WO2019137655A1 - Radarsystem mit in einem radarsensorkopf integrierter analyseeinheit - Google Patents

Radarsystem mit in einem radarsensorkopf integrierter analyseeinheit Download PDF

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WO2019137655A1
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Marcel Mayer
Michael Schoor
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a radar system for a vehicle, comprising a central control unit for transmitting data and for processing received data, at least one radar sensor head spaced from the central control unit with at least one transmitting antenna for generating and at least one receiving antenna for receiving
  • Radar waves and having at least one data line between the central control unit and the at least one radar sensor head.
  • radar sensors For vehicles with a high level of driver assistance functions or automated driving function, more and more radar sensors are installed. Higher numbers of radar sensors are designed to increase the efficiency of automated or semi-automated case functions over single radar sensors. Previous solutions in this area consist of radar sensors, which perform sensor-extensive data processing of the received radar waves. Thus, the radar sensors can provide data at object or locating level for further evaluation by the vehicle. As a result, the amount of data transmitted to the vehicle can be reduced, but the respective radar sensors must have a higher
  • the disadvantage here is that the computing power and the memory size are relatively unfavorable scalable in terms of increased performance. This results in particular from the fact that, based on a defined requirement on the performance of the microcontroller technology for the necessary processing steps of the received radar waves no longer sufficient. Therefore, in order to increase performance, the necessary calculations and analyzes must be carried out within the sensor within the framework of microprocessor technologies. This can be detrimental to the price, size and power loss of a radar sensor.
  • the object underlying the invention can be seen to propose a radar system for vehicles, which is inexpensive and flexible in terms of the number of radar sensors used and the
  • Performance is scalable.
  • a radar system for a vehicle has at least one central control unit for transmitting data and processing received data. Furthermore, the radar system has at least one of the central
  • Control unit complained Radarsensorkopf with at least one
  • the radar system has at least one data line between the at least one central control unit and the at least one
  • Radarsensorkopf on an analog-to-digital converter downstream and upstream of the at least one data line analysis unit for at least partially processing by the analog-to-digital converter (16) generated digital measurement data.
  • Today's radar sensors are often designed as a fast-chirp radar. This means that many fast FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) ramps are sent to a scan area, which is also referred to as a so-called chirp sequence or a rapid chirp method.
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • the baseband signals are filtered, digitized and generally fed to a 2D Fourier transform. Since a subsequent Doppler FFT (Fast Fourier Transformation) can take place only when the data or measurement signals of all ramps or frequencies have been processed, a large memory for buffering the received radar signals is necessary.
  • Doppler FFT Fast Fourier Transformation
  • Hardware accelerator can be used.
  • radar sensors are used in a vehicle, it is advantageous to concentrate the required computing power in at least one central control unit.
  • the respective radar sensors can thus be used as compact and inexpensive radar sensor heads without significant
  • Radar sensor head Components for generating and transmitting radar waves as well as components for receiving and processing received
  • the processing of the received radar waves is limited to the smallest possible extent or takes place with the least possible effort.
  • the measured data of the received radar waves can be digitized by the analog-to-digital converter and then transmitted with a high bandwidth to the at least one central control unit.
  • At least one radar sensor head can then take place in the at least one central control unit.
  • the costs for the respective radar sensor heads can be reduced because less computing power is required in the radar sensor heads.
  • the inventive Radar system inexpensive and flexible compared to previous solutions expanded and scaled. Furthermore, due to the higher computing power of the at least one central control unit, more complex and powerful algorithms can be used to process the received radar waves.
  • High-frequency device such as a so-called Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) to integrate a first processing stage.
  • MMIC Monolithic Microwave Integrated Circuit
  • This may preferably be an analysis unit for performing a Fourier analysis.
  • the analysis unit can perform a range FFT of the digitized measurement data.
  • other Fourier transforms may also be used.
  • This first processing stage is usually inexpensive integrated into the existing components of a Radarsensorkopfes, since the required area in the high-frequency module is very low and there is a small memory requirement. Thus, in the production of the corresponding high-frequency module, the silicon area used can usually remain the same.
  • radar system is explained by way of example with reference to a chirp sequence radar, it can also be applied to other radar types or modulation types.
  • Alternative radar methods may be, for example, slow FMCW radars without a post-Doppler FFT, PN radars with an analyzer as a correlator bank, or an OFDM radar with an analyzer to perform spectral division.
  • a Fourier transformation and / or an orthogonal frequency division multiplexing method and / or at least one correlator can be executed by the analysis unit arranged upstream of the at least one data line.
  • the fast Fourier transformation can be, for example, a range FFT, which can be adapted to the respective intended use. For example, the fast Fourier transform can only be performed up to the anti-aliasing filter limit.
  • the first processing stage the computational effort in the at least one central control unit can be reduced.
  • a data volume to be transmitted by the at least one data line can be reduced.
  • the radar waves received by the at least one receiving antenna of the at least one radar sensor head are converted into digital by the analog-to-digital converter
  • Measurement data convertible and markable with at least one time information.
  • the received radar waves or measurement data can be converted into a digital format and thus processed more easily.
  • the measured data converted into a digital format can be provided with a time stamp.
  • each recorded spectrum may be given its own timestamp.
  • the analysis unit may preferably be provided for performing a range FFT in the radar sensor head. Since this transformation requires relatively little memory, the analysis unit can be manufactured, for example, in RFCMOS technology and integrated into an MMIC, such as a high-frequency module of the radar sensor head. Since not all range bins are required due to the anti-aliasing filter, for example 90% or 45% of the bins, the resulting amount of data can be reduced and the FFT simultaneously used as a buffer to reduce peak data rates of the radar sensor head.
  • the digital measurement data can be transmitted by the at least one data line to the central control unit and synchronized in the central control unit by the at least one time information item. Due to the first processing of the received measurement data in the radar sensor head, a defined buffering of the accumulating data volume takes place. The resulting deviations between the at least one radar sensor head and the at least one central control unit can be compensated based on the allocated time information become.
  • the time information can preferably be realized in the form of a time stamp or several time stamps.
  • the timestamps for a temporal synchronization of the measurement data between the at least one Radarsensorkopf the at least one central control unit can be used.
  • measurement data transmitted with a delay to the at least one central control unit can also be correctly timed and used for further applications or calculations.
  • the at least one time information is provided by one in the at least one
  • the at least one radar sensor head can thus have an additional circuit arranged parallel to the analysis unit.
  • Control device can, for example, on the at least one
  • the time and control device can be used for controlling the at least one radar sensor head and, for example, for monitoring control or cycle control.
  • timestamps for each transmitted chirp or cycle must be added by the time and control device to the transmitted measurement data, for example, so that the at least one central chime can be added
  • Control unit can make sense of the transmitted measurement data.
  • the at least one transmitting antenna of the at least one radar sensor head has an oscillator for generating a carrier frequency.
  • the oscillator is adjustable by the time and control device of the central control unit.
  • an influencing of the components of the at least one radar sensor head can be realized by the at least one central control unit.
  • the oscillator or oscillators of the at least one Radarsensorkopfes can be directly or indirectly controlled or regulated.
  • oscillators of at least two radar sensor heads are provided by the central control unit synchronized with each other.
  • a plurality of radar sensor heads spaced apart from each other can be installed and data-connected to one or more central control units via data connections. Due to the implemented time and control devices in the different radar sensor heads, when using several
  • Radarsensorkö pfen the respective oscillators of the transmitting antennas are synchronized with each other.
  • the accuracy of the measurement results can be increased.
  • the driver assistance functions or the automated driving functions of the vehicle can be optimized.
  • the number of radar sensor heads used can be arbitrarily increased without negative influences of the performance.
  • the data transmitted by the at least one data line can be transmitted at a higher data rate than a reference frequency of the at least one transmitting antenna of the at least one radar sensor head.
  • the transmission of the data through the at least one data line must take place with a higher time resolution than the radar operation.
  • further functions such as safety functions for monitoring frequency deviations of different oscillators, can be integrated into the radar system according to the invention.
  • the higher time resolution for data transmission can be technically easily realized in the context of an MMIC technology, since the technology enables frequencies of several gigahertz.
  • the internal reference frequency may, for example, be 50 MHz for a PLL reference of the at least one transmit antenna, whereby the data rate according to the example must be higher than 50 Mbit / s.
  • the at least one central control unit has at least one processor
  • the at least one central control unit can transmit the measured data transmitted by the at least one data line from at least one radar sensor head at least Save temporarily and process, forward or output according to the requirements of the respective application.
  • the at least one central control unit can transmit the measured data transmitted by the at least one data line from at least one radar sensor head at least Save temporarily and process, forward or output according to the requirements of the respective application.
  • control unit can be replaced by a more powerful control unit. Since microprocessor technology is already used here, sophisticated algorithms can be used to process the measured data, thus achieving more accurate calculation results.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a radar system according to a first embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a radar system according to a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a radar system 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the radar system 1 in this case consists of a radar sensor head 2, which is coupled via a data line 4 to a central control unit 6.
  • the radar sensor head 2 has at least one transmitting antenna 8, which can be operated via an antenna controller 10.
  • the antenna controller 10 is inter alia with at least one oscillator 11 for generating a
  • Carrier frequency of the radar waves coupled.
  • the received radar waves can be converted by an analog-to-digital converter 16 into digital measurement data and subsequently transformed by an analysis unit 18 in the radar sensor head 2 in a first processing step.
  • the transformed digital measurement data can then be transmitted to the central control unit 6 via a broadband data line 4.
  • the transmitted digital measurement data is assigned a time stamp Z by a time and control device 20 arranged in the radar sensor head 2 and likewise transmitted to the central control unit 6.
  • the central control unit 6 can receive and process the transmitted digital measurement data.
  • the timestamps transmitted with the measurement data allow them to be precisely timed.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a radar system 1 according to a second embodiment of the invention.
  • three radar sensor heads 2 are connected here via corresponding data lines 4 to a central control unit 6.
  • the central control units 6 are in this case via the data lines 4 control commands ST to the time and
  • Control devices 20 of the respective radar sensor heads 2 off. This allows the different radar sensor heads 2 and in particular the respective oscillators 11 are optimally matched and synchronized.

Abstract

Radarsystem für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens eine zentrale Steuereinheit zum Senden von Daten und zum Verarbeiten von empfangenen Daten, mindestens ein von der mindestens einen zentralen Steuereinheit beabstandeter Radarsensorkopf mit mindestens einer Sendeantenne zum Erzeugen und mindestens einer Empfangsantenne zum Empfangen von Radarwellen und aufweisend mindestens eine Datenleitung zwischen der mindestens einen zentralen Steuereinheit und dem mindestens einen Radarsensorkopf, wobei der mindestens eine Radarsensorkopf eine einem Analog-Digital-Wandler nachgeschaltete und der mindestens einen Datenleitung vorgeschaltete Analyseeinheit zum zumindest teilweisen Bearbeiten von durch den Analog-Digital-Wandler (16) erzeugten digitalen Messdaten aufweist.

Description

Beschreibung
Titel
Radarsvstem mit in einem Radarsensorkopf integrierter Analvseeinheit
Die Erfindung betrifft ein Radarsystem für ein Fahrzeug, aufweisend eine zentrale Steuereinheit zum Senden von Daten und zum Verarbeiten von empfangenen Daten, mindestens ein von der zentralen Steuereinheit beabstandeter Radarsensorkopf mit mindestens einer Sendeantenne zum Erzeugen und mindestens einer Empfangsantenne zum Empfangen von
Radarwellen und aufweisend mindestens eine Datenleitung zwischen der zentralen Steuereinheit und dem mindestens einen Radarsensorkopf.
Stand der Technik
Bei Fahrzeuge mit einem hohem Level an Fahrerassistenzfunktionen oder automatisierten Fahrfunktion werden immer mehr Radarsensoren verbaut. Durch eine höhere Anzahl an Radarsensoren wird eine höhere Leistungsfähigkeit der automatisierten oder teilautomatisierten Fall Funktionen gegenüber einzelnen Radarsensoren angestrebt. Bisherige Lösungen in diesem Bereich bestehen aus Radarsensoren, welche sensorintern umfangreiche Datenverarbeitung der empfangenen Radarwellen durchführen. Somit können die Radarsensoren Daten auf Objekt- oder Ortungsebene für eine weitere Auswertung durch das Fahrzeug liefern. Hierdurch kann die an das Fahrzeug übertragene Datenmenge reduziert werden, jedoch müssen die jeweiligen Radarsensoren eine höhere
Rechenleistung und einen größeren Speicher aufweisen.
Nachteilig ist hierbei, dass die Rechenleistung und die Speichergröße verhältnismäßig ungünstig in Bezug auf gesteigerte Leistungsfähigkeit skalierbar sind. Dies resultiert insbesondere daraus, dass ausgehend von einer definierten Anforderung an die Leistungsfähigkeit die Mikrocontroller-Technologie für die notwendigen Verarbeitungsschritte der empfangenen Radarwellen nicht mehr ausreicht. Daher müssen zum Steigern der Leistungsfähigkeit die notwendigen Berechnungen und Analysen sensorintern im Rahmen von Mikroprozessor technologien durchgeführt werden. Dies kann sich nachteilig auf einen Preis, eine Größe und auf Verlustleistungen eines Radarsensors auswirken.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Radarsystem für Fahrzeuge vorzuschlagen, welches preiswert und flexibel im Hinblick auf die Anzahl der verwendeten Radarsensoren und der
Leistungsfähigkeit skalierbar ist.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Radarsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Radarsystem weist mindestens eine zentrale Steuereinheit zum Senden von Daten und zum Verarbeiten von empfangenen Daten auf. Des Weiteren weist das Radarsystem mindestens einen von der zentralen
Steuereinheit beanstandeten Radarsensorkopf mit mindestens einer
Sendeantenne zum Erzeugen von Radarwellen und mindestens einer
Empfangsantenne zum empfangen von Radarwellen auf. Zum Übertragen von Daten weist das Radarsystem mindestens eine Datenleitung zwischen der mindestens einen zentralen Steuereinheit und dem mindestens einen
Radarsensorkopf auf. Erfindungsgemäß weist der mindestens eine
Radarsensorkopf eine einem Analog-Digital-Wandler nachgeschaltete und der mindestens einen Datenleitung vorgeschaltete Analyseeinheit zum zumindest teilweisen Bearbeiten von durch den Analog-Digital-Wandler (16) erzeugten digitalen Messdaten auf.
Heutige Radarsensoren werden häufig als Fast-Chirp-Radar ausgelegt. Das bedeutet, dass viele schnelle FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)- Rampen in einen Abtastbereich gesendet werden, was auch als eine sogenannte Chirp Sequenz oder als ein Rapid Chirp Verfahren bezeichnet wird. Nach der Mischung der empfangenen Radarsignale werden die Basisbandsignale gefiltert, digitalisiert und allgemein einer 2D-Fouriertransformation zugeführt. Da eine anschließende Doppler-FFT (Fast Fourier Transformation) erst stattfinden kann, wenn die Daten bzw. Messsignale aller Rampen bzw. Frequenzen verarbeitet wurden, ist ein großer Speicher zum Puffern der empfangenen Radarsignale notwendig. Darüber hinaus besteht aufgrund der hohen Latenzanforderung ein Bedarf an einer hohen Rechenleistung, weswegen üblicherweise
Hardwarebeschleuniger eingesetzt werden.
Unter dem Aspekt, dass mehrere Radarsensoren in einem Fahrzeug eingesetzt werden ist es vorteilhaft die benötigte Rechenleistung in mindestens einem zentralen Steuergerät zu konzentrieren. Die jeweiligen Radarsensoren können somit als kompakte und preiswerte Radarsensorköpfe ohne signifikante
Verlustleistungen gestaltet sein. Dadurch kann insgesamt ein besseres Preis- Leistungs-Verhältnis erzielt und eine höhere Leistungsfähigkeit des
Radarsystems realisiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Radarsystem weist der mindestens eine
Radarsensorkopf Komponenten zum Erzeugen und Senden von Radarwellen sowie Komponenten zum Empfangen und Verarbeiten von empfangenen
Radarwellen auf. Die Verarbeitung der empfangenen Radarwellen beschränkt sich hierbei auf ein möglichst geringes Maß bzw. findet mit einem möglichst geringen Aufwand statt. Insbesondere können die Messdaten der empfangenen Radarwellen durch den Analog-Digital-Wandler digitalisiert und anschließend mit einer hohen Bandbreite an das mindestens eine zentrale Steuergerät übertragen werden. Die Weiterverarbeitung der digitalisierten Messdaten von dem
mindestens einen Radarsensorkopf kann anschließend in dem mindestens einen zentralen Steuergerät erfolgen.
Hierdurch können die Kosten für die jeweiligen Radarsensorköpfen reduziert werden, da weniger Rechenleistung in den Radarsensorköpfen notwendig ist. Darüber hinaus kann eine geringere Verlustleistung in den jeweiligen
Radarsensorköpfen aufgrund der geringeren Anzahl an Verarbeitungsschritten anfallen. Zwar steigt der Rechenaufwand in der mindestens einen zentralen Steuereinheit, jedoch kann hierbei die Rechenleistung im Vergleich zu den anfallenden Kosten leichter bzw. mit einem geringeren Aufwands skaliert werden. Bei einer Gesamtbetrachtung des Radarsystems kann das erfindungsgemäße Radarsystem preiswert und flexibel gegenüber bisherigen Lösungen erweitert und skaliert werden. Des Weiteren können durch die höhere Rechenleistung der mindestens einen zentralen Steuereinheit komplexere und leistungsfähigere Algorithmen zum Verarbeiten der empfangenen Radarwellen eingesetzt werden.
Mit zunehmender Hochintegration ist es zusätzlich möglich, in einen
Hochfrequenzbaustein wie beispielsweise einen so genannten Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) eine erste Verarbeitungsstufe zu integrieren. Dies kann vorzugsweise eine Analyseeinheit zum Durchführen einer Fourier-Analyse sein. Beispielsweise kann die Analyseeinheit eine Range FFT der digitalisierten Messdaten durchführen. Abhängig von den verwendeten Modulationsverfahren können auch andere Fourier-Transformationen verwendet werden. Diese erste Verarbeitungsstufe ist in der Regel preiswert in die bestehenden Komponenten eines Radarsensorkopfes integrierbar, da die benötigte Fläche im Hochfrequenzbaustein sehr gering ist und ein geringer Speicherbedarf besteht. Somit kann bei der Herstellung des entsprechenden Hochfrequenzbausteins die verwendete Siliziumfläche üblicherweise gleich bleiben.
Das erfindungsgemäße Radarsystem wird zwar beispielhaft unter Bezugnahme eines Chirp Sequence Radars erläutert, ist jedoch auch auf andere Radararten bzw. Modulationsarten anwendbar. Alternative Radarverfahren können beispielsweise langsame FMCW-Radare ohne eine nachträgliche Doppler-FFT, PN-Radare mit einer Analyseeinheit als eine Korrelatorbank oder ein OFDM- Radar mit einer Analyseeinheit zum Durchführen einer spektralen Division sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Radarsystems ist durch die der mindestens einen Datenleitung vorgeschaltete Analyseeinheit eine Fourier- Transformation und/oder ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren und/oder mindestens ein Korrelator ausführbar. Somit werden die Abtastwerte bzw.
empfangenen Radarwellen nach dem digitalisieren nicht direkt übertragen, sondern einer ersten Verarbeitungsstufe unterzogen. Die schnelle Fourier- Transformation kann beispielsweise eine Range-FFT sein, welche auf den jeweiligen Verwendungszweck angepasst sein kann. Beispielsweise kann die schnelle Fourier-Transformation nur bis zur Anti Aliasing Filter Grenze durchführbar sein. Durch die erste Verarbeitungsstufe kann der Rechenaufwand in der mindestens einen zentralen Steuereinheit verringert werden. Darüber hinaus kann eine durch die mindestens eine Datenleitung zu übertragende Datenmenge reduziert werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems sind die von der mindestens einen Empfangsantenne des mindestens einen Radarsensorkopfes empfangenen Radarwellen durch den Analog-Digital-Wandler in digitale
Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation markierbar. Hierdurch können die empfangenen Radarwellen bzw. Messdaten in ein digitales Format umgewandelt und somit einfacher weiterverarbeitet werden.
Vorteilhafterweise können die in ein digitales Format umgewandelten Messdaten mit einem Zeitstempel versehen werden. Es kann beispielsweise jedes aufgezeichnete Spektrum einen eigenen Zeitstempel erhalten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems ist die
Analyseeinheit zum Puffern der erzeugten digitalen Messdaten verwendbar. Die Analyseeinheit kann vorzugsweise zum Durchführen einer Range FFT im Radarsensorkopf vorgesehen sein. Da diese Transformation verhältnismäßig wenig Speicher benötigt kann die Analyseeinheit beispielsweise in RFCMOS- Technologie hergestellt und in einen MMIC, wie einen Hochfrequenzbaustein des Radarsensorkopfes integriert werden. Da aufgrund des Anti Aliasing Filters nicht alle Range Bins benötigt werden, beispielsweise 90% oder 45% der Bins, kann hierbei die resultierende Datenmenge reduziert werden und die FFT gleichzeitig als Puffer zur Reduktion von Spitzendatenraten des Radarsensorkopfes genutzt werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems sind die digitalen Messdaten durch die mindestens eine Datenleitung an die zentrale Steuereinheit übertragbar und in der zentralen Steuereinheit durch die mindestens eine Zeitinformation synchronisierbar. Durch die erste Verarbeitung der empfangenen Messdaten im Radarsensorkopf findet eine definierte Pufferung der anfallenden Datenmenge statt. Die hieraus resultierenden Abweichungen zwischen dem mindestens einen Radarsensorkopf und dem mindestens einen zentralen Steuereinheit können basierend auf der vergebenen Zeitinformation kompensiert werden. Die Zeitinformationen können vorzugsweise in Form eines Zeitstempels oder mehrere Zeitstempel realisiert sein. Somit können die Zeitstempel für eine zeitliche Synchronisation der Messdaten zwischen dem mindestens einen Radarsensorkopf der mindestens einen zentralen Steuereinheit eingesetzt werden. Hierdurch können auch verzögert an die mindestens eine zentrale Steuereinheit übertragenen Messdaten zeitlich korrekt eingeordnet und für weitere Anwendungen oder Berechnungen verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems ist die mindestens eine Zeitinformation durch eine in dem mindestens einen
Radarsensorkopf angeordneten Zeit und Steuervorrichtung erzeugbar. Der mindestens eine Radarsensorkopf kann somit eine zusätzliche, parallel zu der Analyseeinheit angeordnete, Schaltung aufweisen. Die Zeit und
Steuervorrichtung kann beispielsweise über die mindestens eine
Datenverbindung übertragene Steuerbefehle empfangen und umsetzen und die digitalisierten Messdaten mit präzisen Zeitinformationen versehen. Des Weiteren kann die Zeit und Steuervorrichtung für eine Steuerung des mindestens einen Radarsensorkopfes sowie beispielsweise zur Überwachungssteuerung oder eine Zyklussteuerung eingesetzt werden. Damit eine zeitliche Synchronisation im Radarsystem stattfinden kann, müssen von der Zeit und Steuervorrichtung den übertragenen Messdaten beispielsweise Zeitstempel für jeden übertragenen Chirp oder Zyklus zugefügt werden, damit die mindestens eine zentrale
Steuereinheit die übertragenen Messdaten sinnvoll nutzen kann.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems weist die mindestens eine Sendeantenne des mindestens einen Radarsensorkopfes einen Oszillator zum Erzeugen einer Trägerfrequenz auf. Dabei ist der Oszillator durch die Zeit und Steuervorrichtung von der zentralen Steuereinheit einstellbar. Durch die Implementierung der Zeit und Steuervorrichtung in den mindestens einen Radarsensorkopf, kann eine Beeinflussung der Komponenten des mindestens einen Radarsensorkopfes durch die mindestens eine zentrale Steuereinheit realisiert werden. Somit können auch der oder die Oszillatoren des mindestens einen Radarsensorkopfes direkt oder indirekt gesteuert oder geregelt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems sind Oszillatoren von mindestens zwei Radarsensorköpfen durch die zentrale Steuereinheit miteinander synchronisierbar. In einem Fahrzeug können mehrere voneinander beanstandeter Radarsensorköpfe verbaut und mit einem oder mehreren zentralen Steuereinheiten über Datenverbindungen datenleitend verbunden sein. Durch die implementierten Zeit und Steuervorrichtungen in den unterschiedlichen Radarsensorköpfen können bei einer Verwendung von mehreren
Radarsensorköpfen die jeweiligen Oszillatoren der Sendeantennen miteinander synchronisiert werden. Somit kann die Genauigkeit der Messergebnisse gesteigert werden. Hierdurch können die Fahrerassistenzfunktionen oder die automatisierten Fahrfunktionen des Fahrzeugs optimiert werden. Darüber hinaus kann die Anzahl der verwendeten Radarsensorköpfe ohne negative Einflüsse der Leistungsfähigkeit beliebig erhöht werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems sind die durch die mindestens eine Datenleitung übertragenen Daten mit einer höheren Datenrate übertragbar als einer Referenzfrequenz der mindestens einen Sendeantenne des mindestens einen Radarsensorkopfes. Damit die Zeit und Steuervorrichtung zum Steuern oder Regeln des mindestens einen Radarsensorkopfes optimal betrieben werden kann, muss die Übertragung der Daten durch die mindestens eine Datenleitung mit einer höheren Zeitauflösung erfolgen als der Radarbetrieb. Hierdurch können weitere Funktionen, wie beispielsweise Sicherheitsfunktionen zum Überwachen von Frequenzabweichungen unterschiedlicher Oszillatoren, in das erfindungsgemäße Radarsystem integriert werden. Die höhere Zeitauflösung für die Datenübertragung kann im Rahmen von einer MMIC-Technologie technisch einfach realisiert werden, da die Technologie Frequenzen von mehreren Gigahertz ermöglicht. Somit kann ein Zeitstempel beispielsweise mit 1GHz und einer zeitlichen Auflösung von 1 ns problemlos übertragen werden. Die interne Referenzfrequenz kann beispielsweise 50 MHz für eine PLL-Referenz der mindestens einen Sendeantenne betragen, wodurch die Datenrate gemäß dem Beispiel höher als 50 Mbit/s sein muss.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Radarsystems weist die mindestens eine zentrale Steuereinheit mindestens einen Prozessor zum
Verarbeiten von empfangenen Daten und mindestens einen Speicher zum zumindest zeitweisen Speichern von Daten auf. Hierdurch kann die mindestens eine zentrale Steuereinheit die durch die mindestens eine Datenleitung übertragenen Messdaten von mindestens einem Radarsensorkopf zumindest zeitweisen Speichern und gemäß Anforderung der jeweiligen Anwendung verarbeiten, weiterleiten oder ausgeben. Die mindestens eine zentrale
Steuereinheit kann bei Bedarf durch eine leistungsfähigere Steuereinheit getauscht werden. Da hier bereits Mikroprozessortechnologie verwendet wird, können anspruchsvolle Algorithmen zum Verarbeiten der Messdaten eingesetzt und somit genauere Berechnungsergebnisse erzielt werden.
Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen
Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Radarsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Radarsystems gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarsystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Radarsystem 1 besteht hierbei aus einem Radarsensorkopf 2, welcher über eine Datenleitung 4 mit einer zentralen Steuereinheit 6 gekoppelt ist.
Der Radarsensorkopf 2 weist mindestens eine Sendeantenne 8 auf, welche über eine Antennensteuerung 10 betreibbar ist. Die Antennensteuerung 10 ist unter anderem mit mindestens einem Oszillator 11 zum Erzeugen einer
Trägerfrequenz der Radarwellen gekoppelt.
Des Weiteren ist mindestens eine Empfangsantenne 12 mit einer
entsprechenden Auswerteeinheit 14 zum empfangen von Radarwellen im Radarsensorkopf 2 angeordnet. Die empfangenen Radarwellen können von einem Analog-Digital-Wandler 16 in digitale Messdaten umgewandelt werden und anschließend von einer Analyseeinheit 18 im Radarsensorkopf 2 in einem ersten Verarbeitungsschritt transformiert werden. Die transformierten digitalen Messdaten können anschließend über eine breitbandige Datenleitung 4 an die zentrale Steuereinheit 6 übertragen werden. Den übertragenen digitalen Messdaten wird durch eine im Radarsensorkopf 2 angeordnete Zeit und Steuervorrichtung 20 ein Zeitstempel Z zugeordnet und ebenfalls an die zentrale Steuereinheit 6 übertragen.
Die zentrale Steuereinheit 6 kann die übertragenen digitalen Messdaten empfangen und weiterverarbeiten. Durch die mit den Messdaten übertragenen Zeitstempel können diese zeitlich präzise eingeordnet werden.
In der Figur 2 ist eine schematische Darstellung eines Radarsystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im Unterschied zum Radarsystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, sind hier drei Radarsensorköpfe 2 über entsprechende Datenleitungen 4 mit einer zentralen Steuereinheiten 6 verbunden. Die zentrale Steuereinheiten 6 gibt hierbei über die Datenleitungen 4 Steuerbefehle ST an die Zeit und
Steuervorrichtungen 20 der jeweiligen Radarsensorköpfe 2 aus. Hierdurch können die unterschiedlichen Radarsensorköpfe 2 und insbesondere die jeweiligen Oszillatoren 11 optimal aufeinander abgestimmt und synchronisiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Radarsystem (1) für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens eine zentrale Steuereinheit (6) zum Senden von Daten und zum Verarbeiten von empfangenen Daten, mindestens ein von der mindestens einen zentralen Steuereinheit (6) beabstandeter Radarsensorkopf (2) mit mindestens einer Sendeantenne (8) zum Erzeugen und mindestens einer Empfangsantenne (12) zum Empfangen von Radarwellen und aufweisend mindestens eine Datenleitung (4) zwischen der mindestens einen zentralen Steuereinheit (6) und dem mindestens einen Radarsensorkopf (2), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Radarsensorkopf (2) eine einem Analog-Digital- Wandler (16) nachgeschaltete und der mindestens einen Datenleitung (4) vorgeschaltete Analyseeinheit (18) zum zumindest teilweisen Bearbeiten von durch den Analog-Digital-Wandler (16) erzeugten digitalen Messdaten aufweist.
2. Radarsystem nach Anspruch 1 , wobei durch die der mindestens einen
Datenleitung (4) vorgeschaltete Analyseeinheit (18) eine Fourier- Transformation und/oder ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren und/oder mindestens ein Korrelator ausführbar ist.
3. Radarsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die von der mindestens einen Empfangsantenne (12) des mindestens einen Radarsensorkopfes (2) empfangenen Radarwellen durch den Analog-Digital-Wandler (16) in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation (Z) markierbar sind.
4. Radarsystem nach Anspruch 3, wobei die Analyseeinheit (18) zum Puffern der erzeugten digitalen Messdaten verwendbar ist.
5. Radarsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die digitalen Messdaten durch die mindestens eine Datenleitung (4) an die mindestens eine zentrale Steuereinheit (6) übertragbar sind und in der mindestens einen zentralen Steuereinheit (6) durch die mindestens eine Zeitinformation (Z)
synchronisierbar sind.
6. Radarsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die mindestens eine Zeitinformation (Z) durch eine in dem mindestens einen Radarsensorkopf (2) angeordneten Zeit und Steuervorrichtung (20) erzeugbar ist.
7. Radarsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die mindestens eine Sendeantenne (8) des mindestens einen Radarsensorkopfes (2) einen Oszillator (11) zum Erzeugen einer Trägerfrequenz aufweist und der Oszillator (11) durch die Zeit und Steuervorrichtung (20) von der mindestens einen zentralen Steuereinheit (6) einstellbar ist.
8. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei Oszillatoren (11) von mindestens zwei Radarsensorköpfen (2) durch die mindestens eine zentrale Steuereinheit (6) miteinander synchronisierbar sind.
9. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die durch die
mindestens eine Datenleitung (4) übertragenen Daten mit einer höheren Datenrate übertragbar sind als einer Referenzfrequenz der mindestens einen Sendeantenne (8) des mindestens einen Radarsensorkopfes (2).
10. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine zentrale Steuereinheit (6) mindestens einen Prozessor zum Verarbeiten von empfangenen Daten und mindestens einen Speicher zum zumindest zeitweisen Speichern von Daten aufweist.
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