JP2003518635A - 車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法と装置 - Google Patents
車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法と装置Info
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Abstract
(57)【要約】
車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法と装置が提案され,その場合に少なくとも1つのレーダセンサ(2)によって監視領域(1)内の目標対象(5,6;10)が検出されて,少なくとも1つの評価ユニットにおいて目標対象(5,6;10)の距離データ及び/又は速度データが評価される。目標対象の検出は,車両(3)からの距離及びその長さ(ΔXVB)において可変のバーチャルバリア(4;4.1,4.2)の内部で行われ,その場合にパルスレーダセンサ(2)の送信信号を利用して,目標対象(5,6;10)から反射された受信信号を,1つ又は複数の受信チャネル(20,21)内で,異なる場所解像度及びバーチャルバリア(4;4.1,4.2)の距離と長さ(ΔXVB)に関して異なる寸法が達成されるように,評価することができる。
Description
【0001】
従来技術
本発明は,方法請求項と装置請求項の上位概念に記載の,レーダセンサを用い
て車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法と装置に関する。
て車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法と装置に関する。
【0002】
例えば,DE4442189A1からは,車両の周囲領域における距離測定シ
ステムにおいて,情報を同時に送信及び受信するために,送信及び受信ユニット
を具備するセンサが使用されることが既知である。ここでは距離測定を用いて,
例えば正面,側面又は背面の衝突の際に,車両のためのパッシブな保護手段を作
動させることができる。検出された情報の交換によって,例えば該当する作動シ
ステムを作動させるための交通状況の判断を実施することができる。
ステムにおいて,情報を同時に送信及び受信するために,送信及び受信ユニット
を具備するセンサが使用されることが既知である。ここでは距離測定を用いて,
例えば正面,側面又は背面の衝突の際に,車両のためのパッシブな保護手段を作
動させることができる。検出された情報の交換によって,例えば該当する作動シ
ステムを作動させるための交通状況の判断を実施することができる。
【0003】
さらに,いわゆるパルスレーダによって距離測定を行うことができることは,
それ自体見て一般的に既知であり,そのパルスレーダにおいては,例えばギガヘ
ルツ領域の電磁振動の矩形のエンベロープを有するキャリアパルスが送信される
。このキャリアパルスは,目標対象で反射されて,パルスの送信からの時間と反
射された放射の入射から,目標距離,及びドップラ効果の利用の元で制限付きで
目標対象の相対速度も,容易に定められる。かかる測定原理は,例えばルドゥロ
フ(A.Ludloff)の専門書「レーダ及びレーダ信号処理ハンドブック(
Handbuch Radar und Radarsignalverarb
eitung)」第2−21から2−44ページ,Vieweg出版,1993
に記載されている。
それ自体見て一般的に既知であり,そのパルスレーダにおいては,例えばギガヘ
ルツ領域の電磁振動の矩形のエンベロープを有するキャリアパルスが送信される
。このキャリアパルスは,目標対象で反射されて,パルスの送信からの時間と反
射された放射の入射から,目標距離,及びドップラ効果の利用の元で制限付きで
目標対象の相対速度も,容易に定められる。かかる測定原理は,例えばルドゥロ
フ(A.Ludloff)の専門書「レーダ及びレーダ信号処理ハンドブック(
Handbuch Radar und Radarsignalverarb
eitung)」第2−21から2−44ページ,Vieweg出版,1993
に記載されている。
【0004】
かかる公知のレーダセンサの原理的な構造は,各々目標対象において反射され
たレーダパルスがアンテナを介して受信機へ達し,そこでパルス生成により供給
された時間的に遅延したパルスと混合されるように構成されている。受信機の出
力信号は,ローパスフィルタ処理とアナログ/デジタル変換の後に,評価ユニッ
トへ供給される。
たレーダパルスがアンテナを介して受信機へ達し,そこでパルス生成により供給
された時間的に遅延したパルスと混合されるように構成されている。受信機の出
力信号は,ローパスフィルタ処理とアナログ/デジタル変換の後に,評価ユニッ
トへ供給される。
【0005】
冒頭で延べた車両内の搭乗者保護システムを確実に駆動するために,通常,車
両の周囲領域における個々の競合状況のために複数のレーダセンサが必要とされ
る。例えば衝突早期認識(プレクラッシュ認識)は,衝突した場合に車両搭乗者
にとって危険を意味する対象を早期に検出することを可能にするために,必要と
される。それによって,エアバッグ,安全ベルト又はサイドバッグのような保護
システムを正しい時期に作動させて,それによってより最大の保護作用を得るこ
とが可能にされる。
両の周囲領域における個々の競合状況のために複数のレーダセンサが必要とされ
る。例えば衝突早期認識(プレクラッシュ認識)は,衝突した場合に車両搭乗者
にとって危険を意味する対象を早期に検出することを可能にするために,必要と
される。それによって,エアバッグ,安全ベルト又はサイドバッグのような保護
システムを正しい時期に作動させて,それによってより最大の保護作用を得るこ
とが可能にされる。
【0006】
車両内のこの安全システムを好適に作動させるためには,予測される衝突の前
とその際の自己の車両と1つ又は複数の目標(例えば先行車両,障害物)との間
の相対速度と衝突の予測される時点の認識が極めて重要である。
とその際の自己の車両と1つ又は複数の目標(例えば先行車両,障害物)との間
の相対速度と衝突の予測される時点の認識が極めて重要である。
【0007】
冒頭で延べたレーダセンサによって,例えばパルスレーダセンサ又はいわゆる
FMCW−レーダセンサによって,それ自体公知のように,相対速度の検出と評
価を可能にする方法が実施される。かかるFMCW−レーダは,例えばEP06
85930A1に記載されている。
FMCW−レーダセンサによって,それ自体公知のように,相対速度の検出と評
価を可能にする方法が実施される。かかるFMCW−レーダは,例えばEP06
85930A1に記載されている。
【0008】
例えば,互いに連続する時点で距離値を測定して,時間に従って微分され,そ
れによって目標とレーダセンサとの間の現在の相対速度が得られる。距離値を二
階微分することにより,目標に対する加速度の値も得ることができる。それ自体
見て既知の他の方法により,レーダセンサの送信された発振器周波数と目標から
反射された受信信号との間の差周波数を形成し,かついわゆるドップラ周波数を
評価することができる。
れによって目標とレーダセンサとの間の現在の相対速度が得られる。距離値を二
階微分することにより,目標に対する加速度の値も得ることができる。それ自体
見て既知の他の方法により,レーダセンサの送信された発振器周波数と目標から
反射された受信信号との間の差周波数を形成し,かついわゆるドップラ周波数を
評価することができる。
【0009】
このようにして測定された値から,衝突までの時間,また,特に空間的に分配
された複数のセンサを使用する場合には相対速度又は加速度の車両のフロントに
対して直交する成分,衝突場所を計算することができる。その後加速度の実際値
を使用して,衝突時点についての好適な値を補外することができる。
された複数のセンサを使用する場合には相対速度又は加速度の車両のフロントに
対して直交する成分,衝突場所を計算することができる。その後加速度の実際値
を使用して,衝突時点についての好適な値を補外することができる。
【0010】
これに関連して重要なのは,特にわずかな反射断面を有する目標の場合,及び
各々の使用(例えばベルトテンショナーの作動又はエアバッグの段階の切換え)
のために評価すべき速度領域内のノイズ信号成分が高い場合に,測定の精度が高
いことである。その場合に従来の測定方法は,監視領域における検出領域の一定
の長さ及び/又はこの領域のレーダセンサに対する一定の距離を前提としている
。
各々の使用(例えばベルトテンショナーの作動又はエアバッグの段階の切換え)
のために評価すべき速度領域内のノイズ信号成分が高い場合に,測定の精度が高
いことである。その場合に従来の測定方法は,監視領域における検出領域の一定
の長さ及び/又はこの領域のレーダセンサに対する一定の距離を前提としている
。
【0011】
本発明の利点
冒頭で記載された種類に基づくレーダセンサを用いて,車両の周囲領域におけ
る対象を検出して評価するための方法と装置は,本発明によれば,監視領域内で
目標の検出が,車両からの距離とその長さにおいて可変のバーチャルバリア,い
わゆる「レンジゲート」,の内部で行われることによって,効果的な方法で展開
されている。
る対象を検出して評価するための方法と装置は,本発明によれば,監視領域内で
目標の検出が,車両からの距離とその長さにおいて可変のバーチャルバリア,い
わゆる「レンジゲート」,の内部で行われることによって,効果的な方法で展開
されている。
【0012】
レーダセンサにより検出された目標をその潜在的危険性に関して評価した後に
,ここでは,目標に対する距離と速度及び必要に応じて加速度も測定される。バ
ーチャルバリアの寸法を本発明に基づいて適応的に構成することによって,測定
プロセスが測定精度,場所解像度及び信号/ノイズ比に関して好ましい方法で最
適化される。
,ここでは,目標に対する距離と速度及び必要に応じて加速度も測定される。バ
ーチャルバリアの寸法を本発明に基づいて適応的に構成することによって,測定
プロセスが測定精度,場所解像度及び信号/ノイズ比に関して好ましい方法で最
適化される。
【0013】
本発明に基づく好ましい実施形態においては,パルスレーダセンサの送信信号
を利用して,目標対象から反射された受信信号は少なくとも2つの受信チャネル
において,異なる場所解像度及びバーチャルバリアの距離と長さに関して異なる
寸法が達成されるように評価される。
を利用して,目標対象から反射された受信信号は少なくとも2つの受信チャネル
において,異なる場所解像度及びバーチャルバリアの距離と長さに関して異なる
寸法が達成されるように評価される。
【0014】
第1の受信チャネルにおいては,受信信号は目標対象の距離を検出するために
,送信信号に従って固定的に調節されたパルス長さτSを有する基準信号によっ
て処理される。第2の受信チャネルにおいては,受信信号は可変の場所解像度に
おいて距離を測定するため,あるいはバーチャルバリアの長さΔXVBを調節す
るために,可変のパルス長さτRを有する基準信号によって処理されるのが好ま
しい。
,送信信号に従って固定的に調節されたパルス長さτSを有する基準信号によっ
て処理される。第2の受信チャネルにおいては,受信信号は可変の場所解像度に
おいて距離を測定するため,あるいはバーチャルバリアの長さΔXVBを調節す
るために,可変のパルス長さτRを有する基準信号によって処理されるのが好ま
しい。
【0015】
本発明に基づく方法は,実施例の説明において図面の図3を用いてその数学的
な関係においても説明されている,従属請求項4に記載された処理ステップa)
からd)が実施される場合に,特に効果的に実施される。さらに,本発明に基づ
く方法は,従属請求項4に基づく従属請求項の特徴も実施される場合に,効果的
に展開される。
な関係においても説明されている,従属請求項4に記載された処理ステップa)
からd)が実施される場合に,特に効果的に実施される。さらに,本発明に基づ
く方法は,従属請求項4に基づく従属請求項の特徴も実施される場合に,効果的
に展開される。
【0016】
本発明に基づく方法を実施するための特に好ましい装置は,装置請求項10と
それに基づく他の装置請求項に記載されており,その場合にパルスレーダセンサ
には,特に距離を測定するための第1の受信チャネルと,上述した意味において
バーチャルバリアを調節するための第2の受信チャネルとが設けられている。
それに基づく他の装置請求項に記載されており,その場合にパルスレーダセンサ
には,特に距離を測定するための第1の受信チャネルと,上述した意味において
バーチャルバリアを調節するための第2の受信チャネルとが設けられている。
【0017】
本発明に従って可能な,バーチャルバリアの長さΔXVB≒ΔXmessの適
応的な調節は,簡単な方法で,ΔXmessについての測定値を測定精度,場所
解像度及び信号/ノイズ比に関して最適化することを可能にする。車両に対する
相対速度が大きい場合には,より小さい反射断面を有する目標対象が認識される
。というのは,その場合にはバーチャルバリアの長さについてより大きい値が使
用されるからである。
応的な調節は,簡単な方法で,ΔXmessについての測定値を測定精度,場所
解像度及び信号/ノイズ比に関して最適化することを可能にする。車両に対する
相対速度が大きい場合には,より小さい反射断面を有する目標対象が認識される
。というのは,その場合にはバーチャルバリアの長さについてより大きい値が使
用されるからである。
【0018】
長さΔXVBのためのできるだけ小さい値で,レーダセンサに対するバーチャ
ルバリアのできるだけ小さい距離を調節することは,距離のためのより大きい値
に比較して,以下のような利点を有する: −車両と目標対象が互いにすれ違う場合には,目標対象が高い速度でバーチャ
ルバリアを通過する確率は小さくなる。それによって誤作動あるいは誤測定の確
率は少なくなる。 −信号/ノイズ比は,レーダセンサに対する目標対象の距離がより小さい場合
にはより大きくなり,かつより小さい反射半径を有する目標対象の検出あるいは
測定を許す。 −さらに,例えば縁石端縁のように認識してはならない低い対象は,ΔXVB 又はΔXmessについての値が小さい場合のその高さ,レーダセンサの組み込
み高さ及びレーダ送信アンテナ又は受信アンテナの水平の開放角度に応じて,レ
ーダセンサによって検出されないことも効果的である。
ルバリアのできるだけ小さい距離を調節することは,距離のためのより大きい値
に比較して,以下のような利点を有する: −車両と目標対象が互いにすれ違う場合には,目標対象が高い速度でバーチャ
ルバリアを通過する確率は小さくなる。それによって誤作動あるいは誤測定の確
率は少なくなる。 −信号/ノイズ比は,レーダセンサに対する目標対象の距離がより小さい場合
にはより大きくなり,かつより小さい反射半径を有する目標対象の検出あるいは
測定を許す。 −さらに,例えば縁石端縁のように認識してはならない低い対象は,ΔXVB 又はΔXmessについての値が小さい場合のその高さ,レーダセンサの組み込
み高さ及びレーダ送信アンテナ又は受信アンテナの水平の開放角度に応じて,レ
ーダセンサによって検出されないことも効果的である。
【0019】
測定の時点は,本発明に基づく方法においては,使用の要請に応じて,目標対
象と車両の予測される衝突の時点に対して効果的に選択することができる。
象と車両の予測される衝突の時点に対して効果的に選択することができる。
【0020】
本発明の好ましい展開のこれら及び他の特徴は,請求項の他にも詳細な説明と
図面から明らかにされ,その場合に個々の特徴は,それ自体単独でも,あるいは
下位の組合せの形式で複数でも,本発明の実施形態において,及び他の分野で実
現でき,かつそれ自体保護可能な実施形態を示すことができ,それについてここ
で保護が請求される。
図面から明らかにされ,その場合に個々の特徴は,それ自体単独でも,あるいは
下位の組合せの形式で複数でも,本発明の実施形態において,及び他の分野で実
現でき,かつそれ自体保護可能な実施形態を示すことができ,それについてここ
で保護が請求される。
【0021】
実施例の説明
図1には,バーチャルバリア4を有する車両3のフロント領域内のレーダセン
サ2の監視領域を略図で示しており,そのバーチャルバリアについては以下の図
を用いてさらに詳細に説明する。レーダセンサ2は,ここでは例としてのみ記載
されている監視領域1内の目標対象5と6を,その車両3に対する距離に関して
,そして特にまた車両3に対するその相対速度VrelあるいはV’relに関
しても検出して評価するために設けられている。
サ2の監視領域を略図で示しており,そのバーチャルバリアについては以下の図
を用いてさらに詳細に説明する。レーダセンサ2は,ここでは例としてのみ記載
されている監視領域1内の目標対象5と6を,その車両3に対する距離に関して
,そして特にまた車両3に対するその相対速度VrelあるいはV’relに関
しても検出して評価するために設けられている。
【0022】
監視領域1を評価するために提案された方法の本発明に基づく実施形態によれ
ば,矢印で示された方向に,適応的に制御可能なバーチャルバリア4が設定され
,そのバリアはレーダセンサ2から適当な距離を有し,かつそのバリア内で測定
すべき距離領域Xmessを検出することができる。ここでは,バーチャルバリ
ア4は,監視領域1の部分領域を示し,水平の開放角度βを有する唯一のレーダ
センサ2を用いるだけで実現することができる。
ば,矢印で示された方向に,適応的に制御可能なバーチャルバリア4が設定され
,そのバリアはレーダセンサ2から適当な距離を有し,かつそのバリア内で測定
すべき距離領域Xmessを検出することができる。ここでは,バーチャルバリ
ア4は,監視領域1の部分領域を示し,水平の開放角度βを有する唯一のレーダ
センサ2を用いるだけで実現することができる。
【0023】
図1に示す略図とは異なり,図2においては,複数のレーダセンサ2.1,2
.2,2.3及び2.4が車両3のフロント領域内と側方にも配置されている。
その場合に,特に目標対象6はレーダセンサ2.2によっては相対速度V’re l/b で,そしてレーダセンサ2.3によっては相対速度V’rel/aで検出
されることが認められる。従って車両3のフロントに対して,直交する相対速度
V’orthが得られる。
.2,2.3及び2.4が車両3のフロント領域内と側方にも配置されている。
その場合に,特に目標対象6はレーダセンサ2.2によっては相対速度V’re l/b で,そしてレーダセンサ2.3によっては相対速度V’rel/aで検出
されることが認められる。従って車両3のフロントに対して,直交する相対速度
V’orthが得られる。
【0024】
図3に示す略図を用いて監視領域1の側方の表示において,適応的に制御可能
なバーチャルバリア4は,それが所定の状況のためにレーダセンサ2に対して好
適な距離と好適な長さXmessを有するように調節できることが示されている
。例えば,ここでは,ΔXmess1内部の距離を測定するための,かなりの遠
方領域における高速のためのバーチャルバリア4.1と,ΔXmess2内部の
距離を測定するための,近傍領域における比較的低速のためのバーチャルバリア
4.2が示されている。
なバーチャルバリア4は,それが所定の状況のためにレーダセンサ2に対して好
適な距離と好適な長さXmessを有するように調節できることが示されている
。例えば,ここでは,ΔXmess1内部の距離を測定するための,かなりの遠
方領域における高速のためのバーチャルバリア4.1と,ΔXmess2内部の
距離を測定するための,近傍領域における比較的低速のためのバーチャルバリア
4.2が示されている。
【0025】
その場合にバーチャルバリア4.1又は4.2の空間的な寸法の決定と,距離
及び速度のための測定プロセスのシーケンスは,次の処理ステップにおいて行う
ことができる: a)監視領域1内で,まず目標対象(ここでは例えば壁10)が存在する場合
には,距離測定が実施される。目標対象についての値から,相対速度V’rel と必要に応じて各々の目標対象に対する車両3の加速度a’relが求められる
。 b)次に,測定値による信号処理,データ伝達及び車両内に該当する使用の制
御(例えばエアバッグ内の安全段階の切換え,ベルトテンショナーの作動など)
を実現するために必要な,タイムインターバルt0が決定される。その場合にタ
イムインターバルt0は,相対速度V’rel及び/又は加速度a’relの関
数として決定することもできる。 c)これまでに求めた値に基づいて,レーダセンサ2に対するバーチャルバリ
ア4.1又は4.2の最小必要な距離Xminを,次の式に従って求めることが
できる: Xmin=V’rel*t0+a’rel*t0 2/2 (1) レーダセンサ2に対するバーチャルバリア4.1又は4.2の距離X0は,こ
こでは,それがXminの値を下回らないように選択される。 d)目標対象10が接近した場合には,現在の目標距離がXmin+ΔXme ss の合計の値と比較される。目標10に対する現在の距離が,Xmin+ΔX mess よりも小さい場合には,測定時間tmessでバーチャルバリア4.1
あるいは4.2内部のドップラ周波数fdを測定することによって速度検出が行
われる。その後バーチャルバリア4.1あるいは4.2の長さΔXVBが,次の
式に基づく値に近似される: ΔXVB≒ΔXmess=V’rel*tmess+a’rel*tmess
2/2 (2) その場合に測定時間tmessは,相対速度V’rel及び/又は加速度a’ rel の関数とすることも可能である。 e)ドップラ周波数fdを用いての相対速度の決定は,公知の関係 fd=f0*2Vrel/(c−Vrel) (3) に基づいている。 その場合に: c=該当する媒体内の光速度 f0=発振器周波数及び Vrel=センサと目標対象との間の相対速度 そこから次の式に従って相対速度を計算することができる: Vrel=fd*c/(fd+2*f0) (4) f)特に,先行する計算において,Vrel≠V’rel(図1の目標対象5
と6を参照)であることが明らかにされた場合には,距離領域ΔXVB≒ΔXm ess 及びXminについてVrelに従って適応された値で,ステップc)か
らe)が繰り返される。従ってドップラ周波数fdの測定に基づく,相対速度の
ための第2の値Vrel2を得ることができ,その値が必要に応じて第1の測定
値Vrel1の代わりに使用される。相対速度についての2つの値から,その後
,必要に応じて加速度arelを計算することもできる。ステップa)からe)
をn回繰り返して,その後測定値Vrel1からVrelnを評価することによ
って,ここで方法を拡大することができる。 g)相対加速度arel又はa’relが測定された場合には,衝突の時点に
ついての速度Vcを Vc=Vrel+arel*tmess(5)又はVc=Vrel+a’re l *tmess(6) によって正確に計算することができる。他の場合には,ここでも Vc=Vrel が成立する。
及び速度のための測定プロセスのシーケンスは,次の処理ステップにおいて行う
ことができる: a)監視領域1内で,まず目標対象(ここでは例えば壁10)が存在する場合
には,距離測定が実施される。目標対象についての値から,相対速度V’rel と必要に応じて各々の目標対象に対する車両3の加速度a’relが求められる
。 b)次に,測定値による信号処理,データ伝達及び車両内に該当する使用の制
御(例えばエアバッグ内の安全段階の切換え,ベルトテンショナーの作動など)
を実現するために必要な,タイムインターバルt0が決定される。その場合にタ
イムインターバルt0は,相対速度V’rel及び/又は加速度a’relの関
数として決定することもできる。 c)これまでに求めた値に基づいて,レーダセンサ2に対するバーチャルバリ
ア4.1又は4.2の最小必要な距離Xminを,次の式に従って求めることが
できる: Xmin=V’rel*t0+a’rel*t0 2/2 (1) レーダセンサ2に対するバーチャルバリア4.1又は4.2の距離X0は,こ
こでは,それがXminの値を下回らないように選択される。 d)目標対象10が接近した場合には,現在の目標距離がXmin+ΔXme ss の合計の値と比較される。目標10に対する現在の距離が,Xmin+ΔX mess よりも小さい場合には,測定時間tmessでバーチャルバリア4.1
あるいは4.2内部のドップラ周波数fdを測定することによって速度検出が行
われる。その後バーチャルバリア4.1あるいは4.2の長さΔXVBが,次の
式に基づく値に近似される: ΔXVB≒ΔXmess=V’rel*tmess+a’rel*tmess
2/2 (2) その場合に測定時間tmessは,相対速度V’rel及び/又は加速度a’ rel の関数とすることも可能である。 e)ドップラ周波数fdを用いての相対速度の決定は,公知の関係 fd=f0*2Vrel/(c−Vrel) (3) に基づいている。 その場合に: c=該当する媒体内の光速度 f0=発振器周波数及び Vrel=センサと目標対象との間の相対速度 そこから次の式に従って相対速度を計算することができる: Vrel=fd*c/(fd+2*f0) (4) f)特に,先行する計算において,Vrel≠V’rel(図1の目標対象5
と6を参照)であることが明らかにされた場合には,距離領域ΔXVB≒ΔXm ess 及びXminについてVrelに従って適応された値で,ステップc)か
らe)が繰り返される。従ってドップラ周波数fdの測定に基づく,相対速度の
ための第2の値Vrel2を得ることができ,その値が必要に応じて第1の測定
値Vrel1の代わりに使用される。相対速度についての2つの値から,その後
,必要に応じて加速度arelを計算することもできる。ステップa)からe)
をn回繰り返して,その後測定値Vrel1からVrelnを評価することによ
って,ここで方法を拡大することができる。 g)相対加速度arel又はa’relが測定された場合には,衝突の時点に
ついての速度Vcを Vc=Vrel+arel*tmess(5)又はVc=Vrel+a’re l *tmess(6) によって正確に計算することができる。他の場合には,ここでも Vc=Vrel が成立する。
【0026】
処理ステップa)の代わりに,バーチャルバリア4.1あるいは4.2の周期
的な監視によっても,相対速度V’relと必要に応じてはa’relを求める
ことができ,その監視は,値 Xmin=V’relmax*t0+a’relmax*t0 2/2 (1.
1) 及び ΔXVB≒ΔXmess=V’relmax*tmess+a’relmax *tmess 2/2 (2.1) を有する次の関係(1)及び(2)を用いて行われる。
的な監視によっても,相対速度V’relと必要に応じてはa’relを求める
ことができ,その監視は,値 Xmin=V’relmax*t0+a’relmax*t0 2/2 (1.
1) 及び ΔXVB≒ΔXmess=V’relmax*tmess+a’relmax *tmess 2/2 (2.1) を有する次の関係(1)及び(2)を用いて行われる。
【0027】
その場合に値V’relmaxとa’relmaxは,最大値,即ち車両3と
目標対象10との間の相対速度と相対加速度のための,いわゆる測定領域終端値
である。目標対象10がこのバーチャルバリア内部で認識された場合には,点b
)からg)に従って測定方法がさらに遂行され,即ち新しく寸法決めされたバー
チャルバリア4.1又は4.2の内部でさらに測定が行われる。
目標対象10との間の相対速度と相対加速度のための,いわゆる測定領域終端値
である。目標対象10がこのバーチャルバリア内部で認識された場合には,点b
)からg)に従って測定方法がさらに遂行され,即ち新しく寸法決めされたバー
チャルバリア4.1又は4.2の内部でさらに測定が行われる。
【0028】
ΔXmessのための値を大きくした場合には,特に高い速度と少ない反射断
面を有する目標において,信号/ノイズ比が比較的大きい場合に,相対速度と加
速度のより正確な測定が実施可能である。しかし,できるだけ高い場所解像度を
得るためには,ΔXmessについてのできるだけ小さい値が必要である。従っ
てΔXmessのための値は,様々な,場合によっては対立もする要請からなる
妥協である。
面を有する目標において,信号/ノイズ比が比較的大きい場合に,相対速度と加
速度のより正確な測定が実施可能である。しかし,できるだけ高い場所解像度を
得るためには,ΔXmessについてのできるだけ小さい値が必要である。従っ
てΔXmessのための値は,様々な,場合によっては対立もする要請からなる
妥協である。
【0029】
上述した処理ステップを有する適応的な測定方法を実施することのできるレー
ダセンサ2を構築するための回路配置の実施例を,図4に示すブロック回路図を
用いて説明する。以下で説明する実施例はパルスレーダに基づいているが,本発
明に基づく方法は,FMCW−レーダによっても好適な方法で実施可能である。
ダセンサ2を構築するための回路配置の実施例を,図4に示すブロック回路図を
用いて説明する。以下で説明する実施例はパルスレーダに基づいているが,本発
明に基づく方法は,FMCW−レーダによっても好適な方法で実施可能である。
【0030】
一般に,パルスレーダにおいてはバーチャルバリア4,4.1又は4.2の長
さの変化は,例えば送信信号のパルス長さ又はバースト長さ及び/又は受信信号
との相互相関(ミキシング)に使用される基準信号のパルス長さの変化によって
行われる。それに対してバーチャルバリア4あるいは4.1又は4.2の位置は
,パルスレーダにおいては,送信信号に対する基準信号の時間的な増大により調
節可能である。
さの変化は,例えば送信信号のパルス長さ又はバースト長さ及び/又は受信信号
との相互相関(ミキシング)に使用される基準信号のパルス長さの変化によって
行われる。それに対してバーチャルバリア4あるいは4.1又は4.2の位置は
,パルスレーダにおいては,送信信号に対する基準信号の時間的な増大により調
節可能である。
【0031】
図4に示すブロック回路図においては,アンテナ22を有する,あるいはチャ
ネル21のための図示されていない第2のアンテナも有する2つの受信チャネル
20と21が設けられている。レーダ信号のためのキャリアパルスを供給するパ
ルスジェネレータ23が配置されており,そのレーダ信号はレーダ送信機24と
しての発振器によって生成される。
ネル21のための図示されていない第2のアンテナも有する2つの受信チャネル
20と21が設けられている。レーダ信号のためのキャリアパルスを供給するパ
ルスジェネレータ23が配置されており,そのレーダ信号はレーダ送信機24と
しての発振器によって生成される。
【0032】
第1の受信チャネル20のためのパス内に,パルス長さτsのための第1のパ
ルス長さ調節25が設けられており,レーダ送信機24から送信される信号にも
,そのパルス長さが供給される。このように調節された,パルス長さ調節25の
出力のパルス信号は,遅延26を介して目標対象5,6又は10の距離測定のた
めの基準信号として,第1の受信チャネル20のパルス入力27へ案内される。
従って第1の受信チャネル20内のパルス長さτsは,一定に調節され,かつレ
ーダ送信機24の信号のパルス長さに相当する。それによって信号/ノイズ比(
S/N)のための最大が得られ,それによりこの受信チャネル20は,高い場所
解像度を有する距離測定のために使用される。
ルス長さ調節25が設けられており,レーダ送信機24から送信される信号にも
,そのパルス長さが供給される。このように調節された,パルス長さ調節25の
出力のパルス信号は,遅延26を介して目標対象5,6又は10の距離測定のた
めの基準信号として,第1の受信チャネル20のパルス入力27へ案内される。
従って第1の受信チャネル20内のパルス長さτsは,一定に調節され,かつレ
ーダ送信機24の信号のパルス長さに相当する。それによって信号/ノイズ比(
S/N)のための最大が得られ,それによりこの受信チャネル20は,高い場所
解像度を有する距離測定のために使用される。
【0033】
パルスジェネレータ23の後方の第2のパス内においては,パルス長さτRの
ための連続的又は離散的に可変のパルス長さ調節28と,それに続いて遅延29
も設けられており,その場合にこのパルス信号はバーチャルバリア4,4.1又
は4.2の長さと位置の調節のための基準信号として,第2の受信チャネル21
のパルス入力30へ案内される。従って第2の受信チャネル21においては,パ
ルス長さ調節28によって基準信号のパルス長さτRが調節可能であって,それ
によってこのチャネル21は,適応的に変化可能なバーチャルバリア4,4.1
,4.2の内部で車両3と目標対象5,6又は10との間の相対速度を測定する
ためにも,使用される。
ための連続的又は離散的に可変のパルス長さ調節28と,それに続いて遅延29
も設けられており,その場合にこのパルス信号はバーチャルバリア4,4.1又
は4.2の長さと位置の調節のための基準信号として,第2の受信チャネル21
のパルス入力30へ案内される。従って第2の受信チャネル21においては,パ
ルス長さ調節28によって基準信号のパルス長さτRが調節可能であって,それ
によってこのチャネル21は,適応的に変化可能なバーチャルバリア4,4.1
,4.2の内部で車両3と目標対象5,6又は10との間の相対速度を測定する
ためにも,使用される。
【0034】
従って2つの受信チャネル20と21は,2つの受信チャネル20と21の入
力27と30における基準信号のそれぞれのパルスのための遅延の互いに独立し
た調節を可能にする。τRとτSのための異なる値は,第2の受信チャネル21
において信号/ノイズ比S/Nの減少をもたらし,それは特に近傍領域(図3に
示すバーチャルバリア4.2)における相対速度の測定にとっては許容される。
力27と30における基準信号のそれぞれのパルスのための遅延の互いに独立し
た調節を可能にする。τRとτSのための異なる値は,第2の受信チャネル21
において信号/ノイズ比S/Nの減少をもたらし,それは特に近傍領域(図3に
示すバーチャルバリア4.2)における相対速度の測定にとっては許容される。
【0035】
受信チャネル20と21内のパルスレーダ信号の復調は,ここでは,それ自体
見て従来技術から知られている,さらに処理するためにI/Qミキサー(=同相
平方ミキサー)のI−信号及びQ−信号を生成する,ミキサー技術によって行わ
れる。その場合に各受信チャネル20又は21は,両方の信号(IとQ)又は1
つの信号のみ(I又はQ)を受け取る。受信チャネル21内のミキサー内の相互
相関のためには,すでに説明したように,パルス長さτRが使用される。従って
バーチャルバリア4,4.1,4.2の長さΔXVBは,次のように計算される
: ΔXVB=(τR+τS)c/2 (7)
見て従来技術から知られている,さらに処理するためにI/Qミキサー(=同相
平方ミキサー)のI−信号及びQ−信号を生成する,ミキサー技術によって行わ
れる。その場合に各受信チャネル20又は21は,両方の信号(IとQ)又は1
つの信号のみ(I又はQ)を受け取る。受信チャネル21内のミキサー内の相互
相関のためには,すでに説明したように,パルス長さτRが使用される。従って
バーチャルバリア4,4.1,4.2の長さΔXVBは,次のように計算される
: ΔXVB=(τR+τS)c/2 (7)
【0036】
この長さΔXVBは,本発明によれば,第2の入力チャネル21の入力30の
基準信号のパルス長さτRを適当に変化させることによって,調節される。τS は一定であるので,第1の受信チャネル20内の測定は影響を受けない。
基準信号のパルス長さτRを適当に変化させることによって,調節される。τS は一定であるので,第1の受信チャネル20内の測定は影響を受けない。
【0037】
ここで説明した実施例は,特に受信チャネル又は受信レーンの数と共通又は別
々に使用される受信モジュールに関して,本発明に基づく機能をほとんど変更す
ることなしに,変更することができる。図示の実施例とは異なる,1つ又は複数
の受信チャネル内で距離と速度のシーケンシャルな評価とパラレルの評価を組み
合わせることも,同様に可能である。
々に使用される受信モジュールに関して,本発明に基づく機能をほとんど変更す
ることなしに,変更することができる。図示の実施例とは異なる,1つ又は複数
の受信チャネル内で距離と速度のシーケンシャルな評価とパラレルの評価を組み
合わせることも,同様に可能である。
図面
車両の周囲領域における対象を検出して評価するための本発明に基づく方法と
装置を,図面の実施例を用いて説明する。 その場合に:
装置を,図面の実施例を用いて説明する。 その場合に:
【図1】
図1は,目標対象を検出して評価するためのバーチャルバリアを有する車両の
フロント領域における,レーダセンサの監視領域の略図を示し,
フロント領域における,レーダセンサの監視領域の略図を示し,
【図2】
図2は,図1に対応するバーチャルバリアを有する車両に設けられた複数のレ
ーダセンサの監視領域の略図を示し,
ーダセンサの監視領域の略図を示し,
【図3】
図3は,上述した図に基づく監視領域の略図を側方の断面で示すものであり,
【図4】
図4は,バーチャルバリアの適応的な調節を実施することのできるパルスレー
ダセンサのブロック回路図である。
ダセンサのブロック回路図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 車両(3)の周囲領域内の対象を検出して評価する方法であ
って,その場合に −少なくとも1つのレーダセンサ(2)によって,監視領域(1)内の目標対
象(5,6;10)が検出されて,少なくとも1つの評価ユニットにおいて目標
対象(5,6;10)の距離及び/又は速度データが評価される,前記方法にお
いて, −車両(3)からの距離(X0)とその長さ(ΔXVB)において可変のバー
チャルバリア(4;4.1,4.2)の内部で,目標対象の速度の検出が行われ
る,ことを特徴とする車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法。 - 【請求項2】 パルスレーダセンサ(2)の送信信号を利用して,目標対象
(5,6;10)から反射された受信信号が,1つ又は複数の受信チャネル(2
0,21)内で,異なる場所解像度及びバーチャルバリア(4;4.1,4.2
)の距離(X0)と長さ(ΔXVB)に関して異なる寸法が達成されるように,
評価される,ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 −第1の受信チャネル(20)内では,受信信号は,目標対
象(5,6;10)の距離を検出するため,あるいはバーチャルバリア(4;4
.1,4.2)の距離(X0)を調節するために,送信信号に従って固定的に調
節されたパルス長さ(τS)を有する基準信号によって処理され,かつ −第2の受信チャネル(21)内では,受信信号は,バーチャルバリア(4;
4.1,4.2)の長さ(ΔXVB)を調節するため,あるいは可変の場所解像
度で,あるいは他の距離領域における目標対象(5,6;10)を検出するため
に,可変のパルス長さ(τR)を有する基準信号によって処理される, ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 次のステップが実施される: a)監視領域(1)内で,各々の目標対象(5,6;10)に対する車両(3
)の距離と相対速度(V’rel)及び場合によっては加速度(a’rel)の
検出が行われ, b)測定値処理,データ伝達及び該当する使用の制御のためのタイムインター
バル(t0)が設定され, c)レーダセンサ(2)に対するバーチャルバリア(4;4.1,4.2)の
必要な距離(Xmin)と測定領域(Xmess)の長さが求められ,その場合
にレーダセンサ(2)に対するバーチャルバリア(4;4.1,4.2)の距離
は,それが最小値(Xmin)を下回らないように,選択され, d)目標対象(5,6;10)の現在の目標距離が合計(Xmin+ΔXme ss )よりも小さい場合には,速度検出及び加速度検出(Vrel,V’rel ,arel,a’rel)は,測定時間(tmess)でバーチャルバリア(4
;4.1,4.2)の内部のドップラ周波数(fd)を測定することによって行
われる, ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 タイムインターバル(t0)は,相対速度(V’rel)及
び/又は加速度(a’rel)の関数として定められる,ことを特徴とする請求
項4に記載の方法。 - 【請求項6】 複数の距離領域及び速度領域を検出するために,バーチャル
バリア(4;4.1,4.2)の長さについて,及び最小距離(Xmin)につ
いてそれぞれ新しく計算された値によって,ステップc)及びd)が繰り返され
る,ことを特徴とする請求項4又は5に記載の方法。 - 【請求項7】 先行する計算において,目標対象(5)の速度(Vrel)
の第2の測定が,同じ目標対象の速度(V’rel)の第1の測定よりも小さい
ことが明らかになった場合には,距離領域(ΔXVB≒ΔXmess)について
及び最小の距離(Xmin)についてのより小さい値によって,請求項4に示す
ステップc)及びd)が繰り返される, ことを特徴とする請求項4,5又は6に記載の方法。 - 【請求項8】 目標対象(5,6;10)と車両(3)との間の相対加速度
(arel,a’rel)から,式 Vc=Vrel+arel*tmessあるいは Vc=vrel+a’rel*tmess に従って衝突の時点の速度(Vc)が計算される, ことを特徴とする請求項4,5,6又は7に記載の方法。 - 【請求項9】 次のステップが実施される: −監視領域内に存在する目標対象(5,6;10)の距離の測定が,1つ又は
複数の受信チャネル内で実施され, −使用のために重要な目標対象(5,6;10)が選択され, −選択された目標対象(5,6;10)の相対速度が,1つ又は複数の受信チ
ャネル内で,そのために使用される受信チャネル内での他の距離測定と同時に,
各々のバーチャルバリア(4;4.1,4.2)の内部のドップラ周波数の評価
によって実施される,ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項10】 請求項1から9のいずれか1項に記載の方法を実施する装
置において, パルスレーダセンサ(2)は,好ましくは距離を測定するための,第1の受信
チャネル(20),好ましくはバーチャルバリア(4;4.1,4.2)を調節
し,あるいは同様に距離を測定するための,他の受信チャネル(21)及びレー
ダ送信機(24)の信号のための変調されたキャリアパルスを生成するためのパ
ルスジェネレータ(23)並びに受信チャネル(20,21)内の復調を有する
,ことを特徴とする装置。 - 【請求項11】 −第1の受信チャネル(20)のために,パルス長さ(τ S )を調節する第1のパルス長さ調節(25)が設けられており,レーダ送信機
(24)の信号も前記パルス長さを供給され,かつ遅延(26)を介して,好ま
しくは距離測定のための,基準信号として,第1の受信チャネル(20)のパル
ス入力(27)へ案内され, −第2の受信チャネル(21)のために,パルス長さ(τR)のための連続的
又は離散的に可変の調節(28)及び遅延(29)が設けられており,その場合
にこのパルス信号は,好ましくは基準信号として,バーチャルバリア(4;4.
1,4.2)の長さと距離の調節のため,あるいは可変の場所解像度による距離
測定のために,第2のチャネル(21)のパルス入力(30)へ案内される,こ
とを特徴とする請求項10に記載の装置。 - 【請求項12】 各々の受信チャネル(20,21)内で送信信号と受信ア
ンテナ(22)から供給される信号を混合するためのミキサーは,I/Q−ミキ
サーである,ことを特徴とする請求項10又は11に記載の装置。 - 【請求項13】 請求項1から9のいずれか1項に記載の方法を実施する装
置において, レーダセンサ(2)は,1つ又は複数の受信チャネルを備えた,FMCW−レ
ーダを有している,ことを特徴とする装置。 - 【請求項14】 受信したレーダ信号の評価が,1つ又は複数の受信チャネ
ル内で,受信チャネル内の時間的にシーケンシャルな評価及び/又は時間的にパ
ラレルな評価の組合せによって実施される,ことを特徴とする請求項1から13
のいずれか1項に記載の方法又は装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19963006.2 | 1999-12-24 | ||
DE19963006A DE19963006A1 (de) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung von Objekten im Umgebungsbereich eines Fahrzeuges |
PCT/DE2000/004275 WO2001048512A1 (de) | 1999-12-24 | 2000-12-01 | Verfahren und vorrichtung zur erfassung und auswertung von objekten im umgebungsbereich eines fahrzeuges |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003518635A true JP2003518635A (ja) | 2003-06-10 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001549107A Pending JP2003518635A (ja) | 1999-12-24 | 2000-12-01 | 車両の周囲領域内の対象を検出して評価する方法と装置 |
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---|---|
US (1) | US6611759B2 (ja) |
EP (1) | EP1157287B1 (ja) |
JP (1) | JP2003518635A (ja) |
DE (2) | DE19963006A1 (ja) |
WO (1) | WO2001048512A1 (ja) |
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