WO2020069923A1 - Verfahren zur erfassung bei einem radarsystem - Google Patents

Verfahren zur erfassung bei einem radarsystem

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WO2020069923A1
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detection
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radar system
receiving antennas
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Andreas Von Rhein
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals

Definitions

  • the present invention relates to a method for detection in a
  • the invention further relates to a radar system.
  • Radar system according to the invention, and vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference can always be made to one another.
  • the object is achieved in particular by a method for detection in a radar system with at least one or at least two receiving antennas of a vehicle.
  • Receiving antenna is compared, and / or (in particular independently thereof) the detected sensor signal of the reference antenna with the detected
  • Sensor signal of a third receiving antenna is compared, and / or
  • Receiving antenna is compared.
  • time period or time intervals of the individual repetitions corresponds to a cycle time period.
  • the advantage of an inventive method can be achieved that all other receiving antennas achieve an equivalent improvement in order to be able to determine an angle of incidence.
  • phase-adjusted one repetition For example, the phase-adjusted one repetition
  • Sensor signal of a specific one of the receiving antennas from this repetition can be combined with the phase-adjusted sensor signal of the same receiving antenna from the previous repetition. This combination can be carried out, for example, for the second and / or third and / or fourth receiving antenna and / or others (including the reference antenna).
  • a comparison is understood to mean, in particular, processing (carried out, for example, by means of a computer) in which the sensed sensor signal of a same receiving antenna and / or the sensed sensor signals of different ones of the receiving antennas processes one another and therefore
  • a comparison z. B. enables the result of the processing of the differences of the sensor signals (such as the phase difference) to be dependent on each other. It may also be possible for the sensor signal of a single receiving antenna to be compared with itself or
  • a first embodiment of the comparison according to a first variant is shown below by way of example. So the sensor signal can be described in the following form as m (t, l):
  • a is a constant and contains all HF parameters (chirp parameterization, carrier frequency).
  • the measurement can take place at different times, i.e.: To, Ti, J2 etc., whereby the sequence does not have to be equidistant. It is Z.
  • hh (w) By means of a Fourier transformation (FT), hh (w) can now be obtained over a short section of m (t), for example FT over 8 ms.
  • m (t) for example FT over 8 ms.
  • hh (w) also contains sources s at time T k
  • T jitter is the same for all receiving antennas and multiplied by the negative phase per frequency bin:
  • a target at w (Tk) can now be estimated. Because of the chirp
  • Parameterization is the location of the potential target to all of the previous ones
  • Movement models are added and can thus raise A n over e.
  • a method according to the invention can provide the advantage that the measurement time or integration time for the respective detection is effective in the
  • Detection result can be increased.
  • a signal-to-noise ratio can be improved. This can preferably be done at the same time
  • cycle time and / or the measurement time (acquisition time) per cycle are retained. Because this improvement can affect not only a receiving antenna, but all receiving antennas, it is also possible to determine the angle of incidence correctly in addition to pure detection.
  • the S / N signal-to-noise ratio
  • the S / N on all receiving antennas can advantageously be increased via a method according to the invention, and the angle determination can thus be stabilized.
  • the detection result corresponds, for example, with regard to the information and / or the dimensions (for example as a two-dimensional matrix) to the individual sensor signal, from which the detection result by the combination
  • the detection result can have an improved signal-to-noise ratio. It is possible that by means of a two-dimensional Fourier transformation
  • Sennsor signals a two-dimensional detection result (2D spectrum) can be determined, which for a speed and / or for a spatial
  • one of the receiving antennas as
  • Reference antenna is defined, and the comparison is carried out in that for each of the further receiving antennas the detected sensor signal of the respective further receiving antenna is processed with the detected sensor signal of the reference antenna in order to adapt the phase-adapted sensor signal of the respective further Receive antenna.
  • a phase-matched sensor signal from the second receiving antenna can be
  • phase-matched sensor signal of the third receiving antenna and a
  • phase-matched sensor signal of the fourth receiving antenna can be obtained, a first receiving antenna serving as the reference antenna.
  • this comparison makes use of the fact that the phase relationship of the sensor signals of these receiving antennas to one another is known due to equidistant and / or previously known spatial distances between the receiving antennas. Therefore, the phase of the sensor signals can be harmonized and / or normalized in this way by the comparison. This can also be the subsequent combination of
  • each of the detected sensor signals may be in the form of digital detection information with different values and in each case different (possibly at least partially spatial) positions, in particular a one- or two-dimensional coordinate, preferably for a detection field of the radar system, and preferably the phase-adapted sensor signals are formed from these values and positions on the basis of the comparison, the following steps preferably being carried out for the combination:
  • the sensor signals of different repetitions are not recorded immediately after one another, but only after certain time intervals (for example, the cycle time), a relative position between the vehicle and the raw target has already been changed in the meantime, depending on the movement of the vehicle. Because the values and positions for the detection of this raw target will be specific the movement of the vehicle must be taken into account in the combination. This can be done by adapting the position information of the sensor signal on the basis of the detection parameter.
  • the detected sensor signal is specific for a distance and / or a relative speed of at least one raw target detected by the detection.
  • a spectrum for the detection is determined in each case.
  • the spectrum can, for example, be designed in two dimensions in order to determine a distance and / or a relative speed for the raw targets in a simple manner.
  • Receiving antennas is defined as a reference antenna for other of the receiving antennas, and each of the detected sensor signals in the form of a digital
  • the processing of the detected sensor signals of different of the receiving antennas preferably taking place in the comparison in that the detected sensor signal of the respective further receiving antenna is multiplied by a complex conjugate of the detected sensor signal of the reference antenna by a phase-adapted sensor signal for the respective further receiving antenna to provide.
  • a projection can be carried out in which the phases are harmonized. This enables the reliable further processing of different sensor signals
  • the combination with the phase-adapted sensor signals is carried out from at least two or at least three or at least four of the repetitions. This has the advantage that it can reduce noise in the sensor signal. In other words, the signal-to-noise ratio can be improved.
  • the combination is carried out only with the phase-adapted sensor signals of the same receiving antennas.
  • a detection result can also be determined for each of the reception antennas (possibly except for the reference antenna) per iteration.
  • the repeated acquisitions of the sensor signal are each carried out during an acquisition period, in particular the repetitions being carried out at intervals of one cycle period.
  • the acquisition time period is in the range from 2 ms to 40 ms, preferably 4 ms to 30 ms, preferably 8 ms to 20 ms, and / or
  • Cycle time is in the range from 20 ms to 100 ms, preferably 30 ms to 70 ms, and is preferably 50 ms. This enables reliable detection of objects, i. H. in particular of raw targets and / or of reflected signals from the surroundings of the vehicle.
  • the combination is designed to obtain a numerically increased (effective) acquisition time period for the acquisition result by combining a plurality of sensor signals recorded in succession in time, in particular of the same reception antennas, each with an acquisition time period shorter than the increased acquisition time period.
  • the correct phase combination can be achieved, for example, by matching the phases by means of the comparison. Even the right phase
  • the combination may be viewed as a coherent addition and / or as an integration.
  • the invention also relates to a radar system for a vehicle with at least one or at least two receiving antennas, comprising one
  • Processing device which is adapted so that the processing device carries out the following steps:
  • Receiving antennas of the radar system preferably by means of an analog-digital conversion, the sensor signal detected thereby being specific for a detection of raw targets by the radar system,
  • phase-adjusted sensor signals from different ones of the repetitions of the steps is carried out in order to
  • the radar system according to the invention thus brings with it the same advantages as those described in detail with regard to FIG.
  • Radar system may be suitable to carry out a method according to the invention.
  • the receiving antennas are provided as at least two or at least three or at least four or at least five receiving antennas. This enables a reliable detection of the surroundings of the vehicle.
  • the radar system is designed, for example, as a 24 GHz or as a 77 GHz radar system.
  • the radar system is designed as a continuous wave radar, in particular as an FMCW (English: frequency modulated continuous wave radar), which can carry out a distance and / or speed measurement.
  • FMCW frequency modulated continuous wave radar
  • the vehicle can be a motor vehicle and / or
  • the (possibly processed) acquisition information is For example, used by an assistance system and / or by a control device of the vehicle, which provides at least partially autonomous driving and / or automatic parking of the vehicle.
  • a processing means such as a computer program, in particular a computer program product, is provided which, when executed by the processing device, causes the processing device to carry out the steps of a method according to the invention.
  • a computer program is protected as the subject of this invention.
  • a computer-readable medium is also protected,
  • Figure 1 is a schematic view of a vehicle with a
  • Figure 2 is a schematic diagram of components of a
  • Figure 3 is a schematic representation of a detection of a
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a comparison of a method according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a combination in a method according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a combination in a method according to the invention
  • Figure 7 is a schematic representation for visualizing the steps of a method according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle 1 with a radar system 10 according to the invention.
  • An arrow symbolizes the direction of movement of the vehicle 1.
  • a moving object 6 in the form of another vehicle in front and a static object 7 in an environment 2 of the vehicle 1 are shown.
  • the moving and static object is in each case objects 5 which lie in at least one detection field 14 of the radar system 10.
  • FIG. 1 shows different detection fields 14 for different positions of at least one receiving antenna 30, which can be provided alternatively or in combination.
  • the arrangement of the radar system 10 is at least partially possible in the exterior mirror or in the bumper or the like.
  • a radar sensor 11 can, as a detector 11, depending on the position of the vehicle 1, reflections from these objects 5 via the at least one
  • FIG. 2 shows the detection described in more detail with the aid of a schematic circuit diagram of a radar system 10 according to the invention.
  • a transmission signal 103 is generated via a transmission processing unit 21, which is emitted into the surroundings 2 of the vehicle 1 via the at least one transmission antenna 20.
  • a transmission signal 103 is shown in more detail by way of example in FIG. 3.
  • the radar system is, for example, a
  • Continuous wave radar and / or an FMCW radar (English: frequency modulated continous wave radar), which in particular a distance and / or
  • Speed measurement preferably by means of the Doppler effect. It can be, for example, a 24 GHz or 77 GHz radar system.
  • the transmission signal 103 can be modulated with respect to the frequency f, for example.
  • N frequency chirps can be output sequentially within the time period T1 with a varying frequency f as a transmission signal 103 via the at least one transmission antenna 20.
  • the frequency f can change over time in the range of the bandwidth B.
  • each chirp is then T1 / N, as is also shown schematically in FIG. 3 by a double arrow.
  • T1 / N the duration of each chirp is then T1 / N, as is also shown schematically in FIG. 3 by a double arrow.
  • it can be linear
  • Frequency modulation can be used, in which the frequency f changes linearly within the bandwidth B for a respective chirp.
  • an evaluation of a received signal 101 (or also: detection signal 101) can take place within the period T2-T1.
  • the entire measuring cycle thus has a time period T2, which thus corresponds to a cycle time period T2.
  • the receiving antennas 30 can be arranged equidistantly at a predetermined distance for receiving at least one detection signal 101.
  • the transmitted transmission signal 103 can be reflected and / or scattered back by each object 5 in the detection field 14, and thus at least one of the
  • the detection signal 101 received thereby can then be demodulated and / or downmixed, in particular by the demodulator 33 or the downmixer 33 shown. Subsequently, the detection signal 101 (also referred to as sensor signal 101) can be converted into a digital by an analog-digital converter of a reception processing unit 31
  • Detection information 102 (also referred to as a detected sensor signal 102) may be converted.
  • the data determined in this way can be stored in an MxN matrix with M samples per chirp and N chirps.
  • a spectrum 110 can then be determined by a Fourier transformation of the matrix (i.e. the acquisition information 102), which spectrum is specific for a relative speed and / or a distance of the objects 5 in the environment 2 in the acquisition field 14. This is in particular a two-dimensional spectrum 110
  • the different coordinates represent the different parameters (such as the distance and the relative speed).
  • the reference frequency 104 used for this purpose can then be phase-shifted by a phase shifter 32 and thus converted into a phase-shifted reference frequency 105.
  • an I&Q process in-phase & quadrature process
  • acquisition information 102 further processing of the acquisition information 102 can take place according to the invention.
  • the spectrum 110 can then be determined from this processed acquisition information 102.
  • the acquisition information 102 is first, for example, phase-adjusted
  • FIG. 4 schematically shows the implementation of a comparison in a method according to the invention with further details. It can be seen that a sensor signal 101 for a first receiving antenna 30a, a sensor signal 101 for a second receiving antenna 30b, a sensor signal 101 for a third
  • Receiving antenna 30c and a sensor signal 101 for a fourth receiving antenna 30d received and converted into a detected sensor signal 102 (detection information 102) by means of a reception processing unit 31.
  • the number of receiving antennas is exemplary, so that additional receiving antennas 30 and thus further sensor signals 101 can also be provided if necessary.
  • the first receiving antenna 30a can be defined as a reference antenna 30a.
  • the sensed sensor signal 102 of the reference antenna 30a can be compared with the sensed sensor signal 102 of the second receiving antenna 30b by a phase-adjusted sensor signal 120 for the second
  • phase-adjusted sensor signal 120 for the third receiving antenna 30c and a phase-adjusted sensor signal 120 for the fourth receiving antenna 30d can also be determined.
  • These determined phase-adjusted sensor signals 120 can then be assigned to a specific cycle in which they were recorded. This cycle is designated I in FIG. 4 by way of example.
  • a combination 150 of the phase-adapted sensor signals 120 of a first cycle I is carried out with the phase-adapted sensor signals 21 of a second cycle II that follows in time.
  • a combination 150 of the phase-adapted sensor signals 120 of a first cycle I is carried out with the phase-adapted sensor signals 21 of a second cycle II that follows in time.
  • Detection results 121 can be determined.
  • FIG. 6 schematically shows that with this combination 150, at least one of the phase-adapted sensor signals 120 used for the combination 150 must be shifted from values 160 with respect to position 161.
  • a method according to the invention is schematically visualized in FIG. According to a first method step 501, a detection of a sensor signal 101 is carried out at each of the receiving antennas 30 of the radar system 10, the sensor signal 102 detected thereby being specific for a detection of raw targets 5 by the radar system 10. Then, according to a second method step 501
  • Method step 502 a comparison of the detected sensor signals 102 of different ones of the receiving antennas 30 is carried out in each case to provide a phase-adapted sensor signal 120.
  • a combination 150 of the phase-adjusted sensor signals 120 is executed
  • transmission processing unit (in particular with voltage-controlled oscillator, high-frequency generator, digital-analog converter)
  • reception processing unit (in particular with analog-digital converter)

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Abstract

Verfahren zur Erfassung bei einem Radarsystem (10) mit wenigstens einer Empfangsantenne (30) eines Fahrzeuges (1), wobei die nachfolgenden Schritte wiederholt durchgeführt werden: - Durchführen einer Erfassung eines Sensorsignals (101 ) bei jeder der Empfangsantennen (30) des Radarsystems (10), wobei das jeweils hierdurch erfasste Sensorsignal (102) für eine Detektion von Rohzielen (5) durch das Radarsystem (10) spezifisch ist, - Durchführen eines Vergleichs des erfassten Sensorsignals oder der erfassten Sensorsignale (102) verschiedener der Empfangsantennen (30) jeweils zur Bereitstellung eines phasenangepassten Sensorsignals (120), wobei eine Kombination der phasenangepassten Sensorsignale (120) aus verschiedenen der Wiederholungen der Schritte durchgeführt wird, um ein Erfassungsergebnis (121) bereitzustellen.

Description

Verfahren zur Erfassung bei einem Radarsystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung bei einem
Radarsystem. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Radarsystem.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei einem Radarsystem eines Fahrzeuges in regelmäßigen Abständen reflektierte Signale durch das Radarsystem erfasst werden, um anhand dieser Erfassung Rohziele in einer Umgebung des Fahrzeuges zu detektieren. Ein Qualitätsmaß für diese Detektion kann das sogenannte Signal-zu-Rausch-Verhältnis sein. Dabei hat sich gezeigt, dass eine längere Messung bzw. Integration eines Erfassungssignals diesen Wert verbessern kann.
Jedoch ist es häufig ein Problem, dass sich die Messzeit bzw. Integrationszeit bei einem Radarsystem nicht ohne Weiteres verlängern lässt. Ebenfalls kann die
Erhöhung der Messzeit bzw. Integrationszeit zu einem höheren Leistungsverbrauch führen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend
beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu reduzieren. Insbesondere ist es eine Aufgabe, eine verbesserte Erfassung bei einem Radarsystem eines Fahrzeuges bereitzustellen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Radarsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem
erfindungsgemäßen Radarsystem, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Erfassung bei einem Radarsystem mit wenigstens einer oder wenigstens zwei Empfangsantennen eines Fahrzeuges.
Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte wiederholt durchgeführt werden, bevorzugt nacheinander in der angegebenen oder in beliebiger Reihenfolge, wobei einzelne Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:
Durchführen einer Erfassung eines Sensorsignals bei jeder der
Empfangsantennen des Radarsystems, wobei das jeweils erfasste
Sensorsignal für eine Detektion von Rohzielen durch das Radarsystem spezifisch ist,
Durchführen einer Verarbeitung und insbesondere eines Vergleichs des erfassten Sensorsignals (insbesondere der gleichen Empfangsantenne) - oder der erfassten Sensorsignale verschiedener der Empfangsantennen - jeweils zur Bereitstellung eines phasenangepassten Sensorsignals, wobei insbesondere hierbei das erfasste Sensorsignal einer ersten Empfangsantenne als
Referenzantenne mit dem erfassten Sensorsignal einer zweiten
Empfangsantenne verglichen wird, und/oder (insbesondere davon unabhängig) das erfasste Sensorsignal der Referenzantenne mit dem erfassten
Sensorsignal einer dritten Empfangsantenne verglichen wird, und/oder
(insbesondere davon unabhängig) das erfasste Sensorsignal der
Referenzantenne mit dem erfassten Sensorsignal einer vierten
Empfangsantenne verglichen wird.
Die vorgenannten Schritte können wiederholt durchgeführt werden, wobei
insbesondere die Zeitdauer bzw. zeitlichen Abstände der einzelnen Wiederholungen einer Zykluszeitdauer entspricht.
Dabei kann neben der Verbesserung des Signal-zu-Rausch Verhältnisses einer Antenne ggf. der Vorteil durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erzielt werden, dass alle weiteren Empfangsantennen eine gleichwertige Verbesserung erreichen, um einen Einfallswinkel bestimmen zu können.
Es ist möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, bevorzugt nach dem Vergleich und/oder bei jeder Wiederholung, eine Kombination der phasenangepassten Sensorsignale aus verschiedenen der Wiederholungen der Schritte durchgeführt wird, um ein Erfassungsergebnis bereitzustellen.
So kann beispielsweise innerhalb einer Wiederholung das phasenangepasste
Sensorsignal einer bestimmten der Empfangsantennen aus dieser Wiederholung mit dem phasenangepassten Sensorsignal der gleichen Empfangsantenne aus der vorangegangenen Wiederholung kombiniert werden. Diese Kombination kann zum Beispiel für die zweite und/oder dritte und/oder vierte Empfangsantenne und/oder weitere (inkls. der Referenzantenne) durchgeführt werden.
Im Rahmen der Erfindung wird unter einem Vergleich insbesondere eine (z. B. mittels eines Computers durchgeführte) Verarbeitung verstanden, bei welcher das erfasste Sensorsignal einer gleichen Empfangsantenne und/oder die erfassten Sensorsignale verschiedener der Empfangsantennen miteinander verarbeitet und daher
berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird ein Vergleich z. B. dadurch ermöglicht, dass das Ergebnis der Verarbeitung von den Unterschieden der Sensorsignale (wie der Phasendifferenz) voneinander abhängig ist. Auch kann es möglich sein, dass das Sensorsignal einer einzigen Empfangsantenne mit sich selbst verglichen bzw.
verarbeitet wird, z. B. durch eine Multiplikation des Sensorsignals mit dem konjugiert komplexen Sensorsignal.
Nachfolgend sind zwei mögliche Varianten für den Vergleich bespielhaft dargestellt. Der Vergleich kann entsprechend durch jede dieser zwei Varianten erfolgen, wobei die zweite eine Vereinfachung der ersten ist: Eine erste Ausgestaltung des Vergleichs gemäß einer ersten Variante wird nachfolgend beispielhaft dargestellt. So kann das Sensorsignal in der nachfolgenden Form als m(t,l) beschrieben werden:
Figure imgf000006_0001
mit t als Zeit, I als eine Antennennummer, m(t, V) =
Figure imgf000006_0002
ίwh^ΐ eίqi + ei als das
Rauschen in dieser Antenne und
o> (t) als eine Frequenz des Ziels sowie An als eine Amplitude des Ziels/Quelle wh(ί) kann dabei für einen kurzen Betrachtunsgzeitraum als konstant angesehen werden, wird sich aber über einen längeren Zeitraum ändern.
Figure imgf000006_0003
a ist hierbei eine Konstante und enthält alle HF Parameter (Chirp Parametisierung, Trägerfrequenz).
Nun kann die Messung an verschiedenen Zeitpunkten stattfinden, also: To, Ti, J2 usw., wobei die Folge nicht äquidistant sein muss. Es ist z. B. möglich, dass die Zeitpunkte wie folgt festgelegt sind: To=0, Ti=50ms, T2=78ms, T3=113ms, usw.
Durch eine Fourier-T ransformation (FT) kann nun über einen kurzen Ausschnitt von m(t), z.B. FT über 8ms, hh(w) erhalten werden. Neben Rauschen enthält hh(w) auch die Quellen s zum Zeitpunkt Tk
Figure imgf000006_0004
Nun kann e so größer oder gleich An sein, dass man den Peak im Spektrum nicht sieht. Durch koheräntes Addieren mehrerer Messungen könnte An deutlich über e angehoben werden. Dadurch, dass die Messzeitpunkte Tk nicht beliebig genau bekannt sind, ist wh auch nicht beliebig genau bekannt: Tk=Tk+Tjitter. Ebenso muss sich wh nicht wie oben Verhalten. Diese Unsicherheit wird in erster Näherung auch in Tjitter gepackt.
Figure imgf000007_0001
Das kohärente Aufaddieren kann durch die Unsicherheit von Tjitter unmöglich gemacht werden. Daher kann erfindungsgemäß ggf. ausgenutzt werden, dass Tjitter für alle Empfangsantennen gleich ist, und mit mit der negativen Phase je Frequenzbin multipliziert werden:
Figure imgf000007_0002
Die Rauschanteile werden umbenannt, da hier nur die Phase gedreht wurde zu:
Figure imgf000007_0003
Wenn nun der Rauschanteil e(j*ö) umgeschrieben wird zu
e(-j* d)=(1 +b) kann man es durchmultiplizieren zu:
Figure imgf000007_0004
b wird dabei als“rauschartig” aufgefasst und deshalb der gesamte Term EMIA zugeschrieben.
Es folgt:
Figure imgf000008_0001
Es kann nun ein Ziel bei w(Tk) geschätzt werden. Aufgrund der Chirp
Parametrisierung ist die Lage des potentiellen Ziels zu allen vorherigen
Messzeitpunkten bekannt, w (T(k-ΐ)), w (T(k-2)), ...
Die komplexwertigen Werte A(Tk) an den Binpositionen entprechend des
Bewegungsmodells werden addiert und können damit An über e heben.
Nachfolgend ist beispielhaft die zweite Variante des Vergleichs dargestellt:
Anstatt, wie oben beschrieben, das Spektrum mit der Referenzphase je Bin aus der Referenzantenne zu korrigieren, kann auch nur mit dem konjugiert komplexen Wert der Referenzantenne multipliziert werden. Dadurch werden die Amplituden zwar zu einer Art Leistung skaliert, doch bietet dies Rechenaufwand Vorteile: m *exp(-j*phase(mo)) = mi * conj(mo)/sqrt(Re(mo)2+!m(mo)2) wird vereinfacht zu: m *conj(mo) wobei„conj“ die komplexe Konjugation,„exp“ die Exponentialfunktion und sqrt die Quadratwurzel ist.
Zwischen diesen beiden Varianten 1 ) und 2) gibt es noch eine Lösung 1 b), bei der 1 /sqrt geschätzt wird. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dabei den Vorteil bereitstellen, dass die Messzeit bzw. Integrationszeit für die jeweilige Erfassung effektiv bei dem
Erfassungsergebnis erhöht werden kann. In anderen Worten kann ein Signal-zu- Rausch-Verhältnis verbessert werden. Dies kann bevorzugt bei gleichzeitiger
Beibehaltung der Zykluszeitdauer und/oder der Messzeit (Erfassungszeitdauer) pro Zyklus erfolgen. Dadurch, dass diese Verbesserung nicht nur eine Empfangsantenne, sondern alle Empfangsantennen betriffen kann, ist neben der reinen Detekion auch eine korrekte Bestimmung des Einfallswinkels möglich.
Selbst wenn das S/N (Signal zu Rausch Verhältnis) aussreichen würde, um eine Detekion zu ermöglichen, kann vorteilhafterweise über ein erfindungsgemäßes Verfahren das S/N auf allen Empfangsantennen vergrößert werden, und damit die Winkelbestimmung stabilisiert.
Das Erfassungsergebnis entspricht beispielsweise hinsichtlich der Information und/oder der Dimensionen (zum Beispiel als zweidimensionale Matrix) dem einzelnen Sensorsignal, aus welchem das Erfassungsergebnis durch die Kombination
entstanden ist. Im Gegensatz zu diesem Sensorsignal kann das Erfassungsergebnis allerdings ein verbessertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweisen. Es ist dabei möglich, dass mittels einer zweidimensionalen Fouriertransformation der
Sennsorsignale ein zweidimensionales Erfassungsergebnis (2D-Spektrum) ermittelt werden kann, welches für eine Geschwindigkeit und/oder für einen räumlichen
Abstand der Rohziele spezifisch ist.
Ebenso ist es möglich, dass das Erfassungsergebnis für Bewegungsmodelle außerhalb des eindeutigen Spektralbereich berechnet wird.
Optional kann es vorgesehen sein, dass eine der Empfangsantennen als
Referenzantenne definiert wird, und der Vergleich dadurch durchgeführt wird, dass für jede der weiteren Empfangsantennen das erfasste Sensorsignal der jeweiligen weiteren Empfangsantenne mit dem erfassten Sensorsignal der Referenzantenne verarbeitet wird, um das phasenangepasste Sensorsignal der jeweiligen weiteren Empfangsantenne zu erhalten. Auf diese Weise kann zum Beispiel ein phasenangepasstes Sensorsignal der zweiten Empfangsantenne, ein
phasenangepasstes Sensorsignal der dritten Empfangsantenne und ein
phasenangepasstes Sensorsignal der vierten Empfangsantenne erhalten werden, wobei eine erste Empfangsantenne als die Referenzantenne dient. Insbesondere wird bei diesem Vergleich genutzt, dass aufgrund äquidistanter und/oder vorbekannter räumlicher Abstände der Empfangsantennen zueinander die Phasenbeziehung der Sensorsignale dieser Empfangsantennen zueinander bekannt ist. Daher kann auf diese Weise durch den Vergleich die Phase der Sensorsignale harmonisiert und/oder normalisiert werden. Dies kann zudem die anschließende Kombination der
Sensorsignale ermöglichen, da die Kombination aufgrund der unterschiedlichen Phasen der Sensorsignale sonst gegebenenfalls nicht möglich wäre.
Es kann optional möglich sein, dass jedes der erfassten Sensorsignale in der Form einer digitalen Erfassungsinformation mit verschiedenen Werten und jeweils verschiedenen (ggf. zumindest teilweise räumlichen) Positionen, insbesondere einer ein- oder zweidimensionalen Koordinate, bevorzugt für eine Erfassungsfeld des Radarsystems vorliegt, und vorzugsweise die phasenangepassten Sensorsignale anhand des Vergleichs aus diesen Werten und Positionen gebildet werden, wobei bevorzugt für die Kombination die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Durchführen einer Verschiebung der Werte bei den phasenangepassten Sensorsignalen in Abhängigkeit von einem Detektionsparameter der Detektion, insbesondere einer Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung und/oder dergleichen des Fahrzeuges,
Durchführen eine Linearkombination der phasenangepassten Sensorsignale gleicher Empfangsantennen, vorzugsweise durch eine Bildung eines
arithmetischen Mittelwerts oder einer Summenbildung oder dergleichen.
Da die Sensorsignale verschiedener Wiederholungen nicht unmittelbar nacheinander erfasst werden, sondern erst nach gewissen zeitlichen Abständen (zum Beispiel der Zykluszeitdauer), ist je nach der Bewegung des Fahrzeuges in der Zwischenzeit bereits eine relative Position zwischen dem Fahrzeug und dem Rohziel verändert worden. Da die Werte und Positionen für die Detektion dieses Rohziels spezifisch sein können, muss entsprechend die Bewegung des Fahrzeuges bei der Kombination berücksichtigt werden. Dies kann durch eine Anpassung der Positionsinformationen des Sensorsignals anhand des Detektionsparameters erfolgen.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das erfasste Sensorsignal für einen Abstand und/oder eine Relativgeschwindigkeit wenigstens eines durch die Detektion detektierten Rohziels spezifisch ist. Zur Ermittlung dieser Informationen kann beispielsweise eine Fouriertransformation des Sensorsignals bzw. des
Erfassungsergebnisses durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die
Kombination für mehrere und insbesondere jede der Wiederholungen durchgeführt wird, um jeweils das Erfassungsergebnis bereitzustellen, wobei aus den
Erfassungsergebnissen jeweils ein Spektrum für die Detektion ermittelt wird. Das Spektrum kann beispielsweise zweidimensional ausgeführt sein, um in einfacher Weise einen Abstand und/oder eine Relativgeschwindigkeit für die Rohziele zu ermitteln.
Ein weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung ist erzielbar, wenn eine der
Empfangsantennen als Referenzantenne für weitere der Empfangsantennen definiert wird, und jedes der erfassten Sensorsignale in der Form einer digitalen
Erfassungsinformation mit verschiedenen Werten und jeweils verschiedenen
Positionen vorliegt, wobei vorzugsweise bei dem Vergleich ein Verarbeiten der erfassten Sensorsignale verschiedener der Empfangsantennen dadurch erfolgt, dass positionsweise das erfasste Sensorsignal der jeweiligen weiteren Empfangsantenne mit einer komplex konjugierten des erfassten Sensorsignals der Referenzantenne multipliziert wird, um jeweils ein phasenangepasstes Sensorsignal für die jeweilige weitere Empfangsantenne bereitzustellen. In anderen Worten kann eine Projektion durchgeführt werden, bei welcher die Phasen harmonisiert werden. Dies ermöglicht die zuverlässige weitere Verarbeitung unterschiedlicher Sensorsignale
unterschiedlicher Wiederholungen. Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung die Kombination mit den phasenangepassten Sensorsignalen aus mindestens zwei oder mindestens drei oder mindestens vier der Wiederholungen durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch ein Rauschen bei dem Sensorsignal reduziert werden kann. In anderen Worten kann das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verbessert werden.
Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Kombination jeweils nur mit den phasenangepassten Sensorsignalen gleicher Empfangsantennen durchgeführt wird. Dabei kann auch ein Erfassungsergebnis für jede der Empfangsantennen (gegebenenfalls außer der Referenzantenne) pro Wiederholung ermittelt werden.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die wiederholten Erfassungen des Sensorsignals jeweils während einer Erfassungszeitdauer durchgeführt werden, wobei insbesondere die Wiederholungen im Zeitabstand einer Zykluszeitdauer durchgeführt werden.
Es ist ferner möglich, dass die Erfassungszeitdauer im Bereich von 2 ms bis 40 ms, vorzugsweise 4 ms bis 30 ms, bevorzugt 8 ms bis 20 ms liegt, und/oder die
Zykluszeitdauer im Bereich von 20 ms bis 100 ms, vorzugsweise 30 ms bis 70 ms liegt, und bevorzugt 50 ms beträgt. Dies ermöglicht eine zuverlässige Detektion von Objekten, d. h. insbesondere von Rohzielen und/oder von reflektierten Signalen aus der Umgebung des Fahrzeuges.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Kombination dazu ausgeführt ist, eine numerisch erhöhte (effektive) Erfassungszeitdauer für das Erfassungsergebnis dadurch zu erhalten, dass mehrere zeitlich aufeinanderfolgend erfasste Sensorsignale insbesondere gleicher Empfangsantennen mit jeweils einer Erfassungszeitdauer geringer als die erhöhte Erfassungszeitdauer phasenrichtig miteinander kombiniert werden. Die phasenrichtige Kombination kann zum Beispiel durch eine Angleichung der Phasen mittels des Vergleichs erfolgen. Auch kann die phasenrichtige
Kombination ggf. als ein kohärentes Aufaddieren und/oder als eine Integration angesehen werden. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Radarsystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einer oder wenigstens zwei Empfangsantennen, aufweisend eine
Verarbeitungsvorrichtung, welche so angepasst ist, dass die Verarbeitungsvorrichtung die nachfolgenden Schritte ausführt:
Durchführen einer Erfassung eines Sensorsignals bei jeder der
Empfangsantennen des Radarsystems, bevorzugt durch eine Analog-Digital- Umwandlung, wobei das jeweils hierdurch erfasste Sensorsignal für eine Detektion von Rohzielen durch das Radarsystem spezifisch ist,
Durchführen eines Vergleichs des erfassten Sensorsignals oder der erfassten Sensorsignale verschiedener der Empfangsantennen jeweils zur Bereitstellung eines phasenangepassten Sensorsignals,
wobei vorzugsweise eine Kombination der phasenangepassten Sensorsignale aus verschiedenen der Wiederholungen der Schritte durchgeführt wird, um ein
Erfassungsergebnis bereitzustellen. Damit bringt das erfindungsgemäße Radarsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein
erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann das
Radarsystem geeignet sein, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Empfangsantennen als mindestens zwei oder mindestens drei oder mindestens vier oder mindestens fünf Empfangsantennen vorgesehen sind. Dies ermöglicht eine zuverlässige Erfassung der Umgebung des Fahrzeuges.
Das Radarsystem ist bspw. als ein 24 GHz- oder als ein 77 GHz-Radarsystem ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich ist das Radarsystem als ein Dauerstrichradar, insbesondere als ein FMCW (englisch: frequency modulated continous wave radar) ausgebildet, welches eine Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung durchführen kann.
Ferner kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug und/oder
Personenkraftfahrzeug und/oder autonomes Fahrzeug und/oder Elektrofahrzeug und/oder dergleichen handeln. Die (ggf. verarbeitete) Erfassungsinformation wird bspw. durch ein Assistenzsystem und/oder durch ein Steuergerät des Fahrzeuges genutzt, welches ein zumindest teilweise autonomes Fahren und/oder automatisches Einparken des Fahrzeuges bereitstellt.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Verarbeitungs- mittel wie ein Computerprogramm, insbesondere Com puterprogramm produkt, vorgesehen ist, welches bei Ausführung durch die Verarbeitungsvorrichtung diese zur Durchführung der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranlasst. Ferner ist ein solches Computerprogramm als Gegenstand dieser Erfindung unter Schutz gestellt. Ebenfalls unter Schutz gestellt ist ein computerlesbares Medium,
insbesondere ein Datenträger, mit dem erfindungsgemäßen Computerprogramm.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem
erfindungsgemäßen Radarsystem sowie eines weiteren
vorausfahrenden Fahrzeuges jeweils in einer Seitenansicht,
Figur 2 ein schematisches Schaltbild von Komponenten eines
erfindungsgemäßen Radarsystems,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Detektion eines
erfindungsgemäßen Radarsystems,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Vergleichs eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 5 eine schematische Darstellung einer Kombination bei einem erfindungsgemäßen Verfahren,
Figur 6 eine schematische Darstellung einer Kombination bei einem erfindungsgemäßen Verfahren,
Figur 7 eine schematische Darstellung zur Visualisierung der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Radarsystem 10 gezeigt. Ein Pfeil symbolisiert dabei die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges 1. Darüber hinaus ist ein bewegtes Objekt 6 in der Form eines weiteren vorausfahrenden Fahrzeuges sowie ein statisches Objekt 7 in einer Umgebung 2 des Fahrzeuges 1 gezeigt. Bei dem bewegten und statischen Objekt handelt es sich jeweils um Objekte 5, welche in wenigstens einem Erfassungsfeld 14 des Radarsystems 10 liegen.
Beispielhaft sind dabei in Figur 1 verschiedene Erfassungsfelder 14 für verschiedene Positionen wenigstens einer Empfangsantenne 30 gezeigt, welche alternativ oder kombinativ vorgesehen sein können. So ist die Anordnung des Radarsystems 10 zumindest teilweise im Außenspiegel oder im Stoßfänger oder dergleichen möglich.
Ein Radarsensor 11 kann dabei als Detektor 11 abhängig von der Position des Fahrzeuges 1 Reflexionen von diesen Objekten 5 über die wenigstens eine
Empfangsantenne 30 empfangen und anhand dieser Reflexionen die Objekte 5 als Rohziele 5 detektieren und/oder die Umgebung 2 rekonstruieren. Hierzu wird ein Erfassungssignal 101 erfasst und eine Signalverarbeitung des Erfassungssignals 101 durch eine Verarbeitungsvorrichtung 15 durchgeführt, wobei das Erfassungssignal 101 von der wenigstens einen Empfangsantenne 30 empfangen werden kann. In Figur 2 ist die beschriebene Erfassung mit weiteren Einzelheiten anhand eines schematischen Schaltbilds eines erfindungsgemäßen Radarsystems 10 näher dargestellt. Beispielhaft ist wenigstens eine Sendeantenne 20 sowie wenigstens eine erste 30a, zweite 30b sowie dritte 30c Empfangsantenne vorgesehen. Zunächst wird dabei über eine Sendeverarbeitungseinheit 21 ein Sendesignal 103 generiert, welches über die wenigstens eine Sendeantenne 20 in die Umgebung 2 des Fahrzeuges 1 abgestrahlt wird. Ein solches Sendesignal 103 ist beispielhaft in Figur 3 näher dargestellt. Bei dem Radarsystem handelt es sich zum Beispiel um ein
Dauerstrichradar und/oder um ein FMCW-Radar (englisch: frequency modulated continous wave radar), welches insbesondere eine Abstands- und/oder
Geschwindigkeitsmessung, vorzugsweise mittels des Doppler-Effekts, bereitstellt. Es kann sich dabei beispielsweise um ein 24 GHz- oder 77 GHz-Radarsystem handeln. Um Parameter von Objekten 5 in der Umgebung 2 des Fahrzeuges 1 , wie zum
Beispiel Abstand oder Geschwindigkeit oder den Winkel, zu erfassen, kann das Sendesignal 103 zum Beispiel hinsichtlich der Frequenz f moduliert werden.
Vorteilhafterweise können zur Erfassung sequenziell N Frequenz-Chirps innerhalb der Zeitdauer T1 mit einer variierenden Frequenz f als Sendesignal 103 über die wenigstens eine Sendeantenne 20 ausgegeben werden. Bei einem solchen Chirp kann sich die Frequenz f zeitlich im Bereich der Bandbreite B verändern. Die
Zeitdauer eines jeweiligen Chirps ist dann T1/N, wie in Figur 3 auch durch einen Doppelpfeil schematisch dargestellt ist. Es kann beispielsweise eine lineare
Frequenzmodulation genutzt werden, bei welcher bei einem jeweiligen Chirp die Frequenz f sich linear innerhalb der Bandbreite B verändert. Nach der Zeitdauer T 1 kann innerhalb der Periode T2-T1 eine Auswertung eines Empfangssignals 101 (oder auch: Erfassungssignal 101 ) erfolgen. Der gesamte Messzyklus hat somit eine Zeitdauer T2, welche somit einer Zykluszeitdauer T2 entspricht.
Gemäß Figur 2 können zum Empfangen mindestens eines Erfassungssignals 101 die Empfangsantennen 30 äquidistant in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sein. Durch jedes Objekt 5 im Erfassungsfeld 14 kann das ausgesendete Sendesignal 103 reflektiert und/oder zurückgestreut werden, und somit mindestens eine der
Empfangsantennen 30 erreichen. Das hierdurch empfangene Erfassungssignal 101 kann anschließend demoduliert und/oder abwärtsgemischt werden, insbesondere durch den gezeigten Demodulator 33 bzw. die Abwärtsmischer 33. Anschließend kann das Erfassungssignal 101 (auch als Sensorsignal 101 bezeichnet) durch einen Analog-Digital-Wandler einer Empfangsverarbeitungseinheit 31 in eine digitale
Erfassungsinformation 102 (auch als ein erfasstes Sensorsignal 102 bezeichnet) umgewandelt werden. Bis zum Ende der Zeitdauer T1 als eine Erfassungszeitdauer T1 können die hierdurch ermittelten Daten in einer MxN-Matrix mit M Samples pro Chirp und N Chirps eingespeichert werden. Anhand dieser Matrix kann anschließend durch eine Fouriertransformation der Matrix (d. h. der Erfassungsinformation 102) ein Spektrum 110 ermittelt werden, welches für eine Relativgeschwindigkeit und/oder eine Distanz der Objekte 5 in der Umgebung 2 im Erfassungsfeld 14 spezifisch ist. Es handelt sich dabei insbesondere um ein zweidimensionales Spektrum 110
(entsprechend der zweidimensionalen Matrix gemäß der Erfassungsinformation 102), sodass die unterschiedlichen Koordinaten die unterschiedlichen Parameter (wie die Distanz und die Relativgeschwindigkeit) repräsentieren.
Um bei der Erfassung auch eine Phase des Erfassungssignals 101 ermitteln zu können, kann es möglich sein, dass wenigstens eine der Abwärtsmischungen durch die Abwärtsmischer 33 doppelt ausgeführt ist. Bei einer der Abwärtsmischungen kann dann die hierzu genutzte Referenzfrequenz 104 durch einen Phasenschieber 32 phasenverschoben und somit in eine phasenverschobene Referenzfrequenz 105 umgewandelt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein I & Q-Verfahren (In- Phase-&-Quadrature-Verfahren) bereitgestellt werden.
Um eine (z. B. hinsichtlich des Signal-Rausch-Abstands) verbesserte
Erfassungsinformation 102 zu erhalten, kann erfindungsgemäß eine weitergehende Verarbeitung der Erfassungsinformation 102 erfolgen. Aus dieser verarbeiteten Erfassungsinformation 102 kann dann das Spektrum 110 ermittelt werden. Hierzu wird die Erfassungsinformation 102 bspw. zunächst in ein phasenangepasstes
Sensorsignal 120 umgewandelt, und anschließend ggf. in ein kombiniertes
Sensorsignal 121 (als Erfassungsergebnis 121 ) überführt, aus welchen das Spektrum 110 bestimmt werden kann. In Figur 4 ist schematisch die Durchführung eines Vergleichs bei einem erfindungsgemäßen Verfahren mit weiteren Einzelheiten gezeigt. Dabei ist erkennbar, dass ein Sensorsignal 101 für eine erste Empfangsantenne 30a, ein Sensorsignal 101 für eine zweite Empfangsantenne 30b, ein Sensorsignal 101 für eine dritte
Empfangsantenne 30c sowie ein Sensorsignal 101 für eine vierte Empfangsantenne 30d empfangen und mittels einer Empfangsverarbeitungseinheit 31 jeweils in ein erfasstes Sensorsignal 102 (Erfassungsinformation 102) umgewandelt wird. Die Anzahl der Empfangsantennen ist dabei beispielhaft, sodass gegebenenfalls auch weitere Empfangsantennen 30 und somit weitere Sensorsignale 101 vorgesehen sein können. Die erste Empfangsantenne 30a kann dabei als eine Referenzantenne 30a definiert werden. Das erfasste Sensorsignal 102 der Referenzantenne 30a kann dabei mit dem erfassten Sensorsignal 102 der zweiten Empfangsantenne 30b verglichen werden, um ein phasenangepasstes Sensorsignal 120 für die zweite
Empfangsantenne 30b zu erhalten. Entsprechend kann auch ein phasenangepasstes Sensorsignal 120 für die dritte Empfangsantenne 30c und ein phasenangepasstes Sensorsignal 120 für die vierte Empfangsantenne 30d ermittelt werden. Diese ermittelten phasenangepassten Sensorsignale 120 können dann einem bestimmten Zyklus zugeordnet werden, in welchem sie erfasst worden sind. Dieser Zyklus wird in Figur 4 beispielhaft mit I bezeichnet.
Gemäß Figur 5 ist die weitere Verarbeitung dargestellt, bei welcher eine Kombination 150 der phasenangepassten Sensorsignale 120 eines ersten Zyklus I mit den phasenangepassten Sensorsignalen 21 eines zeitlich darauf folgenden zweiten Zyklus II durchgeführt wird. Auf diese Weise können für jede der Empfangsantennen 30 (gegebenenfalls mit Ausnahme der Referenzantenne 30a) zugehörige
Erfassungsergebnisse 121 ermittelt werden.
In Figur 6 ist schematisch dargestellt, dass bei dieser Kombination 150 zumindest bei einem der für die Kombination 150 genutzten phasenangepassten Sensorsignale 120 gegebenenfalls eine Verschiebung von Werten 160 hinsichtlich der Position 161 erfolgen muss. In Figur 7 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren visualisiert. Dabei wird gemäß einem ersten Verfahrensschritt 501 eine Erfassung eines Sensorsignals 101 bei jeder der Empfangsantennen 30 des Radarsystems 10 durchgeführt, wobei das jeweils hierdurch erfasste Sensorsignal 102 für eine Detektion von Rohzielen 5 durch das Radarsystem 10 spezifisch ist. Anschließend kann gemäß einem zweiten
Verfahrensschritt 502 ein Vergleich der erfassten Sensorsignale 102 verschiedener der Empfangsantennen 30 jeweils zur Bereitstellung eines phasenangepassten Sensorsignals 120 durchgeführt werden. Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 503 wird eine Kombination 150 der phasenangepassten Sensorsignale 120 aus
verschiedenen der Wiederholungen der Schritte durchgeführt, um ein
Erfassungsergebnis 121 bereitzustellen.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
2 Umgebung
5 Objekt, Rohziel
6 bewegtes Objekt
7 statisches Objekt
10 Radarsystem
11 Radarsensor, Detektor
14 Erfassungsfeld, Erfassungsbereich
15 Verarbeitungsvorrichtung
20 Sendeantenne
21 Sendeverarbeitungseinheit (insbesondere mit Spannungsgesteuerter Oszillator, Hochfrequenzgenerator, Digital-Analog-Konverter)
30 Empfangsantenne
30d vierte Empfangsantenne
30a erste Empfangsantenne, Referenzantenne
30b zweite Empfangsantenne
30c dritte Empfangsantenne
31 Empfangsverarbeitungseinheit (insbesondere mit Analog-Digital-Konverter)
32 Phasenschieber, 90°
33 Abwärtsmischer
101 Erfassungssignal, Empfangssignal, Sensorsignal
102 Erfassungsinformation, erfasstes Sensorsignal
103 Sendesignal
104 Referenzsignal, phasengleiche Referenzfrequenz
105 phasenverschobene Referenzfrequenz 110 Spektrum
120 phasenangepasstes Sensorsignal
121 kombiniertes Sensorsignal, Erfassungsergebnis
150 Kombination
160 Wert
161 Position
501 erster Verfahrensschritt
502 zweiter Verfahrensschritt
503 dritter Verfahrensschritt f Frequenz
t Zeit
B Übertragungsbandbreite
N Anzahl Frequenz-Chirps
T1 erste Zeitdauer
T2 zweite Zeitdauer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erfassung bei einem Radarsystem (10) mit wenigstens einer
Empfangsantenne (30) eines Fahrzeuges (1 ), wobei die nachfolgenden Schritte wiederholt durchgeführt werden:
- Durchführen einer Erfassung eines Sensorsignals (101 ) bei jeder der Empfangsantennen (30) des Radarsystems (10), wobei das jeweils hierdurch erfasste Sensorsignal (102) für eine Detektion von
Rohzielen (5) durch das Radarsystem (10) spezifisch ist,
- Durchführen eines Vergleichs des erfassten Sensorsignals (102) oder der erfassten Sensorsignale (102) verschiedener der
Empfangsantennen (30) jeweils zur Bereitstellung eines
phasenangepassten Sensorsignals (120),
wobei eine Kombination (150) der phasenangepassten Sensorsignale (120) aus verschiedenen der Wiederholungen der Schritte durchgeführt wird, um ein Erfassungsergebnis (121 ) bereitzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine der Empfangsantennen (30) als Referenzantenne (30a) definiert wird, und der Vergleich dadurch durchgeführt wird, dass für jede der weiteren Empfangsantennen (30) das erfasste Sensorsignal (102) der jeweiligen weiteren Empfangsantenne (30) mit dem erfassten Sensorsignal (102) der Referenzantenne (30a) verarbeitet wird, um das
phasenangepasste Sensorsignal (120) der jeweiligen weiteren
Empfangsantenne (30) zu erhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes der erfassten Sensorsignale (102) in der Form einer digitalen Erfassungsinformation (102) mit verschiedenen Werten (160) und jeweils verschiedenen Positionen (161 ) eines Erfassungsfelds (14) des
Radarsystems (10) vorliegt, und die phasenangepassten Sensorsignale
(120) anhand des Vergleichs aus diesen Werten und Positionen (161 ) gebildet werden, wobei
für die Kombination (150) die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
- Durchführen einer Verschiebung der Werte (160) bei den phasenangepassten Sensorsignalen (120) in Abhängigkeit von einem Detektionsparameter der Detektion, insbesondere einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges (1 ),
- Durchführen eine Linearkombination der phasenangepassten
Sensorsignale (120) gleicher Empfangsantennen (30).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erfasste Sensorsignal (102) für einen Abstand und eine
Relativgeschwindigkeit wenigstens eines durch die Detektion detektierten Rohziels (5) spezifisch ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kombination (150) für mehrere und insbesondere jede der Wiederholungen durchgeführt wird, um jeweils das Erfassungsergebnis
(121 ) bereitzustellen, wobei aus den Erfassungsergebnissen (121 ) jeweils ein Spektrum (110) für die Detektion ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine der Empfangsantennen (30) als Referenzantenne (30a) für weitere der Empfangsantenne (30) definiert wird, und jedes der erfassten Sensorsignale (102) in der Form einer digitalen Erfassungsinformation (102) mit verschiedenen Werten (160) und jeweils verschiedenen Positionen (161 ) vorliegt, wobei bei dem Vergleich ein Verarbeiten der erfassten Sensorsignale (102) verschiedener der Empfangsantennen (30) dadurch erfolgt, dass positionsweise das erfasste Sensorsignal (102) der jeweiligen weiteren Empfangsantenne (30) mit einer komplex konjugierten des erfassten Sensorsignals (102) der Referenzantenne (30a) multipliziert wird, um jeweils ein phasenangepasstes Sensorsignal (120) für die jeweilige weitere Empfangsantenne (30) bereitzustellen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kombination (150) mit den phasenangepassten Sensorsignalen (120) aus mindestens zwei oder mindestens drei oder mindestens vier der Wiederholungen durchgeführt wird, um ein Rauschen bei dem Sensorsignal (120) zu reduzieren.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kombination (150) jeweils nur mit den phasenangepassten
Sensorsignalen (120) gleicher Empfangsantennen (30) durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wiederholten Erfassungen des Sensorsignals (101 ) jeweils während einer Erfassungszeitdauer (T1 ) durchgeführt werden, wobei die Wiederholungen im Zeitabstand einer Zykluszeitdauer (T2) durchgeführt werden, wobei die Erfassungszeitdauer (T1 ) im Bereich von 2 ms bis 40 ms, vorzugsweise 4 ms bis 30 ms, bevorzugt 8 ms bis 20 ms liegt, und die Zykluszeitdauer (T2) im Bereich von 20 ms bis 100 ms, vorzugsweise 30 ms bis 70 ms liegt, und bevorzugt 50 ms beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kombination (150) dazu ausgeführt ist, eine numerisch erhöhte Erfassungszeitdauer (T 1 ) für das Erfassungsergebnis (121 ) dadurch zu erhalten, dass mehrere zeitlich aufeinanderfolgend erfasste Sensorsignale (102) insbesondere gleicher Empfangsantennen (30) mit jeweils einer Erfassungszeitdauer (T1 ) geringer als die erhöhte Erfassungszeitdauer (T1 ) phasenrichtig miteinander kombiniert werden.
1 1 . Radarsystem (10) mit wenigstens einer Empfangsantenne (30) für ein Fahrzeug (1 ), aufweisend eine Verarbeitungsvorrichtung (15), welche so angepasst ist, dass die Verarbeitungsvorrichtung (15) die nachfolgenden Schritte ausführt:
- Durchführen einer Erfassung eines Sensorsignals (101 ) bei jeder der Empfangsantennen (30) des Radarsystems (10), wobei das jeweils hierdurch erfasste Sensorsignal (102) für eine Detektion von
Rohzielen (5) durch das Radarsystem (10) spezifisch ist,
- Durchführen eines Vergleichs des erfassten Sensorsignals (102) oder der erfassten Sensorsignale (102) verschiedener der
Empfangsantennen (30) jeweils zur Bereitstellung eines phasenangepassten Sensorsignals (120),
wobei eine Kombination (150) der phasenangepassten Sensorsignale (120) aus verschiedenen der Wiederholungen der Schritte durchgeführt wird, um ein Erfassungsergebnis (121 ) bereitzustellen.
12. Radarsystem nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Empfangsantennen (30) als mindestens zwei oder mindestens drei oder mindestens vier oder mindestens fünf Empfangsantennen (30) vorgesehen sind.
13. Radarsystem nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verarbeitungsmittel vorgesehen ist, welches bei Ausführung durch die Verarbeitungsvorrichtung (15) diese zur Durchführung der Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 veranlasst.
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