time-delayed to form a time-delayed signal as a simulated reflection signal, with the time-delayed signal or a time-delayed signal derived from the time-delayed signal being used as a Output signal is emitted via the Ab radiating element.
  • the invention also relates to a method for operating the test device described above.
  • test devices for testing distance sensors and methods for operating such test devices are known from various technical areas and fields of application, for example from the area of control unit development and control unit testing, in particular in the automotive field, reference is made, for example, to WO 2020/165191 A1 .
  • Another field of application is end-of-line test benches, i.e. devices that serve to check products at the end of a production line, here checking distance sensors.
  • the present case is about testing distance sensors that work with electromagnetic waves. Radar sensors are predominantly used in the automotive sector. In principle, however, distance sensors can also be tested that work in a different frequency range of electromagnetic waves, for example in the visible light range, or that work with electromagnetic radiation sources that emit electromagnetic waves with a long coherence length, such as in laser applications (e.g. lidar ).
  • Distance sensors of the type considered here basically work in such a way that the electromagnetic waves they emit are reflected by an object in the emission range of the distance sensor, the distance sensor receives the reflected electromagnetic waves and determines the distance to the object from the propagation time of the electromagnetic waves .
  • the signal propagation time can be determined directly (time-of-flight measurement), but it is often done indirectly via clever signal evaluations. While very short sensor signals are often used in the first case, ie pulses, in the latter case transmission signals that are recognizable over time are usually used. An example would be frequency-modulated continuous wave signals.
  • the test device To test the distance sensor, the test device is positioned in its emission area, the test device receives the free space waves emitted by the distance sensor and delays this received signal with its signal processing unit according to a specified time delay and then emits the time-delayed signal via its Ab radiating element back in the direction the distance sensor to be tested, which gives the distance sensor the impression of an object removed according to the set time delay.
  • distance sensors are considered that work with temporally related and temporally limited sensor signals. It is known in the prior art to implement such a signal, for example, as a chirp signal (“chirp” for short), ie as a sinusoidal signal whose frequency changes as a function of time. Realizations with other types of modulation are also conceivable.
  • Some distance sensors emit a large number, for example 128 or 256, of such time-limited chirps, with short transmission pauses between the chirps. Such a sequence of several chirps following one another at short intervals is followed by a longer transmission pause for signal processing.
  • the chirp sequence including the transmission pauses is also referred to as a frame.
  • a frame repetition rate of a few tens of Hertz is currently typically used for a continuous measurement.
  • the distance sensor to be tested can obtain a measured distance value from each individual chirp signal sent out. This is done by mixing the part of the chirp signal that is still being sent out with the part of the chirp signal that is reflected and already received again.
  • the signal propagation time and thus the distance information is obtained from the frequency of the mixed signal. If the object from which the emitted chirp signals are reflected has a radial movement component relative to the distance sensor, then the mixed signals of successive chirps have phase differences which are determined and from which speed information with regard to the radial movement component can be obtained directly can and will be won.
  • the object of the present invention is to design the testing device described above and the method described above in such a way that the error situations known from the prior art are avoided.
  • test device described at the outset and the method for operating such a test device described at the outset provide for the signal processing unit to process a received temporally related and temporally limited sensor signal or a received temporal sensor signal derived from the received sensor signal coherent and time-limited sensor signal in a delay step completely processed with that specified time delay as a constant working time delay to form a time-delayed sensor signal, which specified time delay was specified at the beginning of the delay step and thus the processing of the received NEN time-limited sensor signal, even if the predefinable time delay during the delay step and thus during the ongoing processing of the received sensor signal or of the em derived from the received sensor signal received sensor signal changes.
  • the solution according to the invention therefore consists in completing a delay step once started, which is based on a specific predetermined time delay, even with this time delay, which is maintained as a constant work-time delay, even if there has been a change in the meantime a new definable time delay has been set or has been preset.
  • a sensor signal to be delayed is treated completely with a uniform working time delay. It has been found that the problems in evaluating the simulated reflection signals in the distance sensor can be eliminated almost completely if the testing device is configured as described above or the testing device is operated using the correspondingly configured method.
  • reception signal In the present case, a conceptual distinction is always made between the reception signal and the reception signal derived from the reception signal.
  • the reception signal itself goes back to that of the receiving element free space wave recorded by the test device. If further signal processing takes place before the received signal is forwarded to the signal processing unit, then strictly speaking it is no longer the received signal itself, but a received signal derived from it. This is the case, for example, when the received signal is downconverted to a lower intermediate frequency, which reduces the demands on the technical implementation of the signal transmission paths and also on the speed of signal processing.
  • this also applies to the time-delayed signal or the time-delayed signal derived from the time-delayed signal, without this requiring any further explanation.
  • a preferred embodiment of the testing device is characterized in that the ongoing processing of the received sensor signal or of the received sensor signal derived from the received sensor signal is detected in the delay step in that the signal processing unit checks the signal level or the signal power of the received signal or of the received signal derived received signal and, if a predetermined active threshold value for the signal level or the signal power is exceeded by the determined signal level or the determined signal power, a conclusion is drawn as to the ongoing processing of the received sensor signal or of the sensor signal derived from the received sensor signal.
  • the active threshold value for the signal level or the signal power should be selected in such a way that the signal noise present in the operating environment of the test device, which is never entirely avoidable, can be clearly distinguished from a useful signal that is present.
  • a further preferred embodiment of the testing device is characterized in that the signal processing unit detects the start of the delay step and thus the ongoing processing of the received sensor signal or of the received sensor signal derived from the received sensor signal when the specified active
  • the threshold value for the signal level or the signal power is exceeded by the determined signal level or the determined signal power for a given active time period. This procedure makes it possible to detect interference signals that may exceed the active threshold rise, but only last for a very short time, can be reliably distinguished from useful signals that are to be delayed.
  • the end of the delay step or the absence of the delay step can also be detected.
  • the end of the delay step and thus the lack of continuous processing of the received sensor signal or of the received sensor signal derived from the received sensor signal is detected by the signal processing unit measuring the signal level or the signal power of the received signal or the received signal derived from the received signal and, if the signal level or the signal power determined falls below a predetermined passive threshold value for the signal level or the signal power, the non-existent processing of the received sensor signal or the received sensor signal derived from the received sensor signal sensor signal closes.
  • the active and the passive threshold can be chosen identically.
  • the active threshold value is selected to be greater than the passive threshold value in order to achieve a certain hysteresis effect.
  • a passive time period can also be defined for recognizing the end of the delay step or the absence of the delay step. It is then provided that the signal processing unit detects the end of the delay step and thus the end of the ongoing processing of the received sensor signal of the received sensor signal derived from the received sensor signal when the predetermined passive threshold value for the signal level or the signal power exceeds the determined signal level or the determined signal power is undershot for a specified passive period of time.
  • the active time period and/or the passive time period is selected or is longer than the pauses between successive sensor signals of a related sequence of sensor signals, in particular of related sensor signals of a radar frames.
  • Appropriate selection of the detection periods can ensure that a switchover to a new predetermined value for the time delay is only carried out when the transmission sequence for the successive sensor signals of a radar frame has been completely completed. A switchover to a new value for the specified time delay is then only made during the long transmission break of a radar frame.
  • the distance sensor to be tested evaluates the recorded data of a radar frame in its entirety, whereby all received - and mixed - sensor signals are evaluated individually (distance information) and once for all of the received - and mixed - sensor signals a phase evaluation is carried out (speed information).
  • Also claimed is a computer program with instructions which, when executed with a signal processing unit of a testing device for testing a distance sensor working with electromagnetic waves in the form of at least one temporally related and temporally limited sensor signal, cause the signal processing unit and thus the testing device to carry out the procedures described.
  • FIG. 1 schematically shows a known testing device and a known method for testing a distance sensor that works with electromagnetic waves
  • Fig. 2 a temporally related and time-limited sensor signal in the form of a chirp
  • 3 shows a coherent chirp sequence (frame)
  • 4 shows a received temporally coherent and temporally limited sensor signal and the signal delayed in accordance with a predetermined time delay
  • FIG. 7 shows a received temporally related and temporally limited sensor signal and the time-delayed signal simulated according to a predefined time delay with a predefined new time delay that has been changed in the ongoing delay step and is taken into account for the time delay, with a resulting phase shift
  • FIG. 8 shows a schematic of the evaluation of simulated reflection signals without phase jump and with phase jump in the distance sensor and
  • Fig. 9 shows schematically the time delay of a received temporally related and temporally limited sensor signal with a constant predetermined time delay despite changing the predetermined time delay during the delay step to avoid phase jumps in the simulated reflection signal.
  • testing device 1 for testing a distance sensor 2 working with electromagnetic waves in the form of at least one temporally related and temporally limited sensor signal and a method 10 for operating a corresponding testing device 1 .
  • the distance sensor 2 emits an electromagnetic free space wave in the direction of the testing device 1 and receives a simulated electromagnetic reflection signal S TX generated by the testing device 1 .
  • the testing device 1 has a receiving element 3 and for radiating the simulated electromagnetic reflection signal S TX has the Test device 1 on a radiating element 4.
  • the distance sensor 2 per se is not part of the test device 1, but it is important to understand how the test device 1 interacts with the distance sensor 2.
  • the received signal S RX or a signal S' RX derived from the received signal S RX is routed via a signal processing unit 5, with the signal processing unit 5 being able to specify a time delay in a specific range.
  • the input signal of the time delay circuit 5 is thus time-delayed to a time-delayed signal S deiay .
  • the time-delayed signal S deiay or a signal S'deiay derived from the time-delayed signal S deiay is then emitted as the simulated reflection signal S TX via the radiating element 4 .
  • the time delay to be achieved t deiay,soll is fed to the signal processing unit 5 as information.
  • the technical implementation is not important as to how the signal processing unit 5 is supplied with this information.
  • the specification for the time delay to be set will come from an environment simulator that simulates the scene to be simulated with environment objects and has corresponding position, speed, and/or acceleration information about the environment objects ready. If, for example, it is known that the distance between the object to be simulated and the distance sensor to be tested is 30 m, a corresponding time delay is calculated as the signal propagation time of an electromagnetic wave, taking into account the speed of light, and the time delay t deiay,soll is specified.
  • a temporally related and temporally limited sensor signal as a received signal S RX of the testing device 1. It is assumed here that the distance sensor 2 to be tested emits signals of this type.
  • a chirp signal in short: chirp—is shown here, which is a frequency-modulated signal. In the present case, the frequency of a sine wave increases in a defined manner over time. This chirp is then present in the test device 1 as a received sensor signal S RX and also runs continuously and therefore without phase jumps.
  • the signal has a time-limited scope, so it is a time-limited wave packet.
  • 3 shows a sequence of several chirps which follow one another in a time-defined manner, namely are spaced apart from one another by a short transmission pause followed by a long transmission pause, which is the case with distance sensors 2 usually used for signal processing.
  • each chirp received as a reflection signal is usually evaluated for a measured distance value, ie also each individual chirp of a chirp frame. Radial velocity information is calculated by evaluating the phase position of chronologically consecutive chirps in relation to one another.
  • the basic functioning of the test device 1 and the method 10 is shown in FIG. 4 .
  • the testing device 1 receives the temporally related and temporally limited sensor signal as a reception signal SRX, which is shown here as a sine wave for the sake of simplicity. If in the testing device 1 a time delay t de - lay. soii, is specified, then the received sensor signal S RX is time-delayed by the signal processing unit 5 by exactly this time delay value t deiay, soll .
  • FIG. 5 shows the evaluation of a measurement sequence based on the evaluation of a chirp frame in a distance sensor 2 . It can be seen here that an object has been detected at a distance R with only a small range of fluctuation and this object has a relative, radial velocity component v, which is likewise hardly subject to any fluctuation. This result is plausible. If, for example, it is assumed that a complete chirp sequence of a frame is sent out in a few tens of milliseconds, i.e.
  • FIG. 6 shows another distance-speed diagram as a representation of the evaluation of a chirp sequence by a distance sensor 2, which has been obtained by evaluating reflection signals simulated by means of the test device 1. It can be seen that an object has been detected at an almost constant distance, but that the speed information scatters over a very wide range. The speed values determined by the distance sensor 2 scatter, although in the present case the test device 1 works with a constant speed v to be simulated. It is therefore questionable how this apparent incorrect evaluation comes about and how it can be avoided.
  • FIG. 7 The effects of the described procedure are shown in FIG. 7.
  • the received temporally coherent and time-limited sensor signal SRX is shown, here again in the form of a sinusoidal wave packet.
  • the lower diagram shows the time-delayed signal S eiay , ie the simulated reflection signal.
  • the specified time delay t eiay,soll is present, which is then used in the delay step 6 as the work time delay tdeiay,work.
  • a new value for the time delay t deiay, soll is newly specified and also used directly as the work time delay tdeiay,work.
  • Fig. 8 is used to explain the problems in evaluating the simulated reflection signals with discontinuities in a distance sensor 2. Shown are three generated in the distance sensor 2 mixed signals S Mi , S M 2, S M 3, each based on the mixture of a transmitted chirp with the simulated reflected chirp generated by the testing device 1 and received back by the distance sensor 2.
  • the mixed signals SMI, SM2, SM3 are harmonic oscillations with an essentially fixed frequency.
  • the time extension of each chirp or each mixed signal S Mi , S M 2 , S M 3 is shown running from left to right along a first time axis.
  • the successive chirps or the mixed signals SMI, SM2, SM3 based on successive chirps are shown in chronological succession along the second time axis.
  • each mixed signal SMI, SM2, SM3 is subjected to a frequency analysis and distance information is thus obtained from each mixed signal SMI, SM2, SM3.
  • the different mixed signals SMI, SM2, SM3 that follow one another in time have a certain time offset and thus a phase offset f, which is determined by a Fourier analysis of the data set in the direction of the second time axis.
  • the first two mixed signals S Mi , SM2 are constant waveforms that are based on mixing two undisturbed and also constant chirp signals.
  • the simulated reflection signal generated by the testing device 1 has a phase jump, as has been explained with reference to FIG predetermined time delays t deiay, soll and t deiay, soll, have been used as new working time delays t deiay, work .
  • the phase jump in the simulated reflection signal generated is of course transferred to the mixed signal S M 3 , as can be seen in FIG. This results in different phase values f in the evaluation and in correspondingly different speed values that result from the phase values. This explains the problems found when evaluating the corresponding signals in the distance sensors 2.
  • Received temporally related and temporally limited sensor signal S'RX in a delay step 6 completely with that predetermined time delay t deiay is to be processed as a constant work time delay t deiay, work into a time-delayed sensor signal S deiay , which predetermined time delay t de - i ay , should be specified at the beginning of the delay step 6 and thus the processing of the received time-limited sensor signal SRX, even if the definable time delay t deiay, should during the delay step 6 and thus the ongoing processing of the received sensor signal SRX o that of the received sensor signal S'RX derived from the received sensor signal SRX changes.
  • time delay t de i ay, soll newly specified during delay step 6 is blocked for as long as it can be used as the new specification for the signal delay, and is therefore not the basis for the calculation of the time-delayed simulated reflection signal is placed until the delay step 6 is completed based on the old predetermined time delay t deiay,soll . Only then is the new time delay t deiay, soll already specified during the time delay step used as the work time delay t deiay, work.
  • the testing device 1 shown in the figures and the method 10 shown are characterized in that the ongoing processing of the received sensor signal SRX or of the received sensor signal S'RX derived from the received sensor signal SRX is detected in delay step 6 in that the signal processing unit 5 determines the signal level A or the signal power P of the received signal SRX or the received signal S'RX derived from the received signal SRX and when a predetermined active threshold value ASW for the signal level or the signal power is exceeded by the determined signal level A or the determined signal power P to the still ongoing processing of the received sensor signal SRX or of the received sensor signal SRX derived from the received sensor signal S'RX concludes ((P(SRX) VA(SRX))>ASW).
  • the test device 1 shown in the figures and the method 10 shown are implemented in such a way that the signal processing unit 5 starts the delay step 6 and thus the start of the ongoing processing of the received sensor signal SRX or of the received sensor signal derived from the received sensor signal SRX S'RX detects when the specified active threshold value ASW for the signal level or the signal power is exceeded by the determined signal level A or by the signal power P determined for a specified active period, which is not shown in detail here.
  • the testing device 1 shown in the figures and the method 10 shown also have in common that the end of the delay step 6 and thus the lack of ongoing processing of the received sensor signal SRX or of the received sensor signal S'RX derived from the received sensor signal SRX is thereby detected is that the signal processing unit 5 determines the signal level A or the signal power P of the reception signal S RX or of the reception signal S RX derived from the reception signal S'RX and falls below a predetermined passive threshold value PSW for the signal level or the signal power by the determined signal level A or the determined signal power P on the non-existent processing of the received sensor signal SRX or derived from the received sensor signal S RX received Sensorsi signal S'RX closes.
  • the test device 1 and the method 10 shown in the figures are also designed such that the signal processing unit 5 signals the end of the delay step 6 and thus the end of the ongoing processing of the received sensor signal S RX or of the received sensor signal SRX derived from the received Sensor signal S'RX detects when the predetermined passive threshold value PSW for the signal level or the signal power is undershot by the determined signal level A or the determined signal power P for a predetermined passive time period t p ((P(SRX) v A(SRX)) ⁇ PSW).
  • the passive period t P has the length of the specified time delay t eiay, set point , which has been used during the delay step 6 as the work time delay t deiay, work .
  • the passive time period tp has been selected to be longer than the pauses between successive sensor signals of a related sequence of sensor signals, namely of related sensor signals of a radar frame. This means that a change to a new, specified time delay tdeiay, is only possible as an effective work time delay tdeiay, work until the sensor signals of a completely new radar frame are received.

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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Prüfvorrichtung (1) zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen in Form wenigstens eines zeitlich zusammenhängenden und zeitlich begrenzten Sensorsignals arbeitenden Abstandssensors (2), mit einem Empfangselement (3) zum Empfangen einer elektromagnetischen Freiraumwelle als Empfangssignal (SRX), mit einem Abstrahlelement (4) zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Ausgangssignals (STX), wobei im Simulationsbetrieb das Empfangssignal (SRX) oder ein von dem Empfangssignal (SRX) abgeleitetes Empfangssignal (S'RX) über eine Signalverarbeitungseinheit (5) mit einer vorgebbaren Zeitverzögerung (tdelay, soll) geführt wird und so zu einem zeitverzögerten Signal (Sdelay) als simuliertes Reflexionssignal zeitverzögert wird, wobei das zeitverzögerte Signal (Sdelay) oder ein von dem zeitverzögerten Signal (Sdelay) abgeleitetes zeitverzögertes Signal (S'delay) als Ausgangssignal (STX) über das Abstrahlelement (4) abgestrahlt wird. Ein entsprechendes Verfahren (10) zum Betrieb einer solchen Prüfvorrichtung (1) ist ebenfalls beansprucht. Inkonsistente simulierte Reflexionssignale werden dadurch vermieden, dass die Signalverarbeitungseinheit (5) ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal (SRX) oder ein von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleitetes empfangenes zeitlich zusamenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal (S'RX) in einem Verzögerungsschritt (6) vollständig mit derjenigen vorgegebenen Zeitverzögerung (tdelay, soll) als konstanter Arbeit-Zeitverzögerung (tdelay, work) zu einem zeitverzögerten Sensorsignal (Sdelay) verarbeitet, welche vorgegebene Zeitverzögerung (tdelay, soll) zu Beginn des Verzögerungsschritts (6) und damit der Verarbeitung des empfangenen zeitlich begrenzten Sensorsignals (SRX) vorgegeben war, auch wenn sich die vorgebbare Zeitverzögerung (tdelay, soll) während des Verzögerungsschritts (6) und damit der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten empfangenen Sensor signals (S'RX) ändert.

Description

Prüfvorrichtung zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen arbeitenden Abstandssensors
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Test eines mit elektroma gnetischen Wellen in Form wenigstens eines zeitlich zusammenhängenden und zeitlich begrenzten Sensorsignals arbeitenden Abstandssensors, mit einem Empfangselement zum Empfangen einer elektromagnetischen Frei raumwelle als Empfangs signal, mit einem Ab Strahlelement zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Ausgangssignals, wobei im Simulationsbetrieb das Empfangs signal oder ein von dem Empfangs signal abgeleitetes Emp fangssignal über eine Signalverarbeitungseinheit mit einer vorgebbaren Zeit verzögerung geführt wird und so zu einem zeitverzögerten Signal als simu liertes Reflexionssignal zeitverzögert wird, wobei das zeitverzögerte Signal oder ein von dem zeitverzögerten Signal abgeleitetes zeitverzögertes Signal als Ausgangs signal über das Ab Strahlelement abgestrahlt wird. Darüber hin aus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben der zuvor be schriebenen Prüfvorrichtung.
Die vorgenannten Prüfvorrichtungen zum Test von Abstandssensoren und Verfahren zum Betreiben derartiger Prüfvorrichtungen sind aus verschiede nen technischen Bereichen und Anwendungsfeldern bekannt, beispielsweise aus dem Bereich der Steuergeräteentwicklung und des Steuergerätetests, ins besondere im automotiven Bereich, hierzu wird beispielsweise verwiesen auf die WO 2020/165191 Al. Ein anderes Anwendungsfeld sind End-of-Line- Prüfstände, also Einrichtungen, die am Ende einer Fertigungslinie der Pro duktüberprüfung dienen, hier der Überprüfung von Abstandssensoren. Im vorliegenden Fall geht es um den Test von Abstandssensoren, die mit elek tromagnetischen Wellen arbeiten. Im automotiven Bereich werden ganz über wiegend Radarsensoren eingesetzt. Grundsätzlich können aber auch Ab standssensoren getestet werden, die in einem anderen Frequenzbereich elek tromagnetischer Wellen arbeiten, beispielsweise im Bereich des sichtbaren Lichts, oder die mit elektromagnetischen Strahlungsquellen arbeiten, die elektromagnetische Wellen mit einer langen Kohärenzlänge emittieren, wie beispielsweise bei Laseranwendungen (zum Beispiel Lidar).
Mit den eingangs beschriebenen Prüfvorrichtungen ist es möglich, dem zu testenden Abstandssensor ein Objekt in praktisch beliebiger Entfernung vor- zutäuschen. Abstandssensoren der hier betrachteten Art arbeiten grundsätz lich so, dass von ihnen emittierte elektromagnetische Wellen von einem Ob jekt im Abstrahlbereich des Abstandssensors reflektiert werden, der Ab standssensor empfängt die reflektierten elektromagnetischen Wellen und be- stimmt aus der Laufzeit der elektromagnetischen Wellen den Abstand zu dem Objekt. Die Ermittlung der Signallaufzeit kann direkt erfolgen (time-of- flight-Messung), häufig erfolgt sie aber indirekt über geschickte Signalaus wertungen. Während im ersten Fall häufig mit sehr kurzen Sensorsignalen gearbeitet wird, also mit Impulsen, werden im letzteren Fall meist zeitlich er- kennbar ausgedehnte Sendesignale verwendet. Als Beispiel wären hier fre quenzmodulierte Dauerstrichsignale zu nennen.
Die Prüfvorrichtung wird zum Test des Abstandssensors in dessen Abstrahl bereich positioniert, die Prüfvorrichtung empfängt die von dem Abstandssen sor emittierten Freiraum wellen und verzögert dieses Empfang ssignal mit ihrer Signalverarbeitungseinheit gemäß einer vorgegebenen Zeitverzögerung und strahlt dann das zeitverzögerte Signal über ihr Ab Strahlelement wieder in Richtung auf den zu testenden Abstandssensor ab, wodurch beim Abstands sensor der Eindruck eines gemäß der eingestellten Zeitverzögerung entfern ten Objektes entsteht. Hier werden Abstandssensoren betrachtet, die mit zeitlich zusammenhängen den und zeitlich begrenzten Sensorsignalen arbeiten. Im Stand der Technik ist bekannt, ein solches Signal beispielsweise als Chirp-Signal (kurz: "Chirp") zu realisieren, also als sinusförmiges Signal, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit von der Zeit ändert. Es sind auch Realisierungen mit ande- ren Arten von Modulationen denkbar. Manche Abstandssensoren senden eine Vielzahl, beispielsweise 128 oder 256, solch zeitlich begrenzter Chirps aus, wobei zwischen den Chirps kurze Sendepausen vorliegen. Auf eine solche Sequenz mehrerer, zeitlich in kurzen Abständen aufeinanderfolgender Chirps folgt eine längere Sendepause zur Signal Verarbeitung. Die Chirp-Sequenz einschließlich der Sendepausen wird auch als ein Frame bezeichnet. Es wird derzeit bei einer andauernden Messung typischerweise mit einer Frame-Wie- derholrate von einigen zehn Hertz gearbeitet. Aus jedem einzelnen ausgesen deten Chirp-Sendesignal kann der zu testende Abstandssensor einen Entfer nungsmesswert gewinnen. Dies geschieht durch Mischen des noch ausgesen- deten Teils des Chirp-Signals mit dem reflektierten und schon wieder emp fangenen Teil des Chirp-Signals. Die Signallaufzeit und damit die Abstands- information wird aus der Frequenz des Mischsignals gewonnen. Wenn das Objekt, von dem die ausgesendeten Chirp-Signale reflektiert werden, eine ra diale Bewegungskomponente relativ zu dem Abstandssensor aufweist, dann weisen die Mischsignale aufeinanderfolgender Chirps Phasendifferenzen auf, die ermittelt werden und aus denen unmittelbar eine Geschindigkeitsinforma- tion hinsichtlich der radialen Bewegungskomponente gewonnen werden kann und auch gewonnen wird.
Es ist aufgefallen, dass bei Verwendung der beschriebenen Prüfvorrichtung zum Test von Abstandssensoren, insbesondere wenn ein dynamischer Simu- lationsbetrieb vorliegt mit wechselnden Vorgaben für die vorgebbare Zeitver zögerung, auf Seiten der Abstandssensoren immer wieder scheinbar fehlerhafte Signalauswertungen Vorkommen, insbesondere hinsichtlich der radialen Geschwindigkeit von simulierten Objekten, beispielsweise indem eine Viel-zahl von in weiten Wertebereichen streuenden Geschwindigkeiten dem einen erkannten Objekt zugeordnet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor beschriebene Prüfvor richtung und das zuvor beschriebene Verfahren so auszugestalten, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Fehlersituationen vermieden werden.
Um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, musste zunächst erkannt werden, dass die zuvor beschriebene und beobachtete scheinbare Fehlauswertung von den zu testenden Abstandssensoren, insbesondere hin sichtlich der Geschwindigkeitssignale, ihren Ursprung überhaupt in der Prüf vorrichtung hat. Es ist erkannt worden, dass es zu den scheinbaren Fehlaus wertungen bei den Abstandssensoren immer dann kommen kann (jedoch nicht kommen muss), wenn die Signalverarbeitungseinheit gerade dabei ist, ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sen sorsignal mit einer zunächst vorgegebenen Zeitverzögerung zu einem zeitver zögerten Sensorsignal zu verarbeiten und während dieses Verarbeitungspro zesses eine andere Zeitverzögerung vorgegeben wird und unmittelbar in den noch andauernden Verzögerungsvorgang einfließt. Die unmittelbare Berück sichtigung der veränderten, vorgebbaren Zeitverzögerung führt nicht selten zu Unstetigkeiten in dem Verlauf des verzögerten Sensorsignals, und diese Unstetigkeiten aufweisenden Signale liegen dann schließlich auch in den Ab standssensoren als simuliertes reflektiertes Sensorsignal mit Unstetigkeits- stellen vor und führen dort zu den scheinbar fehlerhaften Auswertungen. "Scheinbar fehlerhaft", weil die Auswertung durchaus richtig erfolgt, aber die zugrunde liegende Datenbasis inkonsistent ist. In realen Situationen, also bei der Erfassung realer sich bewegender Objekte, kann so eine Unstetig keitsstelle praktisch nicht Vorkommen, da sich Entfernungen von realen Ob- jekten nicht sprunghaft ändern können.
Zur Lösung dieses Problems ist bei der eingangs beschriebenen Prüfvorrich tung und bei dem eingangs beschriebenen Verfahren zum Betrieb einer sol chen Prüfvorrichtung erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Signalverarbei tungseinheit ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich be- grenztes Sensorsignal oder ein von dem empfangenen Sensorsignal abgelei tetes empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sen sorsignal in einem Verzögerungsschritt vollständig mit derjenigen vorgegebe nen Zeitverzögerung als konstanter Arbeit-Zeitverzögerung zu einem zeitver zögerten Sensorsignal verarbeitet, welche vorgegebene Zeitverzögerung zu Beginn des Verzögerungsschritts und damit der Verarbeitung des empfange nen zeitlich begrenzten Sensorsignals vorgegeben war, auch wenn sich die vorgebbare Zeitverzögerung während des Verzögerungsschritts und damit während der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals oder des von dem empfangenen Sensorsignal abgeleiteten empfangenen Sensorsi- gnals ändert.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht also darin, einen einmal begonnenen Verzögerungsschritt, der auf einer bestimmten vorgegebenen Zeitverzöge rung basiert, auch mit dieser Zeitverzögerung, die als konstante Arbeit-Zeit verzögerung beibehalten wird, auch zu Ende zu führen, und zwar auch dann, wenn sich zwischenzeitlich eine neue vorgebbare Zeitverzögerung eingestellt hat bzw. vorgegeben worden ist. Damit wird ein zu verzögerndes Sensorsi gnal vollständig mit einer einheitlichen Arbeit-Zeitverzögerung behandelt. Es hat sich herausgestellt, dass sich die Probleme bei der Auswertung der si mulierten Reflexions Signale im Abstandssensor praktisch vollständig behe- ben lassen, wenn die Prüfvorrichtung wie zuvor beschrieben, ausgestaltet ist bzw. die Prüfvorrichtung mit dem entsprechend ausgestalteten Verfahren be trieben wird.
Es wird vorliegend immer begrifflich unterschieden zwischen dem Emp fangssignal und dem von dem Empfang ssignal abgeleiteten Empfang ssignal. Das Empfang ssignal an sich geht zurück auf die von dem Empfangselement der Prüfvorrichtung aufgenommene Freiraum welle. Erfolgt eine weitere Si gnalverarbeitung, bevor das empfangene Signal an die Signalverarbeitungs einheit weitergeleitet wird, dann handelt es sich in Strenge nicht mehr um das Empfangs signal selbst, sondern um ein davon abgeleitetes Empfangssi- gnal. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Empfangs signal auf eine niedrigere Zwischenfrequenz heruntergemischt wird, wodurch die An forderungen an die technische Realisierung der Signalübertragungswege und auch an die Schnelligkeit der Signalverarbeitung reduziert werden. Sinnge mäß gilt dies natürlich auch für das zeitverzögerte Signal oder das von dem zeitverzögerten Signal abgeleitete zeitverzögerte Signal, ohne dass dies einer weiteren Erläuterung bedürfte.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Prüfvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die andauernde Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals oder des von dem empfangenen Sensorsignal abgeleiteten empfangenen Sensorsi- gnals im Verzögerungsschritt dadurch detektiert wird, dass die Signalver arbeitungseinheit den Signalpegel oder die Signalleistung des Empfangssi gnals oder des von dem Empfangs signal abgeleiteten Empfangssignals ermit telt und bei Überschreiten eines vorgegebenen Aktiv- Sch well wertes für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel oder die ermittelte Signalleistung auf die noch andauernde Verarbeitung des emp fangenen Sensorsignals oder des von dem empfangenen Sensorsignal abge leiteten Sensorsignals schließt. Der Aktiv- Schwell wert für den Signalpegel oder die Signalleistung sollte so gewählt werden, dass das in der Betriebsum gebung der Prüfvorrichtung vorhandene Signalrauschen, das nie gänzlich vermeidbar ist, klar unterschieden werden kann von einem vorliegenden Nutzsignal.
In diesem Zusammenhang zeichnet sich eine weitere bevorzugte Ausgestal tung der Prüfvorrichtung dadurch aus, dass die Signalverarbeitungseinheit den Beginn des Verzögerungsschritts und damit der andauernden Verarbei- tung des empfangenen Sensorsignals oder des von dem empfangenen Sensor signal abgeleiteten empfangenen Sensorsignals detektiert, wenn der vorgege bene Aktiv- Sch well wert für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel oder die ermittelte Signalleistung für einen vor gegebenen Aktiv-Zeitraum überschritten wird. Durch diese Vörgehensweise ist es möglich, Störsignale, die möglicherweise den Aktiv- Schwell wert über- steigen, aber nur sehr kurz andauernd sind, sicher von Nutzsignalen, die ver zögert werden sollen, zu unterscheiden.
Mit den zuvor genannten Ausgestaltungen ist es natürlich nicht nur möglich, den Beginn des Verzögerungsschritts zu detektieren, sondern es ist auch möglich, zu erkennen, ob ein Verzögerungsschritt noch andauert oder nicht, es kann also nicht nur der Beginn, sondern auch die Existenz des Verzöge rungsschritts erkannt werden.
Entsprechend kann auch das Ende des Verzögerungsschritts bzw. das Nicht vorliegen des Verzögerungsschritts erkannt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, dass das Ende des Verzögerungsschritts und damit das Fehlen der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals oder des von dem empfangenen Sensorsi gnal abgeleiteten empfangenen Sensorsignals dadurch detektiert wird, dass die Signalverarbeitungseinheit den Signalpegel oder die Signalleistung des Empfangssignals oder das von dem Empfang ssignal abgeleiteten Empfangs signals ermittelt und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Passiv-Schwell- wertes für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Si gnalpegel oder die ermittelte Signalleistung auf die nicht vorhandene Ver arbeitung des empfangenen Sensorsignals oder des von dem empfangenen Sensorsignal abgeleiteten empfangenen Sensorsignals schließt.
Der Aktiv- und der Passiv-Schwellwert können identisch gewählt werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Aktiv- Schwell wert größer ge wählt als der Passiv-Schwellwert, um einen gewissen Hystereseeffekt zu er zielen. Entsprechend dem Aktiv-Zeitraum kann auch ein Passiv-Zeitraum definiert werden für das Erkennen der Beendigung des Verzögerungsschritts bzw. des nicht Vörliegens des Verzögerungsschritts. Dann ist also vorgesehen, dass die Signalverarbeitungseinheit das Ende des Verzögerungsschritts und damit die Beendigung der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals des von dem empfangenen Sensorsignal abgeleiteten empfangenen Sensorsi gnals detektiert, wenn der vorgegebene Passiv-Schwellwert für den Signalpe gel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel oder die ermit telte Signalleistung für einen vorgegebenen Passiv-Zeitraum unterschritten wird. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, dass der Aktiv-Zeitraum und/oder der Passiv-Zeitraum länger gewählt werden bzw. wird als die Pausen zwischen aufeinander folgenden Sensorsignalen einer zusammengehörenden Sequenz von Sensorsignalen, insbesondere also von zusammen gehörenden Sensorsignalen eines Radar- Frames. Durch die entsprechende Wahl der Detektionszeiträume kann dafür gesorgt werden, dass eine Umschaltung auf einen neuen vorgegebenen Wert für die Zeitverzögerung erst dann vorgenommen wird, wenn die Sende- Se quenz für die aufeinanderfolgenden Sensorsignale eines Radar-Frames voll- ständig abgeschlossen ist. Auf einen neuen Wert für die vorgegebene Zeitver zögerung wird dann also erst umgeschaltet in der großen Sendepause eines Radar-Frames. Dies ist sinnvoll, wenn der zu testende Abstandssensor die er fassten Daten eines Radar-Frames in Gänze auswertet wobei einmal alle empfangenen - und gemischten - Sensorsignale für sich ausgewertet werden (Abstandsinformationen) und einmal über die Gesamtheit der empfangenen - und gemischten - Sensorsignale eine Phasenauswertung vorgenommen wird (Ge schwindigkeitsinformation) .
Beansprucht ist ferner ein Computerprogramm mit Anweisungen, die, wenn sie mit einer Signalverarbeitungseinheit einer Prüfvorrichtung zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen in Form wenigstens eines zeitlich zusam menhängenden und zeitlich begrenzten Sensorsignals arbeitenden Abstands sensors ausgeführt werden, die Signalverarbeitungseinheit und damit die Prüfvorrichtung veranlassen, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsge- mäße Prüfvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den un abhängigen Patentansprüchen weiterzubilden und auszugestalten. Dies ist im Zusammenhang mit der Zeichnung in den nachfolgenden Figuren dargestellt. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 schematisch eine bekannte Prüfvorrichtung und ein bekanntes Verfahren zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen arbeitenden Abstandssensors,
Fig. 2 ein zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sen sorsignal in Form eines Chirps,
Fig. 3 eine zusammenhängende Chirp-Sequenz (Frame), Fig. 4 ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich be grenztes Sensorsignal und das entsprechend einer vorgegebenen Zeitverzögerung zeitverzögertes Signal,
Fig. 5 ein Entfemungs-Geschwindigkeitsdiagramm mit einem typi schen und fehlerfreien Messergebnis nach Auswertung durch einen Abstandssensor,
Fig. 6 ein Entfemungs-Geschwindigkeitsdiagramm mit vom Abstands sensor scheinbar fehlerhaft ermittelten Geschwindigkeiten,
Fig. 7 ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich be grenztes Sensorsignal und das entsprechend einer vorgegebenen Zeitverzögerung simulierte zeitverzögerte Signal mit einer in dem andauernden Verzögerungsschritt geänderten und für die Zeitverzögerung berücksichtigten vorgegebenen neuen Zeitver zögerung mit resultierendem Phasensprung, Fig. 8 schematisch die Auswertung simulierter Reflexions Signale ohne Phasensprung und mit Phasensprung im Abstandssensor und
Fig. 9 schematisch die Zeitverzögerung eines empfangenen zeitlich zusammenhängenden und zeitlich begrenzten Sensorsignals mit einer konstanten vorgegebenen Zeitverzögerung trotz Änderung der vorgegebenen Zeitverzögerung während des Verzögerungs schritts zwecks Vermeidung von Phasensprüngen im simulier ten Reflexions signal.
In den Fig. 1 bis 9 sind in unterschiedlichen Aspekten und Detaillierangsgra- den eine Prüfvorrichtung 1 zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen in Form wenigstens eines zeitlich zusammenhängenden und zeitlich begrenz ten Sensorsignals arbeitenden Abstandssensors 2 und ein Verfahren 10 zum Betrieb einer entsprechenden Prüfvorrichtung 1 dargestellt.
Der Abstandssensor 2 emittiert eine elektromagnetische Freiraumwelle in Richtung auf die Prüfvorrichtung 1 und empfängt ein simuliertes elektroma- gnetisches Reflexionssignal STX, das von der Prüfvorrichtung 1 generiert wird. Zum Empfang der von dem Abstandssensor 2 emittierten Freiraumwel le weist die Prüfvorrichtung 1 ein Empfangselement 3 auf und zum Abstrah len des simulierten elektromagnetischen Reflexionssignals STX weist die Prüfvorrichtung 1 ein Abstrahlelement 4 auf. Der Abstandssensor 2 an sich gehört nicht mit zur Prüfvorrichtung 1, gleichwohl ist es wichtig, zu verste hen, wie die Prüfvorrichtung 1 mit dem Abstandssensor 2 zusammenwirkt. Das Empfangs signal SRX oder ein von dem Empfang ssignal SRX abgeleitetes Signal S'RX wird über eine Signalverarbeitungseinheit 5 geführt, wobei der Signalverarbeitungseinheit 5 eine Zeitverzögerung in einem bestimmten Be reich vorgebbar ist. Das Eingangssignal der Zeitverzögerungsschaltung 5 wird so zu einem zeitverzögerten Signal Sdeiay zeitverzögert. Das zeitverzö gerte Signal Sdeiay oder ein von dem zeitverzögerten Signal Sdeiay abgeleitetes Signal S'deiay wird dann als das simulierte Reflexionssignal STX über das Ab strahlelement 4 abgestrahlt.
In Fig. 1 ist angedeutet, dass die zu erzielende Zeitverzögerung tdeiay, soll der Signalverarbeitungseinheit 5 als Information zugeführt wird. Bei der hier dargestellten Prüfvorrichtung 1 kommt es nicht auf die technische Umset- zung an, wie der Signalverarbeitungseinheit 5 diese Information genau zuge führt wird. Üblicherweise wird die Vorgabe für die einzustellende Zeitverzö gerung aus einem Umfeldsimulator kommen, der die zu simulierende Szene mit Umfeldobjekten simuliert und entsprechende Positions-, Geschwindig- keits- und/oder Beschleunigungsinformationen der Umgebungsobjekte be- reithält. Ist beispielsweise bekannt, dass der Abstand des zu simulierenden Objekts von dem zu testenden Abstandssensor 30 m beträgt, so wird unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit als Signallaufzeit einer elektro magnetischen Welle eine entsprechende Zeitverzögerung berechnet und als Zeitverzögerung tdeiay, soll vorgegeben. In Fig. 2 ist ein zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensor signal dargestellt als Empfang ssignal SRX der Prüfvorrichtung 1. Es wird hier davon ausgegangen, dass der zu überprüfende Abstandssensor 2 Signale die ser Art aussendet. Als spezielle Ausgestaltung eines solchen zeitlich zusam menhängenden und zeitlich begrenzten Sensorsignals ist hier ein Chirp-Si- gnal - kurz: Chirp - dargestellt, bei dem es sich um ein frequenzmoduliertes Signal handelt. Im vorliegenden Fall nimmt die Frequenz einer Sinusschwin gung definiert mit der Zeit zu. In der Prüfvorrichtung 1 liegt dieses Chirp dann als empfangenes Sensorsignal SRX vor und verläuft ebenfalls stetig und damit ohne Phasensprünge. Das Signal hat einen zeitlich begrenzten Um- fang, es handelt sich also um ein zeitlich begrenztes Wellenpaket. In Fig. 3 ist eine Sequenz von mehreren Chirps gezeigt, die in einer zeitlich definierten Art und Weise aufeinanderfolgen, nämlich untereinander jeweils durch eine kurze Sendepause voneinander beabstandet sind mit einer darauf folgenden langen Sendepause, die bei im Stand der Technik bekannten Ab- standssensoren 2 üblicherweise der Signalverarbeitung dient.
In dem Abstandssensor 2 wird üblicherweise jedes als Reflexions signal emp fangene Chirp zu einem Entfernung smess wert ausgewertet, also auch jedes einzelne Chirp eines Chirp-Frames. Durch Auswertung der Phasenlage zeit lich aufeinanderfolgender Chirps zueinander wird eine radiale Geschwindig- keitsinformation berechnet. In Fig. 4 ist die grundsätzliche Funktionsweise der Prüfvorrichtung 1 und des Verfahrens 10 dargestellt. Die Prüfvorrichtung 1 empfängt das zeitlich zusammenhängende und zeitlich begrenzte Sensorsi- gnal als Empfangs signal SRX, das hier der Einfachheit halber als eine Sinus welle dargestellt ist. Wenn in der Prüfvorrichtung 1 eine Zeitverzögerung tde- lay. soii, vorgegeben ist, dann wird das empfangene Sensorsignal SRX von der Signalverarbeitungseinheit 5 um genau diesen Zeitverzögerungswert tdeiay, soll zeitverzögert. Der vorgegebene Wert für die Zeitverzögerung tdeiay, soll ent spricht der Laufzeit des simulierten Reflexionssignals bei dem zu simulieren den Objektabstand. In Fig. 5 ist ein Entfemungs-Geschwindigkeitsdiagramm dargestellt, das die Auswertung einer Messsequenz basierend auf der Auswertung eines Chirp- Frames in einem Abstandssensor 2 darstellt. Es ist hier zu erkennen, dass ein Objekt in einem Abstand R mit nur einer geringen Schwankungsbreite er kannt worden ist und dieses Objekt eine relative, radiale Geschwindigkeits- komponente v aufweist, die ebenfalls praktisch kaum einer Schwankung unterliegt. Dieses Ergebnis ist plausibel. Wenn beispielsweise davon ausge gangen wird, dass eine vollständige Chirp-Sequenz eines Frames in einigen zehn Millisekunden ausgesendet wird, die Mehrzahl an Messwerten also auch innerhalb dieser einiger zehn Millisekunden erhalten werden, dann ha- ben aus dem Alltag bekannte Umgebungsobjekte, selbst wenn sie sich bewe gen, einen nur wenig veränderlichen Ort und eine nahezu konstante Ge schwindigkeit, da Ort und Geschwindigkeit in dem geringen Messzeitraum, beispielsweise in einem Straßenverkehrsszenario, nicht substanziell verän derlich sind. In Fig. 6 ist ein weiteres Entfemungs-Geschwindigkeitsdiagramm als Dar stellung der Auswertung einer Chirp-Sequenz durch einen Abstandssensor 2 gezeigt, das erhalten worden ist durch Auswertung von mittels der Prüfvor richtung 1 simulierter Reflexionssignale. Es ist zu erkennen, dass ein Objekt zwar in einem nahezu konstanten Abstand erkannt worden ist, dass jedoch die Geschwindigkeitsinformationen über einen sehr weiten Bereich streuen. Die durch den Abstandssensor 2 ermittelten Geschwindigkeitswerte streuen, obwohl die Prüfvorrichtung 1 im vorliegenden Fall mit einer konstanten zu simulierenden Geschwindigkeit v arbeitet. Fraglich ist also, wie es zu dieser scheinbaren Fehlauswertung kommt und wie diese vermieden werden kann.
Es ist erkannt worden, dass derartige Fehler auftreten, wenn sich die vorge gebene Zeitverzögerung tdeiay, soll ändert, während ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal SRX in einem Ver zögerungsschritt 6 befindlich ist und diese geänderte vorgegebene Zeitverzö- gerung tdeiay, soll, neu der in dem Verzögerungsschritt 6 durchzuführenden Zeit verzögerung zugrundegelegt wird.
Die Auswirkungen der geschilderten Vorgehensweise sind in Fig. 7 darge stellt. In dem oberen Diagramm ist das empfangene zeitlich zusammenhän gende und zeitlich begrenzte Sensorsignal SRX dargestellt, hier wiederum in Form eines sinusförmigen Wellenpakets. In dem unteren Diagramm ist das zeitverzögerte Signal S eiay, also das simulierte Reflexionssignal, dargestellt. Zu Beginn des Verzögerungsschrittes 6 liegt die vorgegebene Zeitverzöge rung t eiay, soll vor, die dann in dem Verzögerungsschritt 6 als Arbeit-Zeitverzö gerung tdeiay, work verwendet wird. Während die Zeitverzögerung noch andau- ert, der Verzögerungsschritt 6 also noch nicht abgeschlossen ist, wird ein neuer Wert für die Zeitverzögerung tdeiay, soll, neu vorgegeben und auch unmit telbar als Arbeit-Zeitverzögerung tdeiay, work genutzt. Der Begriff Arbeit-Zeit verzögerung tdeiay, work soll deutlich machen, dass der Verzog erungs wert nicht nur passiv vorliegt, sondern der Berechnung oder Ermittlung des zeitverzö- gerten Signals zugrunde gelegt wird. Durch dieses Umschalten kommt es häufig zu einer Unstetigkeit in dem berechneten zeitverzögerten Signal Sdeiay, was im unteren Diagramm in Fig. 7 auch zu erkennen ist. Es ist erkannt wor den, dass diese Unstetigkeitsstellen, also Sprünge in der Phasenlage, Ursache sind für die scheinbar fehlerhaften Auswertungen in zu überprüfenden Ab- standssensoren 2, die mit im Stand der Technik bekannten Prüfvorrichtungen 1 getestet worden sind. Es ist also tatsächlich nicht so, dass die Auswertung in den zu testenden Abstandssensoren 2 fehlerhaft ist, vielmehr liegt das Pro blem in der Erzeugung des simulierten Reflexions signals.
Fig. 8 dient der Erklärung der Probleme bei der Auswertung der simulierten Reflexions Signale mit Unstetigkeits stellen in einem Abstandssensor 2. Dar- gestellt sind drei in dem Abstandssensor 2 erzeugte Mischsignale SMi, SM2, SM3, die jeweils auf der Mischung eines ausgesendeten Chirps mit dem von der Prüfvorrichtung 1 erzeugten simulierten und von dem Abstandssensor 2 wieder zurückempfangenen simulierten reflektierten Chirps basieren. Die Mischsignale SMI, SM2, SM3 sind harmonische Schwingungen mit einer im Wesentlichen festen Frequenz. Die zeitliche Erstreckung eines jeden Chirps bzw. eines jeden Mischsignals SMi, SM2, SM3 ist von links nach rechts entlang einer ersten Zeitachse verlaufend dargestellt. Die aufeinanderfolgenden Chirps bzw. die auf aufeinanderfolgenden Chirps beruhenden Mischsignale SMI, SM2, SM3 sind zeitlich hintereinander entlang der zweiten Zeitachse dar- gestellt. Zur Ermittlung einer Abstandsinformation wird jedes Mischsignal SMI, SM2, SM3 einer Frequenzanalyse unterzogen und so wird aus jedem Mischsignal SMI, SM2, SM3 eine Abstandsinformation erhalten. Es ist zu er kennen, dass die verschiedenen und zeitlich aufeinanderfolgenden Mischsi gnale SMI, SM2, SM3 einen gewissen zeitlichen Versatz und damit einen Pha- senversatz f aufweisen, der durch eine Fourieranalyse des Datensatzes in Richtung der zweiten Zeitachse ermittelt wird. Die ersten beiden Mischsigna le SMi, SM2 sind stetige Schwingungsverläufe, die durch Mischen zweier un gestörter und ebenfalls stetiger Chirp-Signale beruhen. Bei dem dritten Mischsignal SM3 weist das von der Prüfvorrichtung 1 erzeugte simulierte Re- flexions signal einen Phasensprung auf, wie er anhand von Fig. 7 erläutert worden ist, weil während des Verzögerungsschritts 6 für ein zeitlich zusam menhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal SRX zwei verschiedene vorgegebene Zeitverzögerungen tdeiay, soll und tdeiay, soll, neu als Arbeitszeitverzö gerungen tdeiay, work verwendet worden sind. Der Phasensprung in dem erzeug- ten simulierten Reflexions signal, wie in Fig. 7 zu sehen, überträgt sich natür lich auf das Mischsignal SM3, wie dies in Fig. 8 ersichtlich ist. Dadurch kommt es zu unterschiedlichen Phasenwerten f in der Auswertung und zu entsprechend unterschiedlichen Geschwindigkeitswerten, die aus den Pha senwerten resultieren. Dies erklärt die festgestellte Problematik bei der Aus- wertung der entsprechenden Signale in den Abstandssensoren 2. Die aufgezeigte Problematik wird bei der dargestellten Prüfvorrichtung 1 und bei dem dargestellten Verfahren 10, wie in Fig. 9 im Detail dargestellt, dadurch gelöst, dass die Signalverarbeitungseinheit 5 ein empfangenes zeit lich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal SRX oder ein von dem empfangenen Sensorsignal SRX abgeleitetes empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal S'RX in einem Ver zögerungsschritt 6 vollständig mit derjenigen vorgegebenen Zeitverzögerung tdeiay, soll als konstanter Arbeit-Zeitverzögerung tdeiay, work zu einem zeitverzöger ten Sensorsignal Sdeiay verarbeitet, welche vorgegebene Zeitverzögerung tde- iay, soll zu Beginn des Verzögerungsschritts 6 und damit der Verarbeitung des empfangenen zeitlich begrenzten Sensorsignals SRX vorgegeben war, auch wenn sich die vorgebbare Zeitverzögerung tdeiay, soll während des Verzöge rungsschritts 6 und damit der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensorsignal SRX abgelei- teten empfangenen Sensorsignal S'RX ändert. In Fig. 9 ist gezeigt, dass die während des Verzögerungsschritts 6 neu vorgegebene Zeitverzögerung tde iay, soll, neu so lange zur Verwendung als neue Vorgabe für die Signal Verzöge rung blockiert wird, und damit nicht der Berechnung des zeitverzögerten si mulierten Reflexionssignals zugrunde gelegt wird, bis der Verzögerungs- schritt 6 auf Grundlage der alten vorgegebenen Zeitverzögerung tdeiay, soll abge schlossen ist. Erst danach wird die schon während des Zeitverzögerungs schritts neu vorgegebene Zeitverzögerung tdeiay, soll, neu als Arbeit-Zeitverzöge- rung tdeiay, work verwendet.
Die in den Figuren dargestellte Prüfvorrichtung 1 und das dargestellte Ver- fahren 10 zeichnen sich dadurch aus, dass die andauernde Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensorsi gnal SRX abgeleiteten empfangenen Sensorsignals S'RX im Verzögerungs schritt 6 dadurch detektiert wird, dass die Signalverarbeitungseinheit 5 den Signalpegel A oder die Signalleistung P des Empfangssignals SRX oder des von dem Empfang ssignal SRX abgeleiteten Empfangssignals S'RX ermittelt und bei Überschreiten eines vorgegebenen Aktiv- Sch well wertes ASW für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel A oder die ermittelte Signalleistung P auf die noch andauernde Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensor- signal SRX abgeleiteten empfangenen Sensorsignals S'RX schließt ((P(SRX) V A(SRX)) > ASW). Die in den Figuren dargestellte Prüfvorrichtung 1 und das dargestellte Ver fahren 10 sind so implementiert, dass die Signalverarbeitungseinheit 5 den Beginn des Verzögerungsschritts 6 und damit den Beginn der der andauern den Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensor signal SRX abgeleiteten empfangenen Sensorsignals S'RX detektiert, wenn der vorgegebene Aktiv- Sch well wert ASW für den Signalpe gel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel A oder die er mittelte Signalleistung P für einen vorgegebenen Aktiv-Zeitraum überschrit ten wird, was hier im einzelnen nicht dargestellt ist. Die in den Figuren dargestellte Prüfvorrichtung 1 und das dargestellte Ver fahren 10 haben ferner gemeinsam, dass das Ende des Verzögerungsschritts 6 und damit das Fehlen der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sen sorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensorsignal SRX abgeleiteten empfangenen Sensorsignals S'RX dadurch detektiert wird, dass die Signalver- arbeitungseinheit 5 den Signalpegel A oder die Signalleistung P des Emp fangssignals SRX oder des von dem Empfangs signal SRX abgeleiteten Emp fangssignals S'RX ermittelt und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Pas siv- Schwell wertes PSW für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel A oder die ermittelte Signalleistung P auf die nicht vorhandene Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensorsignal SRX abgeleiteten empfangenen Sensorsi gnal S'RX schließt.
Die in den Figuren dargestellte Prüfvorrichtung 1 und das dargestellte Ver fahren 10 sind ferner so ausgestaltet, dass die Signalverarbeitungseinheit 5 das Ende des Verzögerungsschritts 6 und damit die Beendigung der andau ernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals SRX oder des von dem empfangenen Sensor signal SRX abgeleiteten empfangenen Sensorsignals S'RX detektiert, wenn der vorgegebene Passiv-Schwellwert PSW für den Signalpe gel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel A oder die er- mittelte Signalleistung P für einen vorgegebenen Passiv-Zeitraum tp unter schritten wird ((P(SRX) v A(SRX)) < PSW). Im vorliegenden Fall hat der Pas siv-Zeitraum tP die Länge der vorgegebenen Zeitverzögerung t eiay, soll, die während des Verzögerungsschritts 6 als Arbeit-Zeitverzögerung tdeiay, work ver wendet worden ist. Dies ist sinnvoll, das das verarbeitete, simulierte, zeitver- zögerte Signal ja jedenfalls um den Wert der Zeitverzögerung länger in der Prüfvorrichtung 1 vorhanden ist, als das Empfangs signal empfangen wird. In den dargestellten Umsetzungen der Prüfvorrichtung 1 und des Verfahrens 10 ist der Passiv-Zeitraum tp länger gewählt worden als die Pausen zwischen aufeinanderfolgenden Sensor Signalen einer zusammengehörenden Sequenz von Sensorsignalen, nämlich von zusammengehörenden Sensorsignalen eines Radar-Frames. Damit wird erreicht, das ein Wechsel auf eine neue vor gegebene Zeitverzögerung tdeiay, soll, neu als wirksame Arbeit-Zeitverzögerung tdeiay, work erst möglich ist, wenn die Sensorsignale eines ganz neuen Radar- Frames empfangen werden.
Bezugszeichen
1 Prüfvorrichtung
2 Abstandssensor
3 Empfangselement
4 Ab Strahlelement
5 Signalverarbeitungseinheit
6 Verzögerungsschritt 10 Verfahren
SRX Empfangs signal
S'R x von dem Empfangs signal SRX abgeleitetes Empfangs signal
STX Ausgangssignal tdeiay, soll vorgebbare Zeitverzögerung
Sdeiay zeitverzögertes Signal
S'deiay von dem zeitverzögerten Signal abgeleitetes zeitverzögertes
Signal tdeiay, soll, neu neu vorgegebene Zeitverzögerung tdeiay, work konstante Arbeit-Zeitverzögerang tdeiay, soll vorgebbare Zeitverzögerung
SMI,SM2,SM3 Mischsignale f Phasenversatz
R Abstand v Geschwindigkeit
A Signalpegel
P Signalleistung
ASW Aktiv- Schwellwert
PSW Passiv-Schwellwert tp Passiv-Zeitraum

Claims

Patentansprüche
1. Prüfvorrichtung (1) zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen in Form wenigstens eines zeitlich zusammenhängenden und zeitlich begrenzten Sensorsignals arbeitenden Abstandssensors (2), mit einem Empfangselement (3) zum Empfangen einer elektromagnetischen Freiraumwelle als Empfangs signal (SRX), mit einem Ab Strahlelement (4) zur Abstrahlung eines elektro magnetischen Ausgangssignals (STX), wobei im Simulationsbetrieb das Emp fangssignal (SRX) oder ein von dem Empfang ssignal (SRX) abgeleitetes Emp fangssignal (S'Rx) über eine Signalverarbeitungseinheit (5) mit einer vorgeb- baren Zeitverzögerung (tdeiay, soll) geführt wird und so zu einem zeitverzöger ten Signal (Sdeiay) als simuliertes Reflexions signal zeitverzögert wird, wobei das zeitverzögerte Signal (S eiay) oder ein von dem zeitverzögerten Signal (Sdeiay) abgeleitetes zeitverzögertes Signal (S'deiay) als Ausgang ssignal (Sxx) über das Ab Strahlelement (4) abgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (5) ein empfangenes zeitlich zusammen hängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal (SRX) oder ein von dem emp fangenen Sensorsignal (SRX) abgeleitetes empfangenes zeitlich zusammen hängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal (S'RX) in einem Verzöge rungsschritt (6) vollständig mit derjenigen vorgegebenen Zeitverzögerung (tdeiay, soll) als konstanter Arbeit-Zeitverzögerung (tdeiay, work) zu einem zeitver zögerten Sensorsignal (Sdeiay) verarbeitet, welche vorgegebene Zeitverzöge rung (tdeiay, soll) zu Beginn des Verzögerungsschritts (6) und damit der Ver arbeitung des empfangenen zeitlich begrenzten Sensorsignals (SRX) vorgege ben war, auch wenn sich die vorgebbare Zeitverzögerung (tdeiay, soll) während des Verzögerungsschritts (6) und damit der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsi gnal (SRX) abgeleiteten empfangenen Sensorsignals (S'RX) ändert.
2. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die andauernde Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten empfangenen Sensor signals (S'RX) im Verzögerungsschritt (6) dadurch detektiert wird, dass die Si gnalverarbeitungseinheit (5) den Signalpegel (A) oder die Signalleistung (P) des Empfangssignals (SRX) oder des von dem Empfangssignal (SRX) abgelei- teten Empfangssignals (S'RX) ermittelt und bei Überschreiten eines vorgege benen Aktiv- Schwellwertes (ASW) für den Signalpegel oder die Signalleis tung durch den ermittelten Signalpegel (A) oder die ermittelte Signalleistung (P) auf die noch andauernde Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten emp fangenen Sensorsignals (S'RX) schließt.
3. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (5) den Beginn des Verzögerungsschritts (6) und damit der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten emp fangenen Sensorsignals (S'RX) detektiert, wenn der vorgegebene Aktiv- Schwellwert (ASW) für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel (A) oder die ermittelte Signalleistung (P) für einen vorgegebenen Aktiv-Zeitraum überschritten wird.
4. Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ende des Verzögerungsschritts (6) und damit das Feh len der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten empfangenen Sen sorsignal (S'RX) dadurch detektiert wird, dass die Signalverarbeitungseinheit (5) den Signalpegel (A) oder die Signalleistung (P) des Empfangssignals
(SRX) oder des von dem Empfang ssignal (SRX) abgeleiteten Empfangssignals (S'RX) ermittelt und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Passiv-S eh well wertes (PSW) für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittel ten Signalpegel (A) oder die ermittelte Signalleistung (P) auf die nicht vor- handene Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten empfangenen Sensorsi gnal (S'RX) schließt.
5. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (5) das Ende des Verzögerungsschritts (6) und damit die Beendigung der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sen sorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleite ten empfangenen Sensorsignals (S'RX) detektiert, wenn der vorgegebene Pas siv- Schwell wert (PSW) für den Signalpegel oder die Signalleistung durch den ermittelten Signalpegel (A) oder die ermittelte Signalleistung (P) für einen vorgegebenen Passiv-Zeitraum (tp) unterschritten wird.
6. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktiv-Zeitraum und/oder der Passiv-Zeitraum (tp) länger gewählt werden bzw. wird als die Pausen zwischen aufeinanderfolgenden Sensorsi- gnalen einer zusammengehörenden Sequenz von Sensorsignalen, insbesonde- re von zusammengehörenden Sensor Signalen eines Radar-Frames.
7. Computerimplementiertes Verfahren (10) zum Betreiben einer Prüf vorrichtung (1) zum Test eines mit elektromagnetischen Wellen in Form we nigstens eines zeitlich zusammenhängenden und zeitlich begrenzten Sensor signals arbeitenden Abstandssensors (2), wobei die Prüfvorrichtung (1) ein Empfangselement (3) zum Empfangen einer elektromagnetischen Freiraum welle als Empfangs signal (SRX), ein Abstrahlelement (4) zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Ausgangssignals (STX) und eine Signalverarbei tungseinheit (5) umfasst, wobei im Simulationsbetrieb das Empfangs signal (SRX) oder ein von dem Empfangs signal (SRX) abgeleitetes Empfangs signal (S'RX) über die Signalverarbeitungseinheit (5) mit einer vorgebbaren Zeitver zögerung (t eiay, soll) geführt wird und so zu einem zeitverzögerten Signal (Sde- iay) als simuliertes Reflexions signal zeitverzögert wird, wobei das zeitverzö gerte Signal (Sdeiay) oder ein von dem zeitverzögerten Signal (Sdeiay) abgeleite tes zeitverzögertes Signal (S'deiay) als Ausgangssignal (STX) über das Abstrahl- element (4) abgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal (SRX) oder ein von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abge leitetes empfangenes zeitlich zusammenhängendes und zeitlich begrenztes Sensorsignal (S'RX) in einem Verzögerungsschritt (6) vollständig mit derjeni gen vorgegebenen Zeitverzögerung (tdeiay, soll) als konstanter Arbeit-Zeitverzö gerung (tdeiay, work) zu einem zeitverzögerten Sensorsignal (Sdeiay) verarbeitet, welche vorgegebene Zeitverzögerung (tdeiay, soll) zu Beginn des Verzögerungs schritts (6) und damit zu Beginn der Verarbeitung des empfangenen zeitlich begrenzten Sensorsignals vorgegeben war, auch wenn sich die vorgebbare Zeitverzögerung (tdeiay, soll) während des Verzögerungsschritts (6) und damit der andauernden Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals (SRX) oder des von dem empfangenen Sensorsignal (SRX) abgeleiteten empfangenen Sensor signal (S'RX) ändert.
8. Verfahren (10) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Merkm le des Kennzeichnungsteils wenigstens eines Anspruchs der Ansprüche 2 bis 6, betreffend das durch die Signalverarbeitungseinheit (5) ausgeführte Verfah ren (10).
9. Computerprogramm mit Anweisungen, die, wenn sie mit einer Signal verarbeitungseinheit (5) einer Prüfvorrichtung (1) zum Test eines mit elektro magnetischen Wellen in Form wenigstens eines zeitlich zusammenhängen den und zeitlich begrenzten Sensorsignals arbeitenden Abstandssensors (2) ausgeführt werden, die Signalverarbeitungseinheit (5) veranlassen, das Ver- fahren (10) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8 auszuführen.
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