WO2019145072A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben von mehreren sensoren eines fahrzeugs - Google Patents

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sensors
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sub
gap
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PCT/EP2018/083110
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Stefan Heilmann
Michael Schoor
Stefan Engewald
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01S7/534—Details of non-pulse systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating a plurality of sensors of a vehicle in at least partially spatial
  • a sensor can receive a foreign signal transmitted by a foreign sensor or its external echo, this external signal or external echo can superimpose and disturb a signal or echo of the sensor.
  • this external signal or external echo can superimpose and disturb a signal or echo of the sensor.
  • To avoid interference is the frequency spectrum of the electromagnetic waves in
  • Frequency bands are divided and the frequency bands are divided into channels.
  • Sensors of a vehicle can be operated in parallel on different channels. To operate several sensors of the vehicle on the same channel, the sensors can be aligned so that their
  • Detection areas lie on different sides of the vehicle or are aligned in different directions. Likewise, the sensors can send one after the other. A sensor begins to transmit when the previous sensor is finished with its modulation.
  • Embodiments of the present invention may advantageously allow, in the same detection area or in overlapping
  • a method for operating a plurality of sensors of a vehicle in at least partially spatially matching detection areas and a common frequency space
  • Receiving bandwidth of the sensors comprises, followed by the
  • each instantaneous frequency is blocked for the duration of a time gap for use by the sensors, wherein the time gap comprises at least one signal propagation time over a reception range of the sensors.
  • a sensor may be an active sensor that emits a signal and receives reflected echoes of the signal.
  • the signal may be a sound signal or an electromagnetic signal, such as a light signal or a radio signal.
  • the signal may be a radar signal. Over a period between issuing and receiving can be a distance to a
  • a frequency shift of the echo relative to the signal a relative speed of the object to the sensor can be determined.
  • a runtime difference can be a
  • the sensors can be similar.
  • the sensors are operated synchronized.
  • the sensors can emit signals in a common frequency space.
  • the frequency space is a section of a possible working range of the sensors.
  • the frequency space is determined by an upper limit frequency and a lower limit frequency.
  • the frequency space comprises a bandwidth of frequencies intended for use.
  • An instantaneous frequency is a frequency of the frequency space currently emitted or occupied by the sensor.
  • Instantaneous frequency is adjustable.
  • a frequency gap is a minimum required frequency separation between two for separating two signals
  • the minimum frequency gap to be maintained between two simultaneously emitted instantaneous frequencies is determined by the reception properties of the two simultaneously emitting sensors. While a sensor is tuned to a current frequency, it can be used with a frequency
  • the current instantaneous frequency can be located centrally in the reception bandwidth for a double-sideband receiver.
  • the frequency gap comprises at least one half of the frequencies of the reception bandwidth of one sensor and the other half of the
  • Instantaneous frequency may alternatively be at the edge of the receive bandwidth for a single-sideband receiver.
  • the frequency gap comprises at least the entire reception bandwidth of a sensor.
  • a time gap is a minimum time interval between two transmission times on the same frequency. The time gap is thus a time interval which is maintained at least until it is emitted again on a frequency. During the time gap, echoes are received on the frequency.
  • the time gap is at least so long that the signal can reach an object in a reception range and the echo of the signal reflected on the object can reach the sensor again.
  • the time gap is at least twice as long as the product of the Receive range and a propagation speed of the signal.
  • a maximum possible value of the reception range is determined by a maximum transmission power and a reception sensitivity of the sensor. A value used may be less than the maximum value.
  • One of the sensors can be used for one sub-modulation period in one
  • Submodulation time all frequencies of the sub-band can be sent at least once as instantaneous frequency.
  • the frequency space can be divided into several frequency ranges, so-called sub-frequency bands.
  • a sensor can be assigned a subfrequency band for a predetermined period of time, the so-called submodulation time duration.
  • the instantaneous frequency may be within the
  • Sub-frequency bands are set or modulated.
  • the sensor may be sequentially in different over a total modulation duration comprising several sub-modulation periods
  • Total modulation time periods can cover at least a majority of all frequencies contained in the frequency domain.
  • the sub-frequency bands can cover the entire frequency space.
  • the frequencies of the frequency domain can be processed piecewise.
  • Other sensors can simultaneously use the free sub-frequency bands at the same time.
  • the sub-frequency bands of the total modulation period may at least partially overlap.
  • the overlapping frequencies are transmitted several times in a total modulation period. These frequencies are thus sampled more often.
  • the sensors transmitting at a transmission time can transmit in different overlap-free partial frequency bands.
  • at least two of the sensors transmitting at a transmission time can transmit in at least partially overlapping partial frequency bands or the same partial frequency band.
  • one sensor can therefore transmit or several sensors can modulate within a subfrequency band.
  • Several sensors can be operated within a common sub-modulation period. These sensors then transmit the same frequency at least offset the time gap.
  • Subfrequency bands the available frequency space can be used well.
  • Two adjacent subfrequency bands may be spaced apart by a buffer frequency band.
  • Subfrequency bands offers an additional frequency spacing. Thus, a secure separation of the simultaneously transmitted signals and echoes can be achieved.
  • the frequencies of the buffer frequency band may be contained in one of the two adjacent sub-frequency bands overlapping, subsequently used sub-frequency band.
  • the sensor can send at least one frequency ramp sweeping over the subfrequency band within a submodulation time period.
  • a frequency ramp may have a predetermined slope.
  • the frequency ramp can be sent increasing or decreasing. Successive frequency ramps may have different slopes.
  • Subfrequency bands results in a maximum possible transmission duration of one
  • the frequency ramp can be made up of a variety of
  • the partial modulation periods of the sensors transmitting at a transmission time can start with a time delay. Due to the offset, a
  • the method may, for example, in software or hardware or in a hybrid of software and hardware, for example in a
  • the approach presented here also creates a device which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of the method presented here in corresponding devices.
  • the device may be an electrical device having at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for Storing signals or data, and at least one interface and / or a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol.
  • the arithmetic unit can be, for example, a signal processor, a so-called system ASIC or a microcontroller for processing sensor signals and outputting
  • the storage unit may be, for example, a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit.
  • the interface can be used as a sensor interface for reading in the sensor signals from a sensor and / or as an actuator interface for
  • the communication interface can be designed to read in or output the data wirelessly and / or by cable.
  • Interfaces may also be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • FIG. 1 shows a temporal representation of a frequency space in which a plurality of sensors are active at the same time according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a representation of a synchronization of at least two sensors in the same frequency space according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows an illustration of a synchronization of a plurality of sensors according to an exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows an illustration of a vehicle with a plurality of sensors and overlapping detection areas.
  • the approach presented here shows a method for the synchronization of several radar sensors in a sensor network. This results in a reduction of mutual interference of multiple sensors in a vehicle.
  • the probability of interference between the individual sensors is increasing.
  • the field of view of the sensors overlaps and the modulation time increases compared to the processing time or cycle time.
  • Interference arises from reflections on objects which are located in the field of vision of several sensors and on which the reflected power of individual sensors is superimposed.
  • the sensors can be modulated sequentially so that the modulation times do not overlap. Only as many sensors can be synchronized as a multiple of the modulation time fits into the cycle time.
  • Automotive used linear modulation is not at all times the full bandwidth is occupied. This makes it possible to synchronize multiple sensors nested. The number of interference free
  • Synchronizable sensors can be significantly increased according to the shape of the modulation.
  • the method described makes it possible, due to the characteristics of the modulation of automotive radar sensors, several sensors in one
  • the start of the modulation can be interleaved such that no overlapping of the transmitted ramps occurs.
  • the frequency space 100 shows a temporal representation of a frequency space 100 in which a plurality of sensors are active in each case at the same time according to an exemplary embodiment.
  • the sensors are radar sensors here. Therefore, the frequency space 100 is a small portion of an electromagnetic spectrum. If the
  • the frequency space 100 is a small section of an acoustic spectrum.
  • the frequency space 100 may be referred to as a frequency band or section of a frequency band.
  • the sensors are installed in a vehicle and have at least partially spatially matching detection areas, so that the sensors can receive signals and / or echoes of the other sensors. If one of the sensors receives a foreign signal or echo while it is ready to receive its own echo, falsified range values result.
  • At a transmission time t at least two of the sensors transmit at the same time to a frequency gap 102 separated instantaneous frequencies fl, f2.
  • the frequency gap 102 is thus between the instantaneous frequencies fl, f2 and comprises at least one instantaneous reception bandwidth 104 of at least one of the sensors.
  • the reception bandwidth 104 is thus smaller than or equal to the frequency gap 102.
  • the reception bandwidth 104 may comprise the upper half of the frequencies that the first sensor can receive while it is tuned to the first instantaneous frequency fl and may be the lower half of the frequencies include, which the second sensor can receive while being tuned to the second instantaneous frequency f2.
  • the frequency gap 102 may be the total receive bandwidth 104 of one of the
  • Sensors include when this sensor is a single sideband receiver.
  • the frequency gap 102 is greater than the receive bandwidth 104, the receivable frequencies are spaced apart by intervening non-receivable frequencies.
  • each used instantaneous frequency fl, f2 is blocked for the duration of a time gap 106 for use by the sensors.
  • the time gap 106 includes at least one signal propagation time 108 over a reception range of the sensors.
  • the signal propagation time 108 is therefore less than or equal to the time gap 106.
  • the maximum signal propagation time 108 is determined by the weakest signal or echo that can be evaluated by the sensors. In this case, the signal propagation time 108 can be greater with an increasing transmission power and / or an increasing sensitivity of the sensors.
  • the signal propagation time 108 may also be determined by a desired size of the
  • Detection area will be limited if objects outside the
  • the sensors are operated modulated within the frequency space 100.
  • the sensors send each other in chronological succession Transmission times on different instantaneous frequencies.
  • at least the rules described above are respected.
  • FIG. 2 shows a representation of a synchronization of at least two sensors in the same frequency space 100 according to the approach presented here.
  • the synchronization is essentially as in Fig. 1.
  • the frequency space 100 is here in at least four partially overlapping
  • Subfrequency bands 200 split.
  • each sensor sends its signal in one of the
  • Subfrequency bands 200 In at least two of the subfrequency bands 200 are transmitted in parallel. At a transmission time, at least two sensors each transmit at least through the frequency gap
  • An instantaneous frequency is in each case a component of one of the subfrequency bands 200. After being transmitted on an instantaneous frequency, the respective instantaneous frequency is not used for at least the duration of the time gap.
  • the partial frequency bands 200 used are each spaced apart by a buffer frequency band 204. In successive
  • a total modulation period 206 sends a sensor at least once in all sub-frequency bands 200.
  • the sensor within the total modulation period 206 transmits at least once on at least a majority of all frequencies of the frequency space 100.
  • the Total Modulation Time 206 four times as long as the Part Modulation Time 202.
  • the partial modulation period 202 is so long that the sensor has five frequency ramps 208 that follow each other directly within the
  • Submodulation time 202 sends.
  • the frequency ramps 208 may be sent in ascending and / or falling fashion.
  • the frequency ramps 208 are each offset by the time gap.
  • a subfrequency band 200 is here at least as wide as the receive bandwidth.
  • the next frequency ramp 208 starts immediately following the end of the preceding frequency ramp 208.
  • the frequency gap between two instantaneous frequencies is greater than the receive bandwidth.
  • three sensors are operated interleaved synchronized. There are always two of the sensors send in two different, due to the
  • Buffer frequency bands 204 of non-overlapping subfrequency bands 200 are provided.
  • one of the sensors for the total modulation period 206 After one of the sensors for the total modulation period 206 has sent at least once at substantially all frequencies of the frequency space 100, it does not transmit 202 for two sub-modulation durations 202 because one cycle period 210 includes six sub-modulation periods 202.
  • the three sensors start offset their total modulation periods 206 by two sub-modulation periods 202, respectively. This overlaps two of the
  • Total modulation time periods 206 each by two sub-modulation periods 202.
  • Fig. 2 A possible variation is shown in Fig. 2.
  • the ramps are divided into blocks, with one block sweeping only a portion of the bandwidth used. Due to the nature of the modulation, several sensors can be started in succession without the individual ramps or blocks overlapping in the frequency domain. The number of sensors depends on the parameters of the modulation, but is still greater than when the second sensor is started only after the end of the modulation of the first sensor. Conventionally, due to the ratio of the modulation time to the cycle time (> 0.5), no two sensors could be synchronized in the modulation scheme shown. However, interleaving allows three sensors to be synchronized without interferences.
  • FIG. 3 shows a representation of a synchronization of a plurality of sensors according to an exemplary embodiment.
  • the synchronization takes place essentially as in FIG. 1.
  • the sensors transmit here as in FIG. 2
  • Frequency ramps 208 are synchronized within a cycle period 210.
  • the frequency ramps 208 of the group are sent as close as possible nested within the total modulation period 206 of the three sensors.
  • Total modulation period 206 a first first frequency ramp 208 at one to send first first transmission time tl at the first instantaneous frequency fl.
  • a second of the sensors begins to transmit a first second frequency ramp 208 at a first second transmission time t2 offset by the time gap 106, likewise at the first instantaneous frequency fl.
  • the first sensor has reached the second instantaneous frequency f2 offset by the frequency gap 102 on its first first frequency ramp 208 at the first second transmission time t2.
  • a third of the sensors starts its first third frequency ramp 208 at the first instantaneous frequency f1.
  • the second sensor has at its first second frequency ramp 208 second instantaneous frequency f2 reached.
  • the first sensor transmits at the first third transmission time t3 on its first first first first first first third transmission time t3 on its first first first
  • Frequency ramp 208 on one by the frequency gap 102 to the second
  • the first first frequency ramp 208 ends when the third instantaneous frequency f3 is reached. Thereafter, the first sensor pauses for the duration of a time gap 106 to restart the sequence of frequency ramps 208 at a second first transmission time tl. Within the total modulation period 206, the sequence of the first, second and third frequency ramps 208 is repeated four times here. Upon expiration of the total modulation period 206, the sensors suspend 210 until the end of the cycle time.
  • Total modulation period 206 another total modulation period 300.
  • another group of three sensors is synchronized. At the beginning of the others
  • a first fifth frequency ramp 208 begins at a first fifth transmission time t5 offset by the time gap 106, also at the first instantaneous frequency fl.
  • the time gaps 106 can be of different lengths.
  • the fourth sensor has reached the second instantaneous frequency f2 on its first fourth frequency ramp 208 for the first fifth transmission time t5.
  • a sixth of the sensors starts its first sixth frequency ramp 208 during the first instantaneous frequency fl.
  • the fifth sensor on its first fifth frequency ramp 208 has the second one
  • the fourth sensor has reached the third instantaneous frequency f3 on the first fourth frequency ramp 208 at the first sixth transmission time t6.
  • the first fourth frequency ramp 208 ends here as well when reaching the third instantaneous frequency f3. Thereafter, the fourth sensor pauses for the duration of a time gap 106 to restart the sequence of frequency ramps 208 at a second fourth transmission time t4.
  • Total modulation period 300 the sequence of the fourth, fifth and sixth frequency ramps 208 is also repeated four times.
  • the sequence here begins again with a first first frequency ramp 208 of the first sensor at a first first transmission time t 1 and the first instantaneous frequency f 1.
  • FIG. 3 shows a detail of a modulation as in FIG. 2.
  • a frequency range of the frequency ramps 208 corresponds to a frequency range of one of the subfrequency bands 200.
  • the complete frequency space is not shown and, as in FIG. 2, comprises at least one further subfrequency band higher or lower frequencies.
  • the further subfrequency band can be with or without frequency spacing through the buffer frequency band above or below the one shown here
  • Partial frequency bands 200 may be arranged. If the further subfrequency band directly adjoins the higher or lower frequencies, no overlapping by further subfrequency bands as in FIG. 2 is required.
  • the total modulation time period 206 for transmitting the first, second and third frequency ramps 208 corresponds to a submodulation time duration 202 as in FIG. 2.
  • the further total modulation time duration 300 for transmitting the fourth, fifth and sixth frequency ramps 208 corresponds to a further submodulation time duration 202. At least a majority of all
  • Figures 2 and 3 show waveforms of several sensors of a vehicle operated in a common frequency space become.
  • the sensors are operated modulated in frequency ramps 208 and have at least partially spatially overlapping detection ranges.
  • a first of the sensors transmits at a first instantaneous frequency fl of a first frequency ramp 208, while at least a second of the sensors transmits at the same time at a second instantaneous frequency f2 of a second frequency ramp 208.
  • the first instantaneous frequency fl and the second instantaneous frequency f2 are at least spaced from each other by the frequency gap 102.
  • the same instantaneous frequency fl contained in two successive frequency ramps 208 is sent at least by the time gap 106 with a time delay.
  • Instantaneous frequencies f1, f2 of the frequency ramps 208 are at least spaced from one another by the frequency gap 102.
  • An instantaneous frequency f 1 contained in two successive frequency ramps 208 is sent at least by the time gap 106 with a time delay.
  • FIG. 3 Another possible variation is shown in FIG. 3. In this variant, interleaving of individual ramps of different sensors takes place
  • the ramps of the sensors are nested so that they do not overlap.
  • the times between the sensors are chosen so that the reflections of distant objects do not fall within the field of view of another sensor.
  • additional sensors can be interleaved in the pause between the end of the modulation and the start of the new cycle.
  • the sensors are tuned to one another in a time-finer grid than in the variant described above.
  • the decisive advantage is that the approach presented here results in the greatest possible number of interference-free synchronisable sensors.
  • the sensors can be operated with linear ramps and the same modulation of the synchronized sensors.
  • FIG. 4 shows an illustration of a vehicle 400 with a plurality of sensors 402 and overlapping detection areas 404.
  • the vehicle 400 points here seven active sensors 402 which transmit in the same frequency space.
  • the vehicle 400 may include other active sensors that may be in other
  • the vehicle 400 may include passive sensors.
  • the vehicle 400 has three sensors 402 in the front area, one sensor each on the sides and two sensors in the rear area. Each at least two of the detection areas 404 overlap at least partially. Two immediately adjacent sensors 402 with overlapping detection areas 404 send in the approach presented here as described in the preceding figures at different transmission times, which are offset by at least the time gap to each other and / or with different
  • Sensors 402 having non-overlapping detection regions 404 may transmit at the same instantaneous frequency at the same time of transmission.
  • Sensors 402 oriented in opposite directions on the vehicle 400 such as the front-right sensor 402 and the rear-left sensor 402, the front-left sensor 402, and the rear-right sensor 402, may also communicate therewith at the same time of transmission
  • Sensors 402 which have no or very small overlapping viewing area, ie sensors 402 which are e.g. front left and right rear in
  • Vehicle 400 are installed, can continue to operate in parallel.
  • FIG. 4 shows by way of example how sensors 402 in a vehicle 400 can be synchronized with the method presented here.
  • seven sensors 402 are synchronized by means of three synchronization times. As can be seen from the figure, can through the

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von mehreren Sensoren (402) eines Fahrzeugs (400) in zumindest teilweise räumlich übereinstimmenden Erfassungsbereichen (404) und einem gemeinsamen Frequenzraum (100), das dadurch gekennzeichnet ist, dass zu einem Sendezeitpunkt (t) zeitgleich zumindest zwei der Sensoren (402) auf durch eine Frequenzlücke (102) getrennten Momentanfrequenzen (f1, f2) senden, wobei die Frequenzlücke (102) zumindest eine momentane Empfangsbandbreite (104) der Sensoren (402) umfasst, wobei anschließend an den Sendezeitpunkt (t) jede Momentanfrequenz (f1, f2) für die Dauer einer Zeitlücke (106) für eine Verwendung durch die Sensoren (402) gesperrt ist, wobei die Zeitlücke (106) zumindest eine Signallaufzeit (108) über eine Empfangsreichweite der Sensoren (402) umfasst.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von mehreren Sensoren eines
Fahrzeugs
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von mehreren Sensoren eines Fahrzeugs in zumindest teilweise räumlich
übereinstimmenden Erfassungsbereichen und einem gemeinsamen
Frequenzraum.
Stand der Technik
Wenn ein Sensor ein von einem Fremdsensor gesendetes Fremdsignal oder sein Fremdecho empfangen kann, kann dieses Fremdsignal oder Fremdecho ein Signal oder Echo des Sensors überlagern und stören. Um Störungen zu vermeiden ist das Frequenzspektrum der elektromagnetischen Wellen in
Frequenzbänder aufgeteilt und die Frequenzbänder sind in Kanäle aufgeteilt. Sensoren eines Fahrzeugs können auf unterschiedlichen Kanälen parallel betrieben werden. Um mehrere Sensoren des Fahrzeugs auf dem gleichen Kanal zu betreiben, können die Sensoren so ausgerichtet werden, dass ihre
Erfassungsbereiche auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs liegen oder in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Ebenso können die Sensoren nacheinander senden. Dabei fängt ein Sensor an zu senden, wenn der vorhergehende Sensor mit seiner Modulation fertig ist.
Offenbarung der Erfindung Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von mehreren Sensoren eines Fahrzeugs in zumindest teilweise räumlich übereinstimmenden Erfassungsbereichen und einem gemeinsamen Frequenzraum, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten
Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Vorteile der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, im gleichen Erfassungsbereich oder in überlappenden
Erfassungsbereichen mehrere Sensoren im gleichen Frequenzband
beziehungsweise im gleichen Frequenzraum zu betreiben, ohne dass jeweils nur einer der Sensoren arbeiten darf.
Dabei können mehrere Sensoren mit überlappenden Erfassungsbereichen ohne störende Interferenzen gleichzeitig betrieben werden. Die Sensorsignale werden verschachtelt gesendet und empfangen. So kann der mögliche Frequenzraum ausgenutzt werden und eine zum Verarbeiten der Sensorsignale erforderliche, eine Modulationszeit umfassende Zykluszeit gefüllt werden.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben von mehreren Sensoren eines Fahrzeugs in zumindest teilweise räumlich übereinstimmenden Erfassungsbereichen und einem gemeinsamen Frequenzraum vorgeschlagen, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass zu einem Sendezeitpunkt zeitgleich zumindest zwei der Sensoren auf durch eine Frequenzlücke getrennten Momentanfrequenzen senden, wobei die Frequenzlücke zumindest eine momentane
Empfangsbandbreite der Sensoren umfasst, wobei anschließend an den
Sendezeitpunkt jede Momentanfrequenz für die Dauer einer Zeitlücke für eine Verwendung durch die Sensoren gesperrt ist, wobei die Zeitlücke zumindest eine Signallaufzeit über eine Empfangsreichweite der Sensoren umfasst.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Ein Sensor kann ein aktiver Sensor sein, der ein Signal emittiert und reflektierte Echos des Signals empfängt. Das Signal kann ein Schallsignal oder ein elektromagnetisches Signal, wie ein Lichtsignal oder ein Funksignal sein.
Insbesondere kann das Signal ein Radarsignal sein. Über eine Laufzeit zwischen dem Emittieren und dem Empfangen kann eine Entfernung zu einem
reflektierenden Objekt bestimmt werden. Über eine Frequenzverschiebung des Echos gegenüber dem Signal kann eine Relativgeschwindigkeit des Objekts zu dem Sensor bestimmt werden. Über einen Laufzeitunterschied kann eine
Richtung zu dem Objekt bestimmt werden. Die Sensoren können gleichartig sein. Die Sensoren werden synchronisiert betrieben. Die Sensoren können Signale in einem gemeinsamen Frequenzraum emittieren. Der Frequenzraum ist ein Abschnitt eines möglichen Arbeitsbereichs der Sensoren. Der Frequenzraum ist durch eine obere Grenzfrequenz und eine untere Grenzfrequenz bestimmt. Der Frequenzraum umfasst eine Bandbreite von zur Verwendung vorgesehenen Frequenzen. Eine Momentanfrequenz ist eine momentan von dem Sensor emittierte beziehungsweise belegte Frequenz des Frequenzraums. Die
Momentanfrequenz ist einstellbar. Eine Frequenzlücke ist ein zum Trennen zweier Signale minimal erforderlicher Frequenzabstand zwischen zwei
Momentanfrequenzen. Die minimal einzuhaltende Frequenzlücke zwischen zwei zeitgleich emittierten Momentanfrequenzen ist durch Empfangseigenschaften der zwei zeitgleich emittierenden Sensoren bestimmt. Während ein Sensor auf eine Momentanfrequenz abgestimmt ist, kann er Frequenzen mit einer
Empfangsbandbreite empfangen. Die aktuelle Momentanfrequenz kann bei einem Zweiseitenbandempfänger zentral in der Empfangsbandbreite liegen. Dadurch umfasst die Frequenzlücke zumindest die eine Hälfte der Frequenzen der Empfangsbandbreite des einen Sensors und die andere Hälfte der
Frequenzen der Empfangsbandbreite des anderen Sensors. Die aktuelle
Momentanfrequenz kann alternativ bei einem Einseitenbandempfänger am Rand der Empfangsbandbreite liegen. Dadurch umfasst die Frequenzlücke zumindest die ganze Empfangsbandbreite eines Sensors. Eine Zeitlücke ist ein minimaler Zeitabstand zwischen zwei Sendezeitpunkten auf derselben Frequenz. Die Zeitlücke ist damit ein zeitlicher Abstand, der mindestens eingehalten wird, bis erneut auf einer Frequenz emittiert wird. Während der Zeitlücke werden auf der Frequenz Echos empfangen. Die Zeitlücke ist zumindest so lang, dass das Signal ein Objekt in einer Empfangsreichweite erreichen kann und das an dem Objekt reflektierte Echo des Signals den Sensor wieder erreichen kann. Die Zeitlücke ist also zumindest zweimal so lang, wie das Produkt aus der Empfangsreichweite und einer Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals. Ein maximal möglicher Wert der Empfangsreichweite ist durch eine maximale Sendeleistung und eine Empfangsempfindlichkeit des Sensors bestimmt. Ein verwendeter Wert kann kleiner als der maximale Wert sein.
Einer der Sensoren kann für eine Teilmodulationszeitdauer in einem
Teilfrequenzband des Frequenzraums modulieren. Innerhalb der
Teilmodulationszeitdauer können alle Frequenzen des Teilfrequenzbands zumindest einmal als Momentanfrequenz gesendet werden. Der Frequenzraum kann in mehrere Frequenzbereiche, sogenannte Teilfrequenzbänder, unterteilt sein. Einem Sensor kann für eine vorbestimmte Zeitdauer, der sogenannten Teilmodulationszeitdauer, ein Teilfrequenzband zugeordnet werden. Für die Teilmodulationszeitdauer kann die Momentanfrequenz innerhalb des
Teilfrequenzbands eingestellt beziehungsweise moduliert werden.
Der Sensor kann über eine mehrere Teilmodulationszeitdauern umfassende Gesamtmodulationszeitdauer sequenziell in unterschiedlichen
Teilfrequenzbändern senden. Die Teilfrequenzbänder einer
Gesamtmodulationszeitdauer können zumindest einen Großteil aller in dem Frequenzraum enthaltenen Frequenzen abdecken. Insbesondere können die Teilfrequenzbänder den gesamten Frequenzraum abdecken. Die Frequenzen des Frequenzraums können so stückweise abgearbeitet werden. Andere Sensoren können dabei zeitgleich jeweils die freien Teilfrequenzbänder verwenden.
Die Teilfrequenzbänder der Gesamtmodulationszeitdauer können zumindest teilweise überlappen. Dabei werden die überlappenden Frequenzen in einer Gesamtmodulationszeitdauer mehrfach gesendet. Diese Frequenzen werden somit öfter abgetastet.
Die zu einem Sendezeitpunkt sendenden Sensoren können in unterschiedlichen überlappungsfreien Teilfrequenzbändern senden. Alternativ können zumindest zwei der zu einem Sendezeitpunkt sendenden Sensoren in zumindest teilweise überlappenden Teilfrequenzbändern oder dem gleichen Teilfrequenzband senden. Pro Teilfrequenzband kann also ein Sensor senden oder es können mehrere Sensoren innerhalb eines Teilfrequenzbands modulieren. Mehrere Sensoren können innerhalb einer gemeinsamen Teilmodulationszeitdauer betrieben werden. Diese Sensoren senden die gleiche Frequenz dann um zumindest die Zeitlücke versetzt. Durch das Verwenden mehrerer Sensoren im gleichen Teilfrequenzband kann eine besonders enge Verschachtelung erreicht werden. Durch die gleichzeitige Verwendung unterschiedlicher
Teilfrequenzbänder kann der zur Verfügung stehende Frequenzraum gut ausgenutzt werden.
Zwei benachbarte Teilfrequenzbänder können durch ein Pufferfrequenzband voneinander beabstandet sein. Ein Pufferfrequenzband zwischen zwei
Teilfrequenzbändern bietet einen zusätzlichen Frequenzabstand. So kann eine sichere Trennung der gleichzeitig gesendeten Signale und Echos erreicht werden. Die Frequenzen des Pufferfrequenzbands können in einem die beiden benachbarten Teilfrequenzbänder überlappenden, zeitlich nachfolgend benutzten Teilfrequenzband enthalten sein.
Der Sensor kann innerhalb einer Teilmodulationszeitdauer zumindest eine das Teilfrequenzband überstreichende Frequenzrampe senden. Eine Frequenzrampe kann eine vorbestimmte Steigung aufweisen. Die Frequenzrampe kann steigend oder fallend gesendet werden. Aufeinanderfolgende Frequenzrampen können unterschiedliche Steigungen aufweisen. Mit dem Frequenzumfang des
Teilfrequenzbands ergibt sich eine maximal mögliche Sendedauer einer
Momentanfrequenz. Die Frequenzrampe kann aus einer Vielzahl von
aufeinander abfolgenden Sendezeitpunkten mit jeweils unterschiedlicher Momentanfrequenz bestehen.
Die Teilmodulationszeitdauern der der zu einem Sendezeitpunkt sendenden Sensoren können zeitversetzt beginnen. Durch den Versatz kann eine
Verschachtelung der Sensoren erreicht werden.
Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem
Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.
Die Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von
Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum
Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die
Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen als Verfahren und Vorrichtung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind. Fig. 1 zeigt eine zeitliche Darstellung eines Frequenzraums in dem mehrere Sensoren jeweils zeitgleich gemäß einem Ausführungsbeispiel aktiv sind;
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Synchronisation zumindest zweier Sensoren im gleichen Frequenzraum gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer Synchronisation einer Mehrzahl von Sensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs mit mehreren Sensoren und überlappenden Erfassungsbereichen.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende
Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung
Bevor mit Bezug auf die Figuren Details von Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden, sollen Gedanken zu dem hierin vorgestellten Ansatz sowie zu möglichen Varianten desselben erläutert werden, teilweise mit einer Wortwahl, welche sich der einfacheren Verständlichkeit halber vor derjenigen, wie sie in den Ansprüchen verwendet ist, unterscheidet.
Der hier vorgestellte Ansatz zeigt eine Methode für die Synchronisation mehrerer Radarsensoren in einem Sensorverbund. Dadurch ergibt sich eine Verringerung von gegenseitiger Interferenz mehrerer Sensoren in einem Fahrzeug.
Mit dem zunehmenden Ausbau von Fahrzeugen mit vielen Radarsensoren steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Interferenz zwischen den einzelnen Sensoren entsteht. Insbesondere wenn sich der Sichtbereich der Sensoren überschneidet und sich die Modulationszeit gegenüber der Verarbeitungszeit bzw. Zykluszeit erhöht. Interferenz entsteht dabei durch Reflexionen an Objekten welche sich im Sichtbereich mehrerer Sensoren befindet und an denen sich die reflektierte Leistung einzelner Sensoren überlagert. Um das zu vermeiden können die Sensoren der Reihe nach moduliert werden, sodass sich die Modulationszeiten nicht überschneiden. Dabei können nur so viele Sensoren synchronisiert werden, wie ein Vielfaches der Modulationszeit in die Zykluszeit passt.
Da das Verhältnis zwischen der Modulationszeit und der Zykluszeit aufgrund von schnelleren Prozessoren und weniger Wärmeentwicklung steigt, lassen sich durch Synchronisation der Modulationszeiten nur wenige, also ein bis zwei Sensoren interferenzfrei synchronisieren.
Das hier vorgestellte Verfahren erweitert die Möglichkeit, Sensoren interferenzfrei zu synchronisieren.
Der hier vorgestellte Ansatz basiert darauf, dass bei den derzeit im
Automobilbereich verwendeten linearen Modulationen nicht zu jeder Zeit die komplette Bandbreit belegt wird. Dadurch ist es möglich, mehrere Sensoren verschachtelt zu synchronisieren. Die Anzahl der interferenzfrei
synchronisierbaren Sensoren kann entsprechend der Form der Modulation deutlich erhöht werden.
Das beschriebene Verfahren ermöglicht es aufgrund der Eigenschaften der Modulation von Automotive- Radarsensoren mehrere Sensoren in einem
Fahrzeug interferenzfrei zu synchronisieren. Dabei kann die Anzahl der
Sensoren erhöht werden, welche interferenzfrei synchronisiert werden können.
Um die Anzahl der synchronisierbaren Sensoren in einem Messzyklus zu erhöhen kann der Start der Modulation so verschachtelt werden, dass keine Überschneidung der ausgesendeten Rampen entsteht.
Fig. 1 zeigt eine zeitliche Darstellung eines Frequenzraums 100, in dem mehrere Sensoren jeweils zeitgleich gemäß einem Ausführungsbeispiel aktiv sind. Die Sensoren sind hier Radarsensoren. Deshalb ist der Frequenzraum 100 ein kleiner Ausschnitt aus einem elektromagnetischen Spektrum. Wenn die
Sensoren akustische Sensoren sind, ist der Frequenzraum 100 ein kleiner Ausschnitt aus einem akustischen Spektrum.
Der Frequenzraum 100 kann als Frequenzband oder Ausschnitt aus einem Frequenzband bezeichnet werden. Die Sensoren sind in einem Fahrzeug verbaut und weisen zumindest teilweise räumlich übereinstimmende Erfassungsbereiche auf, sodass die Sensoren Signale und/oder Echos der anderen Sensoren empfangen können. Wenn einer der Sensoren ein fremdes Signal oder Echo empfängt, während er für sein eigenes Echo empfangsbereit ist, resultieren verfälschte Entfernungs werte. Zu einem Sendezeitpunkt t senden zumindest zwei der Sensoren zeitgleich auf durch eine Frequenzlücke 102 getrennten Momentanfrequenzen fl, f2.
Die Frequenzlücke 102 liegt also zwischen den Momentanfrequenzen fl, f2 und umfasst zumindest eine momentane Empfangsbandbreite 104 zumindest eines der Sensoren. Die Empfangsbandbreite 104 ist also kleiner als oder gleich groß wie die Frequenzlücke 102. Die Empfangsbandbreite 104 kann dabei die obere Hälfte der Frequenzen umfassen, die der erste Sensor empfangen kann, während er auf die erste Momentanfrequenz fl abgestimmt ist und kann die untere Hälfte der Frequenzen umfassen, die der zweite Sensor empfangen kann, während er auf die zweite Momentanfrequenz f2 abgestimmt ist. Alternativ kann die Frequenzlücke 102 die gesamte Empfangsbandbreite 104 eines der
Sensoren umfassen, wenn dieser Sensor ein Einseitenbandempfänger ist. Wenn die Frequenzlücke 102 größer als die Empfangsbandbreite 104 ist, sind die empfangbaren Frequenzen durch dazwischenliegende, nicht empfangbare Frequenzen voneinander beabstandet.
Anschließend an den Sendezeitpunkt t ist jede benutzte Momentanfrequenz fl, f2 für die Dauer einer Zeitlücke 106 für eine Verwendung durch die Sensoren gesperrt. Die Zeitlücke 106 umfasst zumindest eine Signallaufzeit 108 über eine Empfangsreichweite der Sensoren. Die Signallaufzeit 108 ist also kleiner als oder gleich groß wie die Zeitlücke 106. Die maximale Signallaufzeit 108 ist durch das schwächste durch die Sensoren auswertbare Signal beziehungsweise Echo bestimmt. Dabei kann die Signallaufzeit 108 mit einer steigenden Sendeleistung und/oder einer steigenden Empfindlichkeit der Sensoren größer werden. Die Signallaufzeit 108 kann auch durch eine gewünschte Größe des
Erfassungsbereichs begrenzt sein, wenn Objekte außerhalb des
Erfassungsbereichs nicht erfasst werden sollen. Ebenso können Signale und Echos unterhalb einer Mindestsignalstärke unterdrückt werden.
Die Sensoren werden innerhalb des Frequenzraums 100 moduliert betrieben.
Dabei senden die Sensoren in aufeinander zeitlich abfolgenden Sendezeitpunkten auf unterschiedlichen Momentanfrequenzen. Dabei werden jeweils mindestens die oben beschriebenen Regeln beachtet.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Synchronisation zumindest zweier Sensoren im gleichen Frequenzraum 100 gemäß dem hier vorgestellten Ansatz. Die Synchronisation erfolgt im Wesentlichen wie in Fig. 1. Im Gegensatz dazu ist der Frequenzraum 100 hier in zumindest vier teilweise überlappende
Teilfrequenzbänder 200 aufgeteilt. Für eine Teilmodulationszeitdauer 202 sendet in diesem Ausführungsbeispiel je ein Sensor sein Signal in einem der
Teilfrequenzbänder 200. In zumindest zwei der Teilfrequenzbänder 200 wird parallel gesendet. Zu einem Sendezeitpunkt senden dabei je zumindest zwei Sensoren auf durch zumindest die Frequenzlücke getrennten
Momentanfrequenzen. Eine Momentanfrequenz ist dabei jeweils Bestandteil eines der Teilfrequenzbänder 200. Nachdem auf einer Momentanfrequenz gesendet wurde, wird die jeweilige Momentanfrequenz für zumindest die Dauer der Zeitlücke nicht verwendet.
Die verwendeten Teilfrequenzbänder 200 sind je durch ein Pufferfrequenzband 204 voneinander beabstandet. In aufeinanderfolgenden
Teilmodulationszeitdauern 202 senden die Sensoren in unterschiedlichen Teilfrequenzbändern 200. Innerhalb einer Gesamtmodulationszeitdauer 206 sendet ein Sensor zumindest einmal in allen Teilfrequenzbändern 200. Damit sendet der Sensor innerhalb der Gesamtmodulationszeitdauer 206 zumindest einmal auf zumindest einem Großteil aller Frequenzen des Frequenzraums 100. Im hier dargestellten Beispiel ist die Gesamtmodulationszeitdauer 206 viermal so lang, wie die Teilmodulationszeitdauer 202.
Die Teilmodulationszeitdauer 202 ist hier so lang, dass der Sensor fünf unmittelbar aufeinander abfolgende Frequenzrampen 208 innerhalb der
Teilmodulationszeitdauer 202 sendet. Die Frequenzrampen 208 können ansteigend und/oder abfallend gesendet werden. Innerhalb einer
Teilmodulationszeitdauer 202 sind die Frequenzrampen 208 jeweils um die Zeitlücke zueinander versetzt. Ein Teilfrequenzband 200 ist hier zumindest so breit, wie die Empfangsbandbreite. Dadurch startet die nächste Frequenzrampe 208 unmittelbar im Anschluss an das Ende der vorausgehenden Frequenzrampe 208. Durch das Pufferfrequenzband 204 und den Frequenzumfang des Teilfrequenzbands ist die Frequenzlücke zwischen zwei Momentanfrequenzen größer als die Empfangsbandbreite.
In einem Ausführungsbeispiel werden unter Verwendung des hier vorgestellten Ansatzes drei Sensoren verschachtelt synchronisiert betrieben. Dabei senden immer zwei der Sensoren in zwei unterschiedlichen, aufgrund der
Pufferfrequenzbänder 204 nicht überlappenden Teilfrequenzbändern 200.
Nachdem einer der Sensoren für die Gesamtmodulationszeitdauer 206 im Wesentlichen auf allen Frequenzen des Frequenzraums 100 zumindest einmal gesendet hat, sendet er für zwei Teilmodulationszeitdauern 202 nicht, da eine Zykluszeitdauer 210 sechs Teilmodulationszeitdauern 202 umfasst. Die drei Sensoren beginnen ihre Gesamtmodulationszeitdauern 206 jeweils um zwei Teilmodulationszeitdauern 202 versetzt. Damit überlappen zwei der
Gesamtmodulationszeitdauern 206 jeweils um zwei Teilmodulationszeitdauern 202.
Eine mögliche Variation zeigt Fig. 2. Bei dieser Variante der Modulation sind die Rampen in Blöcke aufgeteilt, wobei ein Block nur einen Teil der genutzten Bandbreite überstreicht. Durch die Art der Modulation können mehrere Sensoren nacheinander gestartet werden, ohne dass sich die einzelnen Rampen bzw. Blöcke im Frequenzbereich überschneiden. Die Anzahl der Sensoren hängt dabei von den Parametern der Modulation ab, ist aber dennoch größer als wie wenn der zweite Sensor erst nach dem Ende der Modulation des ersten Sensors gestartet wird. Bei der gezeigten Modulationsform könnten herkömmlicherweise aufgrund des Verhältnisses der Modulationszeit zur Zykluszeit (>0.5) keine zwei Sensoren synchronisiert werden. Durch die Verschachtelung können jedoch drei Sensoren interferenzfrei synchronisiert werden.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer Synchronisation einer Mehrzahl von Sensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Synchronisation erfolgt im Wesentlichen wie in Fig. 1. Im Gegensatz dazu senden die Sensoren hier wie in Fig. 2
Frequenzrampen 208. Hier wird innerhalb einer Zykluszeitdauer 210 eine Gruppe aus drei Sensoren synchronisiert. Die Frequenzrampen 208 der Gruppe werden innerhalb der Gesamtmodulationszeitdauer 206 der drei Sensoren engst möglich verschachtelt gesendet.
Hier beginnt ein erster der Sensoren am Anfang der
Gesamtmodulationszeitdauer 206 eine erste erste Frequenzrampe 208 an einem ersten ersten Sendezeitpunkt tl bei der ersten Momentanfrequenz fl zu senden. Ein zweiter der Sensoren beginnt eine erste zweite Frequenzrampe 208 an einem um die Zeitlücke 106 versetzten ersten zweiten Sendezeitpunkt t2 ebenfalls mit der ersten Momentanfrequenz fl zu senden. Der erste Sensor hat auf seiner ersten ersten Frequenzrampe 208 zum ersten zweiten Sendezeitpunkt t2 die um die Frequenzlücke 102 versetzte zweite Momentanfrequenz f2 erreicht. Zu einem um die Zeitlücke 106 zu dem ersten zweiten Sendezeitpunkt t2 versetzten ersten dritten Sendezeitpunkt t3 startet ein dritter der Sensoren seine erste dritte Frequenzrampe 208 bei der ersten Momentanfrequenz fl. Zu dem ersten dritten Sendezeitpunkt t3 hat der zweite Sensor auf seiner ersten zweiten Frequenzrampe 208 die zweite Momentanfrequenz f2 erreicht. Der erste Sensor sendet zu dem ersten dritten Sendezeitpunkt t3 auf seiner ersten ersten
Frequenzrampe 208 auf einer um die Frequenzlücke 102 zu der zweiten
Momentanfrequenz f2 beabstandeten dritten Momentanfrequenz f3.
Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel endet die erste erste Frequenzrampe 208 beim Erreichen der dritten Momentanfrequenz f3. Anschließend pausiert der erste Sensor für die Dauer einer Zeitlücke 106, um zu einem zweiten ersten Sendezeitpunkt tl die Abfolge der Frequenzrampen 208 erneut zu beginnen. Innerhalb der Gesamtmodulationszeitdauer 206 wird die Abfolge der ersten, zweiten und dritten Frequenzrampen 208 hier viermal wiederholt. Nach Ablauf der Gesamtmodulationszeitdauer 206 setzen die Sensoren bis zum Ende der Zykluszeitdauer 210 aus.
In einem Ausführungsbeispiel beginnt nach Ablauf der
Gesamtmodulationszeitdauer 206 eine weitere Gesamtmodulationszeitdauer 300. In der weiteren Gesamtmodulationszeitdauer 300 wird eine weitere Gruppe aus drei Sensoren synchronisiert. Am Anfang der weiteren
Gesamtmodulationszeitdauer 300 beginnt ein vierter der Sensoren zu einem ersten vierten Sendezeitpunkt t4 seine erste vierte Frequenzrampe 208 bei der ersten Momentanfrequenz fl. Ein fünfter der Sensoren beginnt eine erste fünfte Frequenzrampe 208 an einem um die Zeitlücke 106 versetzten ersten fünften Sendezeitpunkt t5 ebenfalls mit der ersten Momentanfrequenz fl. Die Zeitlücken 106 können unterschiedlich lang sein. Der vierte Sensor hat auf seiner ersten vierten Frequenzrampe 208 zum ersten fünften Sendezeitpunkt t5 die zweite Momentanfrequenz f2 erreicht. Zu einem um die Zeitlücke 106 zu dem ersten fünften Sendezeitpunkt t5 versetzten ersten sechsten Sendezeitpunkt t6 startet ein sechster der Sensoren seine erste sechste Frequenzrampe 208 bei der ersten Momentanfrequenz fl. Zu dem ersten sechsten Sendezeitpunkt t6 hat der fünfte Sensor auf seiner ersten fünften Frequenzrampe 208 die zweite
Momentanfrequenz f2 erreicht. Der vierte Sensor hat zu dem ersten sechsten Sendezeitpunkt t6 auf seiner ersten vierten Frequenzrampe 208 die dritte Momentanfrequenz f3 erreicht.
Die erste vierte Frequenzrampe 208 endet hier ebenso bei Erreichen der dritten Momentanfrequenz f3. Anschließend pausiert der vierte Sensor für die Dauer einer Zeitlücke 106, um zu einem zweiten vierten Sendezeitpunkt t4 die Abfolge der Frequenzrampen 208 erneut zu beginnen. Innerhalb der weiteren
Gesamtmodulationszeitdauer 300 wird die Abfolge der vierten, fünften und sechsten Frequenzrampen 208 ebenfalls viermal wiederholt.
Nach Ablauf der Zykluszeitdauer 210 beginnt die Sequenz hier erneut mit einer ersten ersten Frequenzrampe 208 des ersten Sensors zu einem ersten ersten Sendezeitpunkt tl und der ersten Momentanfrequenz fl.
In einem Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Modulation wie in Fig. 2. Dabei entspricht ein Frequenzumfang der Frequenzrampen 208 einem Frequenzumfang eines der Teilfrequenzbänder 200. Der vollständige Frequenzraum ist nicht dargestellt und umfasst wie in Fig. 2 zumindest ein weiteres Teilfrequenzband mit höheren oder niedrigeren Frequenzen. Das weitere Teilfrequenzband kann mit oder ohne Frequenzabstand durch das Pufferfrequenzband oberhalb oder unterhalb des hier dargestellten
Teilfrequenzbands 200 angeordnet sein. Wenn das weitere Teilfrequenzband zu den höheren oder niedrigeren Frequenzen unmittelbar anschließt, ist keine Überlappung durch weitere Teilfrequenzbänder wie in Fig. 2 erforderlich.
Die Gesamtmodulationszeitdauer 206 zum Senden der ersten, zweiten und dritten Frequenzrampen 208 entspricht dabei einer Teilmodulationszeitdauer 202 wie in Fig. 2. Die weitere Gesamtmodulationszeitdauer 300 zum Senden der vierten, fünften und sechsten Frequenzrampen 208 entspricht einer weiteren Teilmodulationszeitdauer 202. Um zumindest auf einem Großteil aller
Frequenzen des Frequenzbands zumindest einmal zu senden, sind dann zumindest zwei Zykluszeitdauern 210 erforderlich.
Mit anderen Worten zeigen die Figuren 2 und 3 Signalverläufe von mehreren Sensoren eines Fahrzeugs, die in einem gemeinsamen Frequenzraum betrieben werden. Die Sensoren werden in Frequenzrampen 208 moduliert betrieben und weisen zumindest teilweise räumlich überlappende Erfassungsbereiche auf. Bei dem hier vorgestellten Ansatz sendet ein erster der Sensoren auf einer ersten Momentanfrequenz fl einer ersten Frequenzrampe 208, während zumindest ein zweiter der Sensoren zeitgleich auf einer zweiten Momentanfrequenz f2 einer zweiten Frequenzrampe 208 sendet. Die die erste Momentanfrequenz fl und die zweite Momentanfrequenz f2 sind zumindest um die Frequenzlücke 102 voneinander beabstandet. Die in zwei aufeinander abfolgenden Frequenzrampen 208 enthaltene gleiche Momentanfrequenz fl wird zumindest um die Zeitlücke 106 zeitversetzt gesendet.
Zeitgleich werden zumindest zwei Frequenzrampen 208 moduliert.
Momentanfrequenzen fl, f2 der Frequenzrampen 208 sind zumindest um die Frequenzlücke 102 voneinander beabstandet. Eine in zwei aufeinander abfolgenden Frequenzrampen 208 enthaltene Momentanfrequenz fl wird zumindest um die Zeitlücke 106 zeitversetzt gesendet.
Eine weitere mögliche Variation zeigt Fig. 3. Bei dieser Variante erfolgt eine Verschachtelung einzelner Rampen verschiedener Sensoren, welche
beispielsweise die ganze verfügbare Bandbreite belegen. In dieser Variante werden die Rampen der Sensoren so verschachtelt, dass sich diese nicht überschneiden. Dabei werden die Zeiten zwischen den Sensoren so gewählt, dass die Reflexionen weit entfernter Objekte nicht in den Sichtbereich eines anderen Sensors fallen. Bei diesem Verfahren können zusätzliche Sensoren in der Pause zwischen dem Ende der Modulation und dem Start des neuen Zyklus verschachtelt werden. Bei dieser Art der Synchronisation werden die Sensoren in einem zeitlich feineren Raster aufeinander abgestimmt, als in der oben beschriebenen Variante.
Durch unterschiedliche Variationsmöglichkeiten der Modulation können auch Mischformen beider Varianten zur Synchronisation genutzt werden. Der entscheidende Vorteil besteht darin, dass sich durch den hier vorgestellten Ansatz eine größtmögliche Anzahl von interferenzfrei synchronisierbaren Sensoren ergibt. Die Sensoren können mit linearen Rampen und gleicher Modulation der synchronisierten Sensoren betrieben werden.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 400 mit mehreren Sensoren 402 und überlappenden Erfassungsbereichen 404. Das Fahrzeug 400 weist hier sieben aktive Sensoren 402 auf, die im gleichen Frequenzraum senden. Das Fahrzeug 400 kann weitere aktive Sensoren aufweisen, die in anderen
Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums senden. Ebenso kann das Fahrzeug 400 passive Sensoren aufweisen.
Das Fahrzeug 400 weist im Frontbereich drei Sensoren 402, an den Seiten je einen Sensor und zwei Sensoren im Heckbereich auf. Je zumindest zwei der Erfassungsbereiche 404 überlappen sich zumindest teilweise. Zwei unmittelbar benachbarte Sensoren 402 mit überlappenden Erfassungsbereichen 404 senden bei dem hier vorgestellten Ansatz wie in den vorhergehenden Figuren beschrieben zu unterschiedlichen Sendezeitpunkten, die um mindestens die Zeitlücke zueinander versetzt sind und/oder mit unterschiedlichen
Momentanfrequenzen, die um mindestens die Frequenzlücke voneinander beabstandet sind.
Sensoren 402 mit nicht überlappenden Erfassungsbereichen 404, wie beispielsweise der vordere mittige Sensor 402 und die seitlichen Sensoren 402, können zum selben Sendezeitpunkt mit derselben Momentanfrequenz senden. Am Fahrzeug 400 in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtete Sensoren 402, wie beispielsweise der vordere rechte Sensor 402 und der hintere linke Sensor 402 beziehungsweise der vordere linke Sensor 402 und der hintere rechte Sensor 402 können ebenfalls zum selben Sendezeitpunkt mit derselben
Momentanfrequenz senden.
Sensoren 402 welche keinen oder sehr kleinen überlappenden Sichtbereich haben, also Sensoren 402, welche z.B. vorne links und hinten rechts im
Fahrzeug 400 verbaut sind, können weiterhin parallel betrieben werden.
Mit anderen Worten ist in Fig. 4 beispielhaft gezeigt, wie Sensoren 402 in einem Fahrzeug 400 mit dem hier vorgestellten Verfahren synchronisiert werden können. Hier werden mittels drei Synchronisationszeitpunkten sieben Sensoren 402 synchronisiert. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, kann durch die
Erweiterung der Synchronisationsmöglichkeiten eine wesentlich größere Anzahl von Sensoren 402 mit überschneidenden Sichtbereichen im Fahrzeug 400 interferenzfrei betrieben werden.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine“ oder„ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben von mehreren Sensoren (402) eines Fahrzeugs (400) in zumindest teilweise räumlich übereinstimmenden
Erfassungsbereichen (404) und einem gemeinsamen Frequenzraum (100), dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Sendezeitpunkt (t) zeitgleich zumindest zwei der Sensoren (402) auf durch eine Frequenzlücke (102) getrennten Momentanfrequenzen (fl, f2) senden, wobei die Frequenzlücke (102) zumindest eine momentane Empfangsbandbreite (104) der Sensoren (402) umfasst, wobei anschließend an den Sendezeitpunkt (t) jede
Momentanfrequenz (fl, f2) für die Dauer einer Zeitlücke (106) für eine Verwendung durch die Sensoren (402) gesperrt ist, wobei die Zeitlücke (106) zumindest eine Signallaufzeit (108) über eine Empfangsreichweite der Sensoren (402) umfasst.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem einer der Sensoren (402) für eine Teilmodulationszeitdauer (202) in einem Teilfrequenzband (200) des
Frequenzraums (100) moduliert, wobei innerhalb der
Teilmodulationszeitdauer (202) alle Frequenzen des Teilfrequenzbands (200) zumindest einmal als Momentanfrequenz (f) gesendet werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Sensor (402) über eine mehrere Teilmodulationszeitdauern (202) umfassende Gesamtmodulationszeitdauer (206) sequenziell in unterschiedlichen Teilfrequenzbändern (200) sendet, wobei die Teilfrequenzbänder (200) einer Gesamtmodulationszeitdauer (206) zumindest einen Großteil aller in dem Frequenzraum (100) enthaltenen Frequenzen abdecken.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem die Teilfrequenzbänder (200) der Gesamtmodulationszeitdauer (206) zumindest teilweise überlappen.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die zu einem
Sendezeitpunkt (t) sendenden Sensoren (402) in unterschiedlichen überlappungsfreien Teilfrequenzbändern (200) senden.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem zumindest zwei der zu einem Sendezeitpunkt (t) sendenden Sensoren (402) in zumindest teilweise überlappenden Teilfrequenzbändern (200) senden.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem zwei benachbarte Teilfrequenzbänder (200) durch ein Pufferfrequenzband (204) voneinander beabstandet sind.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem der Sensor (402) innerhalb einer Teilmodulationszeitdauer (202) zumindest eine das
Teilfrequenzband (200) überstreichende Frequenzrampe (208) sendet.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die
Teilmodulationszeitdauern (202) der der zu einem Sendezeitpunkt (t) sendenden Sensoren (402) zeitversetzt beginnen.
10. Vorrichtung zum Betreiben von mehreren Sensoren (402) eines Fahrzeugs (400) in zumindest teilweise räumlich übereinstimmenden
Erfassungsbereichen (404) und einem gemeinsamen Frequenzraum (100), wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in entsprechenden Einrichtungen auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.
11. Computerprogrammprodukt, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.
12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das
Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 11 gespeichert ist.
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