WO2012113366A1 - Verfahren und radar-sensoranordnung zur detektion von ort und geschwindigkeit von objekten relativ zu einem messort, insbesondere fahrzeug - Google Patents

Verfahren und radar-sensoranordnung zur detektion von ort und geschwindigkeit von objekten relativ zu einem messort, insbesondere fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2012113366A1
WO2012113366A1 PCT/DE2012/000106 DE2012000106W WO2012113366A1 WO 2012113366 A1 WO2012113366 A1 WO 2012113366A1 DE 2012000106 W DE2012000106 W DE 2012000106W WO 2012113366 A1 WO2012113366 A1 WO 2012113366A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radar
sensor
location
data
measurement
Prior art date
Application number
PCT/DE2012/000106
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph Mende
Original Assignee
S.M.S. Smart Microwave Sensors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by S.M.S. Smart Microwave Sensors Gmbh filed Critical S.M.S. Smart Microwave Sensors Gmbh
Publication of WO2012113366A1 publication Critical patent/WO2012113366A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G01S13/878—Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9315—Monitoring blind spots
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9325—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for inter-vehicle distance regulation, e.g. navigating in platoons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93274—Sensor installation details on the side of the vehicles

Definitions

  • Method and radar sensor arrangement for detecting the location and speed of objects relative to a measuring location, in particular vehicle
  • the invention relates to a method for detecting the location and speed of objects relative to a measuring location, in particular a vehicle, in which at least two radar sensors are used in the vehicle, each provided with a transmitter arrangement for emitting radar signals and a receiver arrangement for receiving objects reflected echo signals are, with the procedural steps:
  • Triggering an alarm and / or control signal from the generated forecast when a limit is exceeded Triggering an alarm and / or control signal from the generated forecast when a limit is exceeded
  • At least one of the radar sensors is used as a master sensor and at least one other as a slave sensor, which are connected to one another via a separate data bus and wherein a part of the method steps for the slave sensor is performed by the master sensor.
  • the invention further relates to a radar sensor arrangement in a measuring location
  • a data reduction stage for reducing the measurement data to be evaluated and forming the location and speed of the reflected object relative to the measurement location characterizing data (detection),
  • a tracking stage for creating a trajectory for the movement of the detected object relative to the measurement location by evaluating successively obtained data for location and speed of the object and for generating a prognosis for the future movements of the object
  • an alarm and / or control device for triggering an alarm and / or control signal when a limit is exceeded, wherein the at least two radar sensors are interconnected by a separate data bus, one of the radar sensors as a master sensor and the other as a slave sensor acts and the master sensor is provided with an evaluation device for the echo signals received by the radar sensors.
  • Vehicles in particular automobiles, are increasingly being equipped with radar sensors in order to provide the driver with driver assistance signals in the form of information or also to carry out vehicle movement control.
  • radar sensors On the vehicle so that they detect other vehicles that are in the blind spot of the driver's rearview mirror - and not yet in the driver's field of vision - are.
  • radar sensors are known which monitor the movement of foreign vehicles on adjacent lanes of a route and thus act as a lane change assistant. In these cases, an alarm signal for the driver is generated regularly, which should make the driver aware of a dangerous situation as an optical, acoustic or haptic signal.
  • radar sensors for control devices.
  • radar sensors may monitor the distance to a vehicle in front and keep it constant according to a distance setting selected by the driver to reduce or eliminate the risk of rear-end collisions due to inattentive driver behavior.
  • radar sensors it is known to use radar sensors to create a parking assistance system with which either warning signals for an excessive approach to a parked vehicle are generated or an entire parking process is automatically controlled.
  • a vehicle is equipped with radar sensors, therefore, regularly not only a radar sensor is used, but a plurality of radar sensors. These may have substantially similar functions when performing the same function on, for example, the right and left sides of a vehicle, as is the case with blind spot sensors or lane change assistants. However, it is also possible for a plurality of radar sensors in a vehicle to be configured for different tasks, for example the combination of blind spot sensors with a distance sensor directed forwardly in the direction of travel.
  • the arrangement of radar sensors for the detection of location and speed of objects is also possible and useful at locations outside a vehicle.
  • the measuring location can also be arranged stationary. So it may be useful to traffic detection and control Radar sensors to be arranged at stationary facilities along a traffic route.
  • the echo signals which are regularly reflected by a plurality of objects, scanned at a high sampling frequency and formed therefrom temporally resolved measurements.
  • the measured values thus formed must be subjected to data reduction.
  • a proven method for this is the fast Fourier transformation (FFT), by which the measured values obtained in the period are transmitted into the frequency domain.
  • FFT fast Fourier transformation
  • Objects moving relative to the measuring location are known to change the frequency of the emitted radar signals, so that the echo signals of these objects are shifted by a Doppler frequency, which depends on the relative speed of the relevant object.
  • An object moved with a certain relative speed to the measuring location therefore leads to a signal peak in the frequency domain.
  • the location and speed of the objects can be determined from the frequency and the phase of the echo signals. This is usually done with the help of a detection software.
  • a trajectory is used to create a trajectory for the detected objects by temporally successively generating the location and velocity data measured for an identified object and to form a trajectory of the object relative to the measuring location, taking into account the changing location and the ( possibly) changing speed. Mathematically, this is done by suitable filtering of the data obtained.
  • Another software module contains information about the desired function of the relevant radar sensor. Accordingly, the trajectory found for the detected object and / or a prognosis of the future trajectory is checked to see whether this results in a dangerous situation. If the measuring location is in a vehicle, a dangerous situation for the vehicle can be detected. Depending on set limit values, therefore, an alarm signal for the driver or a control signal, for example, to maintain a predetermined distance to the vehicle in front, can be generated.
  • the various radar sensors are usually provided with the corresponding evaluation devices. Therefore, the conventional radar sensors are equipped with powerful processors that perform the respective tasks for the radar sensor concerned and control a signal generator for triggering an alarm signal and / or a control signal.
  • Modern automobiles are controlled via a central bus, for example a CAN bus. Through this bus, any data transfer between vehicle-related sensors and actuators is handled, so that the bus in question must have a high reliability.
  • the radar sensors are also connected to this bus, in particular to enable communication for vehicle systems.
  • An example of this is diagnostic systems that indicate the failure of electrical components, which should include the radar sensors.
  • the transferability of larger amounts of data radar sensors on the vehicle bus, especially with the priority required for radar sensors, is not possible due to the limited bandwidth of the vehicle buses.
  • both radar sensors have processors that work with the detection software in order to reduce the measured values by data reduction (in particular FFT) and to assign specific position and velocity coordinates.
  • the reduced data signals are thus transmitted from one radar sensor to the other via the separate data bus, where the generation of the path profiles for both radar sensors is carried out together in one sensor.
  • the radar sensor executing the tracking software can be regarded as a master sensor.
  • the evaluated trajectories are then transmitted back to the other radar sensor (slave sensor), where the function evaluation is performed.
  • the two radar sensors can then control their respective warning signal generators, for example in the form of light-emitting diodes in the housings of the rearview mirrors as a warning signal of the blind spot sensors.
  • the master sensor then handles communication with the vehicle via the vehicle bus for both radar sensors. In this way, it is possible to reduce the effort for the two radar sensors, in particular for the slave sensor, by using a less powerful processor for the slave sensor, which is less expensive than the powerful processor, which has to perform all evaluation tasks ,
  • the present invention has for its object to make cheaper the use of multiple radar sensors in one location without having to accept a loss of functionality.
  • a method of the type mentioned above is characterized in that the measurement data of the slave sensor before a data reduction to the master sensor are transmitted and that the subsequent steps performed for the echo signals received from the slave sensor with the master sensor become.
  • the object is achieved with a radar sensor arrangement of the type mentioned above in that the slave sensor has a programmable logic stage for transmitting the received measurement signals to the master sensor and that the measurement signals received from the slave sensor only in the master Sensor are fed to the data reduction stage.
  • the present invention therefore allows the formation of the slave sensor without a processor, since all process steps are performed in the corresponding processing stages of the master sensor.
  • a fast bus with a high bandwidth is used to connect the at least two radar sensors.
  • the conventional CAN bus has a transmission capacity of 500 kbit / s and is therefore not eligible for the transmission of the measurement signals from the slave sensor to the master sensor, since the transmission would take such a long time that a real-time evaluation, in particular taking into account the requirements of a vehicle is excluded.
  • a fast bus certified for use in automobiles is FlexRay, which has a transmission capacity of 10 Mbps. But even this transmission capacity is not sufficient to allow reliable functions of the radar sensor array with a master sensor and a slave sensor of the type according to the invention.
  • This usually sets a sampling rate of 1024 steps as a radar signal emitted frequency ramp. These are scanned at an appropriate sampling rate. Since this makes the amount of data for transmission on the data bus too large, the amount of data is halved by halving the sampling frequency. The halved amount of data is well transferable on the data bus FlexRay. However, this has the consequence that while maintaining the required temporal resolution in the data reduction more- clear signals for location and speed of a detected object are obtained.
  • the invention is based on the finding that this ambiguity in the tracking stage can be remedied because when creating trajectories for a detected object using the multiple possibilities for location and speed of the object only a clear possibility for the movement of the object relative to the vehicle remains.
  • the ambiguity accepted due to the lower sampling rate can therefore be eliminated during the further evaluation in the master sensor.
  • a certain amount of additional computing power of the master sensor is needed, which is readily available without any problems.
  • the bottleneck for the system is the transmission rate on the data bus between the radar sensors.
  • measurement signals are generated which enable the transmission of the measurement data from the slave sensor to the master sensor, but in themselves are not yet clear.
  • the uniqueness is produced in the further evaluation in the tracking stage of the master sensor.
  • the slave sensor is therefore designed without a processor.
  • the data reduction stage is a fast Fourier transformation stage in which one or more fast Fourier transformations are carried out and exclusively spectral lines are detected for the purpose of forming the location and speed of the object.
  • the radar signal per measuring cycle is formed from at least two frequency ramps with a frequency which changes over a measuring cycle.
  • the varying frequency consists of frequency stages, the number of which correlates with the sampling rate of the signal, wherein the frequency levels of the various frequency ramps are alternately transmitted in succession.
  • a first frequency step of the frequency ramp 1 is thus transmitted one after the other, then the second frequency step of the frequency ramp 1, the frequency ramp 2 and the frequency ramp 3, etc. 1024 frequency steps are preferred provided per frequency ramp.
  • Such a design of the radar signal is described in EP 1 325 350 B1, the disclosure of which is the subject of the disclosure of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a vehicle with two radar sensors, which are arranged as blind spot sensors,
  • Figure 2 is a schematic plan view of a vehicle with three radar sensors, two of which is designed as blind spot sensors and one as a distance control sensor.
  • FIG. 1 shows a plan view of the outlines of a vehicle 1.
  • the vehicle has a longitudinal axis and moves in normal operation along the longitudinal axis in the direction of travel F. Perpendicular to this is a width direction B.
  • the vehicle is controlled via a schematically indicated vehicle data bus 2, to which numerous components, in particular sensors and actuators, are connected. Also connected to the vehicle data bus 2 are two radar sensors 3, 4, which are located on the two sides at the rear end of the vehicle 1 and, in the illustrated embodiment, are arranged as blind spot sensors. They therefore have the task of detecting the unrecognizable by the driver vehicles that are in the blind spot of exterior rear-view mirrors 5, 6, and to warn the driver hereof. Warning signals are output in the illustrated embodiment as optical warning signals to the exterior rear-view mirrors 5, 6 LEDs (LEDs) 7.
  • LEDs LEDs
  • the two radar sensors 3, 4 are interconnected via a separate (“private") high-speed data bus 8.
  • the data bus 8 is preferably a FlexRay data bus. 1 shows schematically that the radar sensor 4 is designed without a processor and functions as a "slave sensor” 4. Accordingly, the other radar sensor 3 constitutes a master sensor 3, which is provided with a high-performance processor.
  • the slave sensor 4 is not equipped with a processor, but has only a programmable logic stage, with which the measurement signals from a received echo signal and corresponding signals of the transmitted signal can be transmitted to the processor of the master sensor 3.
  • the processor 9 of the master sensor 3 thus has detection software stages Det. I and Det. II for both radar sensors 3, 4.
  • a tracking software connects, with which a trajectory for reflecting objects is created from the measurement signals.
  • the processor 9 further includes a functional algorithm with which the evaluation of the trajectories is made as to whether a limit value is exceeded, so that an alarm signal or a control signal must be generated.
  • the processor 9 includes software for communicating with the vehicle controller via the vehicle data bus 2, so that the communication for the two radar sensors 3, 4 via the master sensor 3 takes place.
  • the measured values of the slave sensor 4 can be transmitted via the data bus 8
  • the measured values of the slave sensor 4 are formed with a sampling rate which does not yet permit a clear evaluation of the measured values.
  • the elimination of the thus accepted ambiguities takes place with the tracking software, in which the plausibility, for example, of two possible speeds for an object in a location is checked on the basis of the determination of the trajectory, so that from the possible speeds the correct speed without further teres is selectable.
  • the transmitted radar signal is to be carried out in an FMSK modulation with three frequency ramps, each having 1024 frequency stages, which merge into one another with a defined (not necessarily fixed) difference frequency.
  • This advantageous modulation of a radar signal is described in detail in EP 1 325 350 B1, to which reference is made here with its full content.
  • the three frequency ramps are interwoven, resulting in an emitted radar signal with 3 x 1024 frequency steps. Sampling is synchronous with the modulation, resulting in 3 x 1024 samples in the receiver.
  • 4 receiving antenna arrays are each used with two antennas. Each of these receiving antennas is equipped with a quadrature mixer, resulting in 4 x 3 x 1024 12-bit samples.
  • the 12 bits are packaged in 16-bit words, yielding 12,288 x 16 bits. These data must be transmitted from the slave sensor 4 to the master sensor 3.
  • the vehicle data bus 2 has a gross capacity of 10 Mbit / s. Because of the constantly changing data direction and because of necessary overheads for the bit error correction, the net data rate of more than 6 Mbit / s required here can not be transmitted over this bus.
  • the already mentioned ambiguity of the determination of the location-velocity coordinates is accepted.
  • two speed coordinates can, for example, be used mathematically.
  • the appropriate velocity coordinate can be uniquely determined with the tracking software in the processor 9, so that the tracking software elimination of ambiguity is possible.
  • the master sensor 3 Since the master sensor 3 performs the function evaluation, that is, determines whether warning signals for a vehicle must be generated in the blind spot, the master sensor is also connected to the light emitting diodes 7 in the exterior rear-view mirrors 5, 6 and controls this in dependence the measured values that have been evaluated for the radar sensor 3 or the radar sensor 4.
  • the radar sensor 10 in addition to the radar sensors 3, 4 yet another radar sensor 10 is provided which radiates as a distance sensor in the direction of travel F and is set up for the distance control to the vehicle in front.
  • the radar sensor 10 is a master sensor, while the two radar sensors 3, 4 act as slave sensors in this embodiment.
  • the two radar sensors 3, 4 are thus each provided only with a programmable logic circuit for forwarding the measurement signals, but have no processor.
  • a processor 1 is assigned to the radar sensor 10 and contains detection software modules Det. I, Det. II, Det. III for all three radar sensors 3, 4, 10.
  • the communication to the vehicle is realized with a single module for all three processors.
  • the signals of the slave sensors 3, 4 detected with a reduced sampling rate and eliminates ambiguity in the subsequent tracking stage.
  • two or more radar sensors 3, 4, 10 can be used in a master-slave arrangement in a vehicle or outside a vehicle, in particular in a stationary device, according to the invention, so that the slave sensors are realized without microprocessors can be.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten relativ zu einem Messort, bei dem wenigstens zwei Radarsensoren (3, 4, 10) im Messort (1) verwendet werden, die jeweils mit einer Senderanordnung zur Aussendung von Radarsignalen und einer Empfängeranordnung zum Empfang von Objekten reflektierten Echosignalen versehen sind, mit den Verfahrensschritten: Aussenden der Radarsignale Empfangen der Echosignale und Bildung von Messdaten durch Vergleich der ausgesandten Radarsignale und der Echosignale, Datenreduktion der Messdaten und Bildung von Daten für Geschwindigkeit und Ort der reflektierten Objekte, Erstellung eines Bahnverlaufs für ein detektiertes Objekt relativ zum Messort (1) durch Auswertung nacheinander erhaltener Daten für Ort und Geschwindigkeit des Objekts, Erstellung einer Prognose für eine vordefinierte Situation des Objekts relativ zum Messort, Auslösen eines Alarm- und/oder Steuersignals aus der erstellten Prognose, wenn ein Grenzwert überschritten wird, wobei von den Radarsensoren (3, 4, 10) wenigstens einer als Master-Sensor und wenigstens ein anderer als Slave-Sensor verwendet wird, die über einen separaten Datenbus (8) miteinander verbunden sind und wobei ein Teil der Verfahrensschritte für den Slave-Sensor vom Master-Sensor ausgeführt wird, wird zur Reduzierung des Prozessoraufwands eines Slave-Sensors vorgesehen, dass die Messdaten des Slave-Sensors vor einer Datenreduktion zum Master-Sensor übertragen werden und dass die anschließenden Verfahrensschritte für die vom Slave-Sensor empfangenen Echosignale in dem Master-Sensor ausgeführt werden.

Description

Verfahren und Radar-Sensoranordnung zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten relativ zu einem Messort, insbesondere Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten relativ zu einem Messort, insbesondere Fahrzeug, bei dem wenigstens zwei Radarsensoren im Fahrzeug verwendet werden, die jeweils mit einer Senderanordnung zur Aussendung von Radarsignalen und einer Empfängeranordnung zum Empfang von Objekten reflektierten Echosignalen versehen sind, mit den Verfahrensschritten:
Aussenden der Radarsignale,
Empfangen der Echosignale und Bildung von Messdaten durch Vergleich der ausgesandten Radarsignale und der Echosignale, Datenreduktion der Messdaten und Bildung von Daten für Geschwindigkeit und Ort der reflektierten Objekte (Detektion),
Erstellung eines Bahnverlaufs für ein detektiertes Objekt relativ zum Fahrzeug durch Auswertung nacheinander erhaltener Daten für Ort und Geschwindigkeit des Objekts (Tracking),
Erstellung einer Prognose für eine vordefinierte Situation des Objekts relativ zum Messort,
Auslösen eines Alarm- und/oder Steuersignals aus der erstellten Prognose, wenn ein Grenzwert überschritten wird,
wobei von den Radarsensoren wenigstens einer als Master-Sensor und wenigstens ein anderer als Slave-Sensor verwendet wird, die über einen separaten Datenbus miteinander verbunden sind und wobei ein Teil der Verfahrensschritte für den Slave-Sensor vom Master-Sensor ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Radar-Sensoranordnung in einem Messort mit
BESTÄTIGUNGSKOPIE wenigstens zwei Radarsensoren,
jeweils einer Senderanordnung der Radarsensoren zur Aussendung von Radarsignalen,
jeweils einer Empfängeranordnung der Radarsensoren zum Empfang von von Objekten reflektierten Echosignalen und zur Bildung von Messdaten durch zeitliche Abtastung der Echosignale und Vergleich mit dem ausgesandten Radarsignal,
einer Datenreduktionsstufe zur Reduzierung der auszuwertenden Messdaten und Bildung von Ort und Geschwindigkeit des reflektierten Objekts relativ zum Messort charakterisierenden Daten (Detek- tion),
einer Trackingstufe zur Erstellung eines Bahnverlaufs für die Bewegung des detektierten Objekts relativ zum Messort durch Auswertung nacheinander erhaltener Daten für Ort und Geschwindigkeit des Objekts und zur Erstellung einer Prognose für die künftige Bewegungen des Objekts,
einer Alarm- und/oder Regeleinrichtung zur Auslösung eines Alarm- und/oder Regelsignals, wenn ein Grenzwert überschritten wird, wobei die wenigstens zwei Radarsensoren durch einen separaten Datenbus miteinander verbunden sind, einer der Radarsensoren als Master-Sensor und der andere als Slave-Sensor fungiert und der Master-Sensor mit einer Auswertungseinrichtung für die von den Radarsensoren empfangenen Echosignale versehen ist.
Fahrzeuge, insbesondere Automobile, werden zunehmend mit Radarsensoren ausgerüstet, um dem Fahrer Fahrassistenzsignale in Form von Informationen zuzuleiten oder auch Regelungen der Fahrzeugbewegung durchzuführen.
Es ist daher bekannt, Radarsensoren so am Fahrzeug anzuordnen, dass sie Fremdfahrzeuge delektieren, die sich im toten Winkel der Fahrer- Rückspiegel - und noch nicht im Sichtfeld des Fahrers - befinden. Es sind ferner Radarsensoren bekannt, die die Bewegung von Fremdfahrzeugen auf benachbarten Fahrspuren einer Fahrstrecke überwachen und so als Spurwechselassistent fungieren. In diesen Fällen wird regelmäßig ein Alarmsignal für den Fahrer generiert, das als optisches, akustisches oder haptisches Signal den Fahrer auf eine Gefahrensituation aufmerksam machen soll.
Es ist ferner bekannt, Radarsensoren für Regeleinrichtungen einzusetzen. In diesem Fall können Radarsensoren beispielsweise den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug überwachen und entsprechend einer vom Fahrer gewählten Abstandseinstellung konstant halten, um die Gefahr von Auffahrunfällen durch ein unaufmerksames Verhalten des Fahrers zu verringern oder zu beseitigen. Ferner ist es bekannt, mit Radarsensoren ein Parkassistenzsystem zu erstellen, mit dem entweder Warnsignale für eine zu starke Annäherung an ein geparktes Fahrzeug generiert werden oder ein gesamter Einparkvorgang automatisiert gesteuert wird.
Sofern ein Fahrzeug mit Radarsensoren ausgestattet wird, kommt daher regelmäßig nicht nur ein Radarsensor zum Einsatz, sondern eine Mehrzahl von Radarsensoren. Diese können im Wesentlichen gleiche Funktionen aufweisen, wenn sie eine gleiche Funktion beispielsweise auf der rechten und auf der linken Seite eines Fahrzeugs ausüben, wie dies bei Totwinkelsensoren oder Fahrspurwechselassistenten der Fall ist. Es ist aber auch möglich, dass eine Mehrzahl von Radarsensoren in einem Fahrzeug für unterschiedliche Aufgaben konfiguriert ist, beispielsweise die Kombination von Totwinkelsensoren mit einem nach vorn in Fahrtrichtung gerichteten Abstandssensor.
Die Anordnung von Radarsensoren zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten ist auch an Messorten außerhalb eines Fahrzeugs möglich und sinnvoll. Dabei kann der Messort auch stationär angeordnet sein. So kann es sinnvoll sein, zur Verkehrserfassung und -beeinflussung Radarsensoren an stationären Einrichtungen entlang einer Verkehrsstraße anzuordnen.
Für eine ordnungsgemäße Funktion der Radarsensoren ist es erforderlich, sowohl den momentanen Ort eines Objekts als auch dessen relative Geschwindigkeit zum Messort permanent festzustellen. Demgemäß werden die Echosignale, die regelmäßig von mehreren Objekten reflektiert werden, mit einer hohen Abtastfrequenz abgetastet und daraus zeitlich aufgelöste Messwerte gebildet. Um eine für Fahrzeuganwendungen erforderliche Echtzeitauswertung zu ermöglichen, müssen die so gebildeten Messwerte einer Datenreduktion unterworfen werden. Ein bewährtes Verfahren hierfür ist die Fast-Fourier-Transformation (FFT), durch die die im Zeitraum gewonnenen Messwerte in den Frequenzraum übertragen werden. Relativ zum Messort bewegte Objekte verändern bekanntlich die Frequenz der ausgesandten Radarsignale, sodass die Echosignale dieser Objekte um eine Dopplerfrequenz verschoben sind, die von der Relativgeschwindigkeit des betreffenden Objekts abhängig ist. Ein mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit zum Messort bewegtes Objekt führt daher zu einem Signalpeak im Frequenzraum. Durch bekannte Auswertungen der so gebildeten Spektrallinien können aus der Frequenz und der Phase der Echosignale Ort und Geschwindigkeit der Objekte bestimmt werden. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe einer Detektionssoftware.
Im Anschluss daran wird mit einer Trackingsoftware ein Bahnverlauf für die detektierten Objekte erstellt, indem die für ein identifiziertes Objekt gemessenen Daten für Ort und Geschwindigkeit zeitlich nacheinander erstellt und zur Bildung einer Bahn des Objekts relativ zum Messort unter Berücksichtigung des sich ändernden Ortes und der sich (möglicherweise) ändernden Geschwindigkeit verwendet werden. Mathematisch erfolgt dies durch geeignete Filterungen der gewonnenen Daten. Ein weiteres Softwaremodul beinhaltet eine Information über die gewünschte Funktion des betreffenden Radarsensors. Demgemäß wird der gefundene Bahnverlauf für das detektierte Objekt und/oder eine Prognose des künftigen Bahnverlaufs daraufhin überprüft, ob sich hieraus eine Gefahrensituation ergibt. Befindet sich der Messort in einem Fahrzeug, kann eine Gefahrensituation für das Fahrzeug erkannt werden. In Abhängigkeit von eingestellten Grenzwerten kann daher ein Alarmsignal für den Fahrer oder ein Regelungssignal, beispielsweise zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug, generiert werden.
Die verschiedenen Radarsensoren sind üblicherweise mit den entsprechenden Auswertungseinrichtungen versehen. Daher sind die herkömmlichen Radarsensoren mit leistungsfähigen Prozessoren ausgestattet, die die entsprechenden Aufgaben für den betreffenden Radarsensor ausführen und einen Signalgenerator zur Auslösung eines Alarmsignals und/oder eines Regelsignals steuern.
Die Steuerung moderner Automobile erfolgt über einen zentralen Bus, beispielsweise einem CAN-Bus. Über diesen Bus wird eine jegliche Datenübertragung zwischen Fahrzeug relevanten Sensoren und Aktuatoren abgewickelt, sodass der betreffende Bus eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen muss. Auch die Radarsensoren sind an diesen Bus angeschlossen, um insbesondere eine Kommunikation für Fahrzeugsysteme zu ermöglichen. Ein Beispiel hierfür sind Diagnosesysteme, die den Ausfall elektrischer Komponenten anzeigt, wozu auch die Radarsensoren gehören sollten. Die Übertragbarkeit größerer Datenmengen der Radarsensoren auf den Fahrzeugbus, insbesondere mit der für Radarsensoren erforderlichen Priorität, ist aufgrund der begrenzten Bandbreite der Fahrzeugbusse nicht möglich.
Zur Verringerung des Aufwands bei den Radarsensoren ist es jedoch bekannt, zwei funktionsgleiche Radarsensoren (Totwinkelsensoren) durch einen separaten Datenbus (hier CAN-Bus) miteinander zu verbinden. Beide Radarsensoren weisen dabei Prozessoren auf, die mit der Detektions- software arbeiten, um die Messwerte durch die Datenreduktion (insbesondere FFT) zu reduzieren und bestimmte Orts- und Geschwindigkeitskoordinaten zuzuordnen. Über den separaten Datenbus werden somit die reduzierten Messsignale von einem Radarsensor zum anderen übertragen, wo die Erstellung der Bahnverläufe für beide Radarsensoren gemeinsam in einem Sensor ausgeführt wird. Der die Trackingsoftware ausführende Radarsensor kann dabei als Master-Sensor angesehen werden. Die ausgewerteten Bahnverläufe werden dann an den anderen Radarsensor (Slave-Sensor) zurück übertragen, wo die Funktionsauswertung vorgenommen wird. Entsprechend den Auswertungen können dann die beiden Radarsensoren ihre jeweiligen Warnsignalgeneratoren steuern, beispielsweise in Form von Leuchtdioden in dem Gehäusen der Rückspiegel als Warnsignal der Totwinkelsensoren. Der Master-Sensor besorgt dann die Kommunikation mit dem Fahrzeug über den Fahrzeugbus für beide Radarsensoren. Auf diese Weise ist es möglich, den Aufwand für die beiden Radarsensoren, insbesondere für den Slave-Sensor, zu verringern, indem für den Slave-Sensor ein weniger leistungsfähiger Prozessor eingesetzt wird, der kostengünstiger ist als der leistungsfähige Prozessor, der alle Auswertungsaufgaben übernehmen muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz von mehreren Radarsensoren in einem Messort preisgünstiger zu gestalten, ohne dafür eine Einbuße an Funktionalität hinnehmen zu müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten des Slave-Sensors vor einer Datenreduktion zum Master-Sensor übertragen werden und dass die anschließenden Verfahrensschritte für die vom Slave-Sensor empfangenen Echosignale mit dem Master-Sensor ausgeführt werden. In entsprechender Weise wird die Aufgabe mit einer Radar- Sensoranordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der Slave-Sensor eine programmierbare Logikstufe zur Übertragung der empfangenen Messsignale auf den Master-Sensor aufweist und dass die vom Slave-Sensor empfangenen Messsignale erst in dem Master-Sensor der Datenreduktionsstufe zugeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher die Ausbildung des Slave- Sensors ohne einen Prozessor, da alle Verfahrensschritte in den entsprechenden Verarbeitungsstufen des Master-Sensors ausgeführt werden.
Für die Durchführung der Erfindung wird zur Verbindung der wenigstens zwei Radarsensoren ein schneller Bus mit einer hohen Bandbreite eingesetzt. Der herkömmliche CAN-Bus hat eine Übertragungskapazität von 500 KBit/s und kommt daher für die Übertragung der Messsignale vom Slave-Sensor zum Master-Sensor nicht infrage, da die Übertragung bereits eine solche lange Zeit in Anspruch nehmen würde, dass eine Echtzeitauswertung, insbesondere unter Berücksichtigung der Anforderungen bei einem Fahrzeug, ausgeschlossen ist.
Ein für die Anwendung in Kraftfahrzeugen zertifizierter schneller Bus ist FlexRay, der eine Übertragungskapazität von 10 MBit aufweist. Aber auch diese Übertragungskapazität ist nicht ausreichend, um verlässliche Funktionen der Radar-Sensoranordnung mit einem Master-Sensor und einem Slave-Sensor der erfindungsgemäßen Art zu ermöglichen. Diese setzt üblicherweise eine Abtastrate von 1024 Schritten als Radarsignal ausgesandten Frequenzrampe vor. Diese werden mit einer entsprechenden Abtastrate abgetastet. Da dadurch die Datenmenge für die Übertragung auf dem Datenbus zu groß wird, wird die Datenmenge durch Halbierung der Abtastfrequenz halbiert. Die halbierte Datenmenge ist auf dem Datenbus FlexRay gut übertragbar. Dies hat allerdings zur Folge, dass unter Beibehaltung der benötigten zeitlichen Auflösung bei der Datenreduktion mehr- deutige Signale für Ort und Geschwindigkeit eines detektierten Objekts erhalten werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Mehrdeutigkeit in der Trackingstufe behoben werden kann, weil bei der Erstellung von Bahnverläufen für ein detektiertes Objekt unter Verwendung der mehreren Möglichkeiten für Ort und Geschwindigkeit des Objekts nur eine eindeutige Möglichkeit für die Bewegung des Objekts relativ zum Fahrzeug verbleibt. Die aufgrund der geringeren Abtastrate in Kauf genommene Mehrdeutigkeit kann daher während der weiteren Auswertung im Master-Sensor behoben werden. Hierfür wird eine gewisse zusätzliche Rechenleistung des Master-Sensors benötigt, die aber ohne weiteres und unproblematisch zur Verfügung steht. Der Flaschenhals für das System ist die Übertragungsrate auf dem Datenbus zwischen den Radarsensoren.
Erfindungsgemäß werden daher Messsignale generiert, die die Übertragung der Messdaten vom Slave-Sensor zum Master-Sensor ermöglichen, in sich jedoch noch nicht eindeutig sind. Die Eindeutigkeit wird bei der weiteren Auswertung in der Trackingstufe des Master-Sensors hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Slave-Sensor daher ohne Prozessor ausgebildet.
Bevorzugt ist ferner, dass die Datenreduktionsstufe eine Fast-Fourier- Transformationsstufe ist, in der eine oder mehrere Fast-Fourier- Transformationen ausgeführt und ausschließlich Spektrallinien zur Bildung von Ort und Geschwindigkeit des Objekts detektiert werden.
In einer sehr sinnvollen Ausführungsform der Erfindung wird das Radarsignal pro Messzyklus aus wenigstens zwei Frequenzrampen mit sich über einen Messzyklus verändernder Frequenz gebildet. Die verändernde Frequenz besteht dabei aus Frequenzstufen, deren Anzahl mit der Abtastrate des Signals korreliert, wobei die Frequenzstufen der verschiedenen Frequenzrampen jeweils abwechselnd nacheinander ausgesandt werden. Auf diese Weise ergibt sich so eine verschaltete Ausbildung des Radarsignals aus den verschiedenen Frequenzrampen. Im Falle der bevorzugten Ausbildung mit drei Frequenzrampen wird somit nacheinander eine erste Frequenzstufe der Frequenzrampe 1 , der Frequenzrampe 2 und der Fre- quenzrampe 3 ausgesandt, danach die zweite Frequenzstufe der Frequenzrampe 1 , der Frequenzrampe 2 und der Frequenzrampe 3 usw. Bevorzugt sind 1024 Frequenzstufen pro Frequenzrampe vorgesehen. Eine derartige Ausbildung des Radarsignals ist in der EP 1 325 350 B1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Erfindung gemacht wird.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen.
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit zwei Radarsensoren, die als Totwinkelsensoren angeordnet sind,
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit drei Radarsensoren, von denen zwei als Totwinkelsensoren und einer als Abstandsregelsensor ausgebildet ist.
Figur 1 lässt in einer Draufsicht die Umrisse eines Fahrzeugs 1 erkennen. Das Fahrzeug hat eine Längsachse und bewegt sich im Normalbetrieb entlang der Längsachse in Fahrtrichtung F. Senkrecht dazu steht eine Breitenrichtung B.
Die Steuerung des Fahrzeugs erfolgt über einen schematisch angedeuteten Fahrzeug-Datenbus 2, an dem zahlreiche Komponenten, insbesondere Sensoren und Aktuatoren angeschlossen sind. Mit dem Fahrzeug- Datenbus 2 sind auch zwei Radarsensoren 3, 4 verbunden, die sich an den beiden Seiten am hinteren Ende des Fahrzeugs 1 befinden und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Totwinkelsensoren angeordnet sind. Sie haben daher die Aufgabe, die vom Fahrer nicht erkennbare Fahrzeuge, die sich im toten Winkel von Außen-Rückspiegeln 5, 6 befinden, zu detektieren und den Fahrer hiervor zu warnen. Warnsignale werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als optische Warnsignale an den Außen-Rückspiegeln 5, 6 angeordneten Leuchtdioden (LEDs) 7 ausgegeben.
Die beiden Radarsensoren 3, 4 sind über einen separaten („privaten") Hochgeschwindigkeits-Datenbus 8 miteinander verbunden. Der Datenbus 8 ist vorzugsweise ein FlexRay-Datenbus. In Figur 1 ist schematisch dargestellt, dass der Radarsensor 4 ohne einen Prozessor ausgebildet ist und als„Slave-Sensor" 4 fungiert. Demgemäß stellt der andere Radarsensor 3 einen Master-Sensor 3 dar, der mit einem hochleistungsfähigen Prozessor neu versehen ist.
Der Slave-Sensor 4 ist nicht mit einem Prozessor ausgerüstet, sondern weist lediglich eine programmierbare Logikstufe auf, mit der die Messsignale aus einem empfangenen Echosignal und entsprechende Signale des ausgesandten Signals auf den Prozessor des Master-Sensors 3 übertragen werden können. Der Prozessor 9 des Master-Sensors 3 weist somit Detektionssoftwarestufen Det. I und Det. II für beide Radarsensoren 3, 4 auf. In dem Prozessor schließt sich eine Trackingsoftware an, mit der ein Bahnverlauf für reflektierende Objekte aus den Messsignalen erstellt wird.
Der Prozessor 9 enthält ferner einen Funktionsalgorithmus, mit der die Auswertung der Bahnverläufe dahingehend erfolgt, ob ein Grenzwert überschritten wird, sodass ein Alarmsignal oder ein Steuersignal generiert werden muss.
Darüber hinaus enthält der Prozessor 9 eine Software zum Kommunizieren mit der Fahrzeugsteuerung über den Fahrzeug-Datenbus 2, sodass die Kommunikation für die beiden Radarsensoren 3, 4 über den Master- Sensor 3 erfolgt.
Damit die Messwerte des Slave-Sensors 4 über den Datenbus 8 übertragen werden können, werden die Messwerte des Slave-Sensors 4 mit einer Abtastrate gebildet, die eine eindeutige Auswertung der Messwerte noch nicht erlaubt. Die Beseitigung der somit in Kauf genommenen Mehrdeutigkeiten erfolgt mit der Trackingsoftware, bei der die Plausibilität beispielsweise zweier möglicher Geschwindigkeiten für ein Objekt an einem Ort aufgrund der Bestimmung des Bahnverlaufs überprüft wird, sodass aus den möglichen Geschwindigkeiten die korrekte Geschwindigkeit ohne wei- teres auswählbar ist.
Anhand eines Zahlenbeispiels soll dieser Zusammenhang verdeutlicht werden:
Das ausgesandte Radarsignal soll in einer FMSK-Modulation mit drei Frequenzrampen erfolgen, die jeweils 1024 Frequenzstufen aufweisen, die mit einer definierten (nicht notwendigerweise festen) Differenzfrequenz ineinander übergehen. Diese vorteilhafte Modulation eines Radarsignals ist in EP 1 325 350 B1 ausführlich beschrieben, auf die hier mit ihrem vollen Inhalt verwiesen wird. Die drei Frequenzrampen werden ineinander verwoben ausgesandt, sodass sich ein ausgesandtes Radarsignal mit 3 x 1024 Frequenzstufen ergibt. Die Abtastung erfolgt synchron zur Modulation, sodass 3 x 1024 Abtastwerte im Empfänger entstehen. Die Frequenzsignale werden mit einer Länge von 40 ms ausgesandt, sodass eine Abtastfrequenz von (3 x 1024) / 40 ms = 76,8 kHz ergibt.
Für leistungsfähige Radarsensoren 3, 4 werden Empfangsantennenanordnungen mit jeweils zwei Antennen verwendet. Jede dieser Empfangsantennen ist mit einem Quadraturmischer versehen, sodass 4 x 3 x 1024 Abtastwerte zu je 12 Bit entstehen. Aus Datenübertragungsgründen werden die 12 Bit in 16 Bit-Wörter verpackt, sodass sich 12.288 x 16 Bit ergeben. Diese Daten müssen vom Slave-Sensor 4 zum Master-Sensor 3 übertragen werden. Hinzu kommen noch die Datenworte vom Master zum Slave (die zu modulierende Frequenz wird ebenfalls als 16 Bit-Wert übertragen) also noch einmal 3 x 1024 (zu 16 Bit) = 3072 x 16 Bit.
Insgesamt ergeben sich 5 x 3 x 1024 (Worte zu 16 Bit) = 245760 KBit pro Messzyklus. Da der Messzyklus 40 ms lang ist, ergibt sich eine Datenrate von 6,144 MBit/s. Der Fahrzeug-Datenbus 2 hat eine Brutto-Kapazität von 10 MBit/s. Wegen der ständig wechselnden Datenrichtung und wegen notwendiger Overheads für die Bit-Fehlerkorrektur kann die hier benötigte Netto- Datenrate von mehr als 6 MBit/s nicht über diesen Bus übertragen werden.
Es ist daher vorgesehen, eine halbierte Abtastfrequenz zu verwenden. Bei sonst gleichen Parametern ergibt sich somit eine Datenrate von 3,072 MBit/s. Diese Netto-Datenrate ist mit dem Fahrzeug-Datenbus sicher zu übertragen.
In Kauf genommen wird dabei die bereits erwähnte Mehrdeutigkeit der Bestimmung der Orts-Geschwindigkeits-Koordinaten. Für eine Ortskoordinate können daher beispielsweise zwei Geschwindigkeitskoordinaten rechnerisch infrage kommen. Die zutreffende Geschwindigkeitskoordinate kann mit der Tracking Software im Prozessor 9 eindeutig bestimmt werden, sodass über die Trackingsoftware eine Eliminierung der Mehrdeutigkeiten möglich ist.
Es ist auch denkbar, eine andere Eliminierung von Mehrdeutigkeiten dadurch zu bewirken, dass mehrere Radarsensoren einen überlappenden Erfassungsbereich haben und die Eliminierung von Mehrdeutigkeiten aufgrund der mehrfach festgestellten Koordinaten in dem Überlappungsbereich erfolgt.
Da der Master-Sensor 3 die Funktionsauswertung vornimmt, also feststellt, ob Warnsignale für ein Fahrzeug im toten Winkel generiert werden müssen, ist der Master-Sensor auch mit den Leuchtdioden 7 in den Außen- Rückspiegeln 5, 6 verbunden und steuert dies in Abhängigkeit von den Messwerten an, die für den Radarsensor 3 oder den Radarsensor 4 ausgewertet worden sind. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist neben den Radarsensoren 3, 4 noch ein weiterer Radarsensor 10 vorgesehen, der als Abstandssensor in Fahrtrichtung F abstrahlt und für die Abstandsregelung zum vorausfahrenden Fahrzeug eingerichtet ist. In diesem Ausführungsbeispiel stellt der Radarsensor 10 einen Master-Sensor dar, während die beiden Radarsensoren 3, 4 in diesem Ausführungsbeispiel als Slave- Sensoren fungieren. Die beiden Radarsensoren 3, 4 sind somit jeweils lediglich mit einer programmierbaren Logikschaltung zur Weiterleitung der Messsignale versehen, weisen jedoch keinen Prozessor auf.
Ein Prozessor 1 ist dem Radarsensor 10 zugeordnet und enthält Detekti- onssoftwaremodule Det. I, Det. II, Det. III für alle drei Radarsensoren 3, 4, 10.
Aufgrund der unterschiedlichen Funktionen der Radarsensoren 3, 4 einerseits und des Radarsensors 10 andererseits sind unterschiedliche Tra- ckingmodule für diese beiden Arten von Radarsensoren vorgesehen, ebenso entsprechend unterschiedliche Funktionsalgorithmen.
Die Kommunikation zum Fahrzeug wird hingegen mit einem einheitlichen Modul für alle drei Prozessoren realisiert.
Auch hier werden die Signale der Slave-Sensoren 3, 4 mit einer verminderten Abtastrate erfasst und eine Mehrdeutigkeit in der anschließenden Trackingstufe eliminiert.
Es ist somit erkennbar, dass zwei oder mehr Radarsensoren 3, 4, 10 in einer Master-Slave-Anordnung in einem Fahrzeug oder außerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere in einer stationären Einrichtung, gemäß der Erfindung verwendbar sind, sodass die Slave-Sensoren ohne Mikroprozessoren realisiert werden können.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten relativ zu einem Messort, bei dem wenigstens zwei Radarsensoren (3, 4, 10) im Messort (1) verwendet werden, die jeweils mit einer Senderanordnung zur Aussendung von Radarsignalen und einer Empfängeranordnung zum Empfang von Objekten reflektierten Echosignalen versehen sind, mit den Verfahrensschritten:
Aussenden der Radarsignale
Empfangen der Echosignale und Bildung von Messdaten durch Vergleich der ausgesandten Radarsignale und der Echosignale,
Daten red uktion der Messdaten und Bildung von Daten für Geschwindigkeit und Ort der reflektierten Objekte, Erstellung eines Bahnverlaufs für ein detektiertes Objekt relativ zum Messort (1) durch Auswertung nacheinander erhaltener Daten für Ort und Geschwindigkeit des Objekts,
Erstellung einer Prognose für eine vordefinierte Situation des Objekts relativ zum Messort,
Auslösen eines Alarm- und/oder Steuersignals aus der erstellten Prognose, wenn ein Grenzwert überschritten wird, wobei von den Radarsensoren (3, 4, 10) wenigstens einer als Master-Sensor und wenigstens ein anderer als Slave-Sensor verwendet wird, die über einen separaten Datenbus (8) miteinander verbunden sind und wobei ein Teil der Verfahrensschritte für den Slave-Sensor vom Master-Sensor ausgeführt wird
dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten des Slave-Sensors vor einer Datenreduktion zum Master-Sensor übertragen werden und dass die anschließenden Verfahrensschritte für die vom Slave- Sensor empfangenen Echosignale in dem Master-Sensor ausgeführt werden. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenreduktion der Messdaten durch eine oder mehrere Fast-Fourier- Transformationen mit ausschließlicher Detektion von Spektrallinien zur Bildung von Ort und Geschwindigkeit des Objekts ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsignale pro Messzyklus in Form von wenigstens zwei Frequenzrampen mit sich über einen Messzyklus verändernder Frequenz ausgesandt werden, wobei die Frequenzrampen durch Frequenzstufen gebildet werden, deren Anzahl mit den pro Messzyklus vorgenommenen Abtastungen des Signals korreliert sind und wobei die Frequenzstufen der Frequenzrampen jeweils abwechselnd nacheinander ausgesandt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung der von den Empfangsanordnungen der Radarsensoren (3, 4, 10) empfangenen Echosignale mit einer Abtastrate erfolgt, die keine eindeutige Zuordnung von Ort oder Geschwindigkeit zu einem reflektierten Objekt ermöglichen und dass die Mehrdeutigkeit in dem Verfahrensschntt zur Erstellung des Bahnverlaufs in dem Master-Sensor beseitigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messort ein Fahrzeug (1) ist.
Radar-Sensoranordnung in einem Messort mit
wenigstens zwei Radarsensoren (3, 4, 10),
jeweils einer Senderanordnung der Radarsensoren (3, 4, 10) zur Aussendung von Radarsignalen,
jeweils einer Empfängeranordnung der Radarsensoren (3, 4, 10) zum Empfang von von Objekten reflektierten Echosigna- len und zur Bildung von Messdaten durch zeitliche Abtastung der Echosignale und Vergleich mit dem ausgesandten Radarsignal,
einer Datenreduktionsstufe zur Reduzierung der auszuwertenden Messdaten und Bildung von Ort und Geschwindigkeit des reflektierten Objekts relativ zum Messort charakterisierenden Daten,
einer Trackingstufe zur Erstellung eines Bahnverlaufs für die Bewegung des detektierten Objekts relativ zum Messort durch Auswertung nacheinander erhaltener Daten für Ort und Geschwindigkeit des Objekts und zur Erstellung einer Prognose für die künftige Bewegung des Objekts,
einer Alarm- und/oder Regeleinrichtung zur Auslösung eines Alarm- und/oder Regelsignals, wenn ein Grenzwert überschritten wird,
wobei die wenigstens zwei Radarsensoren durch einen separaten Datenbus miteinander verbunden sind, einer der Radarsensoren als Master-Sensor und der andere als Slave- Sensor fungiert und der Master-Sensor mit einer Auswertungseinrichtung für die von den Radarsensoren empfangenen Echosignale versehen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Slave-Sensor eine programmierbare Logikstufe zur Übertragung der empfangenen Messsignale auf den Master-Sensor aufweist und dass die vom Slave-Sensor empfangenen Messsignale erst in dem Master-Sensor der Datenreduktionsstufe zugeleitet werden.
Radar-Sensoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Slave-Sensor ohne einen Mikroprozessor ausgeführt ist. Radar-Sensoranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenreduktionsstufe eine Fast-Fourier- Transformationsstufe ist, in der eine oder mehrere Fast-Fourier- Transformationen ausgeführt und ausschließlich Spektrallinien zur Bildung von Ort und Geschwindigkeit des Objekts detektiert werden.
Radar-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Senderanordnung eines Radarsensors (3, 4, 10) zur Aussendung von Radarsignalen ausgebildet ist, die pro Messzyklus aus wenigstens zwei Frequenzrampen mit sich über einen Messzyklus verändernder Frequenz bestehen, die durch Frequenzstufen gebildet sind, deren Anzahl mit den pro Messzyklus vorgenommenen Abtastungen des Signals korreliert sind, wobei die Frequenzstufen der Frequenzrampen jeweils abwechselnd nacheinander ausgesandt werden.
Radar-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoren (3, 4, 10) eine Abtastrate für die Echosignale aufweisen, die nur eine mehrdeutige Zuordnung von Ort oder Geschwindigkeit zu einem reflektierten Objekt ermöglicht und dass eine Mehrdeutigkeit der ermittelten Messwerte in der Trackingstufe des Master-Sensor beseitigt wird.
11. Radar-Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Radar-Sensoranordnung in einem Fahrzeug (1) angeordnet ist.
PCT/DE2012/000106 2011-02-23 2012-02-07 Verfahren und radar-sensoranordnung zur detektion von ort und geschwindigkeit von objekten relativ zu einem messort, insbesondere fahrzeug WO2012113366A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011012379.2A DE102011012379B4 (de) 2011-02-23 2011-02-23 Verfahren und Radar-Sensoranordnung zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten relativ zu einem Fahrzeug
DE102011012379.2 2011-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012113366A1 true WO2012113366A1 (de) 2012-08-30

Family

ID=45991988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2012/000106 WO2012113366A1 (de) 2011-02-23 2012-02-07 Verfahren und radar-sensoranordnung zur detektion von ort und geschwindigkeit von objekten relativ zu einem messort, insbesondere fahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011012379B4 (de)
WO (1) WO2012113366A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109343049A (zh) * 2017-11-10 2019-02-15 长城汽车股份有限公司 跟踪可移动目标的方法和装置
CN110293906A (zh) * 2019-05-14 2019-10-01 一汽轿车股份有限公司 一种盲区监测功能报警边界滑动报警方法
CN110488266A (zh) * 2019-07-08 2019-11-22 清远市天之衡传感科技有限公司 基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及测速方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013008953B4 (de) 2013-05-27 2017-01-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Radareinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
DE102014114110A1 (de) * 2014-09-29 2016-03-31 Hella Kgaa Hueck & Co. Radarsensor
DE102015109169A1 (de) * 2015-06-10 2016-12-15 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Verbauposition einer Sensoreinheit, Kommunikationssystem und Kraftfahrzeug
DE102016204011A1 (de) * 2016-03-11 2017-09-14 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung einer Dejustage einer an einem Fahrzeug befestigten Detektionseinrichtung
DE102017206525A1 (de) 2017-04-18 2018-10-18 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
DE102018206553A1 (de) * 2018-04-27 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh Radarsensorkopf für ein Radarsystem
DE102019202949A1 (de) * 2019-03-05 2020-09-10 Zf Friedrichshafen Ag Verteilte Verarbeitung von Radarsignalen
DE102022201766A1 (de) 2022-02-21 2023-08-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Fusion von Klassifikationsergebnissen mehrerer Klassifikationsmodelle zur Objektidentifikation mithilfe ultraschallbasierter Sensorsysteme in mobilen Einrichtungen
DE102022116524A1 (de) 2022-07-01 2024-01-04 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren zur Detektion eines Objektes, Radarsystem und Fahrzeug

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2367151A (en) * 2000-09-22 2002-03-27 Jaguar Cars Motor vehicle speed control system
US20050046606A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Kimihisa Yoneda Object detecting device
EP1516767A2 (de) * 2003-09-18 2005-03-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs beim Rangieren/Einparken des Fahrzeugs
EP1548458A2 (de) * 2003-11-26 2005-06-29 Hitachi, Ltd. In einem Kraftfahrzeug eingebautes Radar
DE102005056800A1 (de) * 2005-11-29 2007-05-31 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems und Radarsystem
EP1325350B1 (de) 2000-10-10 2007-10-17 S.M.S. Smart Microwave Sensors GmbH Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von abstand und relativgeschwindigkeit eines entfernten objektes
US20080065328A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Andreas Eidehall Method and system for collision avoidance
US20080287085A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Infineon Technologies Ag RF front-end for a radar system
EP2180336A2 (de) * 2008-10-22 2010-04-28 Honeywell International Inc. Mikrowellen- und Millimeterwellenradarsensoren
WO2010086895A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 トヨタ自動車株式会社 物体認識装置および物体認識方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872536A (en) * 1997-02-19 1999-02-16 Hittite Microwave Corporation Multi-sensor anticipatory object detection system

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2367151A (en) * 2000-09-22 2002-03-27 Jaguar Cars Motor vehicle speed control system
EP1325350B1 (de) 2000-10-10 2007-10-17 S.M.S. Smart Microwave Sensors GmbH Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von abstand und relativgeschwindigkeit eines entfernten objektes
US20050046606A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Kimihisa Yoneda Object detecting device
EP1516767A2 (de) * 2003-09-18 2005-03-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs beim Rangieren/Einparken des Fahrzeugs
EP1548458A2 (de) * 2003-11-26 2005-06-29 Hitachi, Ltd. In einem Kraftfahrzeug eingebautes Radar
DE102005056800A1 (de) * 2005-11-29 2007-05-31 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems und Radarsystem
US20080065328A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Andreas Eidehall Method and system for collision avoidance
US20080287085A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Infineon Technologies Ag RF front-end for a radar system
EP2180336A2 (de) * 2008-10-22 2010-04-28 Honeywell International Inc. Mikrowellen- und Millimeterwellenradarsensoren
WO2010086895A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 トヨタ自動車株式会社 物体認識装置および物体認識方法
US20110301845A1 (en) * 2009-01-29 2011-12-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Object recognition device and object recognition method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109343049A (zh) * 2017-11-10 2019-02-15 长城汽车股份有限公司 跟踪可移动目标的方法和装置
CN109343049B (zh) * 2017-11-10 2022-04-26 毫末智行科技有限公司 跟踪可移动目标的方法和装置
CN110293906A (zh) * 2019-05-14 2019-10-01 一汽轿车股份有限公司 一种盲区监测功能报警边界滑动报警方法
CN110488266A (zh) * 2019-07-08 2019-11-22 清远市天之衡传感科技有限公司 基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及测速方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011012379B4 (de) 2014-11-06
DE102011012379A1 (de) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011012379B4 (de) Verfahren und Radar-Sensoranordnung zur Detektion von Ort und Geschwindigkeit von Objekten relativ zu einem Fahrzeug
EP0970390B1 (de) Verfahren zur bestimmung des senkrechten abstandes zwischen einem objekt und einer sich örtlich verändernden einrichtung
EP1395846B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur selbstkalibrierung einer radarsensoranordnung
EP2586020B1 (de) Verfahren und system zur informationsvalidierung
EP1517157B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung
EP2090897B1 (de) Adressierung von Sende- und Empfangseinheiten einer Ultraschallabstandsmesseinrichtung
DE102012021973A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug
EP3818390B1 (de) Verfahren zur ermittlung von wenigstens einer objektinformation wenigstens eines zielobjekts, das mit einem radarsystem insbesondere eines fahrzeugs erfasst wird, radarsystem und fahrerassistenzsystem
EP1728097A1 (de) Radarsystem f r kraftfahrzeuge
DE102010045657A1 (de) Umfeld-Überwachungssystem für ein Fahrzeug
EP1731922A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Freiflächen in der Umgebung eines Kraftfahrzeuges
EP2244104A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines radargestützten Umfelderkennungssystems
DE102013008953B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Radareinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
EP3081959B1 (de) Verfahren zum bestimmen einer jeweiligen einbauposition von zumindest zwei sensoren eines kraftfahrzeugs, steuereinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug
WO2018137835A1 (de) Verfahren zur ermittlung von wenigstens einer objektinformation wenigstens eines objekts, das mit einem radarsystem insbesondere eines fahrzeugs erfasst wird, radarsystem und fahrerassistenzsystem
DE102015011020B3 (de) Verfahren zur Zuordnung von vorgegebenen Einbaupositionen zu an den Einbaupositionen in einem Kraftfahrzeug verbauten Radarsensoren und Kraftfahrzeug
WO2007017308A1 (de) Verfahren zum erzeugen von umwelthypothesen für fahrerassistenzfunktionen
WO2019110487A1 (de) Verfahren zur verbesserten zieltrennung unter anwendung phasenkodierter fmcw-rampen verschiedener sender eines kfz-radarsystems
DE102016103203A1 (de) Verfahren zum Erkennen eines blockierten Zustands eines Radarsensors, Radarsensorvorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE19754220B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer bevorstehenden oder möglichen Kollision
DE102010021053B3 (de) Verfahren zur Detektion von Störungen des Messbetriebs einer Ultraschall-Messanordnung eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
EP2073034A2 (de) Kraftfahrzeug mit einer Kombination von vorwärtsgerichteten Radaren mit überlappenden Antennenkeulen
EP2527869B1 (de) Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben von zumindest zwei Sensoren in einem Kraftfahrzeug
EP0484895A2 (de) Verfahren zur Bestimmung der relativen Position von Fahrzeugen im Strassenverkehr
DE102021206909A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur situationsbasierten Verarbeitung von Sensordaten eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12715573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12715573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1