WO2001011385A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines höhenwinkelfehlers eines mehrstrahligen radar-sensors - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines höhenwinkelfehlers eines mehrstrahligen radar-sensors Download PDF

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Klaus-Peter Wagner
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Herbert Olbrich
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Definitions

  • the invention is based on a method for determining an elevation angle error in a multi-beam radar sensor according to the preamble of claim 1 or on a radar sensor according to the preamble of claim 9.
  • Multi-beam radar systems or sensors for determining a side or elevation angle in relation to a detected target are already known several times.
  • DE 197 48 604 AI describes a method for determining a side and / or an elevation angle, in which at least two echo signals of the radar target are recorded. The amplitude of each echo or receive beam is standardized and compared with normalized values of an antenna diagram, which were previously determined and stored for the horizontal base plane formed by the radar system. The comparison results from at least two reception beams become angle-dependent
  • the evaluation size is linked and the angle at which a minimum or maximum criterion is met is determined.
  • the phase position of the most agile two recorded echo signals is also evaluated to determine the angle. This method works satisfactorily as long as the target, which is ideally assumed to be punctiform, lies in the zero degree plane of the basic plane spanned by the radar sensor. If elevation angles occur between the plane of the radar sensor and the target, there is an error in the evaluation of the amplitude relationships between the transmit and echo signal, which increases the greater the elevation angle.
  • the reference antenna diagrams are symmetrical with respect to their vertical axis, memory space can advantageously be saved if only the values for one symmetry half of a sectional plane are saved. For example, it is sufficient to save only the values with a positive angle of a section plane together with the direction, because for negative angles the values - apart from the direction - are identical.
  • the values for the antenna diagrams are normalized and thus dependent on the absolute signal amplitude.
  • the received signal amplitudes of the Radar beams are also standardized.
  • standardized amplitude values and standardized antenna diagram values are compared and a quality value is applied. The greatest probability can be determined from the large number of values determined for the elevation angle. The optimal lateral angle determined for this can then be output as a result.
  • the radar sensor when used in a motor vehicle, the movements of the vehicle while driving are easily recognized and, for example, distance measurements to a vehicle in front can be carried out with greater accuracy and reliability.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a radar sensor
  • FIG. 2 shows a detected target with a corresponding elevation angle
  • FIG. 3 shows a diagram with lateral sectional planes
  • FIG. 4 shows the Intensity distributions of the echo signals of several sectional planes
  • FIG. 5 shows a flow chart.
  • FIG. 1 shows in schematic form a block diagram of a radar sensor with a controller 10, with which radar beams are emitted via transceiver antennas 11, 12, 13, which are reflected by a target 4. The reflected echo signals are in turn picked up by the transmit / receive antennas 11, 12, 13 and evaluated in the controller 10.
  • the controller 10 is connected to a memory 14 in which suitable values (for example normalized amplitude, phase values, etc.) of antenna diagrams are stored for a plurality of laterally arranged cutting planes 1. The stored values are used as reference values for the echo signals received by the antennas 11, 12, 13.
  • the controller is connected to an angle output 15 in which an elevation angle is output, for example in the form of an optical display or an electrical signal. When comparing with the base plane, the elevation angle can be output as a misalignment or error angle.
  • the radar sensor with its individual components is known per se, for example from DE 197 48 604 AI and therefore does not need to be explained in more detail. The functioning of the arrangement according to the invention will be discussed later.
  • FIG. 2 shows a diagram of the formation of the height angle ⁇ , which is formed between the radar sensor 3 and a (preferably punctiform) target 4 assumed in several sectional planes 0, 1, 2, 3 with respect to the base plane 0.
  • a height angle ⁇ 1 to the target 4 is formed on the first section plane.
  • the assumed target 4 on the second cutting plane forms the height angle ⁇ 2, while the target 4 on the third cutting plane forms the height angle ⁇ 3 etc. Negative angles are formed accordingly, they have not been shown for reasons of clarity.
  • FIG. 3 shows a diagram with lateral sectional planes 0 to 4 or 0 to -4, which are arranged around the basic plane (0 degrees) for reasons of symmetry. If, for example, the individual lateral sectional planes 1 are arranged at equidistant distance a, then the positive distribution of the lateral sectional planes 1 results in the same intensity distribution for the intensity I of the individual beams as on the negative sectional planes -1 to -4.
  • a side angle can also be calculated from the three antenna diagrams 2.
  • the individual distributions of the intensity in the positive and negative half of the cut are identical because of the symmetry of the antenna diagrams 2.
  • this can be the signal of the road clutter for the negative half-plane.
  • the choice of the distance a of the lateral sectional plane 1 can be determined as desired.
  • an angular range of ⁇ 2 ° would be recorded.
  • the intensity I of the three antenna diagrams 2 for the section plane 1 or section plane 4 is stored as a function of the height angle ⁇ .
  • the intensity curves I shown correspond to the first index number of the corresponding antenna of the multi-beam radar sensor and the second index number to the corresponding plane as a function of the height angle ⁇ .
  • the intensity z. B. the amplitude in the first level is much larger than in the dashed curve of the fourth level.
  • Corresponding values for an antenna diagram have now been stored in the memory 15 for each level.
  • the values for the corresponding antenna diagram 2 can be stored in different ways.
  • the individual measured values can be stored directly or alternatively standardized and / or stored for different cutting planes in the form of corresponding parameters, for example as a coefficient set of a polynomial.
  • an amplitude-independent normalization of the antenna diagrams is selected in position 21, for example in the form of the intensity distributions. Furthermore, a quality function is determined, which is derived from the measured amplitudes. The quality function is determined, for example, according to the known experience of DE 197 48 604 AI.
  • position 22 are now all measured angles ⁇ of a certain section plane 1 compared with respect to their quality. The angle which has the greatest quality results in the elevation angle ⁇ for this sectional plane 1.
  • the corresponding height angle ⁇ is also determined in the same way. In this way, an assigned elevation angle is obtained for each section plane.
  • Cutting planes is determined.
  • the angle with the maximum total quality is then the desired elevation angle ⁇ .
  • Another alternative consists in weighting the quality values that are determined in each step or the associated lateral angles by taking into account the angle results of previous measurements.
  • the result is an optimal overall angle for the lateral resolution with respect to the elevation, which takes into account the previous measurements on the one hand and the current quality assessment on the other hand.
  • the height angles ⁇ found are stored with the greatest quality, so that a long-term histogram can be created for long-term measurements with any number of measuring cycles, with which, for example, a misalignment of the radar sensor 3 can be recognized.
  • a misalignment of the radar sensor 3 can be recognized.
  • the error angle is, for example, averaged from the stored long-term histoprogram for a height adjustment that was saved most frequently. This error angle is then, taking into account the road clutter, the angle sought for the misalignment of the radar sensor.
  • an evaluation can alternatively be carried out, which calculates the corresponding angle from the position of the vertical quality maximum from the long-term hystogram.
  • This method advantageously provides a robust angle evaluation that is minimally dependent on vertical fluctuations.
  • this method can be used, for example, to calculate the pitching movement of a motor vehicle while driving. If, for example, the distance to a vehicle in front is measured with the radar sensor 3 (ACC Adaptive Cruise Controle), then the distance signal, which is obtained from the running time or the phase of the axis signal, can be corrected taking into account the pitching movement of the vehicle.
  • the radar sensor 3 ACC Adaptive Cruise Controle

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beziehungsweise einen Radarsensor zur Bestimmung eines Höhenwinkelfehlers eines mehrstrahligen Radarsensors. Um einen Höhenwinkel des mehrstrahligen Radarsystems zu einem vorgegebenen Ziel zu erfassen, werden in einem vorgegebenen Abstand (a) mehrere lateral angeordnete Schnittebenen (1) ausgebildet. Die Werte für die entsprechenden Antennendiagramme in jeder Ebene werden in geeigneter Form, beispielsweise normiert und in Parameterform unter Berücksichtigung des Höhenwinkels α abgespeichert. Zur Reduktion des Speichers genügt es, aus Symmetriegründen eine Schnitthälfte abzuspeichern, wenn Zusatzinformation, zum Beispiel Werte des Straßenclutters hinzugefügt werden, so daß die Winkelrichtung nach oben oder nach unten erkennbar ist. Durch Vergleich der gemessenen Echowerte, die durch Normierung und Gütefaktorbildung geeignet aufbereitet werden, erhält man für jede Schnittebene (1) einen entsprechenden Höhenwinkel α. Aus langfristig gespeicherten Meßwerten läßt sich anhand eines entsprechenden Hystogramms ein Winkel für die Dejustage des Radarsensors (3) ermitteln.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines
Höhenwinkelfehlers eines mehrstrahligen Radar-Sensors
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Bestimmung eines Höhenwinkelfehlers bei einem mehrstrahligen Radarsensor nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. von einem Radarsensor nach der Gattung des Anspruchs 9 aus. Mehrstrahlige Radarsysteme bzw. -Sensoren zur Bestimmung eines Seiten- bzw. eines Höhenwinkels in Relation zu einem erfaßten Ziel sind schon mehrfach bekannt. Beispielsweise ist in der DE 197 48 604 AI ein Verfahren zur Bestimmung eines Seiten-und/oder eines Höhenwinkels beschrieben, bei dem wenigstens zwei Echosignale des Radarzieles aufgenommen werden. Die Amplitude von jedem Echo- bzw. Empfangstrahl wird normiert und mit norminierten Werten eines Antennendiagramms verglichen, die für die vom Radarsystem gebildete horizontale Grundebene zuvor ermittelt und abgespeichert wurden. Die Vergleichsergebnisse aus mindestens zwei Empfangstrahlen werden zur einer winkelabhängigen
Auswertegröße miteinander verknüpft und dabei der Winkel ermittelt, bei dem ein Minimum- oder Maximumkriterium erfüllt ist. Zur Winkelbestimmung wird neben der Amplitude auch die Phasenlage von wendigsten zwei aufgenommenen Echosignalen ausgewertet. Dieses Verfahren arbeitet zufriedenstellend, solange das Ziel, das im Idealfall als punktförmig angenommen wird, in der Null-Grad-Ebene des vom Radarsensors aufgespannten Grundebene liegt. Bei auftretenden Höhenwinkeln zwischen der Ebene des Radarsensors und dem Ziel ergibt sich ein Fehler bei der Bewertung der Amplitudenverhältnisse zwischen dem Sende- und Echosignal, der um so größer wird, je größer der Höhenwinkel ist.
Vorteil der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 hat demgegenüber den Vorteil, daß parallel zur Null-Grad-Ebene ein oder mehrere laterale Schnittebenen gebildet werden, für die die entsprechenden Werte des Antennendiagramms ermittelt und bezogen auf den zugehörigen Höhenwinkel abgespeichert wurden. Man erhält somit vorteilhaft weitere Diagrammwerte, die eine zuverlässige HöhenwinkelbeStimmung und damit auch ein Fehlerwinkel beispielsweise zur Höhenjustage für den Radarsensor ermöglicht.
Da die Referenzantennendiagramme bezüglich Ihrer vertikalen Achse symmetrisch sind, kann vorteilhaft Speicherplatz eingespart werden, wenn nur die Werte für eine Symmetriehälfte einer Schnittebene gespeichert werden. Beispielsweise genügt es, nur die Werte mit einem positiven Winkel einer Schnittebene zusammen mit der Richtung zu speichern, da für negative Winkel die Werte - abgesehen von der Richtung - identisch sind.
Vorteilhaft ist weiter, daß die Werte für die Antennendiagramme normiert damit abhängig von der absoluten Signalamplitude sind. Die empfangenen Signalamplituden der Radarstrahlen werden ebenfalls normiert. Für jedes Referenzdiagramm werden normierte Amplitudenwerte und normierte Antennendiagramm- Werte verglichen und mit einem Gütewert beaufschlagt werden. Aus der Vielzahl der ermittelten Werte für den Höhenwinkel kann der mit der größten Wahrscheinlichkeit ermittelt werden. Der dazu ermittelte optimale Lateralwinkel kann dann als Ergebnis ausgegeben werden.
Um Fehlmessungen zu erkennen und eliminieren zu können ist es günstig, die ermittelten Höhenwinkel beispielsweise in Form einer Winkelverteilung m ein Diagramm auszugeben. Die den einzelnen Schnittebenen zugeordneten Höhenwinkel können somit leichter ausgewertet werden.
Bei Langzeitmessungen kann durch Vergleich des Mittelwertes der einzelnen Diagramme (Histogramme) festgestellt werden, ob eine Dejustage des Radarsensors vorliegt und gegebenfalls eine Nachjustierung erfolgen muß.
Als besonders vorteilhaft wird angesehen, daß bei Verwendung des Radarsensors m einem Kraftfahrzeug auf einfache Weise die Bewegungen des Fahrzeuges während der Fahrt erkannt und beispielsweise Abstandsmessungen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug mit größerer Genauigkeit und Zuverlässigkeit durchführbar sind.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist m den Zeichnungen dargestellt und m der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild eines Radarsensors, Figur 2 zeigt ein erfaßtes Ziel mit entsprechendem Höhenwinkel, Figur 3 zeigt ein Diagramm mit lateralen Schnittebenen, Figur 4 zeigt die Intensitätsverteilungen der Echosignale mehrerer Schnittebenen und Figur 5 zeigt ein Flußdiagramm.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt in schematischer Form ein Blockschaltbild eines Radarsensors mit einer Steuerung 10, mit der über Sende-Empfangsantennen 11, 12, 13 Radarstrahlen ausgesendet werden, die von einem Ziel 4 reflektiert werden. Die reflektierten Echosignale werden wiederum von den Sende- /Empfangsantennen 11, 12, 13 aufgenommen und in der Steuerung 10 ausgewertet. Die Steuerung 10 ist mit einem Speicher 14 verbunden, in dem für mehrere lateral angeordnete Schnittebenen 1 Geeignete Werte (z. B. normiert Amplituden-, Phasenwerte u. a.) von Antennendiagrammen gespeichert sind. Die gespeicherten Werte werden als Referenzwerte für die von den Antennen 11, 12, 13 empfangenen Echosignalen verwendet . Des weiteren ist die Steuerung mit einer Winkelausgabe 15 verbunden, in der ein Höhenwinkel, beispielsweise in Form einer optischen Anzeige oder eines elektrischen Signales ausgegeben wird. Bei Vergleich mit der Grundebene kann der Höhenwinkel als Dejustage- bzw. Fehlerwinkel ausgegeben werden.
Der Radarsensor mit seinen einzelnen Komponenten ist per se beispielsweise aus der DE 197 48 604 AI bekannt und muß daher in seinen Einzelheiten nicht näher erläutert werden. Auf die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung wird später eingegangen.
Figur 2 zeigt zum besseren Verständnis ein Diagramm über die Bildung des Höhenwinkels α der zwischen dem Radarsensor 3 und einem in mehreren Schnittebenen 0,1, 2, 3 angenommenen (vorzugsweise punktförmigen) Ziel 4 in Bezug auf die Grundebene 0 gebildet wird. Befindet sich das Ziel 4 auf der Schnittebene 0, so ist der Höhenwinkel αO = 0. Auf der ersten Schnittebene wird dagegen ein Höhenwinkel αl zum Ziel 4 gebildet. Das angenommene Ziel 4 auf der zweiten Schnittebene bildet den Höhenwinkel α2 , während das Ziel 4 auf der dritten Schnittebene den Höhenwinkel α3 usw. bildet. Negative Winkel werden entsprechend gebildet, sie wurden aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
Figur 3 zeigt ein Diagramm mit lateralen Schnittebenen 0 bis 4 bzw. 0 bis -4, die aus Symmetriegründen um die Grundebene (0 Grad) angeordnet sind. Werden beispielsweise die einzelnen lateralen Schnittebenen 1 mit äquidistantem Abstand a angeordnet, dann ergibt sich auf den positiv bezeichneten lateralen Schnittebenen 1 für die Intensität I der einzelnen Strahlen die gleiche Intensitätsverteilung wie auf den negativen Schnittebenen -1 bis -4.
Vollständigkeitshalber sei noch darauf hingewiesen, daß aus den drei Antennendiagrammen 2 ebenfalls ein Seitenwinkel berechnet werden kann.
Wie der Figur 3 weiter entnehmbar ist, sind wegen der Symmetrie der Antennendiagramme 2 die einzelnen Verteilungen der Intensität in der positiven und negativen Schnitthälfte identisch. Zur Unterscheidung genügt es, einen zusätzlichen Wert für die positive oder negative Halbebene abzuspeichern. Dies kann beispielsweise für die negative Halbebene das Signal des Straßenclutter sein. Die Wahl des Abstandes a der lateralen Schnittebene 1 kann beliebig festgelegt werden. Beispielsweise kann der Abstand a so gewählt werden, daß er einen Höhenwinkel α = 0,5° entspricht. Bei 4 positiven und 4 negativen lateralen Schnittebenen 1 würde somit ein Winkelbereich von ± 2° erfaßt werden. Figur 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Intensität I der drei Antennendiagramme 2 für die Schnittebene 1 bzw. Schnittebene 4 in Abhängigkeit vom Höhenwinkel α gespeichert sind. In dem Diagramm entspricht bei den dargestellten Intensitätskurven I die erste Indexzahl der entsprechenden Antenne des mehrstrahligen Radarsensors und die zweite Indexzahl der entsprechenden Ebene in Abhängigkeit von dem Höhenwinkel α. In dem Diagramm ist weiter zu erkennen, daß die Intensität z. B. die Amplitude in der ersten Ebene sehr viel größer ist, als in der gestrichelt dargestellten Kurve der vierten Ebene. In dem Speicher 15 wurden nun für jede Ebene entsprechende Werte für ein Antennendiagramm abgelegt. Die Ablage der Werte für das entsprechende Antennendiagramm 2 kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen. Die einzelnen Meßwerte können direkt abgelegt werden oder alternativ normiert und/oder für unterschiedliche Schnittebenen in Form entsprechender Parameter beispielsweise als Koeffizientensatz eines Polynoms abgelegt werden.
Anhand des Flußdiagrammes der Figur 5 wird die
Funktionsweise näher erläutert. Es wird angenommen, daß die einzelnen Schnittebenen 1 beispielsweise mit dem Abstand a gebildet werden, der einem Höhenwinkel von 0,5° entspricht. Entsprechend der Figur 3 ergibt sich damit ein Auswertebereich für den Höhenwinkel von ± 2°.
Selbstverständlich sind auch andere Abstufungen und Ebenenzahlen vorsehbar.
Entsprechend der Figur 5 wird in Position 21 nun eine Amplituden unabhängige Normierung der Antennendiagramme, beispielsweise in Form der Intensitätsverteilungen gewählt. Des weiteren wird eine Gütefunktion bestimmt, die aus den gemessenen Amplituden abgeleitet wird. Die Bestimmung der Gütefunktion erfolgt beispielsweise nach dem bekannten Erfahren der DE 197 48 604 AI. In Position 22 werden nun alle gemessenen Winkel α einer bestimmten Schnittebene 1 bezüglich ihrer Güte miteinander verglichen. Der Winkel, der die größte Güte aufweist, ergibt für diese Schnittebene 1 den Höhenwinkel α. Für die übrigen Schnittebenen 1 wird ebenfalls der entsprechende Höhenwinkel α auf die gleiche Weise ermittelt. Auf diese Weise erhält man für jede Schnittebene einen zugeordneten Höhenwinkel .
Ein alternatives Verfahren besteht darin, daß für jeden Winkel eine Gesamtgüte aus den Gütewerten aller
Schnittebenen ermittelt wird. Der Winkel mit der maximalen Gesamtgüte ist dann der gesuchte Höhenwinkel α.
Eine weitere Alternative besteht darin, die Gütewerte, die m jedem Schritt ermittelt werden bzw. die zugehörigen lateralen Winkel zu gewichten, indem die Winkelergebnisse vorangegangener Messungen berücksichtigt werden. Es ergibt sich somit ein optimaler Gesamtwinkel für die Lateralauflόsung bezüglich der Elevation, der einerseits die vorangegangenen Messungen und andererseits die momentane Gütebewertung berücksichtigt.
In Position 23 werden nun die gefundenen Höhenwinkel α mit der größten Güte gespeichert, so daß bei Langzeitmessungen mit beliebig vielen Meßzyklen ein langfristiges Histogramm erstellt werden kann, mit dem beispielsweise eine Dejustierung des Radarsensors 3 erkennbar wird. Zur Erkennung der Dejustierung ist natürlich erforderlich, daß ein weiterer Parameter gespeichert wird, der die Richtung des Hohenwmkels nach oben oder nach unten definiert. Dieses kann beispielsweise durch Reflektionsignale von der Straßenoberfläche (Straßenclutter) erfolgen.
In Position 24 wird beispielsweise durch Mittelwertbildung aus dem gespeicherten Langzeithistoprogramm der Fehlerwinkel für eine Höhenjustage ermittelt, der am häufigsten gespeichert wurde. Dieser Fehlerwinkel ist dann unter Berücksichtigung des Straßenclutters der gesuchte Winkel für die Fehljustage des Radarsensors.
Für die Dejustageerkennung ist als Alternative eine Auswertung vornehmbar, die aus dem Langzeithystogramm aus der Position des vertikalen Gütemaximums den entsprechenden Winkel ausrechnet .
Durch dieses Verfahren erhält man vorteilhaft eine robuste und gegen vertikale Schwankungen minimal abhängige Winkelauswertung. Darüber hinaus läßt sich mit diesem Verfahren beispielsweise die Nickbewegung eines Kraftfahrzeugs während der Fahrt berechnen. Wird mit dem Radarsensor 3 beispielsweise der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemessen (ACC Adaptive Cruise Controle) , dann kann auf einfache Weise das Abstandssignal, das aus der Laufzeit oder der Phase des Echsignales gewonnen wird, unter Berücksichtung der Nickbewegung des Fahrzeuges korrigiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung eines Höhenwinkelfehlers bei einem mehrstrahligen Radarsensor, der wenigstens zwei
Sendestrahlen auf ein Radarziel gerichtet hat und dessen reflektierte Empfangstrahlen mit Werten eines
Antennendiagramms für jeden Empfangstrahl verglichen werden, wobei die Werte für das Antennendiagramm m der Grundebene (1) zuvor ermittelt und gespeichert wurden, die durch die vom Radarsensor und dem Ziel gebildete Schnittebene aufgespannt wird, und wobei aus den ermittelten Vergleichswerten ein Höhenwinkel (α) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine weitere, lateral angeordnete Schnittebene (1) mit vorgegebenem Abstand (a) gebildet wird, daß zu jeder weiteren Schnittebene (1) Werte für wenigstens ein weiteres Referenzantennen-Diagramm (2) in Abhängigkeit von dem zugeordneten Höhenwinkel (α) ermittelt und m einem Speicher (14) abgelegt wird, und daß aus dem Vergleich mit dem weiteren Referenzantennen-Diagramm ein Fehlerwinkel für den Höhenwinkel (α) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Referenzantennen-Diagramme (2) nur Werte für e ne Symmetriehälfte der Schnittebenen (1) gespeichert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen , beispielsweise Echosignale von der Straßenoberfläche, zur Bestimmung der Richtung des Höhenwinkels (α) gespeichert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus den gespeicherten Werten einer Schnittebene (1) ein Gütewert für den zugeordneten Höhenwinkel (α) gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleich der Gütewerte der Höhenwinkel (α) mit der höchsten Güte als Ergebnis ausgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Winkelergebnissse aus vorangegangenen Messungen in die Auswahl eingehen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Höhenwinkel (α) mit ihren zugehörigen Schnittebenen (1) ein einem Hystogramm ausgewertet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des Mittelwertes der gespeicherten Höhenwinkel (α) als Maß für eine Dejustage des Radarsensors (3) verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wert für den vertikale Dejustagewinkel für eine automatische Nachführung des Radarsensors (3) verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennendiagramme (2) der einzelnen Schnittebenen (1) als Koeffizienten eines Polynoms gespeichert werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten eines Grenzwertes für den Dejustagewert eine Information ausgegeben wird und/oder der Radarsensor (3) abgeschaltet wird.
12. Radarsensor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei Sende- /Empfangsantennen (11, 12, 13), mit einer Steuerung (10) zum Senden, Empfangen und Auswerten von Echosignalen und mit einer Winkelausgabe (15) für den Höhenwinkel (α) , dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (14) vorgesehen ist, in dem Werte von wenigstens einem weiteren Antennendiagramm (2) einer weiteren lateralen Schnittebenen gespeichert sind, daß die Steuerung (10) ausgebildet ist, aus den gespeicherten Werten einen Fehlerwinkel für den Höhenwinkel (α) zu ermitteln und daß der Fehlerwinkel auf der Winkelausgabe (15) abgreifbar ist.
13. Radarsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (14) bei symmetrischen Antennendiagrammen (2) für die Aufnahme von Werten aus einer Symmetriehälfte der Schnittebenen (1) ausgebildet ist.
14. Verwendung des Radarsensors (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Fahrzeug zur Erfassung des Abstandes zu einem feststehenden oder sich bewegenden Gegenstand unter Berücksichtigung der Nickbewegung des Fahrzeuges .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850150A1 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Omron Corporation Radargerät
WO2008071476A1 (de) * 2006-12-11 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur erkennung einer vertikalen fehlausrichtung eines radarsensors

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10019182A1 (de) * 2000-04-17 2001-10-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Fehlausrichtung der Strahlungscharakteristik eines Sensors zur Geschwindigkeits- und Abstandsregelung eines Fahrzeugs
GB2363016A (en) * 2000-05-31 2001-12-05 Roke Manor Research Automotive radar
JP4740449B2 (ja) * 2000-12-27 2011-08-03 富士通テン株式会社 車載用レーダの上下軸ずれ検出装置
JP3893912B2 (ja) * 2001-07-18 2007-03-14 株式会社日立製作所 車両制御装置
JP3988571B2 (ja) * 2001-09-17 2007-10-10 株式会社デンソー レーダ装置
US6628227B1 (en) * 2002-07-23 2003-09-30 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for determining a target vehicle position from a source vehicle using a radar
JP4313089B2 (ja) * 2003-05-23 2009-08-12 富士通テン株式会社 自動車用レーダ装置およびその取付方向調整方法
JP2005043080A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Fujitsu Ten Ltd 車両用レーダの取付方法、及び車両用レーダ
JP4109679B2 (ja) * 2005-02-07 2008-07-02 三菱電機株式会社 車載用レーダの電波軸調整装置
JP2008209321A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Fujitsu Ltd 探知測距装置および探知測距プログラム
DE102008054579B4 (de) 2008-12-12 2022-10-13 Robert Bosch Gmbh Dejustageerkennung für einen Radarsensor
CN101788659B (zh) * 2009-01-22 2013-04-03 株式会社万都 调整传感器垂直对准的装置和传感器
DE102011079522A1 (de) * 2011-07-21 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Erkennung einer dejustage eines radarsensors eines fahrzeugs
DE102013209530A1 (de) * 2013-05-23 2014-11-27 Robert Bosch Gmbh Bestimmung eines elevations-dejustagewinkels eines radarsensors eines kraftfahrzeugs
ES2701326T3 (es) * 2013-07-10 2019-02-21 Bae Systems Plc Anulación de interferencias de señales multitrayectoria en un radar de impulsos de haces apilados
DE102014208899A1 (de) 2014-05-12 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines MIMO-Radarsensors für Kraftfahrzeuge
DE102014223461A1 (de) 2014-11-18 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Dejustagewinkeln eines Radarsystems
US20160223649A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Robert Bosch Gmbh Systems and methods for radar vertical misalignment detection
US10444341B2 (en) * 2017-03-06 2019-10-15 GM Global Technology Operations LLC Road clutter mitigation
DE102017207876A1 (de) 2017-05-10 2018-11-15 Robert Bosch Gmbh Parallelisierte Verarbeitung
EP3770632A1 (de) * 2019-07-25 2021-01-27 VEGA Grieshaber KG Kombinierte radarsensoren mit einem radarensor zur füllstandsmessung und einem radasensor zur umgebungsüberwachung
CN113359098B (zh) * 2021-06-25 2022-09-02 北京无线电测量研究所 多雷达惯导误差补偿方法、系统、存储介质及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997020229A1 (de) * 1995-11-24 1997-06-05 Robert Bosch Gmbh Radarsystem, insbesondere kraftfahrzeug-radarsystem
WO1997040400A1 (fr) * 1996-04-22 1997-10-30 The Furukawa Electric Co., Ltd. Radar
EP0809118A1 (de) * 1996-05-20 1997-11-26 Delco Electronics Corporation Breitbandiges Dauerstrichradar zum genauen Messen von Abständen
DE19650863C1 (de) * 1996-12-07 1998-04-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer vertikalen Dejustierung eines Abstandssensors
DE19748604A1 (de) * 1997-11-04 1999-05-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung eines Seiten- und/oder eines Höhenwinkels bei einem mehrstrahligen Radarsystem

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2629922B1 (fr) * 1982-12-30 1990-10-12 Thomson Csf Procede de traitement instantane du bruit de scintillation angulaire et recepteur radar monopulse de poursuite mettant en oeuvre un tel procede
US4564935A (en) * 1984-01-10 1986-01-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Tropospheric scatter communication system having angle diversity
US5371506A (en) * 1993-07-19 1994-12-06 General Electric Co. Simultaneous multibeam approach for cancelling multiple mainlobe jammers while preserving monopulse angle estimation accuracy on mainlobe targets
JP4258941B2 (ja) * 1999-06-03 2009-04-30 株式会社デンソー レーダ装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997020229A1 (de) * 1995-11-24 1997-06-05 Robert Bosch Gmbh Radarsystem, insbesondere kraftfahrzeug-radarsystem
WO1997040400A1 (fr) * 1996-04-22 1997-10-30 The Furukawa Electric Co., Ltd. Radar
US5959571A (en) * 1996-04-22 1999-09-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Radar device
EP0809118A1 (de) * 1996-05-20 1997-11-26 Delco Electronics Corporation Breitbandiges Dauerstrichradar zum genauen Messen von Abständen
DE19650863C1 (de) * 1996-12-07 1998-04-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer vertikalen Dejustierung eines Abstandssensors
DE19748604A1 (de) * 1997-11-04 1999-05-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung eines Seiten- und/oder eines Höhenwinkels bei einem mehrstrahligen Radarsystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850150A1 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Omron Corporation Radargerät
US7576838B2 (en) 2006-04-27 2009-08-18 Omron Corporation Radar device
WO2008071476A1 (de) * 2006-12-11 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur erkennung einer vertikalen fehlausrichtung eines radarsensors

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