WO2019115099A1

WO2019115099A1 - Verfahren zur erfassung von umgebungsinformationen mittels eines radarsystems

Info

Publication number: WO2019115099A1
Application number: PCT/EP2018/080549
Authority: WO
Inventors: Andreas LÖFFLER; Thomas GISDER; Fabian HARRER
Original assignee: Conti Temic Microelectronic Gmbh; Volkswagen Ag
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2019-06-20
Also published as: EP3673293A1; CN111344597B; DE102017129933A1; CN111344597A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen in der Umgebung eines Fahrzeugs (1) mittels eines Radarsystems (2) mit synthetischer Apertur (SAR), das zumindest eine Sendeantenne (2.1) und zumindest zwei Empfangsantennen (2.2) aufweist, umfassend folgende Schritte: - Aussenden eines Radarsignals über die Sendeantenne (2.1) (S10); - Empfangen von reflektierten Anteilen des Radarsignals an den Empfangsantennen (2.2) (S11); - Berechnen von ersten Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren aus den empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals (S12); - Berechnen von zweiten Radarinformationen gemäß einem weiteren, vom Stripmap-SAR-Verfahren verschiedenen Verfahren aus denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals (S13); und - Zusammenführen der ersten und zweiten Radarinformationen zur Bildung eines Gesamtradarbildes basierend auf den ersten und zweiten Radarinformationen (S14).

Description

Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen mittels eines

Radarsystems Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von

Umgebungsinformationen in der Umgebung eines Fahrzeugs mittels eines Radarsystems mit synthetischer Apertur (SAR).

Aus dem Stand der Technik sind Radartechniken bekannt, mittels denen hochauflösende Radarinformationen, nachfolgend auch als Radarbild bezeichnet, gewonnen werden können. Derartige hochauflösende

Radarbilder sind insbesondere für das autonome Fahren von Fahrzeugen von hoher Relevanz. Insbesondere das Synthetische-Apertur-Radar (SAR) ermöglicht eine hohe räumliche Auflösung. Die Berechnung von hochauflösenden Radarinformationen erfolgt bei SAR-Radarsystemen vorwiegend mittels des sog. Stripmap-SAR-Verfahrens, bei dem die Phasenbeziehungen an der zumindest einen Empfangsantenne derart gewählt werden, dass die Mittelachse der Flauptempfangsrichtung, auch als Flauptempfangsantennenkeule bezeichnet, senkrecht oder im

Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeuglängsachse (d.h. der in

Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Achse) verläuft.

Nachteilig hierbei ist, dass mittels des Stripmap-SAR-Verfahrens schräge oder senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufende Flächen nicht oder nur unzureichend in den Radarinformationen repräsentiert sind, was beispielsweise bei der Erfassung und Vermessung von Parklücken sehr problematisch ist. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen anzugeben, mittels dem detailliertere Umgebungsinformationen erhalten werden. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des

unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Computerprogrammprodukt zur Erfassung von Umgebungsinformationen ist Gegenstand des

nebengeordneten Patentanspruchs 14 und ein Fahrzeug mit einem

Radarsystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 15.

Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen in der Umgebung eines Fahrzeugs mittels eines Radarsystems mit synthetischer Apertur (SAR). Das Radarsystem weist zumindest eine Sendeantenne und zumindest zwei Empfangsantennen auf. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte: Zunächst wird ein Radarsignal über die Sendeantenne ausgesendet und die reflektierten Anteile des Radarsignals werden an den

Empfangsantennen empfangen.

Anschließend werden basierend auf den empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals erste Radarinformation gemäß dem Stripmap- SAR-Verfahren berechnet.

Anschließend oder aber auch zeitgleich werden basierend auf denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals zweite

Radarinformationen gemäß einem weiteren, vom Stripmap-SAR- Verfahren verschiedenen Verfahren berechnet. Zuletzt werden die ersten und zweiten Radarinformationen

zusammengeführt, um dadurch ein Gesamtradarbild zu erhalten.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass lediglich durch Neuberechnung von Radarinformationen anhand unterschiedlicher Berechnungsverfahren, d.h. basierend auf ein und denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals ein wesentlich verbessertes Gesamtradarbild erhalten werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden zweite und dritte

Radarinformationen gemäß weiteren, vom Stripmap-SAR-Verfahren verschiedenen Verfahren aus denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals berechnet und zur Bildung des

Gesamtradarbildes zusammengeführt. Dabei werden die zweiten und dritten Radarinformationen wiederum durch verschiedene

Berechnungsverfahren erhalten. Durch die Kombination von drei unterschiedlichen Berechnungsverfahren lässt sich der Informationsgehalt des Gesamtradarbildes weiterhin verbessern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird nach dem Berechnen von ersten Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren die erfasste Umgebungssituation beurteilt und basierend darauf entschieden wird, mittels welchem weiteren Verfahren zweite oder zweite und dritte

Radarinformationen berechnet werden. Zudem kann auch entschieden werden, ob es die erfasste Umgebungssituation überhaupt erforderlich macht, weitere Radarinformationen zu berechnen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die zweiten oder zweiten und dritten Radarinformationen zeitlich parallel oder im Wesentlichen parallel zu den ersten Radarinformationen berechnet. Alternativ können, sofern nach der Berechnung der ersten Radarinformationen erst über die Notwendigkeit der Berechnung weiterer Radarinformationen entschieden wird, die zweiten oder zweiten und dritten Radarinformationen zeitlich nach den ersten Radarinformationen berechnet werden. Die zweiten bzw. Dritten Radarinformationen können jedoch zeitlich parallel oder im

Wesentlichen zeitlich parallel berechnet werden. Dadurch kann die Berechnung des Gesamtradarbildes sehr zeiteffizient erfolgen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Zusammenführen von ersten und zweiten Radarinformationen oder ersten, zweiten und dritten Radarinformationen durch eine gewichtete Addition der

Radarinformationen. Dabei kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass beispielsweise nach einem Squinted-SAR-Verfahren berechnete Radarinformationen eine geringere Signalstärke aufweisen als nach dem Stripmap-Verfahren berechnete Radarinformationen und diese Signalstärkendifferenz durch eine geeignete Wahl der

Gewichtungsfaktoren ausgeglichen werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Zusammenführen von ersten und zweiten Radarinformationen oder ersten, zweiten und dritten Radarinformationen derart, dass die einzelnen Radarinformationen gleichgewichtet in das Gesamtradarbild einfließen. Dadurch kann erreicht werden, dass die aus unterschiedlichen Berechnungsverfahren

stammenden Teilinformationen mit gleicher oder im Wesentlichen gleicher Amplitude im Gesamtradarbild repräsentiert sind.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden zweite Radarinformationen basierend auf einem Squinted-SAR-Verfahren oder einem Spotlight-SAR- Verfahren berechnet. Diese ermöglichen eine verbesserte Darstellung von Flächen, die schräg oder senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden dritte Radarinformationen basierend auf einem Squinted-SAR-Verfahren oder einem Spotlight-SAR- Verfahren berechnet und die dritten Radarinformationen werden mit einem anderen Verfahren berechnet als die zweiten Radarinformationen. Damit werden drei unterschiedliche Berechnungsverfahren zur Erzeugung des Gesamtradarbildes kombiniert, was zu einer wesentlichen Steigerung des Informationsgehalts des Gesamtradarbildes führt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden beim Squinted-SAR-Verfahren Radarinformationen für einen positiven und einen negativen Schieiwinkel berechnet, wobei sich die Schieiwinkelmessung auf eine

Fahrzeugquerachse bezieht. Die Schieiwinkelwerte sind vorzugsweise betragsgleich und haben lediglich unterschiedliche Vorzeichen. Damit können insbesondere Fahrzeugflächen von Fahrzeugen erfasst werden, die eine Parklücke seitlich oder vorder- und rückseitig begrenzen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden beim Spotlight-SAR-Verfahren Radarinformationen für eine Vielzahl von unterschiedlichen Schieiwinkeln in einem definierten Schieiwinkelbereich berechnet. Dadurch lassen sich Detailinformationen zu einem bestimmten Flächen- oder Raumbereich erhalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden beim Spotlight-SAR- Verfahren Radarinformationen für zumindest einen definierten,

eingeschränkten Flächen- oder Raumbereich berechnet. Dieser eingeschränkte Flächen- oder Raumbereich hat beispielsweise besondere Relevanz in der erfassten Umgebungssituation und kann daher spotartig detailliert erfasst werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der eingeschränkte Flächen- oder Raumbereich basierend auf den durch das Stripmap-SAR-Verfahren oder das Squinted-SAR-Verfahren ermittelten Radarinformationen bestimmt. Insbesondere kann bei dem vorher beschriebenen Entscheidungsschritt basierend auf den ersten Radarinformationen festgestellt werden, welcher Flächen- oder Raumbereich besondere Relevanz bei der

Umgebungserfassung hat. Für diesen Flächen- oder Raumbereich können anschließend Radarinformationen basierend auf dem Spotlight-SAR- Verfahren berechnet werden, und zwar wiederum basierend auf denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals, die auch schon zur Berechnung von Radarinformationen basierend auf dem

Stripmap-SAR-Verfahren verwendet wurden.

Es versteht sich, dass ebenso mehrere Flächen- oder Raumbereiche definiert werden können, für die anschließend Radarinformationen basierend auf dem Spotlight-SAR-Verfahren berechnet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein

Computerprogrammprodukt zur Ermittlung von Umgebungsinformationen, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares

Speichermedium mit Programmanweisungen umfasst, wobei die

Programmanweisungen durch einen Prozessor ausführbar sind, um den Prozessor dazu zu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispielen auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug umfassend ein Radarsystem mit synthetischer Apertur zur Erfassung von Umgebungsinformationen. Das Radarsystem weist zumindest eine Sendeantenne und zumindest zwei Empfangsantennen auf. Das Fahrzeug umfasst zudem:

- eine Sendeeinheit zum Aussenden eines Radarsignals über die Sendeantenne; - eine Empfangseinheit mit Empfangsantennen zum Empfangen von reflektierten Anteilen des Radarsignals;

- eine Recheneinheit zum Berechnen von ersten

Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren aus den empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals;

- eine Recheneinheit zum Berechnen von zweiten

Radarinformationen gemäß einem weiteren, vom Stripmap- SAR-Verfahren verschiedenen Verfahren aus denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals; und - eine Recheneinheit, die dazu ausgebildet ist, erste und zweite

Radarinformationen zur Bildung eines Gesamtradarbildes zusammenzuführen.

Die Ausdrücke„näherungsweise“,„im Wesentlichen“ oder„etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von

Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle

beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 beispielhaft und grob schematisch ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Radarsystem zur Erfassung von

Umgebungsinformationen; Fig. 2 beispielhaft ein das Verfahren zur Erfassung von

Umgebungsinformationen veranschaulichendes Blockdiagramm;

Fig. 3 beispielhaft und schematisch die Erfassung einer Parksituation mittels eines SAR-Radarsystems bei Verwendung eines Stripmap- SAR-Verfahrens;

Fig. 4 beispielhaft und schematisch die basierend auf dem Stripmap- SAR-Verfahren gemäß Fig. 3 erhaltenen Radarinformationen; Fig. 5 beispielhaft und schematisch die Erfassung einer Parksituation mittels eines SAR-Radarsystems bei Verwendung eines Squinted- SAR-Verfahrens mit positivem Schieiwinkel;

Fig. 6 beispielhaft und schematisch die basierend auf dem Squinted- SAR-Verfahren gemäß Fig. 5 erhaltenen Radarinformationen;

Fig. 7 beispielhaft und schematisch die Erfassung einer Parksituation mittels eines SAR-Radarsystems bei Verwendung eines Squinted- SAR-Verfahrens mit negativem Schieiwinkel;

Fig. 8 beispielhaft und schematisch die basierend auf dem Squinted- SAR-Verfahren gemäß Fig. 7 erhaltenen Radarinformationen;

Fig. 9 beispielhaft und schematisch die Erfassung einer Parksituation mittels eines SAR-Radarsystems bei Verwendung eines Spotlight- SAR-Verfahrens; Fig. 10 beispielhaft und schematisch die basierend auf dem Spotlight - SAR-Verfahren gemäß Fig. 9 erhaltenen Radarinformationen;

Fig. 11 beispielhaft und schematisch die durch das Zusammenführen der aus dem Stripmap-SAR-Verfahren (Fig. 3), dem Squinted-SAR- Verfahren (Fig. 5 und 7) und dem Spotlight-SAR-Verfahren (Fig. 9) erhaltenen Radarinformationen zu einem Gesamtradarbild vor dem Flintergrund der Parksituation;

Fig. 12 beispielhaft und schematisch die durch das Zusammenführen der aus dem Stripmap-SAR-Verfahren (Fig. 3), dem Squinted-SAR- Verfahren (Fig. 5 und 7) und dem Spotlight-SAR-Verfahren (Fig. 9) erhaltenen Radarinformationen zu einem Gesamtradarbild in Alleinstellung; und

Fig. 13 beispielhaft ein Ablaufdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Figur 1 zeigt beispielhaft und grob schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem Radarsystem 2, das zur Erfassung von Umgebungsinformationen in der Umgebung des Fahrzeugs 1 ausgebildet ist. Das Radarsystem 2 ist insbesondere ein sog. SAR-Radarsystem, d.h. ein Radarsystem mit synthetischer Apertur. Das Radarsystem 2 ist insbesondere dazu ausgebildet, Umgebungsinformationen in einer Querrichtung, d.h. einer Richtung quer zur Längsachse des Fahrzeugs bzw. dessen Fahrtrichtung zu erfassen. Dadurch eignet sich ein derartiges Radarsystem 2

beispielsweise dazu, seitlich neben dem Fahrzeug 1 befindliche Objekte zu detektieren und beispielsweise Parklücken zu erkennen, die sich für einen automatisierten oder teilautomatisierten Einparkvorgang des Fahrzeugs 1 eignen. Das Radarsystem 2 umfasst zumindest eine Sendeeinheit 2a, die mit einer Sendeantenne 2.1 verbunden ist. Die Sendeeinheit 2a ist dazu ausgebildet, ein Radarsignal zu generieren und dieses über die

Sendeantenne 2.1 auszusenden. Die Sendeeinheit 2a ist beispielsweise mit einer Rechnereinheit 3 verbunden, die auf das zu generierende Radarsignal bezüglich Signalform und zeitlicher Synchronisation Einfluss nehmen kann. Das Radarsystem 2 umfasst des Weiteren zumindest eine

Empfangseinheit 2b, die mit zumindest zwei, vorzugsweise mehr als zwei, beispielsweise vier Empfangsantennen 2.2 verbunden ist. Über diese Empfangsantennen 2.2 können reflektierte Anteile des ausgesendeten Radarsignals empfangen und in der Empfangseinheit 2b beziehungsweise einer damit gekoppelten Rechnereinheit 3 zu Radarinformationen, insbesondere einem Radarbild verarbeitet werden.

Fig. 2 zeigt beispielhaft ein das Verfahren zur Erfassung von

Umgebungsinformationen veranschaulichendes, schematisches

Blockdiagramm.

Zunächst wird ein Radarsignal über die Sendeantenne 2.1 ausgesendet (S10). Dieses ausgesendete Radarsignal wird an in der Umgebung des Fahrzeugs 1 befindlichen Objekten reflektiert. Diese reflektierten Anteile des Radarsignals werden anschließend über die Empfangsantennen 2.2 empfangen (S11 ).

Anschließend werden erste Radarinformationen berechnet, und zwar basierend auf den empfangenen, reflektierten Anteilen des Radarsignals (S12). Die ersten Radarinformationen werden dabei gemäß dem

Stripmap-SAR-Verfahren berechnet, bei dem die Mittelachse MA der Hauptempfangsrichtung HE der Empfangsantennen 2.2 derart

ausgerichtet ist, dass diese senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse LA des Fahrzeugs bzw. zu dessen Fahrtrichtung FR verläuft. Beim Stripmap-SAR-Verfahren können lediglich an einer einzigen

Empfangsantenne 2.2 empfangene reflektierte Anteile des Radarsignals verarbeitet werden, oder aber die an mehreren Empfangsantennen 2.2 empfangenen reflektierten Anteile des Radarsignals können bei der Berechnung derart zueinander phasenmäßig in Beziehung gesetzt werden, dass die Mittelachse MA der Hauptempfangsrichtung HE der Empfangsantennen 2.2 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse LA des Fahrzeugs bzw. zu dessen Fahrtrichtung FR ausgerichtet ist.

Anschließend oder zeitgleich werden zweite Radarinformationen mittels eines weiteren Berechnungsverfahrens, das sich vom Stripmap-SAR- Verfahren unterscheidet, berechnet, und zwar aus denselben

empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals (S13). In anderen Worten werden die zweiten Radarinformationen also nicht basierend auf reflektierten Anteilen eines weiteren Sende-Empfangs-Zyklus des

Radarsystems 2 berechnet sondern basierend auf reflektierten Anteilen desselben Sende-Empfangs-Zyklus, die bereits bei der Berechnung gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren verwendet wurden. Das weitere Berechnungsverfahren kann beispielsweise ein sog. Squinted-SAR- Verfahren sein oder ein sog. Spotlight-SAR-Verfahren.

Wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, wird beim Squinted-SAR- Verfahren ein bezogen auf die Querachse QA des Fahrzeugs 1 positiver oder negativer Schieiwinkel f eingestellt, so dass die Mittelachse MA der Hauptempfangsrichtung HE der Empfangsantennen 2.2 schräg nach vorne und/oder schräg nach hinten ausgerichtet ist. In anderen Worten ist also die Blickrichtung der Empfangsantennen 2.2 nicht senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse LA des Fahrzeugs bzw. zu dessen Fahrtrichtung FR ausgerichtet, sondern schräg nach vorne bzw. schräg nach hinten. Vorzugsweise können bei der Verwendung des Squinted-SAR-Verfahrens mehrere zweite Radarinformationen ermittelt werden, und zwar Paare von Radarinformationen, die mit spiegelsymmetrisch zur Querachse QA ausgerichteten Schieiwinkeln cp, d.h. betragsmäßig gleichen aber unterschiedliche Vorzeichen aufweisenden Schieiwinkeln f erhalten werden.

Beim Spotlight-SAR-Verfahren handelt es sich um ein

Berechnungsverfahren, bei dem der Schieiwinkel f schrittweise variiert wird, um basierend auf mehreren zeitlich nacheinander empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals die Empfangsantennen 2.2 auf einen definierten Empfangsbereich (flächig oder räumlich) ausgerichtet zu lassen. Dabei sei angemerkt, dass das Radarsystem 2 vorzugsweise keine bewegbaren Empfangsantennen 2.2 aufweist, und die Veränderung des Schieiwinkels f bei der Berechnung der zweiten Radarinformationen erfolgt, und zwar dadurch, dass die die reflektierten Anteile des

Radarsignal repräsentierenden Informationen während der Berechnung im komplexen Zahlenraum phasengedreht werden (Multiplikation mit e^jtp).

Zuletzt werden zur Bildung eines Gesamtradarbildes die ersten und zweiten Radarinformationen zusammengeführt (S14). Insbesondere werden die ersten und zweiten Radarinformationen lagegerecht übereinandergelegt, so dass dadurch ein detaillierteres Gesamtradarbild entsteht als bei der einzelnen Verwendung der genannten

Berechnungsverfahren. Insbesondere können die ersten und zweiten Radarinformationen gewichtet addiert werden. Typischerweise liefert das Stripmap-SAR- Verfahren betragsmäßig stärkere Radarinformationen als das Squinted- SAR-Verfahren bzw. das Spotlight-SAR-Verfahren. Dies liegt

beispielsweise in unterschiedlichen Antennengewinnen bei Veränderung des Schieiwinkels f begründet. Die Gewichtung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die durch die unterschiedlichen

Berechnungsverfahren erhaltenen Radarinformationen gleichgewichtet in das Gesamtradarbild einfließen.

Vorzugsweise können erste bis dritte Radarinformationen berechnet und anschließend zusammengeführt werden. Die ersten bis dritten

Radarinformationen können beispielsweise durch unterschiedliche Berechnungsverfahren erhalten werden, beispielsweise die ersten Radarinformationen basierend auf dem Stripmap-SAR-Verfahren, die zweiten Radarinformationen basierend auf dem Squinted-SAR-Verfahren und die dritten Radarinformationen basierend auf dem Spotlight-SAR- Verfahren. Bei dem Squinted-SAR-Verfahren kann beispielsweise lediglich ein

Schieiwinkel f verwendet werden, der von 0° verschieden ist (wobei cp=0° parallel zur Querachse QA bedeutet). Alternativ können zumindest ein Paar von Schieiwinkeln f verwendet werden, die betragsmäßig gleich aber im Vorzeichen unterschiedlich sind (beispielsweise cp=20° und cp= -20°). Zudem können auch mehrere Paare von Schieiwinkeln f verwendet werden, um das Gesamtradarbild weiterhin zu verbessern (beispielsweise f=20°, f= -20°, f=30°, cp= -30°).

Die Berechnung zweiter bzw. dritte Radarinformationen kann entweder zeitlich parallel oder quasi-parallel zu der Berechnung der ersten

Radarinformationen erfolgen, d.h. die Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren, dem Squinted-SAR-Verfahren und/oder dem Spotlight-SAR-Verfahren werden zeitgleich oder quasi-zeitgleich berechnet. Dies kann in einer einzelnen Rechnereinheit 3 oder mehreren, parallel arbeitenden Rechnereinheiten erfolgen.

Alternativ dazu kann nach dem Berechnen der ersten Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren entschieden werden, ob die durch die ersten Radarinformationen repräsentierten Umgebungsinformationen die Berechnung von zweiten und/oder dritten Radarinformationen gemäß dem Squinted-SAR-Verfahren und/oder dem Spotlight-SAR-Verfahren sinnvoll erscheinen lassen. Wenn die Auswertung der ersten

Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren ergibt, dass ein detaillierteres Gesamtradarbild nötig ist, werden anschließend die zweiten und/oder dritten Radarinformationen berechnet und mit den ersten Radarinformationen, wie vorher beschrieben, zusammengeführt. Dabei können vorzugsweise die zweiten und dritten Radarinformationen zeitlich parallel oder quasi-parallel berechnet werden.

Figur 3 zeigt schematisch und beispielhaft das Aufnehmen von

Radarinformationen an drei zeitlich aufeinanderfolgenden Sende-

Empfangs-Zyklen (Ziffern I bis III) mittels des Stripmap-SAR-Verfahrens. Im vorderen Bereich des Fahrzeugs 1 ist ein Radarsystem 2 vorgesehen, das zum Aufnehmen von Umgebungsinformationen seitlich neben dem Fahrzeug 1 ausgebildet ist. Die Mittelachse der Flauptempfangsrichtung HE (schematisch dargestellt durch das strichliert gezeichnete Dreieck) verläuft dabei parallel oder im Wesentlichen parallel zur Querachse QA des Fahrzeugs 1. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist also der

Schieiwinkel cp=0°. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in Fahrtrichtung FR an den seitlich längs geparkten Fahrzeugen F vorbei, zwischen denen eine Parklücke gebildet ist. Figur 4 zeigt schematisch die Radarinformationen, die mittels des

Stripmap-SAR-Verfahrens erhalten werden. Das Stripmap-SAR-Verfahren liefert im Wesentlichen reflektierte Anteile von Objektbereichen, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung FR bzw. senkrecht zur Mittelachse der Flauptempfangsrichtung HE ausgerichtet sind. Dies sind in dem vorliegenden Fall die Frontpartie in der parkenden Fahrzeuge F bzw. der dahinter befindliche Randstein RS, wie dies in Figur 4 durch die fett gezeichneten Linien dargestellt ist. Radarinformationen zu den die Parklücke seitlich begrenzenden Seitenbereichen der parkenden

Fahrzeuge F werden beispielsweise durch das Stripmap-SAR-Verfahren nicht oder nur kaum erhalten.

Figuren 5 und 7 zeigen die gleiche Parksituation wie Figur 3 und ebenfalls das das Radarsystem 2 aufweisende Fahrzeug 1 bei dessen Vorbeifahren an dieser Parksituation. Dabei werden Radarinformationen gemäß einem Squinted-SAR-Verfahren aufgenommen, und zwar in Figur 5 mit einem positiven Schieiwinkel (f>0°, Hauptempfangsrichtung nach vorne gerichtet) und in Figur 7 mit einem negativen Schieiwinkel (f<0°,

Hauptempfangsrichtung nach hinten gerichtet). Figuren 6 und 8 zeigen schematisch die Radarinformationen, die bei den jeweiligen Schieiwinkeln mittels des Squinted-SAR-Verfahrens erhalten werden, und zwar Figur 6 die Radarinformationen mit einem positiven Schieiwinkel f (gemäß Figur 5) und Figur 8 die Radarinformationen mit einem negativen Schieiwinkel f (gemäß Figur 7). Die ermittelten

Radarinformationen sind wiederum durch die fett gezeichneten Linien schematisch dargestellt. Neben den Frontpartien der parkenden Fahrzeuge F und dem Randstein RS werden zudem auch je nach

Schieiwinkel f Informationen über die jeweils linken und rechten

Seitenbereiche der Fahrzeuge F erhalten. Figur 9 zeigen die gleiche Parksituation wie die Figuren 3, 5 und 7 und ebenfalls das das Radarsystem 2 aufweisende Fahrzeug 1 bei dessen Vorbeifahren an dieser Parksituation. In dem in Figur 9 gezeigten

Ausführungsbeispiel werden Radarinformationen gemäß einem Spotlight- SAR-Verfahren berechnet. Insbesondere wird ein flächiger bzw.

räumlicher Bereich B im Erfassungsbereich des Radarsystems 2 definiert, für den Radarinformationen gemäß dem Spotlight-SAR-Verfahren berechnet werden sollen. Der Bereich B ist in Figur 9 durch eine Ellipse hervorgehoben und liegt im Bereich des rechten Seitenspiegels des linken parkenden Fahrzeugs F. Es versteht sich, dass dieser Bereich rein beispielhaft ist und auch für andere Bereiche Radarinformationen gemäß dem Spotlight-SAR-Verfahren berechnet werden können.

Wie in Figur 9 ersichtlich wird der Schieiwinkel f in dem jeweiligen Sende- Empfangs-Zyklus derart gewählt, dass der Bereich B jeweils im

Erfassungsbereich des Radarsystems 2, vorzugsweise im Mittelbereich der Flauptempfangsrichtung des Radarsystems 2 liegt. Alternativ oder zusätzlich kann der Schieiwinkel f in dem jeweiligen Sende-Empfangs- Zyklus auch dynamisch verändert werden. Beispielsweise werden in einem Sende-Empfangs-Zyklus mehrere rampenartig ausgebildete

Signale erzeugt und über die Sendeantenne emittiert. Der Schieiwinkel f kann dabei während eines rampenartigen Signals konstant sein, für zeitlich aufeinanderfolgende rampenartige Signale unterschiedlich gewählt werden, so dass die Variation des Schieiwinkels f in einem Sende- Empfangs-Zyklus über mehrere rampenartige Signale hinweg erfolgt. Dadurch können gezielt Radarinformationen über den festgelegten

Bereich B erhalten werden. Figur 10 zeigt schematisch die Radarinformationen, die durch das

Spotlight-SAR-Verfahren erhalten werden. Neben leichten Reflexionen von den Frontbereichen der parkenden Fahrzeuge F und dem Randstein RS werden Radarinformationen im Bereich des rechten Seitenspiegels des linken parkenden Fahrzeugs F erhalten.

Figuren 11 und 12 zeigen die zusammengeführten Radarinformationen, die durch eine lagegerechte Überlagerung, der Radarinformationen gemäß der Figuren 4, 6, 8 und 10 erhalten werden. Figur 11 zeigt dabei die zusammengeführten Radarinformationen vor dem Flintergrund der Parksituation mit den parkenden Fahrzeugen F und Figur 12 die zusammengeführten Radarinformationen ohne diese Fahrzeuge. Wie durch einen Vergleich der Radarinformationen gemäß der Figuren 4 und 12 zu erkennen ist, weist das Gesamtradarbild, das durch eine Zusammenführung der ersten bis dritten Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren, Squinted-SAR-Verfahren und dem Spotlight- SAR-Verfahren erhalten wird einen höheren Detaillierungsgrad auf und eignet sich damit besser für Anwendungen im Bereich des autonomen bzw. teilautonomen Fahrens. Es versteht sich, dass es, abhängig von der jeweiligen Umgebungssituation, auch ausreichend sein kann, lediglich zwei der genannten drei Verfahren zur Erzeugung eines Gesamtradarbilds zusammenzuführen.

Figur 13 veranschaulicht beispielhaft das vorher beschriebene Verfahren zur Erzeugung eines Gesamtradarbildes aus mehreren unterschiedlichen Radarinformationen anhand eines schematischen Ablaufdiagramms. In Schritt S20 wird eine Radarmessung vollzogen. Die Radarmessung kann beispielsweise mehrere Sende-Empfangs-Zyklen umfassen, die zeitlich nacheinander vollzogen werden. Eine derartige Radarmessung mit beispielsweise drei Sende-Empfangs-Zyklen wurde in den vorherigen Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 3 bis 10 beschrieben. Anschließend werden anhand der empfangenen reflektierten Anteile der Radarsignale erste Radarinformationen mittels des Stripmap-SAR- Verfahrens berechnet (S21 ).

Basierend auf den berechneten ersten Radarinformationen wird ein Entscheidungsschritt vollzogen, mit Hilfe dessen festgestellt wird, ob die Berechnung weiterer Radarinformationen, basierend auf dem Squinted- SAR-Verfahren und/oder dem Spotlight-SAR-Verfahren nötig sind (S22). Für den Fall, dass an diesem Schritt festgestellt wird, dass die

Berechnung weiterer Radarinformationen keinen oder nur geringen Mehrwert bietet (beispielsweise weil sich bereits anhand der ersten

Radarinformationen feststellen lässt, dass die Umgebungsinformationen für eine bestimmte autonome oder teilautonome Fahraktivität (z.B.

Parkvorgang) ungeeignet sind), kann das endgültige SAR-Radarbild alleine basierend auf den ersten Radarinformationen erstellt werden.

Für den Fall, dass jedoch die ersten Radarinformationen den Schluss zulassen, dass die Berechnung weiterer Radarinformationen von Vorteil ist, werden in den Schritten S23 und S24 weitere Radarinformationen mittels des Squinted-SAR-Verfahren und/oder dem Spotlight-SAR- Verfahren berechnet. Hierbei kann beim Squinted-SAR-Verfahren die Berechnung basierend auf einem einzigen Schieiwinkel oder mehreren unterschiedlichen Schieiwinkeln (betragsgleich aber mit unterschiedlichem Vorzeichen, unterschiedliche Schieiwinkelbeträge, unterschiedliche Schieiwinkelbeträge mit jeweils positivem und negativem Vorzeichen) erfolgen. Wie vorher ausgeführt kann diese Berechnung zeitlich parallel oder im Wesentlichen parallel oder zeitlich nacheinander erfolgen, und zwar auf einer Rechnereinheit oder parallelisiert auf mehreren

Rechnereinheiten.

Zuletzt wird in Schritt S25 eine gewichtete Addition der

Radarinformationen, die mit unterschiedlichen Berechnungsverfahren erhalten wurden vollzogen. Durch diese gewichtete Addition wird dann das Gesamtradarbild (endgültiges SAR-Radarbild) erhalten.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen

beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie

Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die

Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Radarsystem

2a Sendeeinheit

2b Empfangseinheit

2.1 Sendeantenne

2.2 Empfangsantenne

3 Recheneinheit

B Bereich

F Fahrzeug

FR Fahrtrichtung

HE Flauptempfangsrichtung

LA Längsachse

MA Mittelachse der Flauptempfangsrichtung

QA Querachse

RS Randstein

f Schieiwinkel

Claims

Patentansprüche

1 ) Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen in der

Umgebung eines Fahrzeugs (1 ) mittels eines Radarsystems (2) mit synthetischer Apertur (SAR), das zumindest eine Sendeantenne (2.1 ) und zumindest zwei Empfangsantennen (2.2) aufweist, umfassend folgende Schritte:

- Aussenden eines Radarsignals über die Sendeantenne (2.1 ) (S10);

- Empfangen von reflektierten Anteilen des Radarsignals an den

Empfangsantennen (2.2) (S11 );

- Berechnen von ersten Radarinformationen gemäß dem

Stripmap-SAR-Verfahren aus den empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals (S12);

- Berechnen von zweiten Radarinformationen gemäß einem

weiteren, vom Stripmap-SAR-Verfahren verschiedenen Verfahren aus denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals (S13); und

- Zusammenführen der ersten und zweiten Radarinformationen zur Bildung eines Gesamtradarbildes basierend auf den ersten und zweiten Radarinformationen (S14).

2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zweite und dritte Radarinformationen gemäß weiteren, vom Stripmap- SAR- Verfahren verschiedenen Verfahren aus den selben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals berechnet und zur Bildung des Gesamtradarbildes zusammengeführt werden.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Berechnen von ersten Radarinformationen gemäß dem Stripmap-SAR-Verfahren die erfasste Umgebungssituation beurteilt wird und basierend darauf entschieden wird, mittels welchem weiteren Verfahren zweite oder zweite und dritte Radarinformationen berechnet werden. 4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die zweiten oder zweiten und dritten

Radarinformationen zeitlich parallel oder im Wesentlichen parallel zu den ersten Radarinformationen berechnet werden. 5) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Zusammenführen von ersten und zweiten Radarinformationen oder ersten, zweiten und dritten

Radarinformationen durch eine gewichtete Addition der

Radarinformationen erfolgt.

6) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

Radarinformationen derart erfolgt, dass die einzelnen

Radarinformationen gleichgewichtet in das Gesamtradarbild

einfließen.

7) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass zweite Radarinformationen basierend auf einem Squinted-SAR-Verfahren oder einem Spotlight-SAR-Verfahren berechnet werden.

8) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass dritte Radarinformationen basierend auf einem Squinted-SAR-Verfahren oder einem Spotlight-SAR-Verfahren berechnet werden und dass die dritten Radarinformationen mit einem unterschiedlichen Verfahren berechnet werden als die zweiten

Radarinformationen .

9) Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Squinted-SAR-Verfahren Radarinformationen für einen positiven und einen negativen Schieiwinkel berechnet werden, wobei sich die Schieiwinkelmessung auf eine Fahrzeugquerachse (QA) bezieht.

10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der

positive und der negative Schieiwinkel den gleichen Betrag aufweisen.

11 ) Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch

gekennzeichnet, dass beim Spotlight-SAR-Verfahren

Radarinformationen für eine Vielzahl von unterschiedlichen

Schieiwinkeln in einem definierten Schieiwinkelbereich berechnet werden.

12) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass beim Spotlight-SAR-Verfahren

Radarinformationen für zumindest einen definierten, eingeschränkten Flächen- oder Raumbereich berechnet werden.

13) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der

eingeschränkte Flächen- oder Raumbereich basierend auf den durch das Stripmap-SAR-Verfahren oder das Squinted-SAR-Verfahren ermittelten Radarinformationen bestimmt wird.

14)Computerprogrammprodukt zur Erfassung von

Umgebungsinformationen, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium mit Programmanweisungen umfasst, wobei die Programmanweisungen durch einen Prozessor ausführbar sind, um den Prozessor dazu zu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche auszuführen. 15) Fahrzeug umfassend ein Radarsystem (2) zur mit synthetischer

Apertur (SAR) zur Erfassung von Umgebungsinformationen, wobei das Radarsystem (2) zumindest eine Sendeantenne (2.1 ) und zumindest zwei Empfangsantennen (2.2) aufweist, wobei das Fahrzeug (1 ) ferner aufweist:

- eine Sendeeinheit (2a) zum Aussenden eines Radarsignals über die Sendeantenne (2.1 );

- eine Empfangseinheit (2b) mit Empfangsantennen (2.2) zum Empfangen von reflektierten Anteilen des Radarsignals;

- eine Recheneinheit (3) zum Berechnen von ersten

- eine Recheneinheit (3) zum Berechnen von zweiten

Radarinformationen gemäß einem weiteren, vom Stripmap- SAR-Verfahren verschiedenen Verfahren aus denselben empfangenen reflektierten Anteilen des Radarsignals; und

- eine Recheneinheit (3), die dazu ausgebildet ist, erste und zweite Radarinformationen zur Bildung eines

Gesamtradarbildes zusammenzuführen.