WO2019192947A1 - Verfahren zur erkennung wenigstens eines bewegungsmusters wenigstens eines zielobjekts, das mit einem radarsystem eines fahrzeugs erfasst wird, radarsystem und fahrerassistenzsystem - Google Patents

Verfahren zur erkennung wenigstens eines bewegungsmusters wenigstens eines zielobjekts, das mit einem radarsystem eines fahrzeugs erfasst wird, radarsystem und fahrerassistenzsystem Download PDF

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radar system
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vehicle
target object
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Yoke Leen SIT
Christian Sturm
Tobias Geiger
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting at least onefursmus ester at least one target object, which is detected with a radar system of a vehicle, in which
  • At least one movement pattern of the at least one target object is determined from the received signals
  • the at least one movement pattern of the at least one target object is compared with shoulderss least one reference movement pattern
  • At least one movement pattern within a predeterminable Tole ranz corresponds to at least one of the reference movement pattern, at least one of the at least one reference movement pattern associated function of the driving tool is activated.
  • the invention relates to a radar system for a vehicle for detecting at least one movement pattern of at least one target object that can be detected by a radar system of a vehicle,
  • the at least one control and evaluation device has means for determining a movement pattern of the at least one target object from the received signals, for comparing the movement pattern with at least one reference Movement pattern and depending on the result of the comparison for activating egg ner the at least one reference movement pattern associated function of the vehicle.
  • the invention relates to a driver assistance system of a vehicle, aufwei send- at least one electronic control device for controlling functional devices of the vehicle depending on object information, which are provided by at least one radar system,
  • At least one radar system for determining at least one object information of at least one target object
  • At least one transmitter for transmitting transmission signals in a monitoring area
  • At least one receiver for receiving reflected at least one target object echoes of the transmission signals as received signals
  • control and evaluation device for generating the transmitted signals and for evaluating the received signals
  • the at least one control and evaluation means comprises means for determining at least one movement pattern of the at least one target object from the received signals, for comparing the at least one movement pattern with we least one reference movement pattern and depending on the result of the United to activate at least one the at least one reference movement pattern associated with the function of the vehicle.
  • the object detection device is configured to monitor an environment behind the vehicle.
  • the object detection device comprises a radar sensor for generating a radar signal containing information about the distance between the vehicle and a vehicle user or other object in the environment behind the vehicle.
  • the object detection device includes a control and evaluation unit, which is configured with circuits and programs to determine movement patterns of the vehicle user based on the radar signal.
  • the vehicle user is generally Consider my as a person approaching the vehicle with the intention of opening or closing a tailgate of the vehicle.
  • the control and Auswer teech is also designed to compare the movement pattern with a predefined reference pattern and to activate a servomotor, which is associated with the tailgate and has the task to move the tailgate between an open position and a closed position, if Movement pattern corresponds to a reference pattern.
  • the invention has for its object to design a method, a radar system and a driver assistance system of the type mentioned, with which the environment of the vehicle can be monitored with known movements of target objects with the least possible effort.
  • At least two different transmission signals are generated on the transmitter side, which are coded against each other so that an at least temporary signal te ⁇ cal orthogonality between the at least two transmission signals is generated,
  • the at least two different transmission signals are sent simultaneously in the same monitoring area of the radar system.
  • a plurality of distinguishable transmission signals are simultaneously transmitted in the same monitoring area.
  • the correspondingly reflected receive signals are received by at least one receiver.
  • the monitoring area can be monitored faster than when monitoring mithil fe of consecutively transmitted transmission signals.
  • a correspondingly large surveillance area monitors faster who the.
  • the radar system can advantageously be designed as a so-called MIMO (Multiple Input Multiple Output) radar system.
  • the distinguishable transmission signals may advantageously be transmitted by different transmitters of the radar system.
  • the at least two different transmitters are simultaneously active according to the invention, so that the distinguishable transmit signals are sent simultaneously. In this way, the determination of pin formations and the detection of movement patterns can be accelerated.
  • the different transmitter can be advantageously realized in the form of a single radar sensor, which holds, for example, a chip with the integrated transmitters ent.
  • the transmitters can each be connected to a separate transmit antenna.
  • the transmitting antennas can be arranged at a distance of a few millimeters.
  • the signal paths of the transmission signals and the respectively corresponding reception signals can be identified and assigned.
  • the direction can advantageously be given by an elevation angle and / or an azimuth angle.
  • the reflected echoes are received on the receiver side as received signals.
  • the received signals can, if necessary, be brought into a usable form for an electronic control and / or evaluation. If the transmission signals and the resulting echoes have a signal type which can not be worked directly with the corresponding electronic control and / or evaluation device, the received signals are brought into an electronically usable form. Otherwise, no corresponding adaptation, in particular conversion, the received signals required. In this way, the reception signals can be processed by means of the electronic control and / or evaluation directly or ge, if appropriate, after appropriate adjustment.
  • At least one movement pattern of the at least one target object is determined.
  • the movement pattern is compared with at least one reference movement pattern. If the movement pattern within a predeterminable tolerance corresponds to the at least one reference movement pattern, then at least one of the at least one reference movement pattern associated func on the vehicle activated.
  • the corresponding vehicle function can be assigned in advance in particular before or after assembly of the radar system in the vehicle to the at least one reference movement pattern, in particular by software.
  • the detected with the radar system object information and movement pattern Kings nen for controlling driving functions, in particular a steering function, a brake function and an engine function, or to support a parking aid, but also for gesture control corresponding functions of the vehicle, in particular an opening system for a door, a stain flap a bonnet or the like may be used.
  • driving functions in particular a steering function, a brake function and an engine function
  • gesture control corresponding functions of the vehicle in particular an opening system for a door, a stain flap a bonnet or the like.
  • One and the same radar system can be combined in this way with several different vehicle functions.
  • an automotive radar system can be used in the radar system according to the invention.
  • the automotive radar system can operate in a frequency range of 79 GHz with a bandwidth of about 1600 MHz. In this way, a distance resolution of about 9 cm can be achieved.
  • other frequency ranges and / or other bandwidths may be used.
  • a correspondingly extended monitoring area can be rapidly and continuously monitored for objects both when the vehicle is moving and when the vehicle is stationary or parked, the presence of even complex movement patterns can be checked.
  • the radar system can be arranged at the rear of the vehicle for actuating the tailgate or a boot lid, on the side for operating doors or on the front for operating a hood. It can also be several Radarsys system placed at different points of the vehicle. This allows different functions of the vehicle to be activated.
  • the method can be carried out several times in succession, in particular cyclically.
  • the monitoring area can be monitored over a longer period of time and / or a time profile of object information for determining a movement pattern of at least one target object can be monitored continuously. be determined borrowed.
  • the method may advantageously be implemented with at least one means in software and / or hardware.
  • the method may be implemented software and / or hardware in combination with the control and / or Ausenseein direction.
  • the means for carrying out the method may be included in a non-existent components of the radar system.
  • a phase difference between at least two to a target object associated receive signals can be determined. From the phase difference, an azimuth angle and / or elevation angle can be determined as object information who the. Thus, the direction of the detected target object relative to the radar system can be determined.
  • the detectable with the radar target objects can be from stationary or moving th objects, especially other vehicles, people, obstacles, bumps, bumps, especially potholes or stones, roadway limitations or the like, stems. Multiple targets may come from different regions of one and the same object or from different objects.
  • the invention can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can be used in a land vehicle, in particular a passenger car, truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and / or a watercraft.
  • the invention can also be used in autonomous or at least partially autonomous vehicles.
  • the radar system may advantageously be connected or part of such a vehicle with a driver assistance system of the vehicle.
  • the driver assistance system may in particular special with a parking assistance system, a chassis control, a driver information device and / or an opening and / or closing system for doors, flaps or the like, equipped or connected.
  • the object information acquired with the radar system in particular distances, directions and / or speeds, and movement patterns of a target object can be relocated.
  • tiv to the vehicle transmitted to a controller of the driver assistance system and for influencing driving functions, in particular the speed, a brake function, a steering function, and / or an output of a warning and / or warning signal in particular for the driver and / or for the operation of doors , Flaps or the like can be used.
  • the at least two different transmission signals can be generated from a frequency-modulated continuous wave signal.
  • the radar system can continuously monitor distances, speeds and directions of objects in the surveillance area.
  • the at least two different transmission signals can each be transmitted as so-called chirps, in particular of the same time duration.
  • the radar system can use a fast frequency modulation to Reali tion of the transmission signals.
  • Several chirps with ent speaking frequency ramps are emitted as chirp sequences in a row.
  • the at least two different transmission signals can be encoded against one another by means of at least one phase modulation.
  • a distinction of the different transmission signals on the receiver side can be simplified.
  • the different transmission signals can be easily and quickly encoded by means of phase modulations.
  • the at least one phase modulation can advantageously be a so-called binary phase shift keying.
  • Binary phase shift keying is a per se known digital modulation method and is also known in professional circles as "Binary Phase-Shift Keying" (BPSK).
  • the coding of at least one transmission signal in the cycle of Fre quency ramps of the chirp sequences done.
  • successive ing linear frequency ramps optionally with different phase angles, in particular special 0 ° or 180 °, are emitted.
  • the phases can be keyed around such that the at least two different transmit signals are orthogonal over the entire sequence duration.
  • At least one transmission signal can be assigned to the pattern alternating regularly.
  • the at least two under defenceli chen transmission signals can be easily distinguished and separated ge easier on the receiver side.
  • At least one transmission signal with constant phase and / or at least one transmission signal with alternating phase can be transmitted.
  • the at least two transmission signals can be distinguished better.
  • the at least one transmission signal which is transmitted with a constant phase can, after appropriate evaluation on the receiver side, serve as a reference with respect to at least one object information without the need for a correction of the phase shift.
  • a relative speed between the detected target object and the radar system can be determined directly from this transmission signal.
  • At least one transmit signal after each frequency ramp of a frequency-modulated continuous wave signal can be assigned a phase change between 0 ° and 180 °.
  • the at least one transmission signal can simply be assigned a regularly alternating pattern.
  • at least one transmission signal can be assigned after each frequency ramp and a subsequent signal pause with a phase change between 0 ° and 180 °. In this way ambiguity on the receiver side can be avoided.
  • the received signals can be subjected to at least one multi-dimensional discrete Fourier transformation
  • At least one target signal can be determined, From the at least one target signal at least one object information can be determined.
  • the received signals can be used to directly determine distances, speeds and directions relative to the radar system as object information of a target object.
  • At least one multi-dimensional discrete Fourier transformation can be performed as a fast Fourier transformation.
  • the object information can be determined faster.
  • a single multi-dimensional, in particular two-dimensional, three-dimensional, four-dimensional or higher-dimensional, discrete Fourier transformation can be carried out.
  • the at least two transmit signals are obtained. This will make the process more efficient overall.
  • a two-dimensional Fourier transform can be performed.
  • a higher-dimensional, in particular three-dimensional, Fourier transformation can be carried out.
  • the target signals of at least one target object can be assigned to the at least two different transmit signals and thus validated.
  • At least one object information can be determined from at least one validated target signal.
  • a temporal change of at least one direction, a distance and / or a speed of the at least one target object relative to the radar system can be obtained from the reception signals. be determined. From the temporal change of the corresponding object information, a corresponding movement pattern for the target object can be detected.
  • At least one reference coefficient of reference may be specified in at least one conversion table and / or at least one reference movement pattern may be calculated by means of a predetermined reference algorithm.
  • a so-called look-up table corresponding reference movement patterns can be stored in advance, in particular during a calibration of the radar system. The use of a conversion table is particularly suitable for complex movement patterns.
  • At least one reference movement pattern can be calculated with a predetermined reference algorithm.
  • a predetermined reference algorithm has the advantage that a cost for the calibration of the Ra darsystems can be reduced accordingly.
  • the comparison of the movement pattern detected by the radar system with at least one reference movement pattern can be done with a suitable comparison algorithm.
  • At least one reference Re movement pattern in the form of a gesture of a person can be specified.
  • Such gestures may be certain movements of at least one hand, at least one arm, at least one foot, at least one leg, the head, or the like.
  • the gestures may also be certain combinations of movements of a person, which are carried out simultaneously or successively, in particular with different pauses.
  • Known motion patterns can be distinguished by comparison with the reference motion patterns of random motion patterns randomly generated by, for example, people, animals or objects. On In this way, it is possible to prevent the movement pattern detected by the radar system from being erroneously confused with a gesture intended to activate a function of the vehicle.
  • the ent speaking closure member can be operated without the person must operate them manually.
  • the type of operation ie open or close, depends on whether the closure member is closed or open before recognizing the at least one movement pattern.
  • the radar system can be used when the vehicle is turned off for detecting movement patterns and for activating corresponding functions of the vehicle and the radar system used as an alternative or in addition to the control of driving functions during operation of the vehicle. In this way, with only one radar system depending on the operating condition of the vehicle corresponding functions can be supported.
  • the object is achieved in the radar system in that
  • the at least one radar system comprises at least two transmitters, which are directed to the same monitoring area and with which at least one Sen can be sent designally in the surveillance area, wherein the transmission signals of the at least two transmitters can be sent simultaneously
  • the control and evaluation device has means by which the respective transmit signals of the at least two transmitters can be coded to each other so that an at least temporary signal orthogonality is achieved between them,
  • control and evaluation device has means by which the Empfangssig signals the respective different transmission signals can be assigned.
  • the at least one radar system can be monitored with the at least one radar system both the surrounding environment as well as corresponding movement patterns are detected.
  • a surveillance area can be monitored with a correspondingly large opening angle.
  • the total number of required radar systems can be reduced.
  • the object is achieved in the driver assistance system according to the invention in that
  • the at least one radar system comprises at least two transmitters, which are directed to the same monitoring area and with which at least one Sen can be sent designally in the surveillance area, wherein the transmission signals of the at least two transmitters can be sent simultaneously
  • the control and evaluation device has means by which the respective transmit signals of the at least two transmitters can be coded to each other so that an at least temporary signal orthogonality is achieved between them,
  • control and evaluation device has means by which the Empfangssig signals the respective different transmission signals can be assigned.
  • FIG. 1 shows the rear side of a motor vehicle with a driver assistance system and a radar system for monitoring a monitoring area behind the motor vehicle;
  • Figure 2 is a functional view of the motor vehicle with the driver assistance system and the radar system of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a side view of the rear part of the motor vehicle from FIG. 1 with open stain flap;
  • FIG. 4 shows a plan view of the rear part of the motor vehicle from FIG. 1 with closed stain flap
  • Figure 5 is a distance-time diagram with a motion pattern in the form of a three-foot foot kick gesture detected with the radar system of Figures 1 and 2;
  • FIG. 6 shows a speed-time diagram with the movement patterns from FIG.
  • FIG. 8 shows an elevation-time diagram with the movement patterns from FIG. 7.
  • a motor vehicle 10 in the form of a passenger car in the rear view is shown.
  • the motor vehicle 10 has a radar system 12.
  • the Radarsys system 12 is arranged by way of example in the rear bumper of the motor vehicle 10. All components of the radar system 12, for example a plurality of transmitters and receivers, may for example be combined in a single radar sensor.
  • a direction indicated in Figure 2 monitoring area 14 in the direction of travel 16 behind the motor vehicle 10 to objects 18 monitored who the.
  • the radar system 12 can also angeord net elsewhere on the motor vehicle 10 and be aligned differently.
  • the objects 18 may be, for example, other vehicles, people, animals, obstacles, road bumps, example, potholes or stones, roadway boundaries or the like.
  • an object 18 is indicated by way of example in the form of a leg of a person.
  • the figure 2 is otherwise only a functional diagram of some components of the motor vehicle 10 and the radar system 12, which does not serve the spatial orientation.
  • the radar system 12 is designed as a frequency-modulated continuous wave radar.
  • Fre quenzmoduliere CW radars are referred to in professional circles as FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radars.
  • object information for example distances 36, directions and speeds of regions of the object 18 relative to the motor vehicle 10.
  • Said regions of the object 18 are referred to below as "target objects 38".
  • a target object 38 is an area of the object 18.
  • a plurality of target objects 38 may originate from the same object 18 or from different objects.
  • Such a target object 38 by way of example on a foot of a person is indicated for example in FIGS. 3 and 4.
  • the direction of a target object 38 may be indicated with an elevation angle 40 and an azimuth angle 42.
  • temporal courses of distances 36, speeds, directions, respectively elevation angle 40 and azimuth angle 42 can be determined.
  • the temporal course of the corresponding object information can be detected as a movement pattern 44 of the corresponding object target 38.
  • the elevation angle 40 also called elevation angle, gives information about the spatial vertical position, ie the height of the detected target object 38 of the elevation angle 40, as indicated in Figure 3, the angle between an imaginary Ra darsystem reference axis 46 and a Connecting line between a gedach th radar system reference point 48 on the radar system reference axis 46 and the corresponding target object 38th
  • the imaginary radar system reference axis 46 extends horizontally in the normal orientation of the motor vehicle 10. It is directed centrally into the monitoring area 14.
  • the imaginary radar system reference point 48 lies on the radar system reference axis 46 and forms the origin of the coordinate system for the distance 36, the elevation angle 40 and the azimuth angle 42.
  • the azimuth angle 42 is, as indicated in Figure 4, the angle between a ge thought vertical plane with the radar reference axis 46 and an imaginary vertical plane with the radar system reference point 48 and the corresponding target object 38 of the detected object 18.
  • the plane with the azimuth angle 42 is perpendicular to the plane with the Elevati onswinkel 40. Both levels contain the radar reference axis 46 and the radar reference point 48. Thus, with the azimuth angle 42 and the Elevati onswinkel 40, the direction of the target object 38 relative to Radar system 12 can be specified.
  • the radar system 12 is part of a driver assistance system 20 or may at least be connected to it.
  • a parking aid for example, a parking aid and a stain flap actuation system 50 for actuating a stain flap 52 of the motor vehicle 10.
  • a driver of the motor vehicle 10 while driving, parking and opening or closing the stain flap 52 are supported ,
  • the motor vehicle 10 using the driver assistance system 20 at least partially autonomous driving ren, on or off parking.
  • FIG. 2 shows by way of example three functional devices 22.
  • One of thejansseinrich lines 22, namely 22 a, is a part of the flap opening system 50, with which the tailgate 52 can be opened and closed.
  • the other functional device 22 may be, for example, an engine control system, a brake system, a steering system, a suspension control system or a signal output system.
  • the driver assistance system 20 has an electronic control device 24, transmitted with the corresponding electronic control and regulating signals to thejanseinrichtun gene 22, received by these and can be processed.
  • corresponding control parts for the parking aid and the tailgate actuating system 50 are integrated.
  • the radar system 12 comprises by way of example a first transmitter 26a, a second Sen 26b, an electronic control and evaluation device 28 and a receiver 30.
  • the transmitter 26a and 26b are exemplified with a single radar sensor, for example, a chip with the two integrated transmitters 26a and 26b.
  • the transmitters 26a and 26b are each connected to a separate transmit antenna.
  • the - here two - transmitting antennas are arranged at a distance of a few millimeters.
  • the control and evaluation device 28 is signal-technically connected to the control device 24. With the control device 24, corresponding functions of the motor vehicle 10 can be controlled / regulated depending on object information of the radar system 12.
  • electrical / electronic control and / or evaluation devices such as the control device 24, the control and evaluation device 28, an engine control unit of the motor vehicle 10 or the like, integrated in one or more components or groups of components or at least partly as decentralized components or groups of components are realized.
  • the functions of the electrical / electronic control and / or evaluation devices are implemented as a combination of hardware and software.
  • the respective transmission antennas of the transmitters 26a and 26b are exemplified to be identical in construction.
  • respective transmit signals 32a and 32b can be transmitted into the surveillance area 14, each time with a constantly changing frequency.
  • the transmit signals 32a and 32b are reflected at target objects 38 of the object 18 and sent back as corresponding receive signals 34a and 34b to the receiver 30 and received therewith.
  • the distance 36, the elevation angle 40, the azimuth angle 42 and the Ge speed and their respective temporal evolution, ie the movement pattern 44 the method described below with the control and Ausnceeinrich device 28 of the respective target object 38 relative to the motor vehicle 10, or respectively to the radar system reference point 48.
  • the transmitter 26a and 26b and the receiver 30, for example, their antennas be arranged spatially separated from each other ent.
  • the transmitters 26a and 26b, as well as the receiver 30, or the respective antennas may also be arranged in other ways, for example in different heights and / or at different distances and / or different arrangements, and / or elsewhere.
  • the transmitters 26a and 26b are controlled by the control and evaluation device 28 such that the first transmit signal 32a and the second transmitter 26b simultaneously transmit the second transmit signal 32b into the monitoring area 14 with the first transmitter 26a be sent.
  • the transmission signals 32a and 32b are generated from, for example, the same frequency-modulated continuous-wave signal and consist of a plurality of sequential fol lowing so-called chirps.
  • the second transmission signal 32b is also beispielswei se by means of a phase modulation in the form of a binary Phasenumtastung compared to the first transmission signal 32a encoded so that a signal orthogonality between tween the first transmission signal 32a and the second transmission signal 32b is achieved.
  • the reflected echoes of the Sendesig signals 32 a and 32 b are received as received signals 34 a and 34 b and brought into a usable with the control / evaluation device 28 form echo.
  • the received signals 34a and 34b are subjected to a two-dimensional fast Fourier transformation by appropriate means of the control / evaluation device 28.
  • target signals corresponding to the transmission signals 32a and 32b of physically existing target objects 38 and their respective complex-valued amplitudes are determined.
  • the target signals are assigned and validated to the corresponding transmit signals 32a and 32b.
  • the target signals can be assigned to at least one of the target objects 38.
  • Object information namely the Geschwin speed, the elevation angle 40, the azimuth angle 42 and the distance 36 of the associated target object 38 relative to the radar system 12 are determined from the validated target signals.
  • the determination of the object information is carried out cyclically so that the monitoring area 14 is continuously monitored for objects 18 and corresponding detected objects 18 can be checked for the presence of known movement patterns 44.
  • the time profile of at least one of the object information is compared with reference movement patterns equalized.
  • the reference movement patterns are assigned to respective functions of the motor vehicle 10, respectively the tailgate actuation system 50, for example the opening and closing function of the tailgate 52.
  • the comparison takes place with the aid of a pattern recognition device 54.
  • the pattern recognition device 54 can be integrated with the software and / or hardware in the control and evaluation device 28, for example. Alternatively, the pattern recognition device 54 may also be integrated into the electronic control device 24 of the driver assistance system 20 or be present as a separate device.
  • the reference motion pattern may be, for example, a calibration taken of the radar system 12 and stored in a conversion table (lookup table), defined and thus known motion patterns 44, which correspond to the corresponding function of the motor vehicle 10, for example the opening and closing function the tailgate 52 are assigned.
  • the calibration can be done in example after installation of the radar system 12 in the motor vehicle 10.
  • Known movement patterns 44 may be, for example, so-called gestures of a person, for example certain movements with arms, legs, feet, hands and / or the head.
  • the reference motion patterns may be calculated using a predetermined reference algorithm.
  • the translation table or the reference algorithm may be part of the pattern recognition device 54.
  • the object information detected by the radar system 12 is identified as a known movement pattern 44. Then, the functional ons Rhein 22 a is actuated via the control device 24 for actuating the stain flap 52. If the Fleckklap pe 52 is closed upon detection of the known movement pattern 44, so this is opened, otherwise it is closed.
  • the movement patterns 44 of a target object 38 are on a foot in a triple kick, which is performed twice. Each triple kick extends for about 1.5 seconds. There is a break of about 2 seconds between the triple kicks.
  • the movement pattern 44 from FIG. 5 shows the time profile of the distance 36 of the target object 38 on the foot in a distance-time diagram. The respective distances 36 of the corresponding target object 38 are indicated as crosses.
  • the easy recognizability of the movement pattern 44 due to Be in FIG. 5, the temporally successive crosses are connected with ge dashed lines. Recognizable are two sets of three rashes at distances 36 between 1, 6 and 2.6 m.
  • FIG. 6 shows the corresponding movement pattern 44 of the time profile of the speed of the target object 38 on the foot in a speed-time diagram.
  • two sets with speed fluctuations with speeds between -0.5 m / s and 1 m / s are identifiable.
  • FIGS. 7 and 8 show the movement patterns 44 of a hand movement in the clockwise direction.
  • the movement pattern 44 from FIG. 7 shows the time profile of the azimuth angle 42 of the corresponding target object 38 on the hand in an azimuth-time diagram.
  • Figure 8 shows the corresponding movement pattern 44 of the time course of the elevation angle 40 of the target object 38 on the hand in an elevation-time diagram.
  • FIGS. 5 to 8 only the movement patterns 44 of a single target object 38 are shown. With the radar system 12, however, several Zielob objects 38 can be monitored simultaneously and their movement patterns 44 are detected. Thus, several rere target objects 38 are tracked for example on the foot or hand. In this way, a recognition accuracy for the movement patterns 44 can be improved.
  • the driver assistance system 20 may be designed by way of example such that the detection of movement patterns 44 and the flap opening system 40 are active only when the motor vehicle 10 is turned off. Once the motor vehicle 10 is operated, with the driver assistance system 20, however, during operation relevant functions, such as driving functions, the parking aid, warning signals or the like, activated. It can also be accessed as needed on the detection of movement patterns.
  • the invention can also be used in radar systems 12 having more than one receiver 30.
  • a three-dimensional fast Fourier transformation can be performed instead of a two-dimensional fast Fourier transformation.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zur Erkennung wenigstens eines Bewegungsmusters (44) wenigstens eines Zielobjekts (38), das mit einem Radarsystem (12) eines Fahrzeugs (10) erfasst wird, ein Radarsystem (12) und ein Fahrerassistenzsystem (20) beschrieben. Bei dem Verfahren werden mit wenigstens einem Sender (26a, 26b) Sendesignale (32a, 32b) in einen Überwachungsbereich (14) des Radarsystems (12) gesendet. Mit wenigstens einem Empfänger (30) werden an dem wenigstens einen Zielobjekt (38) reflektierte Echos der Sendesignale (32a, 32b) als Empfangssignale (34a, 34b) empfangen. Aus den Empfangssignalen (34a, 34b) wird wenigstens ein Bewegungsmuster (44) des wenigstens einen Zielobjekts (38) ermittelt. Das wenigstens eine Bewegungsmuster (44) des wenigstens einen Zielobjekts (38) wird mit wenigstens einem Referenz-Bewegungsmuster verglichen. Falls das wenigstens eine Bewegungsmuster (44) innerhalb einer vorgebbaren Toleranz wenigstens einem der Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wird wenigstens eine dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordnete Funktion des Fahrzeugs (10) aktiviert. Auf der Senderseite werden wenigstens zwei unterschiedliche Sendesignale (32a, 32b) erzeugt, welche gegeneinander so codiert werden, dass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen den wenigstens zwei Sendesignalen (32a, 32b) erzeugt wird. Die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale (32a, 32b) werden gleichzeitig in denselben Überwachungsbereich (14) des Radarsystems (12) gesendet.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Erkennung wenigstens eines Bewegungsmusters wenigstens eines Zielobjekts, das mit einem Radarsystem eines Fahrzeugs erfasst wird, Radarsystem und Fahrerassistenzsystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung wenigstens eines Bewegungsmus ters wenigstens eines Zielobjekts, das mit einem Radarsystem eines Fahrzeugs erfasst wird, bei dem
- mit wenigstens einem Sender Sendesignale in einen Überwachungsbereich des Ra darsystems gesendet werden,
- mit wenigstens einem Empfänger an dem wenigstens einen Zielobjekt reflektierte Echos der Sendesignale als Empfangssignale empfangen werden,
- aus den Empfangssignalen wenigstens ein Bewegungsmuster des wenigstens einen Zielobjekts ermittelt wird,
- das wenigstens eine Bewegungsmuster des wenigstens einen Zielobjekts mit wenigs tens einem Referenz-Bewegungsmuster verglichen wird
- und, falls das wenigstens eine Bewegungsmuster innerhalb einer vorgebbaren Tole ranz wenigstens einem der Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wenigstens eine dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordnete Funktion des Fahr zeugs aktiviert wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Radarsystem für ein Fahrzeug zur Erkennung wenigs tens eines Bewegungsmusters wenigstens eines Zielobjekts, das mit einem Radarsys tem eines Fahrzeugs erfasst werden kann,
- mit wenigstens einem Sender zum Senden von Sendesignalen in einen Überwa chungsbereich,
- mit wenigstens einem Empfänger zum Empfangen von an dem wenigstens einen Zielobjekt reflektierten Echos der Sendesignale als Empfangssignale,
- und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Erzeugung der Sende signale und zur Auswertung der Empfangssignale,
- wobei die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung Mittel aufweist zur Ermitt lung eines Bewegungsmusters des wenigstens einen Zielobjekts aus den Empfangs signalen, zum Vergleichen des Bewegungsmusters mit wenigstens einem Referenz- Bewegungsmuster und abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zum Aktivieren ei ner dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordneten Funktion des Fahrzeugs.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, aufwei send- wenigstens eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung von Funktions einrichtungen des Fahrzeugs abhängig von Objektinformationen, welche durch wenigs tens ein Radarsystem bereitgestellt werden,
- und wenigstens ein Radarsystem zur Ermittlung von wenigstens einer Objektinforma tion wenigstens eines Zielobjekts,
- wobei das wenigstens eine Radarsystem aufweist
- wenigstens einen Sender zum Senden von Sendesignalen in einen Überwachungsbe reich,
- wenigstens einen Empfänger zum Empfangen von an wenigstens einem Zielobjekt reflektierten Echos der Sendesignale als Empfangssignale
- und wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Erzeugung der Sendesig nale und zur Auswertung der Empfangssignale,
- wobei die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung Mittel aufweist zur Ermitt lung wenigstens eines Bewegungsmusters des wenigstens einen Zielobjekts aus den Empfangssignalen, zum Vergleichen des wenigstens einen Bewegungsmusters mit we nigstens einem Referenz-Bewegungsmuster und abhängig von dem Ergebnis des Ver gleichs zum Aktivieren wenigstens einer dem wenigstens einen Referenz- Bewegungsmuster zugeordneten Funktion des Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus der US 9.689.982 B1 ist eine Objekt-Erfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug be kannt. Die Objekt-Erfassungsvorrichtung ist zur Überwachung einer Umgebung hinter dem Fahrzeug ausgestaltet. Zu diesem Zweck umfasst die Objekt- Erfassungsvorrichtung einen Radarsensor, um ein Radarsignal zu generieren, welches Informationen über die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und einem Fahrzeugnutzer oder einem anderen Objekt in der Umgebung hinter dem Fahrzeug enthält. Ferner um fasst die Objekt-Erfassungsvorrichtung eine Kontroll- und Auswerteeinheit, welche mit Schaltkreisen und Programmen ausgestaltet ist, um Bewegungsmuster des Fahrzeug nutzers auf Basis des Radarsignals zu bestimmen. Der Fahrzeugnutzer wird hier allge- mein als eine Person betrachtet, welche sich dem Fahrzeug mit der Absicht nähert, eine Heckklappe des Fahrzeugs zu öffnen oder zu schließen. Die Kontroll- und Auswer teeinheit ist außerdem ausgestaltet, um das Bewegungsmuster mit einem vordefinierten Referenzmuster zu vergleichen und einen Servomotor zu aktivieren, welcher der Heck klappe zugeordnet ist und die Aufgabe hat, die Heckklappe zwischen einer Öffnungs stellung und einer Schließstellung zu bewegen, wenn ein Bewegungsmuster mit einem Referenzmuster korrespondiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Radarsystem und ein Fahrassistenzsystem der eingangs genannten Art zu gestalten, mit denen mit möglichst geringem Aufwand die Umgebung des Fahrzeugs auf bekannte Bewegungsmuster von Zielobjekten hin überwacht werden können.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
- auf der Senderseite wenigstens zwei unterschiedliche Sendesignale erzeugt werden, welche gegeneinander so codiert werden, dass eine zumindest temporäre signaltechni sche Orthogonalität zwischen den wenigstens zwei Sendesignalen erzeugt wird,
- und die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale gleichzeitig in denselben Überwachungsbereich des Radarsystems gesendet werden.
Erfindungsgemäß werden also mehrere unterscheidbare Sendesignale gleichzeitig in denselben Überwachungsbereich gesendet. Die entsprechend reflektierten Empfangs signale werden von wenigstens einem Empfänger empfangen. Auf diese Weise kann der Überwachungsbereich schneller überwacht werden als bei der Überwachung mithil fe von zeitlich hintereinander gesendeten Sendesignalen. So kann mit nur einem Ra darsystem ein entsprechend großer Überwachungsbereich schneller überwacht wer den. Dies ermöglicht auch die Erfassung von komplexen Bewegungsmustern in einem Überwachungsbereich. Die Überwachung auf Objekte insbesondere in Fernfeld und die Erkennung von Bewegungsmuster insbesondere im Nahfeld kann mit ein und demsel ben Radarsystem durchgeführt werden. Das Radarsystem kann vorteilhafterweise als sogenanntes MIMO (Multiple Input Multiple Output)- Radarsystem ausgestaltet sein. Die unterscheidbaren Sendesignale können vorteilhafterweise von unterschiedlichen Sendern des Radarsystems gesendet werden. Die wenigstens zwei unterschiedlichen Sender sind erfindungsgemäß gleichzeitig aktiv, sodass die unterscheidbaren Sende signale gleichzeitig gesendet werden. Auf diese Weise kann die Ermittlung der Objektin formationen und die Erfassung von Bewegungsmustern beschleunigt werden.
Die unterschiedlichen Sender können vorteilhafterweise in Form eines einzigen Radar sensors realisiert sein, der beispielsweise einen Chip mit den integrierten Sendern ent hält. Die Sender können jeweils mit einer separaten Sendeantenne verbunden sein. Die Sendeantennen können in Abstand von wenigen Millimetern angeordnet sein.
Dadurch, dass die jeweiligen Sendesignale gegeneinander orthogonal codiert werden, können die Signalpfade der Sendesignale und der jeweils entsprechenden Empfangs signale identifiziert und zugeordnet werden. Auf diese Weise können mit nur einem Ra darsystem sowohl die Geschwindigkeit und die Entfernung als auch die Richtung des wenigstens einen Zielobjekts relativ zum Radarsystem ermittelt werden. Die Richtung kann vorteilhafterweise durch einen Elevationswinkel und/oder einen Azimutwinkel an gegeben werden.
Die reflektierten Echos werden auf der Empfängerseite als Empfangssignale empfan gen. Die Empfangssignale können, sofern erforderlich, in eine für eine elektronische Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung verwertbare Form gebracht werden. Sofern die Sendesignale und die resultierenden Echos eine Signalart aufweisen, welche nicht di rekt mit der entsprechenden elektronischen Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung ver arbeitet werden kann, werden die Empfangssignale in eine elektronisch verwertbare Form gebracht. Andernfalls ist keine entsprechende Anpassung, insbesondere Um wandlung, der Empfangssignale erforderlich. Auf diese Weise können die Empfangs signale mittels der elektronischen Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung direkt oder ge gebenenfalls nach entsprechender Anpassung verarbeitet werden.
Aus den Empfangssignalen wird wenigstens ein Bewegungsmuster des wenigstens ei nen Zielobjekts ermittelt. Das Bewegungsmuster wird mit wenigstens einem Referenz- Bewegungsmuster verglichen. Falls das Bewegungsmuster innerhalb einer vorgebba- ren Toleranz dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wird we- nigstens eine dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordnete Funkti on des Fahrzeugs aktiviert. Die entsprechende Fahrzeugfunktion kann im Vorfeld ins besondere vor oder nach der Montage des Radarsystems im Fahrzeug dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster insbesondere softwaremäßig zugeordnet werden.
Die mit dem Radarsystem erfassten Objektinformationen und Bewegungsmuster kön nen zur Steuerung von Fahrfunktionen, insbesondere einer Lenkfunktion, einer Brems funktion und einer Motorfunktion, oder zur Unterstützung einer Einparkhilfe, aber auch zur Gestensteuerung entsprechender Funktionen des Fahrzeugs, insbesondere einem Öffnungssystem für eine Tür, eine Fleckklappe, eine Motorhaube oder dergleichen, verwendet werden. Ein und dasselbe Radarsystem kann auf diese Weise mit mehrere unterschiedliche Fahrzeugfunktionen kombiniert werden.
Vorteilhafterweise kann bei dem erfindungsgemäßen Radarsystem ein Automobilradar system verwendet werden. Das Automobilradarsystem kann in einem Frequenzbereich von 79 GHz mit einer Bandbreite von etwa 1600 MHz arbeiten. Auf diese Weise kann eine Abstandsauflösung von etwa 9 cm erreicht werden. Alternativ können auch andere Frequenzbereiche und/oder andere Bandbreiten eingesetzt werden. Mit einem derarti gen Radarsystem kann ein entsprechend ausgedehnter Überwachungsbereich sowohl bei fahrenden Fahrzeug schnell und kontinuierlich auf Objekte hin überwacht werden als auch bei stehendem oder abgestellten Fahrzeug auf das Vorhandensein von auch komplexen Bewegungsmustern hin überprüft werden.
Abhängig von der gewünschten zu aktivierenden Funktion des Fahrzeugs kann das Radarsystem an der Rückseite des Fahrzeugs zur Betätigung der Heckklappe oder ei nes Kofferraumdeckels, an der Seite zur Betätigung von Türen oder an der Front zur Betätigung einer Motorhaube angeordnet werden. Es können auch mehrere Radarsys tem an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs platziert sein. So können unterschiedli che Funktionen des Fahrzeugs aktiviert werden.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren mehrmals hintereinander, insbesondere zyklisch, durchgeführt werden. Auf diese Weise kann der Überwachungsbereich über einen län geren Zeitraum überwacht werden und/oder ein zeitlicher Verlauf von Objektinformatio nen zur Bestimmung eines Bewegungsmusters wenigstens eines Zielobjekts kontinuier- lieh ermittelt werden.
Das Verfahren kann vorteilhafterweise mit wenigstens einem Mittel auf softwaremäßi gem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein. Das Verfahren kann software mäßig und/oder hardwaremäßig in Kombination mit der Steuer- und/oder Auswerteein richtung realisiert sein. Die Mittel zum Ausführen des Verfahrens können in einer ohne hin vorhandenen Bauteilen des Radarsystems enthalten sein.
Vorteilhafterweise kann eine Phasendifferenz zwischen wenigstens zwei zu einem Ziel objekt zugehörigen Empfangssignalen ermittelt werden. Aus der Phasendifferenz kann ein Azimutwinkel und/oder einen Elevationswinkel als Objektinformation bestimmt wer den. So kann die Richtung des erfassten Zielobjekts relativ zu dem Radarsystem be stimmt werden.
Die mit dem Radarsystem erfassbaren Zielobjekte können von stehenden oder beweg ten Objekten, insbesondere anderen Fahrzeugen, Personen, Hindernissen, Fahr bahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen, herrühren. Mehrere Zielobjekte können von unterschiedliche Berei chen ein und desselben Objekts oder von unterschiedlichen Objekten herrühren.
Die Erfindung kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder derglei chen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Er findung kann auch bei autonomen oder wenigstens teilweise autonomen Fahrzeugen eingesetzt werden.
Das Radarsystem kann vorteilhafterweise mit einem Fahrerassistenzsystem des Fahr zeugs verbunden oder Teil eines solchen sein. Das Fahrerassistenzsystem kann insbe sondere mit einem Parkassistenzsystem, einer Fahrwerksregelung, einer Fahrer- Informationseinrichtung und/oder einem Öffnungs- und/oder Schließsystem für Türen, Klappen oder dergleichen, ausgestattet oder verbunden sein. Auf diese Weise können die mit dem Radarsystem erfassten Objektinformationen, insbesondere Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten, und Bewegungsmuster eines Zielobjekts rela- tiv zum Fahrzeug, an eine Steuerung des Fahrerassistenzsystems übermittelt und zur Beeinflussung von Fahrfunktionen, insbesondere der Geschwindigkeit, einer Brems funktion, einer Lenkungsfunktion, und/oder einer Ausgabe eines Hinweis- und/oder Warnsignals insbesondere für den Fahrer und/oder zur Betätigung von Türen, Klappen oder dergleichen, verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale aus einem frequenzmodulierten Dauerstrichsignal erzeugt werden. Auf diese Weise können mit dem Radarsystem Entfernungen, Geschwindigkeiten und Rich tungen von Objekten im Überwachungsbereich kontinuierlich überwacht werden.
Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale jeweils als sogenannte Chirps insbesondere gleicher Zeitdauer ausgesendet werden.
Vorteilhafterweise kann das Radarsystem eine schnelle Frequenzmodulation zur Reali sierung der Sendesignale nutzen. Dabei werden hintereinander mehrere Chirps mit ent sprechenden Frequenzrampen als Chirp-Sequenzen ausgesendet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale mittels wenigstens einer Phasenmodulation ge geneinander codiert werden. Auf diese Weise kann eine Unterscheidung der unter schiedlichen Sendesignale auf der Empfängerseite vereinfacht werden. Die unter schiedlichen Sendesignale können mittels Phasenmodulationen einfach und schnell codiert werden.
Bei der wenigstens einen Phasenmodulation kann es sich vorteilhafterweise um eine sogenannte binäre Phasenumtastung handeln. Auf diese Weise kann einfacher eine signaltechnische Orthogonalität zwischen den wenigstens zwei unterschiedlichen Sen designalen erzielt werden. Die binäre Phasenumtastung ist ein an sich bekanntes digi tales Modulationsverfahren und wird in Fachkreisen auch als “Binary Phase-Shift Keying“ (BPSK) bezeichnet.
Vorteilhafterweise kann die Codierung wenigstens eines Sendesignals im Takt der Fre quenzrampen der Chirp-Sequenzen erfolgen. Auf diese Weise können aufeinander fol- gende lineare Frequenzrampen wahlweise mit unterschiedlichen Phasenlagen, insbe sondere 0° oder 180°, ausgesendet werden. So können die Phasen derart umgetastet werden, dass die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale über die gesamte Sequenzdauer betrachtet orthogonal sind.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Sendesignal mit einem regelmäßig alternieren den Muster belegt werden. Auf diese Weise können die wenigstens zwei unterschiedli chen Sendesignale einfacher unterschieden und auf der Empfängerseite einfacher ge trennt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Sendesignal mit konstanter Phase und/oder wenigstens ein Sendesignal mit wechselnder Phase ausgesendet werden. Auf diese Weise können die wenigstens zwei Sendesignale besser unterschieden werden.
Das wenigstens eine Sendesignal, welches mit konstanter Phase ausgesendet wird, kann nach entsprechender Auswertung auf der Empfängerseite als Referenz bezüglich wenigstens einer Objektinformation dienen, ohne dass eine Korrektur der Phasenver schiebung erforderlich ist. So kann insbesondere aus diesem Sendesignal direkt eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem erfassten Zielobjekt und dem Radarsystem ermit telt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Sendesignal nach jeder Frequenzrampe eines frequenzmodulierten Dauerstrichsignals mit einem Phasenwechsel zwischen 0° und 180° belegt werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Sendesignal einfach mit einem regelmäßig alternierenden Muster belegt werden. Alternativ kann wenigstens ein Sendesignal nach jeder Frequenzrampe und einer anschließenden Signalpause mit einem Phasenwechsel zwischen 0° und 180° belegt werden. Auf diese Weise kann eine Mehrdeutigkeit auf der Empfängerseite vermieden werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Empfangssignale wenigs tens einer mehrdimensionalen diskreten Fourier-Transformation unterzogen werden,
- aus dem Ergebnis der wenigstens einen Fourier-Transformation kann wenigstens ein Zielsignal ermittelt werden, - aus dem wenigstens einen Zielsignal kann wenigstens eine Objektinformation ermit telt werden. Mithilfe von Fourier-Transformation können aus den Empfangssignalen di rekt Entfernungen, Geschwindigkeiten und Richtungen relativ zum Radarsystem als Objektinformationen eines Zielobjekts ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann im Zuge der Ermittlung wenigstens einer Objektinformation we nigstens eine mehrdimensionale diskrete Fourier-Transformation als schnelle Fourier- Transformation ausgeführt werden. Auf diese Weise können die Objektinformationen schneller ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann eine einzige mehrdimensionale, insbesondere zweidimensiona le, dreidimensionale, vierdimensionale oder höherdimensionale, diskrete Fourier- Transformation ausgeführt werden. Auf diese Weise können mit nur einer einzigen ins besondere schnellen Fourier-Transformation Informationen aus mehreren, insbesonde re aus allen, der wenigstens zwei Sendesignalen gewonnen werden. So kann das Ver fahren insgesamt effizienter ausgeführt werden.
Vorteilhafterweise kann bei der Verwendung von einem einzigen Empfänger eine zwei dimensionale Fourier-Transformation durchgeführt werden. Bei der Verwendung von mehr als zwei Empfängern kann eine höherdimensionale, insbesondere dreidimensio nale, Fourier-Transformation durchgeführt werden.
Durch entsprechende Codierung der wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale gegeneinander kann erreicht werden, dass das Ergebnis der wenigstens einen diskre ten Fourier-Transformation keine Mehrdeutigkeiten aufweist. Die Zielsignale wenigstens eines Zielobjekts können den wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignalen zuge ordnet und so validiert werden.
Vorteilhafterweise kann aus wenigstens einem validierten Zielsignal wenigstens eine Objektinformation ermittelt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann aus den Empfangs signalen eine zeitliche Veränderung wenigstens einer Richtung, einer Entfernung und/oder einer Geschwindigkeit des wenigstens einen Zielobjekts relativ zum Radarsys- tem ermittelt werden. Aus der zeitlichen Veränderung der entsprechenden Objektinfor mationen kann ein entsprechendes Bewegungsmuster für das Zielobjekt erfasst wer den.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens ein Re ferenz-Bewegungsmuster in wenigstens einer Umsetzungstabelle vorgegeben werden und/oder wenigstens ein Referenz-Bewegungsmuster kann mittels einem vorgegebe nen Referenz-Algorithmus berechnet werden. In der Umsetzungstabelle, einem soge nannte Look-up Table, können entsprechende Referenz-Bewegungsmuster vorab, ins besondere bei einer Kalibrierung des Radarsystems, gespeichert werden. Die Verwen dung einer Umsetzungstabelle bietet sich insbesondere für komplexe Bewegungsmus ter an.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Referenz-Bewegungsmuster mit einem vorgegebenen Referenzalgorithmus berechnet werden. Auf diese Weise können insbe sondere einfache Bewegungsmuster schneller identifiziert werden. Die Verwendung eines Referenzalgorithmus hat den Vorteil, dass ein Aufwand zur Kalibrierung des Ra darsystems entsprechend verringert werden kann.
Der Vergleich des mit dem Radarsystem erfassten Bewegungsmusters mit wenigstens einem Referenz-Bewegungsmuster kann mit einem geeigneten Vergleichsalgorithmus erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens ein Re ferenz-Bewegungsmuster in Form einer Geste einer Person vorgegeben werden. Derar tige Gesten können bestimmte Bewegungen wenigstens einer Hand, wenigstens eines Arms, wenigstens eines Fußes, wenigstens eines Beins, des Kopfes oder dergleichen sein. Die Gesten können auch bestimmte Kombinationen von Bewegungen einer Per son sein, die gleichzeitig oder nacheinander, auch mit insbesondere unterschiedlichen Pausen, ausgeführt werden.
Bekannte Bewegungsmuster können mithilfe des Vergleichs mit den Referenz- Bewegungsmuster von zufälligen Bewegungsmustern, welche beispielsweise von Per sonen, Tieren oder Objekten zufällig hervorgerufen werden, unterschieden werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass mit dem Radarsystem erfasste Bewe gungsmuster fälschlich mit einer Geste, die eine Funktion des Fahrzeugs aktivieren soll, verwechselt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann, falls das wenigs tens eine Bewegungsmuster innerhalb einer vorgebbaren Toleranz wenigstens einem Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wenigstens eine Tür, eine Heckklappe, ein Kof ferraumdeckel, eine Motorhaube und/oder ein anderes Verschlussbauteil des Fahr zeugs automatisch geöffnet oder geschlossen werden. Auf diese Weise kann das ent sprechende Verschlussbauteil betätigt werden, ohne dass die Person diese manuell betätigen muss. Die Art der Betätigung, also öffnen oder schließen, hängt dabei davon ab, ob das Verschlussbauteil vor dem Erkennen des wenigstens einen Bewegungsmus ters geschlossen oder offen ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann das Radarsystem bei abgestelltem Fahrzeug zur Erkennung von Bewegungsmustern und zur Aktivierung von entsprechenden Funktionen des Fahrzeugs verwendet werden und beim Betrieb des Fahrzeugs das Radarsystem alternativ oder zusätzlich zur Steuerung von Fahrfunk tionen verwendet werden. Auf diese Weise können mit nur einem Radarsystem je nach Betriebszustand des Fahrzeugs entsprechende Funktionen unterstützt werden.
Ferner wird die Aufgabe bei dem Radarsystem dadurch gelöst, dass
- das wenigstens eine Radarsystem wenigstens zwei Sender aufweist, welche auf den selben Überwachungsbereich gerichtet sind und mit denen jeweils wenigstens ein Sen designal in den Überwachungsbereich gesendet werden kann, wobei die Sendesignale der wenigstens zwei Sender gleichzeitig gesendet werden können,
- die Steuer- und Auswerteeinrichtung Mittel aufweist, mit denen die jeweiligen Sende signale der wenigstens zwei Sender so gegeneinander codiert werden können, dass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen ihnen erzielt wird,
- und die Steuer- und Auswerteeinrichtung Mittel aufweist, mit denen die Empfangssig nale den jeweiligen unterschiedlichen Sendesignale zugeordnet werden können.
Erfindungsgemäß können mit dem wenigstens einen Radarsystem sowohl die Umge bung überwacht werden als auch entsprechende Bewegungsmuster erkannt werden. Mit dem wenigstens einen Radarsystem kann ein Überwachungsbereich mit einem ent sprechend großen Öffnungswinkel überwacht werden. So kann insgesamt die Anzahl von benötigten Radarsystemen verringert werden.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass
- das wenigstens eine Radarsystem wenigstens zwei Sender aufweist, welche auf den selben Überwachungsbereich gerichtet sind und mit denen jeweils wenigstens ein Sen designal in den Überwachungsbereich gesendet werden kann, wobei die Sendesignale der wenigstens zwei Sender gleichzeitig gesendet werden können,
- die Steuer- und Auswerteeinrichtung Mittel aufweist, mit denen die jeweiligen Sende signale der wenigstens zwei Sender so gegeneinander codiert werden können, dass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogonalität zwischen ihnen erzielt wird,
- und die Steuer- und Auswerteeinrichtung Mittel aufweist, mit denen die Empfangssig nale den jeweiligen unterschiedlichen Sendesignale zugeordnet werden können.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem erfindungsgemäßen Radarsystem und dem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile kön nen selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschrei bung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 die Rückseite eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und einem Radarsystem zu Überwachung eines Überwachungsbereichs hinter dem Kraftfahrzeug; Figur 2 eine Funktionsdarstellung des Kraftfahrzeugs mit dem Fahrerassistenz system und dem Radarsystem aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Seitenansicht des hinteren Teils des Kraftfahrzeugs aus der Figur 1 mit offener Fleckklappe;
Figur 4 eine Draufsicht auf den hinteren Teil des Kraftfahrzeugs aus der Figur 1 mit geschlossener Fleckklappe;
Figur 5 eine Entfernungs-Zeit-Diagramm mit einem Bewegungsmuster in Form einer Geste aus einem Fußkick mit drei Schwingungen, welches mit dem Radarsystem aus den Figuren 1 und 2 erfasst wurde;
Figur 6 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm mit den Bewegungsmuster aus der
Figur 5;
Figur 7 ein Azimut-Zeit-Diagramm mit einem Bewegungsmuster in Form einer
Geste aus einer Handbewegung im Uhrzeigersinn, welches mit dem Ra darsystem aus den Figuren 1 und 2 erfasst wurde;
Figur 8 ein Elevation-Zeit-Diagramm mit den Bewegungsmuster aus der Figur 7.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Rück ansicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein Radarsystem 12. Das Radarsys tem 12 ist beispielhaft in der hinteren Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Alle Komponenten des Radarsystems 12, beispielsweise mehrere Sender und Empfän ger, können beispielhaft in einem einzigen Radarsensor kombiniert enthalten sein.
Mit dem Radarsystem 12 kann ein in der Figur 2 angedeuteter Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 hinter dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht wer den. Das Radarsystem 12 kann auch an anderer Stelle am Kraftfahrzeug 10 angeord net und anders ausgerichtet sein. Bei den Objekten 18 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispiels weise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen handeln. In der Figur 2 ist ein Objekt 18 beispielhaft in Form eines Beins einer Person angedeutet. Die Figur 2 ist ansonsten lediglich ein Funktionsschaubild einiger Bauteile des Kraft fahrzeugs 10 und des Radarsystems 12, das nicht der räumlichen Orientierung dient. Das Radarsystem 12 ist als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar ausgestaltet. Fre quenzmodulierte Dauerstrichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency modulated continuous wave) Radare bezeichnet. Mit dem Radarsystem 12 können Ob jektinformationen, beispielsweise Entfernungen 36, eine Richtungen und Geschwindig keiten von Bereichen des Objektes 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden. Besagte Bereiche des Objekts 18 werden im Folgenden als„Zielobjekte 38“ bezeichnet. Ein Zielobjekt 38 ist ein Bereich des Objekts 18. Mehrere Zielobjekte 38 können von demselben Objekt 18 oder von unterschiedlichen Objekten herrühren. Ein derartiges Zielobjekt 38 beispielhaft an einem Fuß einer Person ist beispielsweise in den Figuren 3 und 4 angedeutet. Die Richtung eines Zielobjekts 38 kann mit einem Elevationswinkel 40 und einem Azimutwinkel 42 angegeben werden. Außerdem können mit dem Radar system 12 zeitliche Verläufe von Entfernungen 36, Geschwindigkeiten, Richtungen, respektive Elevationswinkel 40 und Azimutwinkel 42, bestimmt werden. Der zeitliche Verlauf der entsprechenden Objektinformationen kann als Bewegungsmuster 44 des entsprechende Objektziels 38 erfasst werden. Einige derartige beispielhafte Bewe gungsmuster 44 sind in den Figuren 5 bis 8 angedeutet und werden weiter unten näher erläutert.
Der Elevationswinkel 40, auch Höhenwinkel genannt, gibt eine Information über die räumlich vertikale Position, also die Höhe, des erfassten Zielobjekts 38 der Elevations winkel 40 ist, wie in der Figur 3 angedeutet, der Winkel zwischen einer gedachten Ra darsystem-Referenzachse 46 und einer Verbindungsgeraden zwischen einem gedach ten Radarsystem-Referenzpunkt 48 auf der Radarsystem-Referenzachse 46 und dem entsprechenden Zielobjekt 38.
Die gedachte Radarsystem- Referenzachse 46 verläuft bei normaler Orientierung des Kraftfahrzeugs 10 räumlich horizontal. Sie ist mittig in den Überwachungsbereich 14 gerichtet. Der gedachte Radarsystem-Referenzpunkt 48 liegt auf der Radarsystem- Referenzachse 46 und bildet den Ursprung des Koordinatensystems für die Entfernung 36, den Elevationswinkel 40 und den Azimutwinkel 42.
Der Azimutwinkel 42 ist, wie in der Figur 4 angedeutet, der Winkel zwischen einer ge dachten vertikalen Ebene mit der Radarsystem-Referenzachse 46 und einer gedachten vertikalen Ebene mit dem Radarsystem-Referenzpunkt 48 und dem entsprechenden Zielobjekt 38 des erfassten Objekts 18.
Die Ebene mit dem Azimutwinkel 42 steht senkrecht auf der Ebene mit dem Elevati onswinkel 40. Beide Ebenen enthalten die Radarsystem-Referenzachse 46 und den Radarsystem-Referenzpunkt 48. So kann mit dem Azimutwinkel 42 und dem Elevati onswinkel 40 die Richtung des Zielobjekts 38 relativ zum Radarsystem 12 angegeben werden.
Das Radarsystem 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 20 oder kann zumindest mit diesem verbunden sein. In das Fahrerassistenzsystem 20 integriert sind beispielsweise eine Einparkhilfe und ein Fleckklappen-Betätigungssystem 50 zur Betätigung einer Fleckklappe 52 des Kraftfahrzeugs 10. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann bei spielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 beim Fahren, Einparken und beim Öffnen oder Schließen der Fleckklappe 52 unterstützt werden. Beispielsweise kann das Kraft fahrzeug 10 mithilfe des Fahrerassistenzsystems 20 wenigstens teilweise autonom fah ren, ein- oder ausparken.
Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, bei spielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion, eine Lenkfunktion, und Öffnung- /Schließmechanismen für die Heckklappe 52 beeinflusst oder Hinweise oder Warnsig nale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 20 mit entsprechenden Funktionseinrichtungen 22 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der Figur 2 sind beispielhaft drei Funktionseinrichtungen 22 dargestellt. Bei einem der Funktionseinrich tungen 22, nämlich 22a, handelt es sich um einen Teil des Klappenöffnungssystems 50, mit dem die Heckklappe 52 geöffnet und geschlossen werden kann. Bei den anderen Funktionseinrichtung 22 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabe system handeln.
Das Fahrerassistenzsystem 20 weist eine elektronische Steuereinrichtung 24 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtun gen 22 übermittelt, von diesen empfangen und verarbeitet werden können. In die Steu- ereinrichtung 24 sind beispielsweise entsprechende Steuerteile für die Einparkhilfe und das Heckklappen-Betätigungssystem 50 integriert.
Das Radarsystem 12 umfasst beispielhaft einen ersten Sender 26a, einen zweiten Sen der 26b, eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 und einen Empfänger 30. Die Sender 26a und 26b sind beispielhaft mit einem einzigen Radarsensor realisiert, der beispielsweise einen Chip mit den zwei integrierten Sendern 26a und 26b enthält. Die Sender 26a und 26b sind jeweils mit einer separaten Sendeantenne verbunden. Beispielhaft sind die - hier zwei - Sendeantennen im Abstand von wenigen Millimetern angeordnet.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 ist signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Mit der Steuereinrichtung 24 können abhängig von Objektinformationen des Radarsystems 12 entsprechende Funktionen des Kraftfahrzeugs 10 gesteuert/geregelt werden.
Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob elektrische/elektronische Steuer- und/oder Auswertevorrichtungen, wie beispielsweise die Steuereinrichtung 24, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 28, ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs 10 oder dergleichen, in einem oder mehreren Bauteilen oder Bauteilgruppen integriert oder wenigstens teil weise als dezentrale Bauteile oder Bauteilgruppen realisiert sind. Ferner sind die Funk tionen der elektrisch/elektronischen Steuer-und/oder Auswertevorrichtungen als Kombi nation von Hardware und Software realisiert.
Die jeweiligen Sendeantennen der Sender 26a und 26b sind beispielhaft identisch auf gebaut. Mit den Sendern 26a und 26b können jeweilige Sendesignale 32a und 32b je weils mit sich ständig ändernder Frequenz in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32a und 32b werden an Zielobjekten 38 des Objekts 18 re flektiert und als entsprechende Empfangssignale 34a und 34b zu dem Empfänger 30 zurückgesendet und mit diesem empfangen. Aus den Empfangssignalen 34a und 34b wird nach weiter unten beschriebenen Verfahren mit der Steuer- und Auswerteeinrich tung 28 die Entfernung 36, der Elevationswinkel 40, der Azimutwinkel 42 und die Ge schwindigkeit und deren jeweilige zeitliche Entwicklung, also das Bewegungsmuster 44 des jeweiligen Zielobjekts 38 relativ zum Kraftfahrzeug 10, respektive zu dem Radar- system-Referenzpunkt 48, ermittelt.
Alternativ können bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel die Sender 26a und 26b und der Empfänger 30, beispielsweise deren Antennen, räumlich voneinander ent fernt angeordnet sein. Die Sender 26a und 26b, sowie der Empfänger 30, respektive die jeweiligen Antennen, können auch in anderer Weise, beispielsweise in unterschiedli chen Höhen und/oder in unterschiedlichen Abständen und/oder unterschiedlicher An ordnung, und/oder an anderer Stelle angeordnet sein.
Bei dem Verfahren zur Ermittlung von Objektinformationen von Objekten 18 werden mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 die Sender 26a und 26b so angesteuert, dass mit dem ersten Sender 26a das erste Sendesignal 32a und dem zweiten Sender 26b das zweite Sendesignal 32b gleichzeitig in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32a und 32b werden aus beispielhaft demselben frequenz modulierten Dauerstrichsignal erzeugt und bestehen aus mehreren nacheinander fol genden sogenannten Chirps. Das zweite Sendesignal 32b wird außerdem beispielswei se mittels einer Phasenmodulation in Form einer binären Phasenumtastung gegenüber dem ersten Sendesignal 32a so codiert, dass eine signaltechnische Orthogonalität zwi schen dem ersten Sendesignal 32a und dem zweiten Sendesignal 32b erzielt wird.
Mit dem Empfänger 30 werden die an dem Objekt 18 reflektierten Echos der Sendesig nale 32a und 32b als Empfangssignale 34a und 34b empfangen und in eine mit der Steuer-/Auswerteeinrichtung 28 verwertbare Form gebracht.
Die Empfangssignale 34a und 34b werden mit entsprechenden Mitteln der Steuer- /Auswerteeinrichtung 28 einer zweidimensionalen schnellen Fourier-Transformation unterzogen.
Aus dem Ergebnis der zweidimensionalen diskreten Fourier-Transformation werden den Sendesignalen 32a und 32b entsprechende Zielsignale von physikalisch vorhandenen Zielobjekten 38 und deren jeweilige komplexwertige Amplituden ermittelt. Die Zielsigna le werden den entsprechenden Sendesignalen 32a und 32b zugeordnet und validiert. Dabei können die Zielsignale wenigstens einem der Zielobjekte 38 zugeordnet werden. Aus den validierten Zielsignalen werden Objektinformationen, nämlich die Geschwin digkeit, der Elevationswinkel 40, der Azimutwinkel 42 und die Entfernung 36 des zuge ordneten Zielobjekts 38 relativ zu dem Radarsystem 12 ermittelt.
Die Bestimmung der Objektinformationen wird zyklisch durchgeführt, sodass der Über wachungsbereich 14 kontinuierlich auf Objekte 18 hin überwacht und entsprechende erfasste Objekte 18 auf das Vorliegen von bekannten Bewegungsmuster 44 hin über prüft werden können.
Um aus einer mit dem Radarsystem 12 erfassten Bewegung eines Objekts 18 ein Be wegungsmuster 44 identifizieren zu können, wird der zeitliche Verlauf wenigstens einer der Objektinformationen, beispielsweise der Entfernung 36, der Geschwindigkeit, des Elevationswinkels 40 und des Azimutwinkels 42, mit Referenz-Bewegungsmustern ver glichen. Die Referenz-Bewegungsmuster sind jeweiligen Funktionen des Kraftfahrzeugs 10, respektive dem Heckklappen-Betätigungssystem 50, beispielsweise der Öffnungs und Schließfunktion der Heckklappe 52 zugeordnet. Der Vergleich geschieht mithilfe einer Mustererkennungseinrichtung 54. Die Mustererkennungseinrichtung 54 kann bei spielsweise Software- und/oder hardwaremäßig in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 integriert sein. Alternativ kann die Mustererkennungseinrichtung 54 auch in die elekt ronische Steuereinrichtung 24 des Fahrerassistenzsystems 20 integriert sein oder als separate Einrichtung vorliegen.
Bei dem Referenz-Bewegungsmustern kann es sich um beispielsweise bei einer Kalib rierung des Radarsystems 12 aufgenommene und in einer Umsetzungstabelle (Lookup- Table) gespeicherte definierte und damit bekannte Bewegungsmuster 44 handeln, wel che der entsprechenden Funktion des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise der Öffnungs und Schließfunktion der Heckklappe 52 zugeordnet werden. Die Kalibrierung kann bei spielsweise nach dem Einbau des Radarsystems 12 in das Kraftfahrzeug 10 erfolgen. Bekannte Bewegungsmuster 44 können beispielsweise sogenannte Gesten einer Per son sein, beispielsweise bestimmte Bewegungen mit Armen, Beinen, Füßen, Händen und/oder dem Kopf. Alternativ können die Referenz-Bewegungsmuster mit einem vor gegebenen Referenz-Algorithmus berechnet werden. Die Umsetzungstabelle oder der Referenzalgorithmus können Teil der Mustererkennungseinrichtung 54 sein. Falls der Vergleich des zeitlichen Verlaufs der betreffenden Objektinformationen inner halb einer vorgebbaren Toleranz einem der Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wird die mit dem Radarsystem 12 erfasste Objektinformation als bekanntes Bewe gungsmuster 44 identifiziert. Daraufhin wird über die Steuereinrichtung 24 die Funkti onseinrichtung 22a zur Betätigung der Fleckklappe 52 angesteuert. Falls die Fleckklap pe 52 bei Erkennung des bekannten Bewegungsmusters 44 geschlossen ist, so wird diese geöffnet, andernfalls wird sie geschlossen.
In den Figuren 5 und 6 sind beispielsweise die Bewegungsmuster 44 eines Zielobjekts 38 auf einem Fuß bei einem Dreifach-Kicks, welcher zweimal durchgeführt wird. Jeder Dreifach-Kick erstreckt sich über etwa 1 ,5 Sekunden. Zwischen den Dreifach-Kicks ist eine Pause von etwa 2 Sekunden eingelegt. Dabei zeigt das Bewegungsmuster 44 aus der Figur 5 den zeitlichen Verlauf der Entfernung 36 des Zielobjekts 38 auf dem Fuß in einem Entfernung-Zeit-Diagramm. Die jeweiligen Entfernungen 36 des entsprechenden Zielobjekts 38 sind als Kreuze angedeutet. Der einfachen Erkennbarkeit des Bewe gungsmusters 44 wegen sind in der Figur 5 die zeitlich nachfolgenden Kreuze mit ge strichelten Linien verbunden. Erkennbar sind zwei Sets mit jeweils drei Ausschlägen in Entfernungen 36 zwischen 1 ,6 m und 2,6 m. Figur 6 zeigt das entsprechende Bewe gungsmuster 44 des zeitlichen Verlaufs der Geschwindigkeit des Zielobjekts 38 auf dem Fuß in einem Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm. Auch hier sind jeweils zwei Sets mit Ge schwindigkeitsausschlägen mit Geschwindigkeiten zwischen -0,5 m/s und 1 m/s er kennbar.
In der Figuren 7 und 8 sind beispielsweise die Bewegungsmuster 44 einer Handbewe- gung im Uhrzeigersinn gezeigt. Dabei zeigt das Bewegungsmuster 44 aus der Figur 7 den zeitlichen Verlauf des Azimutwinkels 42 des entsprechenden Zielobjekts 38 auf der Hand in einem Azimut-Zeit-Diagramm. Figur 8 zeigt das entsprechende Bewegungs muster 44 des zeitlichen Verlaufs des Elevationswinkels 40 des Zielobjekts 38 auf der Hand in einem Elevation-Zeit-Diagramm.
In den Figuren 5 bis 8 sind jeweils nur die Bewegungsmuster 44 eines einzigen Zielob jekts 38 gezeigt. Mit dem Radarsystem 12 können jedoch gleichzeitig mehrere Zielob jekte 38 überwacht und deren Bewegungsmuster 44 erkannt werden. So können meh- rere Zielobjekte 38 beispielsweise auf dem Fuß oder der Hand verfolgt werden. Auf die se Weise kann eine Erkennungsgenauigkeit für die Bewegungsmuster 44 verbessert werden.
Das Fahrerassistenzsystem 20 kann beispielhaft so ausgelegt sein, dass die Erkennung von Bewegungsmustern 44 und das Klappenöffnungssystem 40 nur bei abgestelltem Kraftfahrzeug 10 aktiv sind. Sobald das Kraftfahrzeug 10 betrieben wird, werden mit dem Fahrerassistenzsystem 20 hingegen beim Betrieb relevante Funktionen, wie Fahr funktionen, die Einparkhilfe, Hinweissignale oder dergleichen, aktiviert. Dabei kann nach Bedarf auch auf die Erkennung von Bewegungsmustern zugegriffen werden.
Die Erfindung kann auch bei Radarsystemen 12 mit mehr als einem Empfänger 30 ein gesetzt werden. Bei der Verwendung von beispielsweise zwei Empfängern kann statt einer zweidimensionalen schnellen Fourier-Transformation eine dreidimensionale schnelle Fourier-Transformation durchgeführt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Erkennung wenigstens eines Bewegungsmusters (44) wenigstens eines Zielobjekts (38), das mit einem Radarsystem (12) eines Fahrzeugs (10) er fasst wird, bei dem
- mit wenigstens einem Sender (26a, 26b) Sendesignale (32a, 32b) in einen Über wachungsbereich (14) des Radarsystems (12) gesendet werden,
- mit wenigstens einem Empfänger (30) an dem wenigstens einen Zielobjekt (38) re flektierte Echos der Sendesignale (32a, 32b) als Empfangssignale (34a, 34b) emp fangen werden,
- aus den Empfangssignalen (34a, 34b) wenigstens ein Bewegungsmuster (44) des wenigstens einen Zielobjekts (38) ermittelt wird,
- das wenigstens eine Bewegungsmuster (44) des wenigstens einen Zielobjekts (38) mit wenigstens einem Referenz-Bewegungsmuster verglichen wird
- und, falls das wenigstens eine Bewegungsmuster (44) innerhalb einer vorgebba- ren Toleranz wenigstens einem der Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wenigs tens eine dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordnete Funktion des Fahrzeugs (10) aktiviert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- auf der Senderseite wenigstens zwei unterschiedliche Sendesignale (32a, 32b) er zeugt werden, welche gegeneinander so codiert werden, dass eine zumindest tem poräre signaltechnische Orthogonalität zwischen den wenigstens zwei Sendesigna len (32a, 32b) erzeugt wird,
- und die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale (32a, 32b) gleichzeitig in denselben Überwachungsbereich (14) des Radarsystems (12) gesendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale (32a, 32b) aus einem frequenzmodulierten Dauer strichsignal erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei unterschiedlichen Sendesignale (32a, 32b) mittels wenigstens einer Phasen modulation gegeneinander codiert werden.
4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangssignale (34a, 34b) wenigstens einer mehrdimensionalen diskreten Fourier- Transformation unterzogen werden,
- aus dem Ergebnis der wenigstens einen Fourier-Transformation wenigstens ein Zielsignal ermittelt wird,
- aus dem wenigstens einen Zielsignal wenigstens eine Objektinformation (36, 40, 42, 44) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Empfangssignalen (34a, 34b) eine zeitliche Veränderung wenigstens einer Richtung (40, 42), einer Entfernung (36) und/oder einer Geschwindigkeit des we nigstens einen Zielobjekts (38) relativ zum Radarsystem (12) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens ein Referenz-Bewegungsmuster in wenigstens einer Umsetzungstabelle vorgegeben wird und/oder wenigstens ein Referenz-Bewegungsmuster mittels ei nem vorgegebenen Referenz-Algorithmus berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens ein Referenz-Bewegungsmuster in Form einer Geste einer Person vorge geben wird.
8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass falls das wenigstens eine Bewegungsmuster (44) innerhalb einer vorgebbaren Toleranz wenigstens einem Referenz-Bewegungsmuster entspricht, wenigstens eine Tür, ei ne Fleckklappe (52), ein Kofferraumdeckel, eine Motorhaube und/oder ein anderes Verschlussbauteil des Fahrzeugs (10) automatisch geöffnet oder geschlossen wird.
9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsystem (12) bei abgestelltem Fahrzeug (10) zur Erkennung von Bewegungs mustern (44) und zur Aktivierung von entsprechenden Funktionen des Fahrzeugs (10) verwendet wird und das Radarsystem (12) beim Betrieb des Fahrzeugs (10) al ternativ oder zusätzlich zur Steuerung von Fahrfunktionen verwendet werden.
10. Radarsystem (12) für ein Fahrzeug (10) zur Erkennung wenigstens eines Bewe gungsmusters (44) wenigstens eines Zielobjekts (38), das mit einem Radarsystem (12) eines Fahrzeugs (10) erfasst werden kann,
- mit wenigstens einem Sender (26a, 26b) zum Senden von Sendesignalen (32a, 32b) in einen Überwachungsbereich (14),
- mit wenigstens einem Empfänger (30) zum Empfangen von an dem wenigstens einen Zielobjekt (38) reflektierten Echos der Sendesignale (32a, 32b) als Empfangs signale (34a, 34b),
- und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) zur Erzeugung der Sendesignale (32a, 32b) und zur Auswertung der Empfangssignale (34a, 34b),
- wobei die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) Mittel (54) auf weist zur Ermittlung wenigstens eines Bewegungsmusters (44) des wenigstens ei nen Zielobjekts (38) aus den Empfangssignalen (34a, 34b), zum Vergleichen des wenigstens einen Bewegungsmusters (44) mit wenigstens einem Referenz- Bewegungsmuster und abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zum Aktivieren wenigstens einer dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordneten Funktion des Fahrzeugs (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Radarsystem (12) wenigstens zwei Sender (26a, 26b) auf weist, welche auf denselben Überwachungsbereich (14) gerichtet sind und mit de nen jeweils wenigstens ein Sendesignal (32a, 32b) in den Überwachungsbereich (14) gesendet werden kann, wobei die Sendesignale (32a, 32b) der wenigstens zwei Sender (26a, 26b) gleichzeitig gesendet werden können,
- die Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist, mit denen die jeweiligen Sendesignale (32a, 32b) der wenigstens zwei Sender (26a, 26b) so gegeneinander codiert werden können, dass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogo nalität zwischen ihnen erzielt wird,
- und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist, mit denen die Emp fangssignale (34a, 34b) den jeweiligen unterschiedlichen Sendesignale (32a, 32b) zugeordnet werden können.
11. Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs (10), aufweisend
- wenigstens eine elektronische Steuereinrichtung (94) zur Steuerung von Funkti onseinrichtungen (22) des Fahrzeugs (10) abhängig von Objektinformationen (36, 40, 42, 44), welche durch wenigstens ein Radarsystem (12) bereitgestellt werden,
- und wenigstens ein Radarsystem (12) zur Ermittlung von wenigstens einer Objek- tinformation (36, 40, 42, 44) wenigstens eines Zielobjekts (38),
- wobei das wenigstens eine Radarsystem (12) aufweist
- wenigstens einen Sender (26a, 26b) zum Senden von Sendesignalen (32a, 32b) in einen Überwachungsbereich (14),
- wenigstens einen Empfänger (30) zum Empfangen von an wenigstens einem Ziel objekt (38) reflektierten Echos der Sendesignale (32a, 32b) als Empfangssignale (34a, 34b)
- und wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) zur Erzeugung der Sendesignale (32a, 32b) und zur Auswertung der Empfangssignale (34a, 34b),
- wobei die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) Mittel (54) auf weist zur Ermittlung wenigstens eines Bewegungsmusters (44) des wenigstens ei nen Zielobjekts (38) aus den Empfangssignalen (34a, 34b), zum Vergleichen des wenigstens einen Bewegungsmusters (44) mit wenigstens einem Referenz- Bewegungsmuster und abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs zum Aktivieren wenigstens einer dem wenigstens einen Referenz-Bewegungsmuster zugeordneten Funktion des Fahrzeugs (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Radarsystem (12) wenigstens zwei Sender (26a, 26b) auf weist, welche auf denselben Überwachungsbereich (14) gerichtet sind und mit de nen jeweils wenigstens ein Sendesignal (32a, 32b) in den Überwachungsbereich (14) gesendet werden kann, wobei die Sendesignale (32a, 32b) der wenigstens zwei Sender (26a, 26b) gleichzeitig gesendet werden können,
- die Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist, mit denen die jeweiligen Sendesignale (32a, 32b) der wenigstens zwei Sender (26a, 26b) so gegeneinander codiert werden können, dass eine zumindest temporäre signaltechnische Orthogo nalität zwischen ihnen erzielt wird,
- und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist, mit denen die Emp fangssignale (34a, 34b) den jeweiligen unterschiedlichen Sendesignale (32a, 32b) zugeordnet werden können.
PCT/EP2019/058146 2018-04-04 2019-04-01 Verfahren zur erkennung wenigstens eines bewegungsmusters wenigstens eines zielobjekts, das mit einem radarsystem eines fahrzeugs erfasst wird, radarsystem und fahrerassistenzsystem WO2019192947A1 (de)

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