WO2021121750A1

WO2021121750A1 - Verfahren zur schätzung von korrekturwinkeln in einem radarsensor für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: WO2021121750A1
Application number: PCT/EP2020/080390
Authority: WO
Inventors: Igor Wetoschkin; Marcus Steffen Reiher
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US20220365193A1; CN114846351A; JP7377979B2; JP2023506068A; KR20220110572A; DE102019219653A1

Abstract

Verfahren zur Schätzung von Korrekturwinkeln (γ1, y4) in einem Radarsensor (12) für Kraftfahrzeuge (10), bei welchem Verfahren durch statistische Auswertung von Ortungsdaten, die mit dem Radarsensor (12) aufgenommen wurden, ein Korrekturwinkel berechnet wird, der einer Dejustage des Radarsensors Rechnung trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ortungswinkelbereich (W) des Radarsensors (12) in mehrere Sektoren (S1 - S4) aufgeteilt wird und die statistische Auswertung der Ortungsdaten für die verschiedenen Sektoren gesondert erfolgt, wodurch man für jeden Sektor einen eigenen Korrekturwinkel (γ1, γ4) erhält.

Description

Beschreibung

Titel

Verfahren zur Schätzung von Korrekturwinkeln in einem Radarsensor für Kraft fahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung von Korrekturwinkeln in ei nem Radarsensor für Kraftfahrzeuge, bei welchem Verfahren durch statistische Auswertung von Ortungsdaten, die mit dem Radarsensor aufgenommen wur den, ein Korrekturwinkel berechnet wird, der einer Dejustage des Radarsensors Rechnung trägt. Stand der Technik

In Kraftfahrzeugen werden winkelauflösende Radarsensoren für verschiedene Assistenzfunktionen eingesetzt, beispielsweise für eine automatische Abstands regelung, für Kollisionswarn- und Notbremssysteme und dergleichen, bis hin zu Systemen, die künftig ein vollständig autonomes Fahren ermöglichen sollen.

Bei den meisten Assistenzsystemen dieser Art ist mindestens ein Radarsensor so in der Frontpartie des Fahrzeugs verbaut, dass seine optische Achse mit der Längsachse des Fahrzeugs übereinstimmt, so dass die vom Radarsensor für jedes Objekt gemessenen Ortungswinkel die Winkelablage des betreffenden Objekts in Bezug auf die Längsachse des eigenen Fahrzeugs angeben. Da für einige Assistenzfunktionen nicht nur die Azimutwinkel sondern auch die Elevationswinkel der georteten Objekte benötigt werden, sollte der Radarsensor außerdem so justiert sein, dass seine optische Achse waagerecht verläuft und als Referenz für Winkelmessungen in Elevation dienen kann.

Wenn die optische Achse des Radarsensors nicht korrekt justiert ist, beispiels weise aufgrund von Herstellungstoleranzen des Radarsensors, Einbaufehlern bei der Montage des Radarsensors im Fahrzeug, oder auch aufgrund von me chanischen Einwirkungen wie beispielsweise Parkremplern während des Be triebs des Fahrzeugs, so sind die Ergebnisse sämtlicher Winkelmessungen um einen Dejustagewinkel des Radarsensors verfälscht.

Um fehlerhafte Winkelmessungen und entsprechende Fehleinschätzungen der Verkehrssituation zu vermeiden, kann der Radarsensor nach dem Einbau in das Fahrzeug mit Hilfe einer relativ aufwendigen und zeitraubenden Messpro zedur kalibriert werden, so dass ein etwa vorhandener Justagefehler gemessen und dann später bei der Auswertung der Daten rechnerisch korrigiert werden kann.

Es sind auch Verfahren bekannt, die eine Kontrolle und ggf. Korrektur von Jus tagefehlern auch bei laufendem Betrieb des Fahrzeugs ermöglichen. Beispiele für solche Verfahren werden in DE 102006045 165 A1 beschrieben. Generell schließen diese Verfahren eine statistische Auswertung der Ortungs daten für die von dem Radarsensor georteten Objekte ein. Wenn beispielsweise der Azimutwinkel eines in der eigenen Spur unmittelbar vorausfahrenden Fahr zeugs gemessen wird, so sollte bei korrekter Justage des Sensors der zeitliche Mittelwert der Azimutwinkel gegen 0° konvergieren, da das vorausfahrende Fahrzeug mit gleicher Wahrscheinlichkeit etwas nach rechts oder etwas nach links gegenüber dem eigenen Fahrzeug versetzt sein wird.

Ein anderes Verfahren zur Messung eines Justagefehlers beruht auf der Über- legung, dass ortsfeste Objekte am Straßenrand ihre laterale Relativposition während der Fahrt nicht verändern, jedenfalls nicht, solange das eigene Fahr zeug keine Querbewegungen ausführt. Wenn der Azimutwinkel eines solchen Objekts während der Fahrt über einen gewissen Zeitraum verfolgt wird, so weist der Azimutwinkel aufgrund der während der Fahrt stattfindenden parallakti schen Verschiebung eine charakteristische Zeitabhängigkeit auf. Wenn ein Jus tagefehler vorliegt, so wird diese Zeitabhängigkeit verändert, und es wird eine scheinbare Bewegung des in Wahrheit stationären Objekts in Querrichtung des Fahrzeugs detektiert. Anhand dieses Effekts kann der Justagefehler quantitativ bestimmt werden. Allerdings kann das Ergebnis aufgrund von Messungenauig keiten verfälscht sein. Auch wenn das eigene Fahrzeug während der Messzeit eine leichte Querbewegung ausführt, kann es zu Messfehlern kommen, soweit die Querbewegung des eigenen Fahrzeugs nicht rechnerisch kompensiert wird. Auch bei diesem Verfahren ist es deshalb zur Erhöhung der Genauigkeit üblich, die Daten für mehrere Objekte aufzunehmen und den Justagefehler dann durch statische Mittelung zu bestimmen.

Mit zunehmender Komplexität der Assistenzfunktionen steigen auch die Anfor derungen an die Genauigkeit der Winkelmessungen. Insbesondere ist es bei in Fahrtrichtung nach vorn orientierten Radarsensoren im Sinne eines „voraus- schauenden“ Verhaltens der Assistenzfunktion erwünscht, dass das Verkehrs geschehen auch in relativ weiter Entfernung vor dem eigenen Fahrzeug beo bachtet werden kann. Da jedoch die Lateralpositionen der georteten Objekte, in einem kartesischen Koordinatensystem, proportional zum Azimutwinkel und zum Abstand des Objekts sind, wirken sich Fehler bei der Messung des Azi- mutwinkeis umso stärker aus, je weiter das Objekt entfernt ist. Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine Schätzung von Korrekturwinkeln mit höherer Genauig keit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ortungswinkel bereich des Radarsensors in mehrere Sektoren aufgeteilt wird und die statisti sche Auswertung der Ortungsdaten für die verschiedenen Sektoren gesondert erfolgt, wodurch man für jeden Sektor einen eigenen Korrekturwinkel erhält.

Das erfindungsgemäße Verfahren trägt dem Umstand Rechnung, dass Fehler bei der Winkelmessung nicht nur durch eine Dejustage des Sensors verursacht sein können, sondern auch durch systematische Winkelfehler, die durch Abwei chungen im Strahlengang der Radarstrahlung und/oder durch Fehler in der Auswertung der Messsignale bedingt sind. Beispielsweise kann es zu solchen systematischen Wnkelfehlern kommen, wenn der Radarsensor eine Kon densorlinse mit gewissen Fertigungstoleranzen aufweist oderz.B. hinter einer Stoßstange des Fahrzeugs verbaut ist und es aufgrund der Form der Stoßstan ge oder ggf. auch aufgrund von Verschmutzungen zu einer Ablenkung der Ra darstrahlen ähnlich wie in einem Prisma kommt. Eine andere mögliche Ursache für systematische Winkelfehler sind Laufzeitfehler bei Radarsignalen, die über verschiedene Antennenelemente des Radarsensors gesendet und empfangen werden, beispielsweise bei einer digitalen Strahlformung. Anders als der Fehler, der durch eine Dejustage des Radarsensors verursacht wird, sind die systematischen Winkelfehler in der Regel winkelabhängig. Das heißt, das Ausmaß der Verfälschung der Winkelmessung ist vom jeweiligen Ortungswinkel des georteten Objekts abhängig.

Bei den herkömmlichen Verfahren zur Messung des Justagefehlers wird jedoch über Daten von Objekten gemittelt, die über den gesamten Ortungswinkelbe reich verteilt sind, so dass die winkelabhängigen systematischen Fehler bei der statistischen Auswertung verwischt werden und durch den Korrekturwinkel, der im wesentlichen dem Dejustagewinkel des Sensors entspricht, nicht korrekt ab gebildet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen durch die Aufteilung des Ortungswinkelbereiches in mehrere Sektoren und durch die getrennte, sektor weise Auswertung erreicht, dass die Korrekturwinkel, die man für die verschie denen Sektoren erhält, nicht nur den Dejustagewinkel wiederspiegeln, sondern auch den systematischen Fehler für die Winkel, die innerhalb des betreffenden Sektors liegen. Zwar findet auch hier noch eine statistische Mittelung statt, doch erfolgt die Mittelung nur über einen einzelnen Sektor, so dass das Ergebnis die systematischen Fehler, die tatsächlich bei Objekten innerhalb dieses Sensors auftreten, mit größerer Genauigkeit wiedergibt.

Wenn dann im Rahmen der Assistenzfunktion die Position des georteten Ob jekts bestimmt werden soll, so wird für die Winkelkorrektur jeweils der Korrek- turwinkel benutzt, der zu dem Sektor gehört, in dem das Objekt geortet wurde. Auf diese Weise lassen sich die Fehler bei der Winkelmessung mit höherer Ge nauigkeit kompensieren.

Das Verfahren ist sowohl bei Winkelmessungen im Azimut als auch bei Win- kelmessungen in Elevation anwendbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Da die Funktion, die den systematischen Winkelfehler als Funktion des Winkels angibt, im allgemeinen stetig sein wird, lässt sich das Verfahren dadurch verfei nern, dass man zwischen den Korrekturwinkeln für zwei benachbarte Sektoren interpoliert, wenn das geortete Objekt nicht genau auf der Winkelhalbierenden eines Sektors liegt.

Je größer die Anzahl der Sektoren ist und je kleiner somit der von jedem Sektor eingenommene Winkelbereich ist, desto genauer werden die für diese Sektoren bestimmten Korrekturwinkel mit dem tatsächlichen Winkelfehler übereinstim men. Andererseits sinkt jedoch mit abnehmender Größe der Sektoren auch die Wahrscheinlichkeit, ein Objekt in dem betreffenden Sensor zu orten, so dass mehr Zeit benötigt wird, um ausreichend Daten für eine statistische Analyse zu sammeln.

Mit einer gewissen Einschränkung erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren es auch, den systematischen Wnkelfehler als Funktion des Winkels quantitativ zu bestimmen. Zumindest kann die Variation des Winkelfehlers relativ zu einem festen Referenzwert gemessen werden. Wenn allerdings der Winkelfehler eine konstante Komponente enthält, die unabhängig vom Azimutwinkel für alle geor teten Objekte gleich ist, so hat diese Komponente hinsichtlich der Verfälschung der Wnkelmessung den gleichen Effekt wie ein Justagefehler des Sensors, so dass zwischen diesen beiden Fehlerquellen nicht unterschieden werden kann. Wenn man jedoch die Abweichung des Winkelfehlers von irgendeinem festen Referenzwert betrachtet, so lassen sich die winkelabhängigen systematischen Fehler in verschiedenen Sektoren miteinander vergleichen. Für zwei gegebene, nicht notwendigerweise benachbarte Sektoren oder auch für eine Gruppe aus drei oder mehr Sektoren lässt sich so feststellen, ob die systematischen Winkelfehler in diesen Sektoren gleich sind. Wenn das der Fall ist, kann man die Sektoren zu einem größeren Winkelbereich zusammenfassen und die statistische Auswertung dann für diesen größeren Winkelbereich vor nehmen. Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein Objekt in diesem größeren Winkelbereich geortet wird, und es verkürzt sich die Messdauer, die man benötigt, eine hinreichend große Stichprobe von Ortungsdaten für eine aussagekräftige statistische Analyse aufzunehmen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläu tert.

Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriss eines Kraftfahrzeugs mit einem Radar sensor, der einen Justagefehler aufweist, zusammen mit ei nem Diagramm eines Ortungswinkelbereiches des Radar sensors;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Radarsensors, mit dem das erfin dungsgemäße Verfahren ausführbar ist;

Fig. 3 und 4 Diagramme zur Erläuterung von Verfahren zur Messung ei- nes Justagefehlers des Radarsensors; und

Fig. 5 ein Flussdiagramm für eine Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1 ist im Grundriss ein Kraftfahrzeug 10 gezeigt, das einen in Fahrtrich tung nach vorn gerichteten Radarsensor 12 aufweist.

Eine Achse A gibt die in Fahrtrichtung verlängerte Längsmittelachse des Kraft- 5 fahrzeugs 10 an. Der Radarsensor 12 ist im gezeigten Beispiel nicht korrekt mit der Achse A ausgerichtet, sondern weist einen gewissen Justagefehler auf, d.h., dass seine optische Achse B mit der Achse A einen Winkel d bildet, der den Justagefehler des Radarsensors angibt.

Der Radarsensor 12 hat einen Ortungswinkelbereich W, der hier als zu der op tischen Achse B symmetrischer Kreissektor dargestellt ist.

Weiterhin ist ein kartesisches Koordinatensystem mit einer in Fahrtrichtung ori entierten Achse x und einer in Querrichtung des Fahrzeugs orientierten Achse y eingezeichnet. Ein Punkt P gibt die wahre Position eines von dem Radarsensor 12 georteten Objekts in diesem kartesischen Koordinatensystem an.

Eine Achse AP verbindet den Radarsensor 12 mit dem Punkt P. Der Winkel zwischen den Achsen A und AP ist der wahre Azimutwinkel des Objekts an0 dem Punkt P.

Aufgrund des Justagefehlers „sieht“ der Radarsensor 12 das Objekt jedoch an einem Punkt P‘ auf einer Achse AP‘, die gegenüber der Achse AP um den Win kel d verdreht ist. 5

Ein Punkt Q auf einer Achse AQ gibt den wahren Ort eines weiteren Objekts an, das von dem Radarsensor 12 geortet wird. Aufgrund des Justagefehlers sieht der Radarsensor 12 auch dieses Objekt an einem scheinbaren Punkt Q‘ auf einer Achse AQ‘, die gegenüber der Achse AQ um den Winkel d verdreht ist.n Im gezeigten Beispiel wird angenommen, dass der Radarsensor 12 außerdem auch einen systematischen Winkelfehler aufweist, der dazu führt, dass das Ob jekt, das sich in Wahrheit am Punkt P befindet, an einem Ort P“ auf einer Achse AP“ geortet wird.

Bei dem Objekt, das sich in Wahrheit an dem Punkt Q befindet, hat der Win kelfehler den Effekt, dass dieses Objekt an einem Punkt Q“ auf einer Achse AQ“ geortet wird.

Anders als der durch den Winkel d angegebene Justagefehler, der für alle geor teten Objekte gleich ist, unabhängig davon, unter welchem Azimutwinkel diese Objekte geortet werden, ist der systematische Winkelfehler winkelabhängig. In Fig. 1 ist der Winkelfehler für das Objekt am Punkt P durch den Winkel zwi schen den Achsen AP' und AP“ gegeben, und für das Objekt am Punkt Q ist der systematische Winkelfehler durch den Winkel zwischen den Achsen AQ' und AQ“ gegeben. Man sieht, dass diese Winkelfehler voneinander verschie den sind.

Wie später noch näher erläutert werden wird, sind Verfahren bekannt, mit de- nen es möglich ist, einen Korrekturwinkel zu berechnen, der dem Betrage nach gleich dem Winkel d ist und der den Justagefehler korrigiert, allerdings unter der Annahme, dass es keinen winkelanhängigen systematischen Winkelfehler gibt. Würde man diese Korrektur bei dem Radarsensor 12 gemäß Fig. 1 ausführen, so erhielte man einen Korrekturwinkel, der nicht exakt mit dem Winkel d über- einstimmt. Wenn man über sehr viele Objekte mittelt, die im wesentlichen gleichmäßig über den Ortungswinkelbereich W verteilt sind, so erhielte man einen Korrekturwinkel, der sich aus dem Winkel d (entsprechend dem Justage fehler) und dem Mittelwert der systematischen Winkelfehler zusammensetzt. Selbst wenn man annimmt, dass der Mittelwert des systematischen Winkelfeh- lers 0° ist, so würden bei der Korrektur nur die Unterschiede zwischen den Punkten P und P‘ und zwischen Q und Q‘ eliminiert, aber die Abweichungen zwischen P‘ und P“ und Q‘ und Q“ aufgrund der winkelabhängigen systemati schen Winkelfehler bliebe bestehen. Um die Genauigkeit der Korrektur zu verbessern, ist in Fig. 1 der Ortungswin kelbereich W in mehrere (im gezeigten Beispiel vier) Sektoren S1, S2, S3 und S4 aufgeteilt worden, die im gezeigten Beispiel alle die gleiche Größe haben. Der Justagefehler wird für jeden dieser Sektoren gesondert bestimmt. Das heißt, für die Bestimmung des Justagefehlers für einen der Sektoren durch sta tistische Auswertung der Ortungsdaten werden nur die Daten von Objekten be rücksichtigt, die innerhalb dieses Sektors geortet wurden. Auf diese Weise er hält man für jeden Sektor eine virtuelle optische Achse, die gegenüber der Ach se A um einen Korrekturwinkel verdreht ist. In Fig. 1 sind die virtuellen Achsen B1 und B4 für die Sektoren S1 und S4 sowie die zugehörigen Korrekturwinkel g1 und g4 dargestellt. Die Achsen B1 und B4 sind virtuelle optische Achsen in dem Sinne, dass sie nicht die tatsächliche Dejustage des Radarsensors 12 an geben, sondern vielmehr die scheinbare Dejustage unter Berücksichtigung des für den betreffenden Sektor geltenden Winkelfehlers. Wenn auf diese Weise nach einer gewissen Messzeit, in der genügend statisti sche Daten für jeden Sektor gesammelt wurden, die Korrekturwinkel g1 - g4 für jeden Sektor ermittelt wurden und der Radarsensor 12 Daten für eine Assis tenzfunktion liefert, so wird für jedes geortete Objekt der Azimutwinkel um den Korrekturwinkel korrigiert, der für den Sektor S1 - S4 gilt, in dem das Objekt geortet wurde.

Im gezeigten Beispiel liegt die Achse AQ“, die den Ortungswinkel für das Objekt in der Position Q“ angibt, etwa in der Mitte des Sektors S4. In dem Fall würde man direkt den zugehörigen Korrekturwinkel g4 für die Korrektur des Justage- fehlers und des Wnkelfehlers benutzen. Bei dem Objekt in der Position P liegt dagegen die Achse AP“ näher am Rand des Sektors S1 . Ausgehend von der plausiblen Annahme, dass die Winkelfehler, und damit die Korrekturwinkel, ste tig über den gesamten Ortungswinkelbereich W variieren, würde man in diesem Fall nicht unmittelbar den Korrekturwinkel g1 verwenden, sondern einen Korrek turwinkel, den man durch Interpolation zwischen g1 und dem entsprechenden Korrekturwinkel für den Sektor S2 erhält.

In Fig. 2 sind wesentliche Komponenten des Radarsensors 12, mit dem das oben beschriebene Verfahren ausführbar ist, als Blockdiagramm dargestellt. Eine Sende- und Empfangseinheit 16 mit zugehöriger Vorauswertungseinheit liefert in jedem Messzyklus für jedes geortete Objekt den Abstand d, die (hier nicht relevante und deshalb nicht gezeigte) Relativgeschwindigkeit des Objekts sowie den Azimutwinkel a, der möglicherweise durch Justage- und Winkelfehler verfälscht ist. Der Abstand d und der Azimutwinkel a geben die vermeintliche Position des georteten Objekts in Polarkoordinaten an. Eine Transformations einheit 18 transformiert die Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten und liefert so unter anderem für jedes Objekt die Koordinate y, die die Querablage des Objekts in Bezug auf die Achse A angibt.

In einem Schätzmodul 20 werden Korrekturwinkel g, für jeden Sektor S1 - S4 des Ortungswinkelbereiches bestimmt. Dabei werden jeweils nur Ortungsdaten von Objekten berücksichtigt, die in dem Sektor geortet wurden, für den der Kor rekturwinkel bestimmt wird.

Ein Korrekturmodul 22 korrigiert dann die gemessenen Azimutwinkel a um den jeweiligen Korrekturwinkel g,, gegebenenfalls mit Interpolation zwischen zwei Korrekturwinkeln, und liefert korrigierte kartesische Koordinaten x^* y^* die für jedes Objekt mit größerer Genauigkeit die wahre Position P bzw. Q angeben. Die Funktionen der oben beschriebenen Komponenten des Radarsensors wer den von einer Steuereinheit 24 gesteuert.

Anhand der Fig. 3 und 4 sollen nun Beispiele für Verfahren dargestellt werden, mit denen die Korrekturwinkel g, geschätzt werden können.

In Fig. 3 ist eine Verkehrssituation dargestellt, in der das mit dem Radarsensor 12 ausgerüstete Fahrzeug 10 ein anderes Fahrzeug 26 verfolgt, das in der ei genen Spur unmittelbar vorausfährt. Der Radarsensor 12 weist einen durch den Winkel d angegebenen Justagefehler auf. Wenn, wie im gezeigten Beispiel, die wahre Position des Fahrzeugs 26 exakt auf der Achse A liegt, so misst der Ra darsensor 12 einen Azimutwinkel, der dem Betrage nach mit dem Winkel d übereinstimmt.

Fig. 4 zeigt die Situation zu einem etwas späteren Zeitpunkt. Das Fahrzeug 26 hat nicht exakt Kurs gehalten und befindet sich nun ein wenig links von der Achse A. Wenn das Fahrzeug 26 über einen längeren Zeitraum verfolgt wird und die Messung des Azimutwinkels in jedem Messzyklus wiederholt wird, so werden die gemessenen Azimutwinkel gleichmäßig um den Wertö streuen, so dass das Fahrzeug 26 zufällig mal etwas nach rechts und dann wieder etwas links von der Achse A abweichen wird. Wenn man aus den gemessenen Azi mutwinkeln den gleitenden Mittelwert bildet, so wird dieser im Laufe der Zeit gegen einen Grenzwert konvergieren, der mit hoher Genauigkeit den gesuchten Korrekturwinkel angibt, der sich zusammensetzt aus dem Winkel d und gege benenfalls einem systematische Winkelfehler für die 0°-Richtung des Radar sensors. Je länger die Messzeit ist und je größer demensprechend die statisti sche Basis ist, desto genauer wird der erhaltene Grenzwert den „richtigen“ Kor rekturwinkel abbilden. 1 I '3

Für Sektoren des Ortungswinkelbereichs W, die weiter von der Achse A ablie gen, beispielsweise die Sektoren S1 und S4 in Fig. 1, eignet sich ein anderes Verfahren, das ebenfalls anhand der Figuren 3 und 4 erläutert werden soll.

In Fig. 3 ortet der Radarsensor 12 in einem dieser Sektoren ein stationäres Ob jekt 28, das sich am Straßenrand befindet und in Fig. 3 noch einen relativ gro ßen Abstand zum eigenen Fahrzeug 10 aufweist. In Fig. 4 haben sich die Fahr zeuge 10 und 26 weiter bewegt, so dass der Abstand des Objekts 28 (in x- Richtung) beträchtlich abgenommen hat.

Die Transformationseinheit 18 (Fig. 2) berechnet unter anderem die y- Koordinate des Objekts 28. Wenn das eigene Fahrzeug 10 konstant auf der Achse A bleibt, sollte sich diese Koordinate y im Laufe der Zeit nicht ändern, da das Objekt 28 stationär ist (stationäre Objekte sind daran zu erkennen, dass ihre Radialgeschwingkeit relativ zum Sensor multipliziert mit dem Kosinuswinkel entgegensetzt gleich der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ist). Auf grund des Justagefehlers berechnet jedoch das Transformationsmodul 18 nicht die wahre y-Koordinate des Objekts 28, sondern die scheinbare y-Koordinate bezogen auf die optische Achse B des Radarsensors. Diese scheinbare y- Koordinate hat in Fig. 4 im Vergleich zu Fig. 3 deutlich zugenommen. Wenn man diese Zunahme der scheinbaren y-Koordinate gegen den vom eigenen Fahrzeug 10 zurückgelegten Weg aufträgt, so erhält man (ggf. nach einer Kor rektur für die Eigenbewegung des eigenen Fahrzeugs) eine Gerade, deren Steigung gerade dem Winkel d bzw. dem mechanischen Justagefehler zuzüg lich dem Winkelfehler für den betreffenden Sektor entspricht. Auf diese Weise lässt sich schon anhand eines einzelnen stationären Objekts 28 ein Schätzwert für den Korrekturwinkel erhalten. Allerdings wird dieser Schätzwert noch einen statischen Messfehler aufweisen. Durch statistische Auswertung mehrerer nacheinander georteter stationärer Objekte lässt sich der statistische Fehler reduzieren und somit die Genauigkeit verbessern. Wie außerdem in Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, nimmt der vom Radarsensor gemessene Azimutwinkel des Objekts 28 mit fortschreitender Annäherung des Fahrzeugs 10 an dieses Objekt zu. In der Praxis wird deshalb der gemessene Azimutwinkel mehrere Sektoren (S2, S1) des Ortungswinkelbereiches über streichen, so dass man schon anhand eines einzigen Objekts getrennte Aus wertungen für verschiedene Sektoren vornehmen kann und dementsprechend mehrere Korrekturwinkel erhält, die sich aufgrund der unterschiedlichen Win kelfehler in den betreffenden Sektoren voneinander unterscheiden.

Ein möglicher Verfahrensablauf bei dem erfindungsgemäßen Verfahren soll nun anhand des in Fig. 5 gezeigten Flussdiagramms erläutert werden. Das Verfah ren ist beispielsweise in der Steuereinheit 24 des Radarsensors implementiert.

In Schritt ST1 wird der Ortungswinkelbereich W in Sektoren aufgeteilt, bei spielsweise in vier Sektoren S1 - S4 gemäß Fig. 1, oder wahlweise auch in eine größere Anzahl von Sektoren.

In Schritt ST2 wird geprüft, ob die systematischen Winkelfehler des Radar sensors 12 für die in Schritt ST1 bestimmten Sektoren bereits bekannt sind. Wenn das der Fall ist, werden in Schritt ST3 jeweils diejenigen Sektoren, die den gleichen Winkelfehler haben, zu einem einzigen (möglicherweise nicht zu sammenhängenden) Sektor zusammengefasst.

Wenn die Winkelfehler noch nicht bekannt sind (N in Schritt ST2), wird der Schritt ST3 übersprungen.

In Schritt ST4 werden dann die Ortungsdaten von georteten Objekten nach Sektoren getrennt aufgezeichnet. In Schritt ST5 wird geprüft, ob die Anzahl der Objekte, für die in Schritt ST4 Or tungsdaten aufgezeichnet wurden, in jedem Sektor bereits einen gewissen Min destwert erreicht hat, so dass die Stichprobe für die statistische Auswertung einen ausreichenden Umfang hat. Solange das nicht der Fall ist (N), erfolgt ein Rücksprung zu Schritt ST4, und die Datenaufzeichnung wird fortgesetzt.

Wenn in allen Sektoren ein ausreichender Stichprobenumfang erreicht ist, so wird in Schritt ST6 der Justagefehler sektorweise geschätzt, beispielsweise mit Hilfe eines der anhand von Figuren 3 und 4 erläuterten Verfahren.

In Schritt ST7 wird dann über die in Schritt ST6 erhaltenen Korrekturwinkel ge mittelt, und zwar gewichtet nach Stichprobenumfang in den einzelnen Sektoren. Im Ergebnis läuft dies auf die Bestimmung eines mittleren Korrekturwinkels für den gesamten Ortungswinkelbereich W hinaus. Dieser mittlere Korrekturwinkel enthält einerseits den mechanischen Justagefehler des Radarsensors 12 sowie andererseits einen konstanten, nicht winkelabhängigen Anteil des systemati schen Winkelfehlers.

In Schritt ST8 werden dann die Winkelfehler für jeden einzelnen Sektor berech net, in dem der in Schritt ST7 erhaltene mittlere Korrekturwinkel von dem in Schritt ST6 erhaltenen Korrekturwinkel subtrahiert wird.

In Schritt ST9 werden die in Schritt ST6 erhaltenen Korrekturwinkel mit jeweils früher gespeicherten Korrekturwinkeln für dieselben Sektoren verglichen, und es wird geprüft, ob der Korrekturwinkel in allen Sektoren stabil ist, d. h., ob die Abweichungen zwischen den in der letzten Zeit für denselben Sektor erhaltenen Korrekturwinkel innerhalb eines vorgegebenen Toleranzintervalls liegen. Wenn das nicht der Fall ist, werden in Schritt ST10 noch einmal alle Sektoren mit glei chem Winkelfehler zusammengefasst. Dieser Schritt ist eine Wiederholung des Schrittes ST3, nun aber unter Berücksichtigung der erst in Schritt ST8 erhalte nen oder gegebenenfalls aktualisierten Winkelfehler.

In ST11 wird der Mindest-Stichprobenumfang für jeden Sektor erhöht, und in Schritt ST12 werden erneut Ortungsdaten für jeden Sektor aufgezeichnet.

In Schritt ST13 wird geprüft, ob der (größere) Mindest-Stichprobenumfang bzw. Konvergenz erreicht ist. Wenn das noch nicht der Fall ist (N), wird die Aufzeich nung der Ortungsdaten in Schritt ST12 fortgesetzt, und die Schritte ST12 und ST13 werden solange wiederholt, bis der Mindest-Stichprobenumfang erreicht ist. Wenn das der Fall ist, erfolgt ein Rücksprung zu Schritt ST6, und die Schlei fe mit den Schritten ST6 bis ST13 wird zyklisch wiederholt, bis in Schritt ST9 festgestellt wird, dass der Korrekturwinkel in allen Sektoren stabil ist. Es ver steht sich, dass in diesem Schritt ST9 die Korrekturwinkel miteinander vergli chen werden, die in den verschiedenen Wiederholungen der Schleife ST6 bis ST13 erhalten wurden. Wenn die Folge der Korrekturwinkel ausreichend stabil ist (Y) wird das Verfahren mit Schritt ST14 beendet.

Durch die Zusammenfassung von Sektoren in den Schritten ST3 und ST10 wird erreicht, dass innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls mehr Objekte je Sektor geortet werden können, so dass das Verfahren schneller konvergiert bzw. in den Sektoren, die auf diese Weise vergrößert wurden, statistische Schwankun gen weiter unterdrückt werden.

Wahlweise kann in Schritt ST9, wenn die Korrekturwinkel noch nicht in allen Sektoren stabil sind, zusätzlich geprüft werden, ob die Korrekturwinkel wenigs tens für zwei oder mehr Sektoren ein gewisses Maß an Konvergenz zeigen. Wenn das nicht der Fall ist, wird der Schritt ST10 übersprungen und in der Schleife ST11 - ST6 - ST9 werden lediglich weitere Daten gesammelt. Dass Zusammenfassen von Sektoren mit gleichem Winkelfehler erfolgt dann nur für diejenigen Sektoren, in denen die Winkelfehler ein ausreichendes Maß an Sta bilität und Verlässlichkeit haben.

Das hier beschriebene Verfahren kann während der Nutzungsdauer des Kraft- fahrzeugs 10 in gewissen Zeitintervallen wiederholt werden, um die Kalibrierung des Radarsensors hinsichtlich Justagefehlern und systematischen Winkelfeh lern zu kontrollieren. Es ist auch möglich, das Verfahren ständig im Hintergrund auszuführen, während der Radarsensor Daten für Assistenzfunktionen liefert.

Ebenso ist es möglich, bei verschiedenen Wiederholungen des Verfahrens die Aufteilung des Ortungswinkelbereiches in Sektoren in Schritt ST1 zu variieren. Beispielsweise kann man mit einer relativen kleinen Anzahl von Sektoren be ginnen, um möglichst schnell statisch aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, wenn auch mit einer relativ groben Erfassung der winkelabhängigen Winkelfeh ler, und man kann dann in einem zweiten Schritt mit einer größeren Anzahl von Sektoren arbeiten, um die Kurve, die die Winkelabhängigkeit der systemati schen Fehler angibt, mit höherer Auflösung zu bestimmen. Wenn die Ortungs daten in den verschiedenen Program mläufen gespeichert werden, kann man bei dem Programmlauf mit der größeren Anzahl von Sektoren die Datenbasis dadurch vergrößern, dass man auch wieder auf die Ortungsdaten des früheren Program mlaufes - mit der kleineren Anzahl von Sektoren - zurückgreift, indem man die Aufteilung in die neuen Sektoren nachträglich vornimmt.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Schätzung von Korrekturwinkeln (g1 , y4) in einem Radar sensor (12) für Kraftfahrzeuge (10), bei welchem Verfahren durch statistische Auswertung von Ortungsdaten, die mit dem Radarsensor (12) aufgenommen wurden, ein Korrekturwinkel berechnet wird, der einer Dejustage des Radar sensors Rechnung trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ortungswinkelbe reich (W) des Radarsensors (12) in mehrere Sektoren (S1 - S4) aufgeteilt wird und die statistische Auswertung der Ortungsdaten für die verschiedenen Sekto ren gesondert erfolgt, wodurch man für jeden Sektor einen eigenen Korrektur winkel (g1 , g4) erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem für die Korrektur der Ortungswin keldaten eines Objekts ein Korrekturwinkel verwendet wird, den man durch In terpolation zwischen den für die einzelnen Sektoren (S1 - S4) erhaltenen Kor rekturwinkeln erhält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem für jeden Sektor (S1 - S4) ein winkelabhängiger Anteil eines systematischen Winkelfehlers des Radar sensors (12) gespeichert wird, und bei dem, wenn der gespeicherte winkelab hängige Anteil für zwei oder mehr Sektoren gleich ist, die Aufteilung in Sektoren in der Weise verändert wird, dass die Sektoren, für die der Wert gleich ist, zu einem größeren Sektor zusammengefasst werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem man den winkelabhängigen Anteil der systematischen Winkelfehler anhand der im Lauf des Verfahrens berechne ten Korrekturwinkel (g,) bestimmt.