KR20220110572A - 자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법 - Google Patents

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이고르 베토슈킨
마쿠스 슈테펜 라이어
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 자동차(10)용 레이더 센서(12)에서의 보정각(
Figure pct00031
1,
Figure pct00032
4) 추정 방법에 관한 것이며, 이러한 방법에서는 레이더 센서(12)에 의해 기록된 위치 데이터의 통계적 평가를 통하여, 레이더 센서의 오정렬을 고려한 보정각이 계산되고, 이러한 방법은, 레이더 센서(12)의 위치각 영역(W)은 복수의 섹터(S1 - S4)들로 분할되고, 위치 데이터의 통계적 평가는 다양한 섹터들에 대해 별도로 실행됨으로써, 각각의 섹터에 대해 고유의 보정각(
Figure pct00033
1,
Figure pct00034
4)이 얻어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법
본 발명은 자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법에 관한 것으로, 이러한 방법에서는 레이더 센서에 의해 기록된 위치 데이터의 통계적 평가를 통하여, 레이더 센서의 오정렬을 고려한 보정각이 계산된다.
자동차들에서는, 예를 들어 자동 간격 제어, 충돌 경고- 및 비상 제동 시스템 등과, 미래에는 완전 자율 주행을 가능하게 할 시스템들에 이르기까지의 다양한 보조 기능들을 위한 각도 분해 레이더 센서들이 사용된다.
이러한 유형의 대부분의 보조 시스템들에서는, 하나 이상의 레이더 센서가, 레이더 센서의 광축이 차량의 종축과 일치하도록 차량의 전방 부분에 장착되므로, 레이더 센서에 의해 각각의 대상물에 대해 측정된 위치각은 고유의 차량의 종축에 대한 관련 대상물의 각도 편차를 나타낸다.
몇몇 보조 기능들을 위해서는 위치 확인된 대상물들의 방위각뿐만 아니라 앙각도 요구되기 때문에, 레이더 센서는 또한, 레이더 센서의 광축이 수평으로 연장되고, 앙각에서의 각도 측정을 위한 기준으로서 사용될 수 있도록 정렬되어야 한다.
예를 들어 레이더 센서의 제조 공차에 의해서, 레이더 센서를 차량 내에 장착할 때의 장착 에러에 의해서, 또는 예를 들어 차량 작동 중의 주차 충돌과 같은 기계적 영향에 의해서도 레이더 센서의 광축이 부정확하게 정렬되는 경우에는, 모든 각도 측정들의 결과들이 레이더 센서의 오정렬 각도만큼 왜곡된다.
잘못된 각도 측정과 그에 상응하는 교통 상황의 잘못된 평가를 방지하기 위하여, 레이더 센서는 차량에 장착된 이후에 비교적 복잡하고 시간이 많이 걸리는 측정 절차에 의해 보정될 수 있으므로, 아마도 존재할 정렬 에러가 측정된 이후, 데이터의 평가 시에 산술적으로 보정될 수 있다.
차량의 작동 진행 중에도 정렬 에러들을 컨트롤 가능하게 하고, 경우에 따라서는 보정 가능하게 하는 방법도 공지되어 있다. 이러한 방법의 예시들은 DE 10 2006 045 165 A1호에 설명되어 있다.
일반적으로, 이러한 방법들은 레이더 센서에 의해 위치 확인된 대상물들에 대한 위치 데이터의 통계적 평가를 포함한다. 예를 들어, 자신의 차선 내에서 바로 전방에서 주행하는 차량의 방위각이 측정되는 경우, 센서의 올바른 정렬 시에 방위각의 시간 평균값은 대략 0°에 수렴해야 하는데, 이는 전방에서 주행하는 차량이 동일한 확률로 고유의 차량에 비하여 약간 우측을 향해 또는 약간 좌측을 향해 오프셋되기 때문이다.
정렬 에러를 측정하기 위한 또 다른 방법은, 고유의 차량이 횡방향 운동을 실행하지 않는 이상, 차량의 주행 중에 도로변의 위치 고정된 대상물들이 측방향 상대 위치를 변경하지 않는다는 개념을 기반으로 한다. 이러한 대상물의 방위각이 주행 중에 소정 기간에 걸쳐 추적되는 경우, 이러한 방위각은 주행 중 발생하는 시차 이동으로 인하여, 특징화된 시간 종속성을 갖는다. 정렬 에러가 존재하는 경우, 이러한 시간 종속성은 변경되고, 실제로 정지되어 있는 대상물의, 차량 횡방향으로의 겉보기 운동이 감지된다. 이러한 효과에 기초하여, 정렬 에러는 정량적으로 결정될 수 있다. 그러나, 이러한 결과는 측정 부정확성으로 인해 왜곡될 수 있다. 고유의 차량이 측정 시간 동안 약간의 횡방향 운동을 실행하는 경우에도, 고유의 차량의 횡방향 운동이 산술적으로 보상되지 않는다면 측정 에러가 발생할 수 있다. 그에 따라, 이러한 방법에서도 정확도의 향상을 위하여, 복수의 대상물들에 대한 데이터를 기록하고, 이후 정적 평균을 통해 정렬 에러를 결정하는 것이 일반적이다.
보조 기능들의 복잡성이 증가함에 따라, 각도 측정의 정확도에 대한 요건도 까다로워진다. 특히, 보조 기능의 "예측" 거동에 바탕하여 레이더 센서들이 주행 방향으로 전방을 향해 배향되는 경우에는, 고유의 차량 전방의 비교적 먼 거리에서도 교통 상황이 모니터링될 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 위치 확인된 대상물들의 측방향 위치들이 데카르트 좌표계에서는 대상물의 간격 및 방위각에 비례하므로, 방위각 측정 시의 에러들은 대상물이 더 멀리 떨어져있을수록 더 강한 영향을 미친다.
따라서, 본 발명의 과제는, 더 높은 정확도로 보정각을 추정 가능하게 하는, 도입부에 언급된 유형의 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 이러한 과제는 레이더 센서의 위치각 영역이 복수의 섹터들로 분할되고, 위치 데이터의 통계적 평가가 다양한 섹터들에 대해 별도로 실행됨으로써 달성되며, 이를 통해 각각의 섹터에 대해 고유의 보정각이 얻어진다.
본 발명에 따른 방법은, 각도 측정 시의 에러들이 센서의 오정렬을 통해 야기될 수 있을 뿐만 아니라, 레이더 빔의 빔 경로에 있어서의 편차들을 통해 그리고/또는 측정 신호들의 평가에 있어서의 에러를 통해 발생하는 시스템적 각도 에러들을 통해서도 야기될 수 있는 상황을 고려한다. 예를 들어, 레이더 센서가 소정의 제조 공차가 있는 집광 렌즈를 포함하거나, 예를 들어 차량의 범퍼 후방에 장착되어 있고, 이러한 범퍼의 형상에 의해 또는 경우에 따라서는 오염에 의해서도 프리즘에서와 유사한 레이더 빔의 편향이 야기되는 경우에는 이러한 시스템적 각도 에러들이 야기될 수 있다. 시스템적 각도 에러의 또 다른 가능한 원인은, 레이더 센서의 다양한 안테나 요소들을 통해 송수신되는 레이더 신호들에서의, 예를 들어 디지털 빔 성형에서의 전파 시간 에러이다.
레이더 센서의 오정렬을 통해 야기되는 에러와는 달리, 시스템적 각도 에러들은 일반적으로 각도 종속적이다. 즉, 각도 측정의 왜곡 정도는 위치 확인된 대상물의 각각의 위치각에 따른다.
그러나, 정렬 에러의 측정을 위한 종래의 방법에서는, 전체 위치각 영역에 걸쳐 분포된 대상물들의 데이터에 대한 평균화가 실행되므로, 각도 종속적인 시스템적 에러들이 통계적 평가 시에 희미해지고, 실질적으로 센서의 오정렬 각도에 상응하는 보정각을 통해 부정확하게 맵핑된다.
반면, 본 발명에 따른 방법에서는, 복수의 섹터들로의 위치각 영역의 분할을 통해, 그리고 별도의 섹션별 평가를 통해, 다양한 섹터들에 대해 얻어진 보정각들이 오정렬 각도만을 반영하는 것이 아니라, 관련 섹터 내부에 위치한 각도들에 대한 시스템적 에러도 반영하는 것이 달성된다. 이 경우에도 통계적 평균화가 여전히 발생하지만, 이러한 평균화는 개별 섹터에 대해서만 실행되므로, 결과는, 실제로는 이러한 센서 내부의 대물부에서 발생하는 시스템적 에러들을 더 높은 정확도로 반영한다.
이후, 보조 기능의 범주에서, 위치 확인된 대상물의 위치가 결정되어야 하는 경우, 각도 보정을 위해서는 대상물이 위치 확인된 섹터에 속하는 보정각이 각각 사용된다. 이러한 방식으로, 각도 측정의 에러가 더 높은 정확도로 보상될 수 있다.
이러한 방법은 방위각에서의 각도 측정 시에 뿐만 아니라, 앙각에서의 각도 측정 시에도 적용 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선예들은 종속 청구범위들에 제시된다.
시스템적 각도 에러를 각도의 함수로서 나타내는 함수는 일반적으로 일정하게 되므로, 본원의 방법은, 위치 확인된 대상물이 하나의 섹터의 이등분선 상에 정확히 위치하지 않는 경우에는 2개의 인접한 섹터들에 대한 각도 에러들 간의 보간이 실행됨으로써 개선될 수 있다.
섹터의 수가 많을수록 그리고 이에 따라 각각의 섹터에 의해 취해지는 각도 범위가 작을수록, 이러한 섹터들에 대해 결정된 각도 에러들은 실제 각도 에러와 더 정확하게 일치한다. 그러나, 다른 한편으로, 섹터들의 크기가 작아질수록 해당 센서 내에서 대상물의 위치를 확인할 확률도 낮아지므로, 통계적 분석을 위한 데이터를 충분히 수집하기 위하여 더 오래 시간이 요구된다.
소정의 제약으로서, 본 발명에 따른 방법은 시스템적 각도 에러를 각도의 함수로서 정량적으로 결정하는 것도 가능하게 한다. 적어도 각도 에러의 변화는 고정 기준값에 대해 측정될 수 있다. 그러나, 각도 에러가, 방위각과는 무관하게 모든 위치 확인된 대상물들에 대해 동일한 일정한 구성 요소를 포함하는 경우, 이러한 구성 요소는 각도 측정의 왜곡과 관련하여 센서의 정렬 에러와 동일한 효과를 가지므로, 이러한 2개의 에러 소스들 간의 구분이 실행될 수 없다. 그러나, 그 어떤 고정 기준값으로부터의 각도 에러의 편차가 고려되는 경우, 다양한 섹터들 내에서의 각도 종속적인 시스템적 에러들이 서로 비교될 수 있다.
반드시 인접할 필요는 없는 2개의 주어진 섹터들에 대해 또는 3개 이상의 섹터들의 그룹에 대해서도, 이러한 섹터들 내에서의 시스템적 각도 에러들이 동일한지 여부가 이와 같이 확인될 수 있다. 만약 그러한 경우, 섹터들은 더 큰 각도 범위로 결합될 수 있으며, 이 경우, 통계적 평가는 이러한 더 큰 각도 범위에 대해 실행될 수 있다. 이로 인하여, 대상물이 이러한 더 큰 각도 범위에서 위치 확인될 확률이 상승하고, 의미있는 통계적 분석을 위해 위치 데이터들의 충분한 규모의 임의 추출 검사를 기록하는데 필요한 측정 기간이 단축된다.
하기에는, 실시예들이 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 레이더 센서의 위치각 영역의 다이어그램과 함께 도시된, 정렬 에러를 갖는 레이더 센서를 구비한 자동차의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법이 실행 가능하도록 하는 레이더 센서의 블록 회로도이다.
도 3 및 도 4는 레이더 센서의 정렬 에러의 측정 방법을 설명하기 위한 다이어그램들이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 1에는, 주행 방향으로 전방을 향해 배향되는 레이더 센서(12)를 포함하는 자동차(10)가 평면도로 도시되어 있다.
축(A)은 주행 방향으로 연장된, 차량(10)의 중심 종축을 나타낸다. 도시된 예시에서, 레이더 센서(12)는 정확하게 축(A)과 함께 정렬되지 않고 소정의 정렬 에러를 포함하며, 즉 레이더 센서의 광축(B)이 축(A)과 각도(
Figure pct00001
)를 형성하며, 이러한 각도는 레이더 센서의 정렬 에러를 나타낸다.
레이더 센서(12)는, 여기서는 광축(B)에 대해 대칭인 부채꼴로서 도시된 위치각 영역(W)을 갖는다.
또한, 주행 방향으로 배향된 축(x) 및 차량의 횡방향으로 배향된 축(y)을 갖는 데카르트 좌표계가 도시된다. 지점(P)은 레이더 센서(12)에 의해 위치 확인된 대상물의, 이러한 데카르트 좌표계에서의 실제 위치를 나타낸다.
축(AP)은 레이더 센서(12)를 지점(P)과 연결한다. 축(A)과 축(AP) 사이의 각도는 지점(P)에서의 대상물의 실제 방위각이다.
그러나, 정렬 에러로 인하여, 레이더 센서(12)는 축(AP)에 대해 각도(
Figure pct00002
)만큼 회전된 축(AP') 상의 지점(P')에서 대상물을 "본다".
축(AQ) 상의 지점(Q)은, 레이더 센서(12)에 의해 위치 확인된 추가 대상물의 실제 위치를 나타낸다. 정렬 에러로 인하여, 레이더 센서(12)는 마찬가지로, 축(AQ)에 대해 각도(
Figure pct00003
)만큼 회전된 축(AQ') 상의 겉보기 지점(Q')에서 이러한 대상물을 본다.
도시된 예시에서는, 레이더 센서(12)가 그 밖에, 실제로는 지점(P)에 위치하는 대상물이 축(AP") 상의 위치(P")에서 위치 확인되도록 유도하는 시스템적 각도 에러도 갖는 것으로 가정된다.
실제로는 지점(Q)에 위치하는 대상물에서, 각도 에러는 이러한 대상물이 축(AQ") 상의 지점(Q")에서 위치 확인되는 효과를 갖는다.
위치 확인된 모든 대상물들이 어떠한 방위각으로 위치 확인되는지와는 무관하게 이러한 대상물들에 대해 동일한 각도(
Figure pct00004
)로 나타나는 정렬 에러와는 달리, 시스템적 각도 에러는 각도 종속적이다. 도 1에서 지점(P)에서의 대상물에 대한 각도 에러는 축(AP')과 축(AP") 사이의 각도를 통해 주어지고, 지점(Q)에서의 대상물에 대해서는 시스템적 각도 에러가 축(AQ')과 축(AQ") 사이의 각도를 통해 주어진다. 이러한 각도 에러들이 서로 상이한 것을 알 수 있다.
추후에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 크기에 있어서 각도(
Figure pct00005
)와 동일하고 정렬 에러를 보정하는 보정각이 계산될 수 있도록 하지만, 각도에 따른 시스템적 각도 에러가 존재하지 않는다고 가정하는 방법들이 공지되어 있다. 이러한 보정이 도 1에 따른 레이더 센서(12)에서 실행된다면, 각도(
Figure pct00006
)와 정확히 일치하지는 않는 보정각이 얻어질 것이다. 위치각 영역(W)에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포된 매우 많은 대상물들에 대한 평균이 구해지는 경우, 시스템적 각도 에러의 평균값과, (정렬 에러에 상응하는) 각도(
Figure pct00007
)로 구성된 보정각이 얻어질 것이다. 시스템적 각도 에러의 평균값이 0°라고 가정될지라도, 보정 시에는 지점(P)과 지점(P') 사이, 그리고 지점(Q)과 지점(Q') 사이의 차이만 제거되고, 각도 종속적인 시스템적 각도 에러에 의한 지점(P')과 지점(P") 사이, 그리고 지점(Q')과 지점(Q") 사이의 편차는 그대로 유지될 것이다.
보정의 정확도를 개선하기 위하여, 도 1에서 위치각 영역(W)은, 도시된 예시에서 모두 동일한 크기를 갖는 복수의(도시된 예시에서는 4개의) 섹터(S1, S2, S3 및 S4)들로 분할되었다. 정렬 에러는 이러한 섹터들 각각에 대해 별도로 결정된다. 즉, 위치 데이터의 통계적 평가를 통하여 섹터들 중 하나의 섹터에 대한 정렬 에러를 결정하기 위해, 이러한 섹터 내부에서 위치 확인된 대상물들의 데이터만 고려된다. 이러한 방식으로, 각각의 섹터에 대하여, 축(A)에 비해 보정각만큼 회전된 가상 광축이 얻어진다. 도 1에는 섹터(S1 및 S4)들에 대한 가상 축(B1 및 B4)들과, 관련 보정각(
Figure pct00008
1 및
Figure pct00009
4)들이 도시된다. 축(B1 및 B4)들이 레이더 센서(12)의 실제 오정렬을 나타내는 것이 아니라, 관련 섹터에 적용되는 각도 에러의 고려 하에 겉보기 오정렬을 나타낸다는 의미에서, 이러한 축들은 가상 광축들이다.
이러한 방식으로, 각각의 섹터에 대한 통계 데이터가 충분히 수집된 소정의 측정 시간 이후에 각각의 섹터에 대한 보정각(
Figure pct00010
1 -
Figure pct00011
4)들이 결정되었고, 레이더 센서(12)가 보조 기능을 위한 데이터를 제공하는 경우, 각각의 위치 확인된 대상물에 대하여 방위각은 대상물이 위치 확인된 섹터(S1 - S4)에 적용되는 보정각만큼 보정된다.
도시된 예시에서, 위치(Q")에 있는 대상물에 대한 위치각을 나타내는 축(AQ")은 대략 섹터(S4)의 중간에 위치한다. 이러한 경우, 정렬 에러 및 각도 에러의 보정을 위한 관련 보정각(
Figure pct00012
4)이 직접적으로 사용될 것이다. 반면, 위치(P)에 있는 대상물에서, 축(AP")은 섹터(S1)의 가장 자리에 더 가까이 위치한다. 각도 에러와, 이에 따라 보정각이 전체 위치각 영역(W)에 걸쳐 일정하게 변화한다는 타당한 가정에 기초하여, 이러한 경우에는 보정각(
Figure pct00013
1)이 직접적으로 사용되지 않고, 섹터(S2)에 대하여
Figure pct00014
1와, 상응하는 보정각 간의 보간을 통해 얻어지는 보정각이 사용될 것이다.
도 2에는, 상술한 방법이 실행 가능하도록 하는 레이더 센서(12)의 필수 구성 요소들이 블록 회로도로서 도시되어 있다. 각각의 측정 사이클에서, 관련 사전 평가 유닛을 구비한 송수신 유닛(16)은 각각의 위치 확인된 대상물에 대하여 간격(d)과, 대상물의 (여기서는 관련이 없으므로 도시되지 않는) 상대 속도와, 그리고 정렬 에러 및 각도 에러를 통해 왜곡되었을 수도 있는 방위각(
Figure pct00015
)을 제공한다. 간격(d)과 방위각(
Figure pct00016
)은 극좌표 내의 위치 확인된 대상물의 추정 위치를 나타낸다. 변환 유닛(18)은 극좌표를 데카르트 좌표로 변환하여, 특히 각각의 대상물에 대하여, 축(A)에 대한 대상물의 횡방향 편차를 나타내는 좌표(y)를 제공한다.
추정 모듈(20)에서는, 위치각 영역의 각각의 섹터(S1 - S4)에 대한 보정각(
Figure pct00017
)들이 결정된다. 이 경우, 보정각이 결정되는 섹션 내에서 위치 확인된 대상물들의 위치 데이터만이 각각 고려된다.
이후, 보정 모듈(22)은 측정된 방위각(
Figure pct00018
)을, 경우에 따라서는 2개의 보정각들 간의 보간에 의하여 각각의 보정각(
Figure pct00019
)만큼 보정하고, 각각의 대상물에 대하여 더 큰 정확도로 실제 위치(P 또는 Q)를 나타내는 보정된 데카르트 좌표(x*, y*)를 제공한다.
레이더 센서의 상술한 구성 요소들의 기능들은 제어 유닛(24)에 의해 제어된다.
도 3 및 도 4에 의해서는, 이제 보정각(
Figure pct00020
)이 추정될 수 있도록 하는 방법에 대한 예시들이 도시될 것이다.
도 3에는, 레이더 센서(12)가 장착된 차량(10)이, 자신의 차선 내에서 바로 전방에서 주행하는 다른 차량(26)을 추적하는 교통 상황이 도시되어 있다. 레이더 센서(12)는 각도(
Figure pct00021
)를 통해 나타나는 정렬 에러를 갖는다. 도시된 예시에서와 같이 차량(26)의 실제 위치가 정확히 축(A) 상에 위치하는 경우, 레이더 센서(12)는 크기에 있어서 각도(
Figure pct00022
)와 일치하는 방위각을 측정한다.
도 4는 약간 더 이후 시점에서의 상황을 보여준다. 차량(26)은 코스를 정확히 유지하지 않았으며, 이제 축(A)의 약간 좌측에 위치한다. 차량(26)이 더 오랜 기간에 걸쳐 추적되고, 방위각의 측정이 각각의 측정 사이클로 반복되는 경우, 측정된 방위각들은 값(
Figure pct00023
) 주변에 균일하게 분산되므로, 차량(26)은 무작위로 한번은 약간 우측을 향해, 그리고 이후 다시 약간 좌측으로 축(A)으로부터 벗어난다. 측정된 방위각으로부터 이동 평균값이 구해지는 경우, 이러한 이동 평균값은 시간 진행에 따라, 레이더 센서의 0° 방향에 대한 각도(
Figure pct00024
) 및 필요한 경우에는 시스템적 각도 에러로 구성되는 원하는 보정각을 높은 정확도로 나타내는 한계값으로 수렴된다. 측정 시간이 더 길고, 그에 상응하게 통계적 기초가 더 클수록, 얻어진 한계값은 "올바른" 보정각을 더욱 정확하게 맵핑하게 된다.
축(A)으로부터 더 멀리 떨어져 있는 위치각 영역(W)의 섹터들, 예를 들어 도 1의 섹터(S1 및 S4)들에는, 마찬가지로 도 3 및 도 4에 의해 설명될 다른 방법이 적합하다.
도 3에서, 레이더 센서(12)는 이러한 섹터들 중 하나의 섹터 내에서, 도로 가장 자리에 위치하고, 도 3에서 고유의 차량(10)에 대해 비교적 큰 간격을 갖는 정지 대상물(28)의 위치를 확인한다. 도 4에서는 차량(10 및 26)들이 추가로 이동하였으므로, 대상물(28)의 (x 방향으로의) 간격이 상당히 감소하였다.
특히, 변환 유닛(18)(도 2)은 대상물(28)의 y 좌표를 계산한다. 고유의 차량(10)이 일정하게 축(A) 상에 유지되는 경우, 이러한 좌표(y)는 시간 진행에 따라 변화하지 않는데, 이는 대상물(28)이 정지해 있기 때문이다(센서에 대한 정지 대상물들의 반경 방향 속도에 반대 코사인 각도를 곱한 값이 고유의 차량의 주행 속도와 동일하다는 사실에서 정지 대상물이 인식될 수 있다). 그러나, 정렬 에러로 인하여 변환 모듈(18)은 대상물(28)의 실제 y 좌표를 계산하지 않고, 레이더 센서의 광축(B)에 대한 겉보기 y 좌표를 계산한다. 이러한 겉보기 y 좌표는 도 3에 비해 도 4에서 상당히 증가하였다. 겉보기 y 좌표의 이러한 증가가, 고유의 차량(10)에 의해 진행되는 경로에 대해 표시되는 경우, (경우에 따라서는 고유의 차량의 고유 운동에 대한 보정 이후에) 정확히 각도(
Figure pct00025
) 또는 기계적 정렬 에러에 관련 섹터에 대한 각도 에러를 가산한 값에 상응하는 기울기를 갖는 직선이 얻어진다. 이러한 방식으로, 개별 정지 대상물(28)에 의해서도 보정각에 대한 추정값이 얻어질 수 있다. 그러나, 이러한 추정값은 여전히 정적 측정 에러를 갖게 된다. 연속적으로 위치 확인된 복수의 정지 대상물들의 통계적 평가를 통해, 통계적 에러가 감소되고, 이에 따라 정확도가 개선될 수 있다.
또한 도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 레이더 센서에 의해 측정된 대상물(28)의 방위각은 차량(10)이 대상물에 점진적으로 접근함에 따라 증가한다. 실제로는, 측정된 방위각이 그에 따라 위치각 영역의 복수의 섹터(S2, S1)들을 포괄할 것이므로, 단 하나의 대상물에 의하여 다양한 섹터들에 대한 별도의 평가들이 실행될 수 있으며, 그에 상응하게 관련 섹터들 내의 상이한 각도 에러들로 인해 서로 상이한 복수의 보정각들이 얻어진다.
이제, 본 발명에 따른 방법에서의 가능한 방법 시퀀스가, 도 5에 도시된 흐름도에 의해 설명될 것이다. 이러한 방법은 예를 들어 레이더 센서의 제어 유닛(24) 내에서 구현된다.
단계(ST1)에서, 위치각 영역(W)은 섹터들로, 예를 들어 도 1에 따른 4개의 섹터(S1 - S4)들로, 또는 선택적으로는 더 많은 수의 섹터들로 분할된다.
단계(ST2)에서는, 단계(ST1)에서 결정된 섹터들에 대한 레이더 센서(12)의 시스템적 각도 에러들이 이미 알려져 있는지 여부가 검사된다. 만약 그러한 경우, 단계(ST3)에서는, 동일한 각도 에러를 갖는 섹터들이 단 하나의 (연관되어 있지않을 수도 있는) 섹터로 각각 결합된다.
각도 에러들이 아직 알려져 있지 않은 경우[단계(ST2)에서 "아니오"], 단계(ST3)는 건너 뛰어진다.
단계(ST4)에서, 위치 확인된 대상물들의 위치 데이터는 섹터들에 따라 별도로 기록된다.
단계(ST5)에서는, 각각의 섹터 내의, 단계(ST4)에서 위치 데이터가 기록된 대상물의 수가 이미 소정의 최소값에 도달함으로써, 통계적 평가를 위한 임의 추출 검사가 충분한 규모를 갖는지 여부가 검사된다. 만약 그렇지 않은 경우(아니오), 단계(ST4)로의 복귀가 실행되고, 데이터 기록이 재개된다.
모든 섹터들 내에서 충분한 임의 추출 검사 규모가 달성되는 경우, 단계(ST6)에서 정렬 에러는, 예를 들어 도 3 및 도 4에 의해 설명된 방법들 중 하나의 방법에 의하여 섹터별로 추정된다.
단계(ST7)에서는, 단계(ST6)에서 얻어진 보정각에 대한 평균화가 실행되는데, 자세히 말하면 개별 섹터들 내의 임의 추출 검사 규모에 따라 가중이 실행된다. 결과적으로, 이는 전체 위치각 영역(W)에 대한 평균 보정각의 결정으로 귀결된다. 이러한 평균 보정각은 한편으로는 레이더 센서(12)의 기계적 정렬 에러를 포함하고, 다른 한편으로는 시스템적 각도 에러의, 각도 종속적인 일정한 성분을 포함한다.
단계(ST8)에서는, 단계(ST6)에서 얻어진 보정각으로부터 단계(ST7)에서 얻어진 평균 보정각이 감산됨으로써, 각각의 개별 섹터에 대한 각도 에러가 계산된다.
단계(ST9)에서는, 단계(ST6)에서 얻어진 보정각들이, 동일한 섹터들에 대한 각각 사전에 저장된 보정각들과 비교되고, 보정각이 모든 섹터들 내에서 안정적인지 여부, 즉 최근에 동일한 섹터에 대해 얻어진 보정각들 간 편차들이, 사전 결정된 허용 구간 이내에 있는지 여부가 검사된다. 만약 그렇지 않은 경우, 단계(ST10)에서는 동일한 각도 에러를 갖는 모든 섹터들이 다시 한번 결합된다. 이러한 단계는 단계(ST3)의 반복이지만, 이제 단계(ST8)에서야 얻어지거나 경우에 따라서는 업데이트되는 각도 에러의 고려 하에 실행된다.
단계(ST11)에서는, 각각의 섹터에 대한 최소 임의 추출 검사 규모가 증가되고, 단계(ST12)에서는 각각의 섹터에 대한 위치 데이터가 새로이 기록된다.
단계(ST13)에서는, (더 큰) 최소 임의 추출 검사 규모 또는 수렴이 달성되었는지 여부가 검사된다. 만약 아직 그렇지 않은 경우(아니오), 단계(ST12)에서의 위치 데이터의 기록은 재개되고, 단계(ST12 및 ST13)들은 최소 임의 추출 검사 규모가 달성될 때까지 반복된다. 만약 그러한 경우, 단계(ST6)로의 복귀가 실행되고, 단계(ST6 내지 ST13)들을 갖는 루프는 보정각이 모든 섹터들 내에서 안정적이다는 것이 단계(ST9)에서 확인될 때까지 주기적으로 반복된다. 이러한 단계(ST9)에서는 루프(ST6 내지 ST13)들의 다양한 반복에서 얻어진 보정각들이 서로 비교된다는 것이 자명하다. 보정각의 시퀀스가 충분히 안정적인 경우(예), 이러한 방법은 단계(ST14)에 의해 종료된다.
단계(ST3 및 ST10)들에서의 섹터들의 결합을 통해서는, 주어진 시간 구간 이내에 섹터당 더 많은 대상물들이 위치 확인될 수 있음으로써, 이러한 방법이 더욱 신속하게 수렴되거나, 이러한 방식으로 확대된 섹터들 내에서 통계적 변동들이 더욱 억제되는 것이 달성된다.
선택적으로, 단계(ST9)에서는, 보정각들이 아직 모든 섹터들 내에서 안정적이지는 않은 경우, 보정각들이 적어도 2개 이상의 섹터들에 대해 소정 크기의 수렴을 나타내는지 여부가 추가적으로 검사될 수 있다. 만약 그렇지 않은 경우, 단계(ST10)는 건너 뛰어지고, 루프(ST11 - ST6 - ST9) 내에서는 추가 데이터만 수집된다. 동일한 각도 에러를 갖는 섹터들의 결합은, 각도 에러들이 충분한 크기의 안정성과 신뢰성을 갖는 섹터들에 대해서만 실행된다.
본원에 설명된 방법은, 정렬 에러 및 시스템적 각도 에러와 관련하여 레이더 센서의 보정을 컨트롤하기 위해 자동차(10)의 유효 수명 동안 소정의 시간 구간들에서 반복될 수 있다. 레이더 센서가 보조 기능들을 위한 데이터를 제공하는 동안, 상기 방법을 지속적으로 백그라운드에서 실행하는 것도 가능하다.
마찬가지로, 상기 방법이 다양하게 반복될 때, 단계(ST1)에서 위치각 영역이 섹터들로 분할되는 것을 변경하는 것도 가능하다. 예를 들어, 각도 종속적인 각도 에러를 비교적 대략적으로 감지하더라도 정적으로 의미있는 결과들을 가능한 신속하게 얻기 위하여 비교적 적은 수의 섹터로 시작된 다음, 제2 단계에서는 시스템적 에러들의 각도 종속성을 나타내는 곡선을 더 높은 분해능에 의해 결정하기 위하여 더 많은 수의 섹터로 작동될 수 있다. 위치 데이터가 다양한 프로그램 실행부들 내에 저장되어 있는 경우, 더 많은 수의 섹터를 갖는 프로그램 실행부에서는, 신규 섹터들로의 분할이 추후에 실행됨으로써, (더 적은 수의 섹터를 갖는) 이전의 프로그램 실행부의 위치 데이터가 재사용되기도 함으로써 데이터 베이스가 확장될 수 있다.

Claims (4)

  1. 자동차(10)용 레이더 센서(12)에서의 보정각(
    Figure pct00026
    1,
    Figure pct00027
    4) 추정 방법으로서, 레이더 센서(12)에 의해 기록된 위치 데이터의 통계적 평가를 통하여, 레이더 센서의 오정렬을 고려한 보정각이 계산되는 상기 방법에 있어서,
    레이더 센서(12)의 위치각 영역(W)은 복수의 섹터(S1 - S4)들로 분할되고, 위치 데이터의 통계적 평가는 다양한 섹터들에 대해 별도로 실행됨으로써, 각각의 섹터에 대해 고유의 보정각(
    Figure pct00028
    1,
    Figure pct00029
    4)이 얻어지는 것을 특징으로 하는, 자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 대상물의 위치각 데이터의 보정을 위해서는, 개별 섹터(S1 - S4)들에 대해 얻어진 보정각들 간의 보간을 통해 얻어지는 보정각이 사용되는, 자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 섹터(S1 - S4)에 대하여 레이더 센서(12)의 시스템적 각도 에러의 각도 종속적 성분이 저장되고; 저장된 각도 종속적 성분이 2개 이상의 섹터들에 대해 동일할 때, 섹터들로의 분할은 값이 동일한 섹터들이 하나의 더 큰 섹터로 결합되는 방식으로 변화되는; 자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 시스템적 각도 에러의 각도 종속적 성분은 상기 방법의 진행에 따라 계산된 보정각(
    Figure pct00030
    )에 의해 결정되는, 자동차용 레이더 센서에서의 보정각 추정 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021196254A (ja) * 2020-06-12 2021-12-27 株式会社アイシン 物体検出装置
KR20220108544A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 주식회사 에이치엘클레무브 레이더 제어 장치 및 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4929952A (en) * 1984-06-11 1990-05-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Search-radar azimuth correction
JP3146809B2 (ja) * 1993-10-22 2001-03-19 日産自動車株式会社 車両用環境認識装置
JP2001166051A (ja) 1999-12-10 2001-06-22 Fujitsu Ten Ltd 車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置
WO2007015288A1 (ja) 2005-08-01 2007-02-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 軸ずれ量推定方法及び軸ずれ量推定装置
DE102006045165B4 (de) 2006-09-25 2020-01-23 Robert Bosch Gmbh Fahrerassistenzsystem mit winkelauflösendem Ortungssensor
JP2008261887A (ja) 2008-08-04 2008-10-30 Fujitsu Ten Ltd 車両用レーダ装置の軸ずれ検出装置および方法
JP5949451B2 (ja) 2012-10-30 2016-07-06 株式会社デンソー 軸ずれ判定装置
DE102013203574A1 (de) * 2013-03-01 2014-09-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zur Kompensation von Winkelmessfehlern
DE102014223461A1 (de) 2014-11-18 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Dejustagewinkeln eines Radarsystems

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