EP4544319A1 - Radarsensoreinrichtung und verfahren zum betreiben einer radarsensoreinrichtung - Google Patents

Radarsensoreinrichtung und verfahren zum betreiben einer radarsensoreinrichtung

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EP4544319A1
EP4544319A1 EP23723546.0A EP23723546A EP4544319A1 EP 4544319 A1 EP4544319 A1 EP 4544319A1 EP 23723546 A EP23723546 A EP 23723546A EP 4544319 A1 EP4544319 A1 EP 4544319A1
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EP
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radar sensor
sensor
radar
signal
frequency
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EP23723546.0A
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Werner Soergel
Thomas Binzer
Tim POGUNTKE
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar

Definitions

  • Radar sensor device and method for operating a radar sensor device
  • the present invention relates to a radar sensor device and a method for operating a radar sensor device.
  • Radar sensors can play an important role in increasing the level of vehicle automation and the number of radar sensors per vehicle is expected to continue to increase. In common applications, a large number of vehicles can already be equipped with driver assistance functions that are implemented using radar sensors.
  • a radar sensor sends out a modulated electromagnetic wave and uses the received reflection, which is delayed and Doppler frequency shifted, to determine the distances and relative velocities of various reflex points in the surroundings of the moving vehicle.
  • the current series sensors of various vehicles use independent modulations and are generally not coordinated with each other, which at the same time increases the likelihood that the signals from the radar sensors will interfere due to a superposition of the electromagnetic waves and the signal quality will be reduced.
  • the radar sensors are operated in a coordinated manner to reduce interference Reduce radar sensors from a vehicle.
  • the radar sensors are synchronized on the hardware side.
  • EP 3 572 828 A1 describes a combined radar and communication system.
  • the present invention provides a radar sensor device according to claim 1 and a method of operating a radar sensor device according to claim 6.
  • the idea underlying the present invention is to provide a radar sensor device and a method for operating a radar sensor device, whereby operating the scanning of a radar sensor at certain times and signal curves can be better selected.
  • Sampling refers to the reception of the high-frequency signals emitted by the radar sensor, which are characterized as linear frequency modulation, i.e. frequency ramps over time.
  • the signal received by the antenna system is mixed down with the emitted signal into the baseband and then sampled with an analog-to-digital converter.
  • the radar sensor device comprises at least one radar sensor; and a control device, which is connected to the at least one radar sensor is connected and is set up to apply a transmission signal to the radar sensor and to carry out a scanning sequence on the radar sensor, with a specific time period of the transmission signal and / or a reception signal on the radar sensor being selectable for applying the scanning sequence.
  • the radar sensor device comprises at least one radar sensor; and a control device which is connected to the at least one radar sensor and is set up to control generation of a transmission signal and sampling of a reception signal of the radar sensor, wherein the transmission signal is a periodically repeated and linearly frequency-modulated signal, and wherein a center frequency and/or a ramp slope and/or a pulse repetition rate of the transmission signal and/or a number of frequency ramps per measurement cycle and/or pauses between measurement cycles can be set, and the control device is set up to detect pulse-like interference occurring in the sampled received signal and to calculate the frequencies of the emission causing it .
  • the causative emission relates to another radar sensor and occurs from it.
  • the radar sensor device comprises a reference control unit and a reference sensor, which is set up to emit a reference transmission signal and the control device is connected to the radar sensor and with which the transmission signal of the radar sensor is compared with the reference transmission signal of the reference sensor with regard to transmission and scanning by the Control device can be synchronized.
  • the transmission signal comprises a triangular signal.
  • the radar sensor device there is a reference unit, which includes the reference control unit and the reference sensor, and a further sensor unit, which Control device and the radar sensor includes in different vehicles.
  • sampling points and/or transmission points in frequency and time can be advantageously chosen, for example at a specific time and frequency of the signal, for example in number and duration and/or the like.
  • the change in frequency can involve a certain type of frequency response at the selected sampling points, such as a section at which a signal ramp increases in frequency (e.g. linear or non-linear) or decreases, or both.
  • the sign of the ramp steepness can therefore be changed during scanning, or scanning can take place when the slope of the signal is as desired.
  • sampling can also be selected for signal sections within a “Chirp Sequence” measurement cycle.
  • a particular advantage lies in the simplicity of the method, which means it can be used immediately without affecting the subsequent signal processing.
  • the desired signal can be specified and the sections to be scanned can be selected.
  • the ramp direction within a measurement cycle can be chosen arbitrarily, which can offer different potential for radar sensors.
  • the use of triangle modulation can be achieved with almost constant signal processing, which means that jumps in the phase-locked loop are no longer necessary and the ramp repetition rate can be increased.
  • cooperative sensors can be synchronized, which means that the emissions can also be coordinated wirelessly to avoid interference.
  • communication between radar sensors can be enabled depending on an information data stream (e.g. a sequence of 0 and 1 symbols). become. This can be used to coordinate the communicating 'radar sensors' and exchange information.
  • the radar sensor device comprises a reference sensor, which emits a reference transmission signal and/or uses a reference scanning signal; and the control device that controls the reference transmission and reference sampling signals in terms of time, frequency and ramp direction. .
  • the predetermined transmission signal comprises a triangular signal, advantageously as a function of the frequency of the transmission signal over time.
  • the transmission signal can advantageously be variable and therefore adapted/synchronized to the reference signal and/or the reference sampling rate.
  • scanning can be carried out during a frequency-increasing signal ramp of the transmission signal and/or the reception signal and/or during a frequency-decreasing signal ramp of the transmission signal and/or the reception signal and/or the slope of the signal ramp can be selected by means of the control device.
  • the radar sensor device comprises a plurality of radar sensors, which can be installed in the same vehicle or in particular in different vehicles and by means of which the transmission signal and the scanning sequence on the radar sensors can be synchronized with the reference scanning signal and with the reference transmission signal.
  • a radar sensor device comprising at least one radar sensor and a reference sensor; detecting the pulse interference generated by the emission from the reference sensor in the received signal of the radar sensor and calculating the transmission frequencies of the emission from the reference sensor; a control of the radar sensor by means of the control device in such a way that by suitable adjustment of the modulation parameters, in particular center frequency, ramp slope, time of transmission, the detected frequency of the frequency generated by the reference sensor in the received signal of the radar sensor is constant.
  • emissions from the radar sensor are also synchronized with the emissions from the reference sensor; controlling the radar sensor by means of the control device with a sequence of ramp gradients which is suitable for minimizing the duration of the amplitude-impulse disturbances and thus the interference.
  • the radar sensor is further controlled by means of the control device with a sequence of ramp gradients, which is suitable for generating a sequence of amplitude pulse disturbances in the received signal of the reference sensor, which transmits a message based on a specified code book.
  • interference of the message at the radar sensor is further minimized in conjunction with controlling the radar sensor by means of the control device with a sequence of ramp gradients which has a suitable time offset to the emissions from the radar sensor in order to be reflected in the received signal of the radar sensor from the reference sensor to avoid or reduce interference generated.
  • the interference of the message at the radar sensor is further minimized, in particular in conjunction with controlling the radar sensor by means of the control device with a sequence of ramp slopes which has a suitable frequency offset to the emissions from the reference sensor in order to be reflected in the received signal from the radar sensor to avoid or reduce the interference generated by the reference sensor.
  • the reference sensor after synchronization and transmission of the messages from several radar sensors, the reference sensor sends out messages to coordinate the emissions of the various radar sensors by sending out a suitable ramp sequence, with the control devices of the radar sensors interpreting the message according to a previously defined code book.
  • a radar sensor device in the method for operating a radar sensor device, a radar sensor device according to the invention is provided; controlling the radar sensor with the transmission signal and carrying out the scanning sequence on the radar sensor, wherein a specific time period of the transmission signal and / or the reception signal is selected for applying the scanning sequence.
  • the sign of a ramp slope of the transmitted signal and/or the received signal and/or the scanning sequence is selected according to a specification.
  • the reference sensor sends the reference transmission signal to which the second (or another) radar sensor synchronizes its own transmission signal with the aid of the control device.
  • the reference sensor generates a reference transmission signal and/or a reference scanning signal; which receives the transmission signal from a second sensor with its control device second sensor is synchronized with the reference transmission signal of the reference sensor with regard to transmission and scanning.
  • the method presented is easy to implement and can technically be used directly in today's radar sensors. Due to the existing separation between positioning radio services and communication in the regulation of today's radar frequency bands, the method also appears to be particularly suitable for future sensors in new frequency bands, e.g. above 100GHz. Due to the increased speed evaluation range, it brings advantages for its own sensor and, due to the reduced interference, also advantages for all radar sensors in use in the field.
  • the radar sensor device can also be characterized by the features mentioned in connection with the method and its advantages and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a signal curve of frequency over time for operating a radar sensor device according to a comparative example and according to two exemplary embodiments of the present invention
  • Fig. 2 is a block diagram of method steps of the method for operating a radar sensor device according to another Embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a representation of an interference signal from fully synchronized radar sensors and a deviation therefrom
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a signal curve for operating a radar sensor device according to a comparative example and according to two exemplary embodiments of the present invention.
  • 1a shows a ramp signal (transmit or receive signal) of a frequency f as a function of time t, which corresponds to a usual chirp signal.
  • a sampling can usually only take place on the frequency-descending branch via the sampling points di.
  • Fig. la shows the modulation scheme and the indicated sampling times di on the rising ramp of the frequency of the signal on the radar sensor. After two-dimensional scanning in the time and frequency directions, the distance (via time delay) and speed (via Doppler frequency shift) of radar targets can be determined (e.g. when the transmit and receive signals are superimposed).
  • Figures lb and lc pursue an inventive approach, according to which the “Chirp Sequence” modulation method can be used in an adapted form without affecting the radar signal processing. Instead, the application of modulation can be improved and further possible applications arise, for example for the synchronization or communication of cooperatively acting radar sensors.
  • a typical chirp sequence radar uses the generated transmission signal (frequency ramps with frequency dependence f(t)) at the same time as the input signal of the mixer in the reception path (homodyn principle). After the mixer it will Received signal filtered by an anti-aliasing filter (AAF) with cutoff frequency fAAF low pass. The sampling is then carried out by the A/D converter. Due to the homodyne principle, the frequency range sensitive to receiving signals is effectively shifted with f(t).
  • AAF anti-aliasing filter
  • the sign of individual ramps of a signal on the radar sensor can be changed within a measurement cycle; in other words, that ramp (or several) can be selected at which the frequency curve of the radar transmission signal can take place in accordance with a specific sequence with a positive or a negative slope, whereby Breaks are also possible.
  • the sampling of the frequency ramps must be adjusted so that the sample values correspond to the same instantaneous frequency of the ramp, i.e. have the same temporal step size of the sampling points, even with the frequency falling ramp, as in the figure .lb shown.
  • the second sensor is now operated with a sequence that is complementary to the first sensor. That is, where the reference sensor uses a signal that increases in frequency over time, the second sensor uses a signal that decreases over time.
  • Both the first and second sensors detect the sample values in the received signal that are affected by interference from other sensors. Interference arises from receiving high-frequency signals emitted by other sensors. The interference appears as an amplitude impulse disturbance in the sampled received signal. This impulse disturbance is assigned to a specific frequency in the receiver (Fig.
  • the second sensor detects the sample values that were disturbed (interfered) by the signal from the first sensor as amplitude impulse interference.
  • the sample values of the interference of the signal from the first sensor with a completely synchronized second sensor (with a sequence complementary to the first sensor with regard to the ramp gradients) in the “Chirp Sequence” method of Fig. la are advantageously on the same level for each chirp Frequency in the middle of the frequency range swept by the frequency ramp. In this case, the start times of the frequency ramps of the first sensor and second sensor are synchronous.
  • the radar channel i.e. the signals reflected by the objects, can be assumed to be constant in time with regard to their frequency in the baseband for the duration of the ramps (partial sections, for example for a rising or falling ramp). For the ramps with the opposite direction, only the order of the Sample values are reversed. The process has no influence on the subsequent signal processing.
  • the ramp repetition rate can be increased, which increases the clearly measurable speed. Secondly, this also reduces the interference potential and means that the transmission amplifiers do not have to be switched off when the ramp returns.
  • Fig. 1c different sequences of rising, falling or resting areas of the signal can be used and follow one another, with this change in the ramp direction being interpreted as binary coding (e.g. a rising ramp corresponds to a 1, a falling ramp corresponds to a 0, see Fig. lc with code 1101.
  • the temporal position of the pulse-shaped interference can be used to determine whether the received interference signal is a rising or is a falling ramp.
  • the pulse-shaped interference in the received signal arises because the transmitted signal from the first sensor with frequency dependence fsi(t) crosses the reception-sensitive frequency range of the second sensor with the cutoff frequencies fs2(t) ⁇ fAAF,2. This signal is then visible as a pulse-shaped disturbance in the sampled baseband signal.
  • the actual frequency of the interference can be calculated from the temporal position of the disturbed samples and fs2(t).
  • Decoding can then take place and correspond to simple interference detection on the receiver side.
  • Pulse-shaped interference introduced by this communication can be limited to a few samples of the sampling sequence and, after decoding using conventional methods, can be corrected accordingly by suitable filtering or by replacing the disturbed samples with estimated values.
  • optional information can be transmitted, which can be used to improve the coordination of the radar sensors.
  • ID identification
  • the function that the radar sensor performs or a prioritization with regard to the frequency bands and the transmission of a sensor type identifier, the center frequency and bandwidth used, etc. are also possible.
  • Fig. 2 shows a block diagram of method steps of the method for operating a radar sensor device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • a radar sensor device In the method for operating a radar sensor device, a radar sensor device according to the invention is provided S1; driving S2 of the radar sensor with the transmission signal and carrying out the scanning sequence on the radar sensor, with a specific time period of the transmission signal and / or reception signal being selected for applying the scanning sequence.
  • FIG. 3 shows a representation of an interference signal from fully synchronized radar sensors and a deviation therefrom.
  • the method can be used for the synchronization of cooperative radar sensors.
  • “Cooperative” can mean that the radar sensors are connected to one another in some way and/or their functionality is coordinated with one another.
  • a reference sensor and a fixed bit sequence of the transmission and/or scanning signals can be determined in advance, with the reference sensor transmitting and measuring with this sequence, which is known to all other sensors.
  • the radar sensor to be synchronized uses the inverted code, for example as 0100 in the case according to FIG.
  • a pulse-shaped interference Int can occur in the middle of all ramps or baseband signals, which is shown in FIG. 3a.
  • the frequency-constant line Int shows that the pulse-shaped interference occurs at the same point (time or frequency connected by the ramp function) for all ramps of the second sensor.
  • This “same spot” is advantageous in the middle of the second signal's own ramps.
  • complete synchronization in time and frequency has taken place.
  • the ramps of the first sensor and the second transmitter as an increment to one another advantageously intersect orthogonally, which corresponds to complete synchronization. If there is a deviation (as can be seen in Fig. 3b, i.e an inclination of the ramps away from the orthogonal course to each other), the ramps can be corrected and therefore synchronized.
  • a length of the deviating pulses from the interference signal can be symbolic for an arbitrary behavior depending on the error (shift in the time of the signal fS2(t) or stretch in the time of the signal fS2(t)), which modifies the synchronization.
  • a shifted bar in the signal Int can represent the frequency position of the pulse-shaped interference that has occurred, which in this case is not synchronized.
  • the width of the individual interference pulses can be a measure of the ramp slope of the interfering signal.
  • This feature can also be used to classify the desired pulse sequence of the sensor to be synchronized, whereby the sequence of rising and falling ramps of the first sensor can be estimated from this. If the deviations in the interference maxima are recognized as a control difference (when the bars Int are shifted from the horizontal center), the synchronization becomes a simple control task. If interference only occurs sporadically, then the measuring cycles are not yet on top of each other and rough synchronization must be restored, for example by a delay.
  • the sensor to be synchronized switches to the original code (from the second sensor), i.e. the code that is optimal for its own function, and takes into account an additional delay, in particular a predetermined deviation from the determined reference signal.
  • the sensors can then always send in the mutual pauses and don't bother.
  • the second sensor e.g. its control device
  • the first sensor is not transmitting and specifically sits in this pause, where it can select the sequence of rising and falling ramps so that it is optimal for its measuring task. For example, in a case of two sensors, sawtooth modulation can be used for synchronization (1111 and 0000).
  • the ramp cycle between the reference sensor and the radar sensor can be adjusted by inserting additional pauses in the ramp sequence.
  • different codes can be used for the sensors to be synchronized.
  • the robustness of the method described can be increased by masking out interference signals that do not come from the sensor to be synchronized.
  • the interference signals can be assigned to individual sensors by determining them and classifying them accordingly according to signal strength. For this purpose, only interference signals of sufficiently similar amplitudes are advantageously used.
  • a correlation of the interference pulse sequence with the expected code can serve to filter out only the pulses desired for synchronization.
  • the width of the individual interference pulses can be a measure of the ramp slope of the interfering signal, since a frequency ramp of the first sensor generates wider interference pulses in the second sensor, the more similar its ramp slope is to that of the first sensor.
  • This feature can advantageously be used to classify the desired pulse sequence of the sensor to be synchronized.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Radarsensoreinrichtung (10) umfassend zumindest einen Radarsensor (RS1); und eine Steuereinrichtung (SE), welche mit dem zumindest einen Radarsensor (RS1) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein Erzeugen eines Sendesignals und eine Abtastung eines Empfangssignals des Radarsensors zu steuern, wobei das Sendesignal ein periodisch wiederholtes und linear frequenz-moduliertes Signal ist, und wobei eine Mittenfrequenz und/oder eine Rampensteigung und/oder eine Pulswiederholrate des Sendesignals und/oder eine Anzahl von Frequenzrampen pro Messzyklus und/oder Pausen zwischen Messzyklen einstellbar ist, und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, im abgetasteten Empfangssignal auftretende Impuls-artige Störungen zu detektieren und die Frequenzen der verursachenden Aussendung zu errechnen.

Description

Beschreibung
Titel
Radarsensoreinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarsensoreinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung.
Stand der Technik
Radarsensoren können für einen zunehmenden Grad an Automatisierung von Fahrzeugen eine wichtige Rolle spielen und die Anzahl an Radarsensoren pro Fahrzeug wird voraussichtlich weiter steigen. In üblichen Anwendungen kann bereits eine Vielzahl an Fahrzeugen mit Fahrerassistenzfunktonen ausgestattet sein, die mithilfe von Radarsensoren realisiert sind. Ein Radarsensor sendet jeweils eine modulierte elektromagnetische Welle aus und bestimmt aus der empfangenen Reflexion, die verzögert und Doppler-frequenzverschoben ist, die Distanzen und Relativgeschwindigkeiten verschiedener Reflexpunkte im Umfeld des fahrenden Fahrzeugs.
Die derzeitigen Seriensensoren verschiedener Fahrzeuge verwenden voneinander unabhängige Modulationen und sind in der Regel nicht miteinander abgestimmt, wodurch gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit zunimmt, dass die Signale der Radarsensoren durch eine Überlagerung der elektromagnetischen Wellen interferieren und die Signalqualität reduziert wird.
Durch die steigende Anzahl an Radarsensoren innerhalb eines Fahrzeugs, werden die Radarsensoren koordiniert betrieben, um die Interferenz der Radarsensoren von einem Fahrzeug zu reduzieren. Dafür werden die Radarsensoren hardwareseitig synchronisiert.
In M. B. Alabd, B. Nuss, C. Winkler and T. Zwick, "Partial Chirp Modulation Technique for Chirp Sequence based Radar Communications," 2019 16th European Radar Conference (EuRAD), 2019, pp. 173-176. Wird eine Anwendung eines Modulationsverfahrens genannt.
Die EP 3 572 828 Al beschreibt ein kombiniertes Radar- und Kommunikationssystem.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 6.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Radarsensoreinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung anzugeben, wobei ein Betreiben des Abtastens eines Radarsensors zu bestimmten Zeiten und Signalverläufen besser gewählt werden kann. Das Abtasten bezeichnet hierbei das Empfangen, der vom Radarsensor ausgesendeten hochfrequenten Signale, die als lineare Frequenzmodulation, d.h. Frequenzrampen über der Zeit gekennzeichnet sind. Im Empfänger wird das von dem Antennensystem empfangene Signal mit dem ausgesendeten Signal in das Basisband heruntergemischt und dann mit einem Analog-Digital-Wandler abgetastet.
Erfindungsgemäß umfasst die Radarsensoreinrichtung zumindest einen Radarsensor; und eine Steuereinrichtung, welche mit dem zumindest einen Radarsensor verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein Sendesignal an den Radarsensor anzulegen und eine Abtastsequenz an dem Radarsensor durchzuführen, wobei ein bestimmter Zeitabschnitt des Sendesignals und/oder eines Empfangssignals am Radarsensor für das Anwenden der Abtastsequenz wählbar ist.
Erfindungsgemäß umfasst die Radarsensoreinrichtung zumindest einen Radarsensor; und eine Steuereinrichtung, welche mit dem zumindest einen Radarsensor verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein Erzeugen eines Sendesignals und eine Abtastung eines Empfangssignals des Radarsensors zu steuern, wobei das Sendesignal ein periodisch wiederholtes und linear frequenzmoduliertes Signal ist, und wobei eine Mittenfrequenz und/oder eine Rampensteigung und/oder eine Pulswiederholrate des Sendesignals und/oder eine Anzahl von Frequenzrampen pro Messzyklus und/oder Pausen zwischen Messzyklen einstellbar ist, und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, im abgetasteten Empfangssignal auftretende impulsartige Störungen zu detektieren und die Frequenzen der verursachenden Aussendung zu errechnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung betrifft die verursachende Aussendung einen anderen Radarsensor und erfolgt von diesem.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung umfasst diese eine Referenzsteuereinheit und einen Referenzsensor, welcher dazu eingerichtet ist, ein Referenzsendesignal auszusenden und die Steuereinrichtung mit dem Radarsensor verbunden ist und mit welcher das Sendesignal des Radarsensors mit dem Referenzsendesignal des Referenzsensors bezüglich einem Senden und einem Abtasten durch die Steuereinrichtung synchronisierbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung umfasst das Sendesignal ein Dreieckssignal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung befinden sich eine Referenzeinheit, welche die Referenzsteuereinheit und den Referenzsensor umfasst, sowie eine weitere Sensoreinheit, welche die Steuereinrichtung und den Radarsensor umfasst in unterschiedlichen Fahrzeugen.
Mit der (bestimmten) Abtastsequenz kann ein empfangenes Signal vom Radarsensor bewertet werden und auf die Entfernung und eine Bewegung eines Objekts rückgeschlossen werden. Die Abtastpunkte und/oder Sendepunkte in Frequenz und Zeit können dabei vorteilhaft gewählt werden, etwa zu einer bestimmten Zeit und Frequenz des Signals, etwa auch in Anzahl und Dauer und/oder ähnliches. Bei der Veränderung der Frequenz kann es sich um eine bestimmte Art des Frequenzverlaufs an den gewählten Abtastpunkten, etwa um einen Abschnitt, an welchem eine Signalrampe in Frequenz ansteigt (etwa linear oder nichtlinear) oder abfällt, oder beides.
Es kann somit das Vorzeichen der Rampensteilheit (Rampenrichtung) beim Abtasten verändert werden, oder eine Abtastung dann erfolgen, wenn die Steigung des Signals derart ist, wie gewünscht. So kann das Abtasten auch bei Signalabschnitten innerhalb eines „Chirp Sequence“-Messzykluses gewählt werden kann. Ein besonderer Vorteil liegt in der Einfachheit des Verfahrens, wodurch dieses unmittelbar angewendet werden kann, ohne dass die anschließende Signalverarbeitung beeinflusst wird. Das gewünschte Signal kann vorgegeben werden und die Abschnitte an denen abgetastet wird, gewählt werden.
Die Rampenrichtung innerhalb eines Messzyklusses kann beliebig gewählt werden, was verschiedene Potenziale für Radarsensoren bieten kann. So kann eine Verwendung einer Dreiecksmodulation bei nahezu gleichbleibender Signalverarbeitung erreicht werden, wodurch keine Rücksprünge in der Phasenregelschleife mehr notwendig sind und die Rampenwiederholrate erhöht werden kann. Durch das Weglassen des Rücksprungs wird die Interferenz reduziert bzw. es kann auf das Ausschalten des Sendeverstärkers verzichtet werden. Des Weiteren kann eine Synchronisation kooperativer Sensoren erfolgen, wodurch die Aussendungen auch drahtlos koordiniert werden können um Interferenz zu vermeiden. Des Weiteren können bei der Wahl der Rampenrichtung abhängig von einem Informations-Datenstrom (z.B. einer Folge von 0 und 1 Symbolen) eine Kommunikation zwischen Radarsensoren ermöglicht werden. Diese kann verwendet werden, um die kommunizierenden ‘Radarsensoren zu koordinieren und Informationen austauschen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung umfasst diese einen Referenzsensor, an welcher ein Referenzsendesignal aussendet und/oder ein Referenzabtastsignal verwendet; und die Steuereinrichtung, die das Referenzsende- und Referenzabtastsignal hinsichtlich Zeit, Frequenz und Rampenrichtung steuert. .
Des Weiteren kann eine Abstimmung eines Betriebs mehrerer Radarsensoren aufeinander oder eine Synchronisation des Betriebs oder Abtastens der Radarsensoren verbessert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung umfasst das vorgegebene Sendesignal ein Dreieckssignal, vorteilhaft als Funktion der Frequenz des Sendesignals über der Zeit.
Das Sendesignal kann vorteilhaft variabel sein und daher an das Referenzsignal und/oder die Referenzabtastrate angepasst/synchronisiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung ist ein Abtasten während einer frequenzansteigenden Signalrampe des Sendesignals und/oder des Empfangssignals und/oder während einer frequenzabsteigenden Signalrampe des Sendesignals und/oder des Empfangssignals durchführbar und/oder mittels der Steuereinrichtung ist die Steigung der Signalrampe wählbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Radarsensoreinrichtung umfasst diese eine Mehrzahl von Radarsensoren, welche im gleichen Fahrzeug oder insbesondere auch in unterschiedlichen Fahrzeugen verbaut sein können und mittels welcher das Sendesignal und die Abtastsequenz an den Radarsensoren mit dem Referenzabtastsignal und mit dem Referenzsendesignal synchronisierbar sind.
Zusätzlich zur Synchronisation kann eine Kommunikation zwischen den Radarsensoren über die Luftschnittstelle erfolgen. Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung umfassend mindestens einen Radarsensor und einen Referenzsensor; ein Detektieren der durch die Aussendung von Referenzsensor im Empfangssignal des Radarsensors erzeugten Impulsstörungen und Berechnen der Sendefrequenzen der Aussendung des Referenzsensors; ein Ansteuern des Radarsensor mittels der Steuerungseinrichtung derart, dass durch geeignete Einstellung der Modulationsparameter, insbesondere Mittenfrequenz, Rampensteigung, Zeitpunkt der Aussendung, die detektierte Frequenz der von Referenzsensor im Empfangssignal des Radarsensors erzeugten Frequenz konstant ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt weiterhin ein Synchronisieren von Aussendungen vom Radarsensor mit den Aussendungen vom Referenzsensor; ein Ansteuern des Radarsensors mittels der Steuereinrichtung mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die geeignet ist, die Dauer der Amplituden-Impuls-Störungen und damit die Interferenz zu minimieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt weiterhin ein Ansteuern des Radarsensors mittels der Steuereinrichtung mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die geeignet ist, im Empfangssignal des Referenzsensors eine Folge von Amplituden-Impulsstörungen zu erzeugen, die anhand eines festgelegten Codebuchs eine Botschaft übermittelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt weiterhin ein Minimieren einer Interferenz der Botschaft beim Radarsensors in Verbindung mit einem Ansteuern des Radarsensors mittels der Steuereinrichtung mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die einen geeigneten Zeitversatz zu den Aussendungen vom Radarsensor aufweist, um im Empfangssignal des Radarsensors vom Referenzsensor erzeugte Interferenz zu vermeiden oder verringern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt weiterhin ein Minimieren der Interferenz der Botschaft beim Radarsensor, insbesondere in Verbindung mit einem Ansteuern des Radarsensors mittels der Steuerungseinrichtung mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die einen geeigneten Frequenzversatz zu den Aussendungen vom Referenzsensor aufweist, um im Empfangssignal vom Radarsensor die vom Referenzsensor erzeugte Interferenz zu vermeiden oder zu verringern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sendet der Referenzsensor nach erfolgter Synchronisation und erfolgter Übermittlung der Botschaften von mehreren Radarsensoren durch Aussendung einer geeigneten Rampensequenz Botschaften zur Koordination der Aussendungen der verschiedenen Radarsensoren aus, wobei die Steuereinrichtungen der Radarsensoren die Botschaft entsprechend eines zuvor festgelegten Codebuchs interpretieren.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung; ein Ansteuern des Radarsensors mit dem Sendesignal und Durchführen der Abtastsequenz an dem Radarsensor, wobei ein bestimmter Zeitabschnitt des Sendesignals und/oder des Empfangssignals für das Anwenden der Abtastsequenz gewählt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Vorzeichen einer Rampensteigung des Sendesignals und/oder des Empfangssignals und/oder der Abtastsequenz nach einer Vorgabe gewählt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sendet der Referenzsensor das Referenzsendesignal auf das der zweite (oder ein weiterer) Radarsensor sein eigenes Sendesignal mit Hilfe der Steuereinrichtung synchronisiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erzeugt der Referenzsensor ein Referenzsendesignal und/oder ein Referenzabtastsignal; das von einem zweiten Sensor mit dessen Steuereinrichtung das Sendesignal des zweiten Sensors mit dem Referenzsendesignal des Referenzsensors bezüglich einem Senden und einem Abtasten synchronisiert.
Das vorgestellte Verfahren ist einfach zu implementieren und kann technisch in heutigen Radarsensoren direkt angewendet werden. Aufgrund der bestehenden Trennung zwischen Ortungsfunkdiensten und Kommunikation bei der Regulierung der heutigen Radarfrequenzbänder erscheint das Verfahren aber auch insbesondere für zukünftige Sensoren in neuen Frequenzbändern, z.B. oberhalb 100GHz geeignet. Durch den vergrößerten Geschwindigkeits- Auswertebereich bringt es Vorteile für den eigenen Sensor und durch die reduzierte Interferenz auch Vorteile für alle im Einsatz befindlichen Radarsensoren im Feld.
Die Radarsensoreinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Signalverlaufs von Frequenz über Zeit zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel und gemäß zweier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 eine Darstellung eines Interferenzsignals von vollständig synchronisierter Radarsensoren und eine Abweichung davon
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Signalverlaufs zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel und gemäß zweier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
In der Fig. la wird ein Rampensignal (Sende- oder Empfangssignal) einer Frequenz f in Abhängigkeit von der Zeit t gezeigt, welche einem üblichen Chirp- Signal entspricht. Dabei kann eine Abtastung üblicherweise nur am frequenzabsteigenden Ast über die Abtastpunkte di erfolgen.
Als Stand der Technik kann ein nach Fig. la skizziertes „Chirp Sequence“- Modulationsverfahrens in Sägezahnform angenommen werden. Die Fig. la zeigt das Modulationsschema und die angedeuteten Abtastzeitpunkte di an der steigenden Rampe der Frequenz des Signals am Radarsensor. Nach der zweidimensionalen Abtastung in Zeit- und Frequenzrichtung lassen sich Distanz (über Zeitverzögerung) und Geschwindigkeit (über Doppler- Frequenzverschiebung) von Radarzielen bestimmen (z.B. bei einer Überlagerung der Sende- und Empfangssignale).
Die Figuren lb und lc verfolgen dagegen einen erfinderischen Ansatz, wonach das „Chirp Sequence“-Modulationsverfahren in angepasster Form verwendet werden kann, ohne dass die Radarsignalverarbeitung davon beeinflusst wird. Stattdessen kann die Anwendung der Modulation verbessert werden und es ergeben sich noch weitere Anwendungsmöglichkeiten, z.B. für die Synchronisation oder Kommunikation von kooperativ agierenden Radarsensoren. Ein typisches Chirp Sequence Radar nutzt das erzeugte Sendesignal (Frequenzrampen mit Frequenzabhängigkeit f(t)) gleichzeitig als Eingangssignal des Mischers im Empfangspfad (Homodyn-Prinzip). Nach dem Mischer wird das Empfangssignal durch ein Anti-Aliasing-Filter (AAF) mit Grenzfrequenz fAAF Tiefpass gefiltert. Danach erfolgt die Abtastung durch den A/D Wandler. Aufgrund des Homodyn-Prinzips wird effektiv der für den Empfang von Signalen empfindliche Frequenzbereich mit f(t) verschoben.
Es lassen sich die Vorzeichen einzelner Rampen eines Signals am Radarsensor innerhalb eines Messzykluss verändern, mit anderen Worten kann jene Rampe (oder mehrere) gewählt werden, an welcher derer Frequenzverlauf des Radarsendesignals entsprechend einer bestimmten Sequenz mit einer positiven oder einer negativen Steigung erfolgen kann, wobei auch Pausen möglich sind.
Soll die Rampenrichtung umgekehrt werden, ohne die Signalverarbeitung zu beeinflussen, muss die Abtastung der Frequenzrampen so angepasst werden, dass die Abtastwerte der gleichen momentanen Frequenz der Rampe entsprechen, also die gleiche zeitliche Schrittweite der Abtastpunkte aufweist, auch bei frequenzfallender Rampe, wie in der Fig. lb gezeigt.
In einem System aus zwei Radarsensoren (Referenzsensor oder erster Sensor und zweiter Sensor) wird nun der zweite Sensor mit einer zum ersten Sensor komplementären Sequenz betrieben. D.h. dort wo der Referenzsensor ein über die Zeit in der Frequenz ansteigendes Signal verwendet, nutzt der zweite Sensor ein über die Zeit fallendes Signal.
Sowohl erster als auch zweiter Sensor detektieren im Empfangssignal die Abtastwerte, die von Interferenz durch andere Sensoren betroffen sind. Interferenz entsteht durch den Empfang der hochfrequenten Signale, die von anderen Sensoren ausgesendet wurden. Die Interferenz zeigt sich als Amplituden-Impulsstörung im abgetasteten Empfangssignal. Diese Impulsstörung wird im Empfänger einer bestimmten Frequenz zugeordnet (Fig.
3)
Insbesondere detektiert der zweite Sensor die Abtastwerte, die durch das Signal des ersten Sensors als Amplituden Impuls-Störung gestört (interferiert) wurden. Die Abtastwerte der Interferenz des Signals des ersten Sensors bei einem vollständig synchronisierten zweiten Sensor (mit einer zum ersten Sensor komplementären Sequenz bzgl. der Rampensteigungen) beim „Chirp Sequence“-Verfahren der Fig. la liegen vorteilhaft bei jedem Chirp auf derselben Frequenz in der Mitte der von der von der Frequenzrampe überstrichenen Frequenzspanne. In diesem Fall sind die Startzeiten der Frequenzrampen von erstem Sensor und zweitem Sensor synchron.
Es kann der Radarkanal, d.h. die von den Objekten reflektierten Signale für die Dauer der Rampen (Teilabschnitte etwa für eine ansteigende oder fallende Rampe) als zeitlich konstant bzgl. ihrer Frequenz im Basisband angenommen werden, muss bei den Rampen mit umgekehrter Richtung lediglich die Reihenfolge der Abtastwerte umgekehrt werden. Auf die anschließende Signalverarbeitung hat das Verfahren keinen Einfluss.
Durch den fehlenden Rücksprung zum Anfang einer steigenden Rampe, wie dies in der Fig. la der Fall ist (neue Abtastreihe startet erst wieder bei der steigenden Rampe und die Abtastwerte der Frequenz springen bei bekannten Verfahren auf den kleinsten Wert der Abtastung zurück, bei Verfahrensschritten gemäß der Erfindung allerdings kann ein solcher Rücksprung ausbleiben) kann erstens die Rampenwiederholrate erhöht werden, wodurch sich die eindeutig messbare Geschwindigkeit erhöht. Zweitens wird dadurch auch das Interferenzpotenzial reduziert bzw. kann auf das Ausschalten der Sendeverstärker beim Rampenrücksprung verzichtet werden.
Des Weiteren können nach der Fig. lc unterschiedliche Folgen steigender, fallender oder ruhender Bereiche des Signals genutzt werden und einander nachfolgen, wobei bei dieser Änderung der Rampenrichtung als binäre Kodierung aufgefasst werden kann (z.B. eine steigende Rampe entspricht einer 1, eine fallende Rampe entspricht einer 0, vgl. der Fig. lc mit dem Code 1101.
Mit der diesem Code zugeordneten Bedeutung kann gezielt Information übertragen werden. Hierbei ist zu beachten, dass die Zeit für den Rücksprung berücksichtigen soll, dass dann eine konstante Rampenwiederholrate vorliegt.
Eine Kodierung der Rampenrichtung in dieser Weise kann somit auch für die Übertragung von Daten zwischen den Radarsensoren verwendet werden. So kann nach der erfolgten Synchronisation zwischen einem ersten und einem zweiten Sensor anhand der zeitlichen Lage der pulsförmigen Interferenz erkannt werden, ob es sich bei dem empfangenen Störsignal um eine steigende oder eine fallende Rampe handelt. Die pulsförmige Interferenz im Empfangssignal entsteht dadurch, dass das Sendesignal des ersten Sensors mit Frequenzabhängigkeit fsi(t) den für den Empfang empfindlichen Frequenzbereich des zweiten Sensors mit den Grenzfrequenzen fs2(t)±fAAF,2 kreuzt. Dieses Signal ist dann als impulsförmige Störung im abgetasteten Basisbandsignal sichtbar.
Die tatsächliche Frequenz der Interferenz ist aus der zeitlichen Lage der gestörten Abtastwerte und fs2(t) errechenbar.
In weiterer Folge kann eine Dekodierung erfolgen und auf der Empfängerseite einer einfachen Interferenzdetektion entsprechen.
Es kann eine durch diese Kommunikation eingebrachte pulsförmige Interferenz auf wenige Abtastwerte der Abtastsequenz beschränkt sein und kann nach der Dekodierung mit konventionellen Verfahren entsprechend durch eine geeignete Filterung bzw. durch Ersetzen der gestörten Abtastwerte durch geschätzte Werte korrigiert werden.
Es kann durch die oben beschriebene Zuordnung eine Bedeutung zu dem vom ersten Sensor verwendeten codierten Abfolge von steigenden und fallenden Rampen eine Übertragung optionaler Informationen erfolgen, anhand derer sich die Koordination der Radarsensoren verbessern lässt. Denkbar sind hier beispielsweise eine ID (Identifikation) für die Funktion, die der Radarsensor erledigt oder eine Priorisierung bezüglich der Frequenzbänder, auch die Übertragung einer Sensor - Typ-Kennung, die verwendete Mittenfrequenz und Bandbreite usw.sind möglich.
Während der Kommunikation, also der Übertragung von Daten zwischen den Radarsensoren, kann die Synchronisation der Frequenzrampen-Folgen beider Sensoren nachgeregelt (korrigiert oder verbessert bzw. angeglichen) werden, indem der Zeitpunkt des erwarteten Interferenzpulses mit dem tatsächlichen Zeitpunkt des Interferenzpulses verglichen wird und die Differenz als Regelgröße auf eine digitale Steuerung der Signalausgabe für die Rampenfolge wirken kann. Fig. 2 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung; ein Ansteuern S2 des Radarsensors mit dem Sendesignal und Durchführen der Abtastsequenz an dem Radarsensor, wobei ein bestimmter Zeitabschnitt des Sendesignals und/oder Empfangssignals für das Anwenden der Abtastsequenz gewählt wird.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Interferenzsignals von vollständig synchronisierter Radarsensoren und eine Abweichung davon.
Das Verfahren kann für die Synchronisation kooperativer Radarsensoren verwendet werden. Dabei kann „kooperativ“ ausdrücken, dass die Radarsensoren in irgendeiner Weise miteinander verbunden sind und/oder deren Funktionsweise aneinander abgestimmt ist. Hierfür können im Vorfeld ein Referenzsensor und eine feste Bit-Reihenfolge der Sende- und/oder Abtastsignale bestimmt werden, wobei der Referenzsensor mit dieser allen anderen Sensoren bekannten Reihenfolge sendet und misst. Der zu synchronisierende Radarsensor verwendet den invertierten Code, etwa für den Fall nach der Fig. lc als 0100.
Für den Fall, dass die Messzyklen perfekt synchronisiert sind, kann in der Mitte aller Rampen bzw. Basisbandsignale eine pulsförmige Interferenz Int auftreten, was in der Fig. 3a dargestellt ist. Die frequenz-konstante Linie Int zeigt, dass die Pulsförmige Interferenz bei allen Rampen des zweiten Sensors an der selben Stelle (Zeit, bzw. Frequenz verbunden durch die Rampenfunktion) auftreten. Diese „selbe Stelle“ ist vorteilhaft in der Mitte der eigenen Rampen des zweiten Signals. Dann ist eine vollständige Synchronisation in Zeit und Frequenz erfolgt. Die Rampen des ersten Sensors und des zweiten Senders als Inkrement zueinander schneiden sich vorteilhaft orthogonal, was der vollständigen Synchronisation entspricht. Bei einer Abweichung (wie in Fig. 3b zu sehen, also einer Neigung der Rampen vom orthogonalen Verlauf zueinander hinweg), kann eine Korrektur der Rampen stattfinden und daher synchronisiert werden.
Verteilt sich die Interferenz in Richtung oberer und unterer Rand (also zu größeren und kleineren Frequenzwerten), dann liegt keine Synchronisation mehr vor, was in Fig. 3b dargestellt ist und mithilfe konventioneller Detektionsverfahren für Interferenz detektiert werden kann. Eine Länge der abweichenden Pulse aus dem Interferenzsignal kann symbolisch sein für ein arbiträres Verhalten abhängig von dem Fehler (Verschiebung in der Zeit des Signals fS2(t) oder Streckung in der Zeit des Signals fS2(t)), welches die Synchronisation modifiziert. Ein verschobener Balken im Signal Int kann die Frequenzlage der aufgetretenen pulsförmigen Interferenz darstellen, die in diesem Fall nicht synchronisiert ist. Es kann die Breite der einzelnen Interferenzimpulse ein Maß für die Rampensteigung des interferierenden Signals sein. Auch dieses Merkmal kann zur Klassifikation der erwünschten Impulsfolge des zu synchronisierenden Sensors herangezogen werden, wobei die Abfolge von steigenden und fallenden Rampen des ersten Sensors hieraus geschätzt werden kann. Wenn die Abweichungen der Interferenzmaxima als Regeldifferenz (wenn die Balken Int aus der waagrechten Mitte verschoben sind) erkannt wird, so wird aus der Synchronisation eine einfache Regelungsaufgabe. Treten nur sporadisch Interferenzen auf, dann liegen die Messzyklen noch nicht übereinander und grobe Synchronisation muss z.B. durch eine Verzögerung wiederhergestellt werden.
Zur Synchronisation wechselt der zu synchronisierende Sensor auf den ursprünglichen, d.h. für die eigene Funktion optimalen, Code (vom zweiten Sensor) und berücksichtigt eine zusätzliche Verzögerung, insbesondere eine vorbestimmte Abweichung vom ermittelten Referenzsignal, dazu können dann die Sensoren immer in den gegenseitigen Pausen senden und sich nicht stören. Nach erfolgter Synchronisation kann der zweite Sensor (etwa dessen Steuereinrichtung) wissen, wann der erste Sensor nicht sendet und setzt sich gezielt in diese Pause, dort kann er die Abfolge von steigenden und fallenden Rampen so wählen, dass es für seine Messaufgabe optimal ist. Es kann beispielsweise für einen Fall von zwei Sensoren die Sägezahn- Modulation für die Synchronisation verwendet werden (1111 und 0000). Durch das Auseinanderdriften der zeitlichen Interferenz-Pulse (Kreuzungen der Signale im Zeit-Frequenz-Diagramm, wenn diese übereinander gelegt werden) können bei wechselnden Rampenrichtungen Abweichungen besser detektiert werden. Die Angleichung des Rampentaktes zwischen dem Referenzsensor und dem Radarsensor kann durch das Einfügen von zusätzlichen Pausen in der Rampensequenz erfolgen. Darüber hinaus können für die Synchronisation mehrerer Sensoren unterschiedliche Codes für die zu synchronisierenden Sensoren verwendet werden.
Es kann eine Robustheit der beschriebenen Methode erhöht werden, indem Interferenzsignale ausgeblendet werden, die nicht von dem zu synchronisierenden Sensor stammen.
Es kann eine Zuordnung der Interferenzsignale zu einzelnen Sensoren erfolgen mittels einer Ermittlung dieser und entsprechender Einordnung nach Signalstärke. Hierzu werden vorteilhaft jeweils nur Interferenzsignale hinreichend ähnlicher Amplituden herangezogen.
Für eine Signalfilterung kann eine Korrelation der Interferenz-Impulsfolge mit dem erwarteten (z.B. Durch Vorwissen aus einem sog. Code-Book, das die verwendeten Codes der kommunizierenden / kooperierenden Sensoren vorschreibt) Code dazu dienen, nur die zur Synchronisation erwünschten Impulse herauszufiltern.
Die Breite der einzelnen Interferenzimpulse kann aufgrund des Homodyn- Prinzips ein Maß für die Rampensteigung des interferierenden Signals sein, da eine Frequenzrampe des ersten Sensors bei dem zweiten Sensor um so breitere Störimpulse erzeugt, je ähnlicher dessen Rampensteigung der des ersten Sensors ist. Es kann vorteilhaft dieses Merkmal zur Klassifikation der erwünschten Impulsfolge des zu synchronisierenden Sensors herangezogen werden. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Claims

Ansprüche Radarsensoreinrichtung (10) umfassend:
- zumindest einen Radarsensor (RS1); und
- eine Steuereinrichtung (SE), welche mit dem zumindest einen Radarsensor (RS1) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein Erzeugen eines Sendesignals und eine Abtastung eines Empfangssignals des Radarsensors zu steuern, wobei das Sendesignal ein periodisch wiederholtes und linear frequenz-moduliertes Signal ist, und wobei eine Mittenfrequenz und/oder eine Rampensteigung und/oder eine Pulswiederholrate des Sendesignals und/oder eine Anzahl von Frequenzrampen pro Messzyklus und/oder Pausen zwischen Messzyklen einstellbar ist, und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, im abgetasteten Empfangssignal auftretende Impuls-artige Störungen zu detektieren und die Frequenzen der verursachenden Aussendung zu errechnen. Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die verursachende Aussendung einen anderen Radarsensor betrifft und von diesem erfolgt. Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, welche eine Referenzsteuereinheit (SEref) und einen Referenzsensor (Ref) umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, ein Referenzsendesignal auszusenden und die Steuereinrichtung (SEI) mit dem Radarsensor (RS1) verbunden ist und mit welcher das Sendesignal des Radarsensors (RS1) mit dem Referenzsendesignal des Referenzsensors bezüglich einem Senden und einem Abtasten durch die Steuereinrichtung (SEI) synchronisierbar ist. Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welcher das Sendesignal ein Dreieckssignal umfasst. Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 3, bei welcher sich eine Referenzeinheit, welche die Referenzsteuereinheit (SEref) und den Referenzsensor (Ref) umfasst (SEref und Ref), sowie eine weitere Sensoreinheit, welche die Steuereinrichtung (SE) und den Radarsensor (RS1) umfasst in unterschiedlichen Fahrzeugen befinden. Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung (10), umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (Sl) einer Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfassend mindestens einen Radarsensor (RS1) und einen Referenzsensor (Ref);
- Detektieren (S2) der durch die Aussendung von Referenzsensor (Ref) im Empfangssignal des Radarsensors (RS1) erzeugten Impulsstörungen und Berechnen der Sendefrequenzen der Aussendung des Referenzsensors (Ref);
- Ansteuern (S3) des Radarsensors (RS1) mittels der Steuerungseinrichtung (SEI) derart, dass durch geeignete Einstellung der Modulationsparameter, insbesondere Mittenfrequenz, Rampensteigung, Zeitpunkt der Aussendung, die detektierte Frequenz der von Referenzsensor (Ref) im Empfangssignal des Radarsensors (RS1) erzeugten Frequenz konstant ist. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem weiterhin die Schritte erfolgen:
- Synchronisieren von Aussendungen vom Radarsensor (RS1) mit den Aussendungen vom Referenzsensor (Ref);
- Ansteuern des Radarsensors (RS1) mittels der Steuereinrichtung (SEI) mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die geeignet ist, die Dauer der Amplituden-Impuls- Störungen und damit die Interferenz zu minimieren. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem weiterhin die Schritte erfolgen:
- Ansteuern des Radarsensors (RS1) mittels der Steuereinrichtung (SEI) mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die geeignet ist, im Empfangssignal des Referenzsensors eine Folge von Amplituden-Impulsstörungen zu erzeugen, die anhand eines festgelegten Codebuchs eine Botschaft übermittelt. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem weiterhin die Schritte erfolgen:
- Minimierung einer Interferenz der Botschaft beim Radarsensor (RS1) in Verbindung mit einem Ansteuern des Radarsensors (RS1) mittels der Steuereinrichtung (SEI) mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die einen geeigneten Zeitversatz zu den Aussendungen vom Radarsensor (Ref) aufweist, um im Empfangssignal des Radarsensors (RS1) von Referenzsensor (Ref) erzeugte Interferenz zu vermeiden oder verringern. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem weiterhin die Schritte erfolgen: -
Minimierung der Interferenz der Botschaft beim Radarsensor (RS1), insbesondere in Verbindung mit einem Ansteuern des Radarsensors (RS1) mittels der Steuerungseinrichtung (SEI) mit einer Sequenz von Rampensteigungen, die einen geeigneten Frequenzversatz zu den Aussendungen vom Referenzsensor (Ref) aufweist, um im Empfangssignal vom Radarsensor (RS1) die vom Referenzsensor (Ref) erzeugte Interferenz zu vermeiden oder zu verringern. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welchem der Referenzsensor nach erfolgter Synchronisation und erfolgter Übermittlung der Botschaften von mehreren Radarsensoren (RSI, RS2, RS3) durch Aussendung einer geeigneten Rampensequenz Botschaften zur Koordination der Aussendungen der verschiedenen Radarsensoren aussendet, wobei die Steuereinrichtungen der Radarsensoren die Botschaft entsprechend eines zuvor festgelegten Codebuchs interpretieren
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