WO2023041327A2 - Radarsystem und verfahren unter verwendung eines virtuellen sensors - Google Patents

Radarsystem und verfahren unter verwendung eines virtuellen sensors Download PDF

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Daniel Schindler
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a radar system that uses a virtual sensor to detect an elevation angle of a target.
  • the invention relates to a radar system, which enables a calibration and/or misalignment detection of radar sensors of the radar system by means of a virtual sensor.
  • the invention relates to a method for detecting the elevation angle of the target and/or for calibration and/or for misalignment detection using the virtual sensor.
  • radar sensors are used to detect a target's distance, speed, and angle relative to the sensor.
  • the azimuth angle which describes the angle to the target in the horizontal plane
  • the elevation angle which describes the angle to the target in the vertical plane, i.e. along the height
  • individual radar sensors emit a signal that is reflected by the target.
  • the reflected signal is received and evaluated by the same radar sensor.
  • the reflected signal is picked up by a second radar sensor that is spatially separated from the first radar sensor. The distance, speed, or angle of the target is then determined based on the known distance between the sensors.
  • MIMO Multiple-Input-Multiple-Output
  • Radar systems are known in which three radar sensors are used to detect both the azimuth angle and the elevation angle.
  • the sensor data is either processed individually in each sensor by an independent target evaluation and then the identified identical targets of the multiple sensors are merged in a central control unit or an external computing device (also cloud computing). Or the sensor data are merged at the object level or at the location level in a central control unit.
  • no additional target angle information is obtained from the combination of the sensors, but rather each sensor contributes its individually measured target angle information/data.
  • a weighting of the reliability information of the individual sensors is often taken into account here.
  • a radar system with at least three radar sensors is disclosed.
  • the radar sensors are designed and arranged in such a way that their fields of view overlap.
  • the radar sensors are connected to one another in a phase-coherent manner so that the phase differences of the antennas of the sensors can be evaluated together.
  • the sensors are synchronized with one another by means of clock synchronization and/or high-frequency synchronization, for example via a common local oscillator, a quartz clock, a bus clock or the like.
  • the at least three radar sensors thus form a phase-coherent, cooperative sensor network.
  • a first radar sensor and a second radar sensor are arranged at a distance from one another.
  • the radar sensors can be arranged in separate modules. Alternatively, the radar sensors can also be arranged at a distance from one another in a common housing.
  • the first radar sensor and the second radar sensor are arranged at the same height on a common horizontal plane.
  • the first radar sensor and the second radar sensor can be arranged in any plane and at any angle to the horizontal. Only the installation angles and positions of the at least three radar sensors need to be known.
  • the first radar sensor and the second radar sensor form a virtual sensor through bistatic measurement using MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output).
  • a “virtual sensor” means an imaginary sensor that is synthesized from the combination of two real sensors. To generate a virtual sensor between the two real sensors, MIMO is used between the sensors. Both sensors send and receive the signal of the other sensor. This creates a virtual aperture over the two sensors, with the virtual sensor in the middle. Further radar sensors can be involved in the formation of the virtual sensor. The complete virtual aperture may be sparse. Provision can therefore be made to use only measurement path combinations of transmitting antennas and receiving antennas that belong to the virtual sensor.
  • These measurement path combinations always represent bistatic measurements, ie one of the two sensors transmits and the other sensor receives and vice versa. Since the individual radar sensors can have multiple transmitting antennas and receiving antennas, there can also be multiple bistatic combinations that belong to the virtual sensor. The bistatic measuring paths belonging to the virtual sensor can then be evaluated in a known manner (as with a conventional radar sensor) - e.g. B. for detecting an azimuth angle of a target.
  • a first solution according to the invention provides that at least a third radar sensor is arranged offset to the virtual sensor in order to detect an elevation angle.
  • the arrangement of the radar sensors is such that the third radar sensor and the virtual sensor have different antenna positions in the vertical direction, ie with respect to the elevation.
  • the antennas can be offset by different positioning of the sensors, but also only by an offset of the antennas within the sensors.
  • the at least one third radar sensor can be offset in height from the virtual sensor.
  • the at least one third radar sensor can be arranged rotated relative to the plane between the first radar sensor and the second radar sensor. The antennas of the sensors are offset in height due to the rotation, especially if they are the same radar sensors.
  • the at least one third radar sensor can be rotated through 180° and arranged at the same height.
  • An elevation angle of a target is detected by means of the virtual sensor and the at least one third sensor.
  • the data from the virtual sensor and the data from the at least one third radar sensor are evaluated together in a phase-coherent manner in order to detect the elevation angle of the target.
  • the joint evaluation can be based on raw data, e.g. B. time signals, spectra, etc., which take place at least three radar sensors.
  • the evaluation of the raw data takes place in a manner known per se, analogously to an evaluation of individual sensors, with the difference that all data of the radar system are evaluated together in a phase-coherent manner, as if it were a single sensor.
  • the joint evaluation can be based on at least partially pre-processed data.
  • the multi-level evaluation of the pre-processed data is possible if the complex amplitude values of the radar sensors and the virtual sensor can be used. This allows the data to be calculated on different levels, e.g. by 2D-FFT (two-dimensional Fast Fourier Transformation), CFAR (constant false alarm rate) or by angle evaluation.
  • the calculation steps carried out in each case take place in a manner known per se, analogously to those in the case of an evaluation of individual sensors. Calculation steps that have already taken place (e.g. 2D-FFT) can be left out.
  • An exception is the coherent calculation based on already calculated target angles from the radar sensors.
  • each of the radar sensors - and thus also the virtual sensor - supplies the complex-valued amplitude in addition to the angle after the angle evaluation.
  • This type of evaluation corresponds to a new angle calculation.
  • the angle calculations can be carried out with less effort each time, since the approximate azimuth angle and/or the approximate elevation angle can already be roughly calculated by the radar sensors and the phase-coherent joint evaluation only has to be carried out in a narrow angular range around the angle that has already been roughly calculated.
  • the radar sensors and the virtual sensor work together in a phase-coherent manner in order to record the elevation angle as well as the azimuth angle.
  • This makes it possible, even with radar sensors that only have a one-dimensional antenna arrangement and are therefore only able to measure a target angle in one plane (typically the azimuth angle). detect both the azimuth angle and the elevation angle in a second plane.
  • the radar sensors already have a two-dimensional antenna arrangement with which the target angles can be recorded in two planes (i.e. the azimuth angle and the elevation angle), the radar sensors working in a phase-coherent network and the virtual sensor can provide the angular resolution in the second plane, i.e. typically for the elevation angle, improve.
  • a second solution according to the invention provides that the third radar sensor is arranged at the location of the virtual sensor, therefore in the middle between the first radar sensor and the second radar sensor.
  • the arrangement of the radar sensors is such that the third radar sensor and the virtual sensor have overlapping antenna positions in the vertical direction, ie with respect to elevation.
  • Phase synchronization is carried out by overlapping the antenna channels of the virtual sensor and the at least one third radar sensor.
  • the received phase information of at least one of the overlapping antenna channels of the virtual sensor and the phase information of at least one of the overlapping antenna channels of the at least one third radar sensor are compared.
  • the phase information of the virtual sensor and the phase information of the at least one third radar sensor are evaluated together in a phase-coherent manner.
  • phase synchronization allows each of the radar sensors to be calibrated. In the ideal case, the phase values of the overlapping channels then match during operation. Otherwise, the phases can be readjusted by taking the difference. If more than one antenna channel overlaps, misalignment can also be detected and/or corrected depending on the number and the positions of the overlapping elements.
  • phase offset and phase gradient for the type of maladjustment.
  • a phase offset is constant for all overlapping antenna channels and indicates an error in the assembly or the arrangement of the sensors with regard to the spatial directions.
  • a phase gradient changes between several overlapping antenna channels and indicates an error caused by tilting or rotating the sensors in the direction of azimuth or elevation.
  • the joint evaluation can be based on Raw data from the sensors are based and alternatively or additionally use pre-processed data.
  • the advantage of the virtual sensor is that the memory and computing effort is reduced because measurement path combinations that are not required can be processed separately or discarded.
  • the radar sensors can all be of the same design. Alternatively, the radar sensors can be designed differently from one another. In particular, the third radar sensor can differ from the first radar sensor and from the second radar sensor. However, the first radar sensor and the second radar sensor can also differ.
  • the elevation angle can be detected as a function of the distance to the target.
  • the improvement in the elevation resolution through the combined evaluation is advantageous above all at greater distances to the target in order to detect small obstacles at an early stage. In the close-up range, an evaluation with poorer resolution is sufficient.
  • the radar system therefore does not have to evaluate all data from all sensors at the same time, but can carry out a joint or separate evaluation, e.g. depending on the distance to the target.
  • the calculation of the elevation angle (and the azimuth angle) using the virtual sensor in the radar system is preferably carried out in an electronic control unit of the radar sensors of the radar system.
  • the elevation angle (and the azimuth angle) can also be calculated in the central control unit.
  • the computer program is set up to carry out each step of the method, in particular when it is carried out on a control device. It enables the method to be implemented in a conventional electronic control unit without making structural changes to it must. For this purpose, it is stored on the machine-readable storage medium.
  • the electronic control unit is obtained, which is set up to detect the elevation angle of a target and/or to carry out a calibration and/or a misalignment detection of radar sensors. As described above, it can be an electronic control unit of a radar sensor or a central electronic control unit or an external computing device, in particular in the context of cloud computing.
  • the radar system is preferably used in a motor vehicle.
  • the radar sensors are preferably arranged at the front and optionally at the rear of the vehicle.
  • the radar system and in particular the generation of the virtual sensor are not tied to a vehicle axis or a specific alignment.
  • the radar system can be applied to all relevant field of view levels in the vehicle.
  • FIGS. 1a to f show schematic representations of different configurations of the radar system according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the radar system according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the radar system according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of the radar system according to the invention.
  • FIG. 5 shows a flow chart of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIGS 1 a - f show different arrangements of a first radar sensor 1, a second radar sensor 2 and a third radar sensor 3 in the assembly of the radar system according to the invention.
  • the radar sensors 1, 2, 3 each have an antenna array 10-13, 20-23, 30-33 with which radar signals can be transmitted and received.
  • the radar sensors 1, 2, 3 can be of the same design or different. For this purpose, reference is made to the individual exemplary embodiments. All radar sensors 1, 2, 3 are connected to one another by means of MIMO (multiple input multiple output) and can receive and evaluate the radar signal from the other radar sensors 1, 2, 3 in each case.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the radar sensors 1, 2, 3 are phase-coherently coupled to one another, so that the phase differences of the antenna arrays 10-13, 20-23, 30-33 of each radar sensor 1, 2, 3 can be evaluated together. These couplings are shown as arrows in FIGS. 1a-f.
  • the first radar sensor 1 and the second radar sensor 2 carry out a bistatic measurement using MIMO.
  • the first radar sensor 1 and the second radar sensor 2 are synchronized with one another by means of clock synchronization and high-frequency synchronization. As a result, a virtual aperture 4 is formed, which encompasses the area of the integrated radar sensors 1, 2.
  • the third radar sensor 3 acts as a master, which emits a radar signal with a cycle (clock).
  • the clock is generated, for example, by a local oscillator, a quartz clock or a bus clock.
  • the radar signal from the third radar sensor 3 is received by the two radar sensors 1 , 2 .
  • Radar sensors 1, 2 act as slaves and emit a radar signal that is phase-coherent with the radar signal of third radar sensor 3.
  • the third radar sensor 3 is arranged in a higher position than the other two radar sensors 1, 2.
  • the antenna array 30 of the third sensor 3 is thus arranged in the vertical direction above the antenna array 10 of the first radar sensor 1 and the antenna array 20 of the second radar sensor 2 and the virtual aperture 4 .
  • it can also be provided to arrange the third radar sensor 3 underneath.
  • all of the radar sensors 1, 2, 3 and all of their antenna arrays 10, 20, 30 are identical educated.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1b differs from the exemplary embodiment according to FIG a third antenna array 30, each of which is different from one another.
  • the first radar sensor 1 and/or the second radar sensor 2 are repeaters, for example.
  • two of the radar sensors 1, 2, 3 can also be of the same design and only one can differ.
  • all radar sensors 1, 2, 3 are at the same level and are of identical design.
  • the third radar sensor 3, which is located in the middle of the other two radar sensors 1, 2, is rotated through 180°.
  • the antenna array 30 of the third sensor is also arranged at a different height than the antenna arrays 10, 20 of the other two radar sensors 1, 2.
  • FIG. 1d shows an arrangement in which the first radar sensor 1 and the third radar sensor 3 are arranged at the same height and are of identical design.
  • the second radar sensor 2 is arranged above the other two radar sensors 1, 3 and also differs structurally from the other two radar sensors 1, 3, above all by a different antenna array 22.
  • the third radar sensor 3 is arranged in an edge position.
  • the virtual aperture 4 is formed by the first radar sensor 1 and the second radar sensor 2 .
  • all radar sensors 1, 2, 3 are arranged at different heights and are designed differently from one another with different antenna arrays 11, 22, 30.
  • the third radar sensor 3 is located in the middle of the other two radar sensors 1, 2.
  • the virtual aperture 4 is formed by the first radar sensor 1 and the second radar sensor 2.
  • the third sensor has antenna positions that overlap with a virtual sensor (not shown here).
  • the virtual sensor creates a redundancy with respect to the third radar sensor 3.
  • a central control device 5 is provided, which is connected to the radar sensors 1, 2, 3 in each case.
  • the radar sensors 1, 2, 3 are referred to here as satellite sensors and act as quasi-slaves.
  • the central control device uses a local oscillator (or alternatively using a quartz clock or a bus clock), the central control device generates a common phase/frequency reference signal as a clock for the coherent processing.
  • the radar sensors 1, 2, 3 are phase-coherently synchronized via the common phase/frequency reference signal.
  • the arrangement of the radar sensors 1, 2, 3 is analogous to the exemplary embodiment according to FIG. 1c, but is not limited to this.
  • the arrangements of the radar sensors 1, 2, 3 according to FIGS. 1a-f can also be mirrored.
  • Radar sensors 1, 2, 3 and virtual aperture 4, which is formed by first radar sensor 1 and the second radar sensor, are shown in FIGS. 2 to 4, as already described with reference to FIG.
  • the radar sensors 1, 2, 3 are arranged here according to the exemplary embodiment from FIG. 1a, ie the third radar sensor 3 is arranged in the middle of the other two radar sensors 1, 2 and at a height above them.
  • the detection of the elevation angle is not limited to this arrangement, however, and any other arrangement of the radar sensors 1, 2, 3, in particular any arrangement shown in FIGS. 1b-f, including the arrangement of the third radar sensor 3 in an edge position, can be used become.
  • the signals evaluated in each case depend on the arrangement of the radar sensors 1, 2, 3.
  • the clock can be obtained from one of the radar sensors 1, 2, 3, in particular from the third radar sensor 3 acting as the master, or from a central control unit 5, as in Exemplary embodiment described for Figure 1 f, are specified.
  • a virtual sensor 6 is also shown in FIGS. 2 to 4, which is formed by the bistatic measurement of the real first radar sensor 1 and the real second radar sensor 2 using MIMO.
  • the virtual sensor 6 is in the Center of the virtual aperture 4 of the two radar sensors 1, 2 formed.
  • the virtual sensor 6 correspondingly has a virtual antenna array 60 or 63 .
  • the data from the virtual sensor 6 formed from the bistatic measurement is combined with the data from the real third radar sensor 3, which carries out a monostatic measurement.
  • the third radar sensor 3 is offset in height with respect to the virtual sensor 6--in this example, the third radar sensor 3 is above the virtual sensor 6, in other examples that are not shown it is below.
  • the virtual sensor 6 and the third radar sensor 3 in turn form a virtual aperture 7.
  • the radar sensors 1, 2, 3 each have one-dimensional antenna arrays 10, 20, 30.
  • the virtual aperture 7 extends in the elevation direction and includes the sensor surface of the one-dimensional antenna array 30 of the third radar sensor 3 and the virtual antenna array 60 of the virtual sensor 6.
  • the radar sensors 1, 2, 3 each have a two-dimensional antenna array 13, 23, 33.
  • the combined evaluation of the bistatic measurement via the virtual sensor 6 and the monostatic measurement via the real third radar sensor 3 improves the resolution when detecting the elevation angle.
  • the antenna array 33 of the real third radar sensor 3 and the virtual antenna array 63 of the virtual sensor 6 do not overlap. The best possible resolution is thus achieved when recording the elevation angle.
  • the third exemplary embodiment according to FIG. 4 there is an overlap 8 of the antenna array 33 of the real third radar sensor 3 with the virtual antenna array 63 of the virtual sensor 6.
  • an additional phase calibration of the third radar sensor 3 and the virtual sensor 6 can take place—and thus indirectly also of the two real radar sensors 1, 2 - to be carried out.
  • a correction value for the phase can be determined by comparing the measurements of the overlapping measurement channels mentioned .
  • This correction value can also be applied to the non-overlapping antenna channels of the respective sensor 3, 6.
  • an error in the assembly or arrangement of the radar sensors 1, 2, 3 can also be determined by comparison with a static target.
  • the raw data, ie time signals, spectra etc., for example, from the third radar sensor 3 and the virtual sensor 6 can be evaluated.
  • pre-processed data are evaluated, as shown in FIG.
  • the radar sensors 1, 2, 3 carry out a measurement 100.
  • Each radar sensor 1, 2, 3 records a large number of detections, for example a distance, a relative speed, an azimuth angle, an area and possibly also an elevation angle of targets.
  • the detections of the first radar sensor 1 are denoted by 101 in FIG. 5, the detections of the second radar sensor 2 are denoted by 102 and the detections of the third radar sensor 3 are denoted by 103.
  • a virtual sensor 6 is formed 104 by bistatic measurement of the first radar sensor 1 and the second radar sensor 2 using MIMO.
  • the detections 101, 102 of the first radar sensor 1 and the second radar sensor 2 linked via the virtual sensor 6 are compared with the detections 103 of the third radar sensor 3 compared 105. In this case, individual detections can be offset against one another, which reduces the required data rate between the sensors 3, 6.
  • the spatial positions of the detections 101, 102, 103 and the relevant areas of the detections 101, 102, 103 for the sensors 3, 6 are compared with one another. If the detections 101, 102, 103 do not match, a misalignment is recognized and/or corrected 106. If there is sufficient match, joint processing 107 is carried out by offsetting the complex amplitudes of the detections 101, 102, 103 with one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem mit zumindest drei Radarsensoren (1, 2, 3), welche phasenkohärent miteinander verbunden sind. Ein erster Radarsensor (1) und ein zweiter Radarsensor (2) sind voneinander beabstandet angeordnet. Durch bistatische Messung zumindest des ersten Radarsensors (1) und des zweiten (2) Radarsensors wird mittels MIMO ein virtueller Sensor (6) gebildet. Zumindest ein dritter Radarsensor (3) ist versetzt zu dem virtuellen Sensor (6) angeordnet. Das Radarsystem ist eingerichtet, mittels des virtuellen Sensors (6) und des zumindest einen dritten Sensors (3) einen Elevationswinkel eines Ziels zu erfassen.

Description

Beschreibung
Titel
Radarsystem und Verfahren unter Verwendung eines virtuellen Sensors
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radarsystem, welches mittels eines virtuellen Sensors einen Elevationswinkel eines Ziels erfasst. Zudem betrifft die Erfindung ein Radarsystem, welches mittels eines virtuellen Sensors eine Kalibrierung und/oder eine Dejustageerkennung von Radarsensoren des Radarsystems ermöglicht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung des Elevationswinkels des Ziels und/oder zur Kalibrierung und/oder zur Dejustageerkennung mittels des virtuellen Sensors.
Stand der Technik
Heutzutage werden Radarsensoren verwendet, um den Abstand, die Geschwindigkeit und den Winkel eines Ziels relativ zum Sensor zu erfassen. Bei den Winkeln ist zum einen der Azimutwinkel, der den Winkel zum Ziel in der horizontalen Ebene beschreibt, und zum anderen der Elevationswinkel, der den Winkel zum Ziel in der vertikalen Ebene, also entlang der Höhe, beschreibt, von Interesse. Hierbei senden einzelne Radarsensoren ein Signal aus, das vom Ziel reflektiert wird. Bei monostatischen Messungen wird das reflektierte Signal vom selben Radarsensor empfangen und ausgewertet. Bei bistatischen Messungen wird das reflektierte Signal von einem zweiten Radarsensor aufgenommen, der räumlich getrennt zum ersten Radarsensor angeordnet ist. Der Abstand, die Geschwindigkeit bzw. der Winkel des Ziels werden dann anhand des bekannten Abstands zwischen den Sensoren ermittelt.
Bei den Sensoren können auch mehrere Sende- und Empfangsantennen bei der Übertragung beteiligt sein. Ein solches Übertragungssystem ist als MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) bekannt.
Es sind Radarsysteme bekannt, bei denen drei Radarsensoren verwendet werden, um sowohl den Azimutwinkel als auch den Elevationswinkel zu erfassen. Allerdings werden bei diesen Radarsystemen die Sensordaten entweder in jedem Sensor einzeln durch eine eigenständige Zielauswertung prozessiert und dann in einem Zentralsteuergerät oder einem externen Rechengerät (auch Cloud-Computing) die ermittelten identischen Ziele der mehreren Sensoren fusioniert. Oder die Sensordaten werden auf Objekt- Ebene oder auf Location- Ebene in einem Zentralsteuergerät fusioniert. Dabei werden aber keine zusätzlichen Zielwinkel-Informationen aus der Kombination der Sensoren gewonnen, sondern jeder Sensor trägt seine individuell gemessenen Zielwinkel- Informationen/- Daten bei. Oftmals wird hierbei eine Gewichtung der Zuverlässigkeitsinformationen der Einzelsensoren berücksichtigt.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Radarsystem mit zumindest drei Radarsensoren offenbart. Die Radarsensoren sind so ausgebildet und angeordnet, dass sich deren Sichtbereiche überlappen. Die Radarsensoren sind phasenkohärent miteinander verbunden, sodass die Phasenunterschiede von Antennen der Sensoren gemeinsam ausgewertet werden können. Dabei sind die Sensoren mittels Takt- Synchronisation und/oder Hochfrequenz-Synchronisation zueinander synchronisiert, beispielsweise über einen gemeinsamen Lokaloszillator, eine Quarzuhr, eine Bus-Clock oder Ähnliches. Die zumindest drei Radarsensoren bilden somit einen phasenkohärenten kooperativen Sensorverbund.
Ein erster Radarsensor und ein zweiter Radarsensor sind voneinander beabstandet angeordnet. Dabei können die Radarsensoren in separaten Modulen angeordnet sein. Alternativ können die Radarsensoren auch in einem gemeinsamen Gehäuse voneinander beabstandet angeordnet sein.
Beispielsweise sind der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor auf gleicher Höhe auf einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet. Generell können der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor in jeder Ebene und in jedem Winkel zur Horizontalen angeordnet sein. Es müssen nur die Einbauwinkel und Positionen der mindestens drei Radarsensoren bekannt sein.
Der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor bilden durch bistatische Messung mittels MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) einen virtuellen Sensor. In dieser Anmeldung wird unter einem „virtuellen Sensor“ ein imaginärer Sensor verstanden, der aus der Kombination zweier realer Sensoren synthetisiert wird. Um einen virtuellen Sensor zwischen den beiden realen Sensoren zu generieren, wird MIMO zwischen den Sensoren verwendet. Dabei senden und empfangen beide Sensoren das Signal des jeweils anderen Sensors. Dadurch wird eine virtuelle Apertur über die beiden Sensoren aufgespannt, in deren Mitte sich dann der virtuelle Sensor befindet. Bei der Bildung des virtuellen Sensors können weitere Radarsensoren beteiligt sein. Die komplette virtuelle Apertur ist unter Umständen lückenhaft (sparse). Es kann daher vorgesehen sein, nur Messpfad- Kombinationen von Sendeantennen und Empfängerantenne zu verwenden, die zum virtuellen Sensor gehören. Diese Messpfad- Kombinationen stellen stets bistatische Messungen dar, d.h. einer der beiden Sensoren sendet und der andere Sensor empfängt und umgekehrt. Da die einzelnen Radarsensoren mehrere Sendeantennen und Empfangsantennen aufweisen können, kann es auch mehrere bistatische Kombinationen geben, die zum virtuellen Sensor gehören. Die zum virtuellen Sensor gehörenden bistatischen Messpfade können dann in bekannter Weise (wie bei einem herkömmlichen Radarsensor) ausgewertet werden - z. B. zur Erfassung eines Azimutwinkels eines Ziels.
Eine erste erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass zur Erfassung eines Elevationswinkels zumindest ein dritter Radarsensor versetzt zu dem virtuellen Sensor angeordnet ist. Die Anordnung der Radarsensoren ist dabei derart, dass der dritte Radarsensor und der virtuelle Sensor unterschiedliche Antennenpositionen in vertikaler Richtung, also bezüglich der Elevation, besitzen. Der Versatz der Antennen kann durch unterschiedliche Positionierung der Sensoren erfolgen, aber auch nur durch einen Versatz der Antennen innerhalb der Sensoren. Insbesondere kann der zumindest eine dritte Radarsensor in der Höhe versetzt zu dem virtuellen Sensor angeordnet sein. Alternativ kann der zumindest eine dritte Radarsensor gedreht zu der Ebene zwischen dem ersten Radarsensor und dem zweiten Radarsensor angeordnet sein. Die Antennen der Sensoren sind durch die Drehung zueinander in der Höhe versetzt, insbesondere, wenn es sich um gleiche Radarsensoren handelt. Besonders bevorzugt kann der zumindest eine dritte Radarsensor um 180° gedreht auf gleicher Höhe angeordnet sein. Mittels des virtuellen Sensors und des zumindest einen dritten Sensors wird ein Elevationswinkel eines Ziels erfasst. Dabei werden die Daten des virtuellen Sensors und die Daten des zumindest einen dritten Radarsensors phasenkohärent gemeinsam ausgewertet, um den Elevationswinkel des Ziels zu erfassen. Die gemeinsame Auswertung kann einerseits auf Basis von Rohdaten, wie z. B. Zeitsignalen, Spektren usw., der zumindest drei Radarsensoren erfolgen. Die Auswertung der Rohdaten läuft in an sich bekannter Weise, analog zu einer Auswertung von Einzelsensoren ab, mit dem Unterschied, dass alle Daten des Radarsystems phasenkohärent gemeinsam ausgewertet werden, als handle es sich um einen einzigen Sensor.
Alternativ oder zusätzlich kann die gemeinsame Auswertung auf zumindest teilweise vorprozessierten Daten basieren. Die mehrstufige Auswertung der vorprozessierten Daten ist möglich, wenn die komplexen Amplitudenwerte der Radarsensoren und des virtuellen Sensors verwendet werden können. Dadurch können die Daten auf verschiedenen Ebenen miteinander verrechnet werden, z.B. durch 2D-FFT (zweidimensionale Fast-Fourier-Transformation), CFAR (konstante Falschalarmrate) oder durch Winkelauswertung. Die jeweils durchgeführten Berechnungsschritte erfolgen in an sich bekannter Weise, analog zu denen bei einer Auswertung von Einzelsensoren. Dabei können bereits erfolgte Rechenschritte (wie z. B. 2D-FFT) ausgelassen werden. Eine Ausnahme bildet die kohärente Berechnung auf Basis von bereits berechneten Zielwinkeln aus den Radarsensoren. Hierbei liefert jeder der Radarsensoren - und somit auch der virtuelle Sensor - nach der Winkelauswertung neben dem Winkel auch die komplexwertige Amplitude. Die Amplituden der miteinander zu kombinierenden Sensoren - also des virtuellen Sensors und des zumindest einen dritten Sensors - werden anhand der relativen Positionen - also des Versatzes ihrer Antennen - über die komplexwertigen Amplituden phasenkohärent miteinander verrechnet. Diese Art der Auswertung entspricht einer erneuten Winkelberechnung. Dafür können die Winkelberechnungen mit jeweils geringerem Aufwand durchgeführt werden, da der ungefähre Azimutwinkel und/oder der ungefähre Elevationswinkel bereits durch die Radarsensoren grob berechnet werden können und die phasenkohärente gemeinsame Auswertung jeweils nur in einem engen Winkelbereich um den bereits grob berechneten Winkel durchgeführt werden muss.
Im Ergebnis arbeiten die Radarsensoren und der virtuelle Sensor phasenkohärent im Verbund, um neben dem Azimutwinkel auch den Elevationswinkel zu erfassen. Dadurch ist es möglich, auch mit Radarsensoren, die nur eine eindimensionale Antennenanordnung aufweisen und somit nur in der Lage sind, einen Zielwinkel in einer Ebene (typischerweise den Azimutwinkel) zu erfassen, sowohl den Azimutwinkel als auch in einer zweiten Ebene den Elevationswinkel zu erfassen.
Falls die Radarsensoren bereits eine zweidimensionale Antennenanordnung aufweisen, mit denen die Zielwinkel in zwei Ebenen (d.h. den Azimutwinkel und den Elevationswinkel) erfasst werden können, können die phasenkohärent im Verbund arbeitenden Radarsensoren und der virtuelle Sensor die Winkelauflösung in der zweiten Ebene, also typischerweise für den Elevationswinkel, verbessern.
Eine zweite erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass der dritte Radarsensor an der Stelle des virtuellen Sensors angeordnet ist, daher mittig zwischen dem ersten Radarsensor und dem zweiten Radarsensor. Die Anordnung der Radarsensoren ist dabei derart, dass der dritte Radarsensor und der virtuelle Sensor sich überlappende Antennenpositionen in vertikaler Richtung, also bezüglich der Elevation - besitzen. Durch die Überlappung der Antennenkanäle des virtuellen Sensors und des zumindest einen dritten Radarsensors wird eine Phasensynchronisation durchgeführt. Hierfür werden die empfangenen Phaseninformationen mindestens eines der überlappenden Antennenkanäle des virtuellen Sensors und die Phaseninformationen mindestens eines der überlappenden Antennenkanäle des zumindest einen dritten Radarsensors verglichen. Dabei werden die Phaseninformationen des virtuellen Sensors und die Phaseninformationen des zumindest einen dritten Radarsensors phasenkohärent gemeinsam ausgewertet. Durch die Phasensynchronisation kann eine Kalibrierung jeder der Radarsensoren durchgeführt werden. Im Idealfall stimmen die Phasenwerte der überlappenden Kanäle dann im Betrieb überein. Andernfalls können die Phasen durch Differenzbildung nachjustiert werden. Falls mehr als ein Antennenkanal überlappt, kann weiterhin eine Dejustage abhängig von der Anzahl und den Positionen der überlappenden Elemente erkannt und/oder korrigiert werden. Dabei kann für die Art der Dejustage zwischen Phasenoffset und Phasengradient unterschieden werden. Ein Phasenoffset ist für alle überlappenden Antennenkanäle konstant und weist auf einen Fehler bei der Montage bzw. der Anordnung der Sensoren bezüglich der Raumrichtungen hin. Ein Phasengradient verändert sich zwischen mehreren überlappenden Antennenkanälen und weist auf einen Fehler durch Verkippen oder Rotieren der Sensoren in Richtung des Azimuts bzw. der Elevation hin. Wie vorstehend bereits beschrieben, kann die gemeinsamen Auswertung auf Rohdaten der Sensoren basieren sowie alternativ oder zusätzlich vorprozessierte Daten verwenden.
Der virtuelle Sensor bietet den Vorteil, dass sich der Speicher- und Rechenaufwand reduziert, da nicht benötigte Messpfad- Kombinationen gesondert verarbeitet oder verworfen werden können.
Die Radarsensoren können alle gleich ausgebildet sein. Alternativ können die Radarsensoren voneinander verschieden ausgebildet sein. Insbesondere der dritte Radarsensor kann sich von dem ersten Radarsensor und von dem zweiten Radarsensor unterscheiden. Aber auch der erste Radarsensor und der zweite Radarsensor können sich unterscheiden.
Die Erfassung des Elevationswinkels kann für den Fall, dass einer oder mehrere der Radarsensoren zur Erfassung des Elevationswinkels eingerichtet ist (z. B. da der Radarsensor eine zweidimensionale Antennenanordnung aufweist), abhängig vom Abstand zum Ziel durchgeführt werden. Die Verbesserung der Elevationsauflösung durch die kombinierte Auswertung ist vor allem bei größeren Abständen zum Ziel vorteilhaft, um kleine Hindernisse frühzeitig zu erkennen. Im Nahbereich ist eine Auswertung mit schlechterer Auflösung ausreichend. Das Radarsystem muss daher nicht alle Daten sämtlicher Sensoren gleichzeitig auswerten, sondern kann, z.B. je nach Abstand zum Ziel, eine gemeinsame oder getrennte Auswertung durchführen.
Die Berechnung des Elevationswinkels (und des Azimutwinkels) mittels des virtuellen Sensors im Radarsystem erfolgt vorzugsweise in einem elektronischen Steuergerät der Radarsensoren des Radarsystems. Bei sogenannten Satelliten- Sensoren, welche im Verbund mit einem zentralen Steuergerät arbeiten, kann die Berechnung des Elevationswinkels (und des Azimutwinkels) auch im zentralen Steuergerät durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, die Berechnung auf einem externen Rechengerät durchzuführen. Hierbei kann auch Cloud-Computing vorgesehen sein.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, den Elevationswinkel eines Ziels zu erfassen und/oder eine Kalibrierung und/oder eine Dejustageerkennung Radarsensoren durchzuführen. Wie vorstehend beschrieben, kann es sich um ein elektronisches Steuergerät eines Radarsensors oder um ein zentrales elektronisches Steuergerät oder um ein externes Rechengerät, insbesondere im Rahmen von Cloud-Computing, handeln.
Das Radarsystem wird bevorzugt in einem Kraftfahrzeug verwendet. Die Radarsensoren sind vorzugsweise an der Front und optional am Heck des Fahrzeugs angeordnet. Allerdings sind das Radarsystem und insbesondere die Erzeugung des virtuellen Sensors nicht an eine Fahrzeugachse bzw. eine bestimmte Ausrichtung gebunden. Das Radarsystem kann auf alle im Fahrzeug relevanten Sichtfeldebenen angewandt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figuren 1 a bis f zeigen schematische Darstellungen von verschiedenen Anordnungen des erfindungsgemäßen Radarsystems.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Radarsystems.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Radarsystems.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Radarsystems.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausführungsbeispiele der Erfindung
Figuren 1 a - f zeigen unterschiedliche Anordnungen eines ersten Radarsensors 1, eines zweiten Radarsensors 2 und eines dritten Radarsensors 3 bei der Montage des erfindungsgemäßen Radarsystems. Die Radarsensoren 1, 2, 3 weisen jeweils ein Antennenarray 10 - 13, 20 - 23, 30 - 33 auf, mit denen Radarsignale ausgesendet und empfangen werden können. Die Radarsensoren 1, 2, 3 können gleich ausgebildet sein oder sich unterscheiden. Es wird hierfür auf die einzelnen Ausführungsbeispiele verwiesen. Alle Radarsensoren 1, 2, 3 sind mittels MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) miteinander verbunden und können das Radarsignal der jeweils anderen Radarsensoren 1, 2, 3 empfangen und auswerten. Die Radarsensoren 1, 2, 3 sind phasenkohärent miteinander gekoppelt, sodass die Phasenunterschiede der Antennenarrays 10 - 13, 20 - 23, 30 - 33 jedes Radarsensors 1, 2, 3 gemeinsam ausgewertet werden können. Diese Kopplungen sind in den Figuren 1 a - f als Pfeile dargestellt. Der erste Radarsensor 1 und der zweite Radarsensor 2 führen eine bistatische Messung mittels MIMO durch. Zudem werden der erste Radarsensor 1 und der zweite Radarsensor 2 mittels Takt-Synchronisation und Hochfrequenz-Synchronisation zueinander synchronisiert. Dadurch wird eine virtuelle Apertur 4 gebildet, welche die Fläche der eingebundenen Radarsensoren 1, 2 umfasst.
In den Ausführungsbeispielen zu den Figuren 1 a - e fungiert der dritte Radarsensor 3 als Master, der ein Radarsignal mit einem Takt (Clock) aussendet. Der Takt wird beispielsweise durch einen Lokaloszillator, eine Quarzuhr oder eine Bus-Clock erzeugt. Das Radarsignal des dritten Radarsensors 3 wird von den beiden Radarsensoren 1, 2 empfangen. Die Radarsensoren 1, 2 fungieren als Slave und geben ein Radarsignal aus, welches phasenkohärent zu dem Radarsignal des dritten Radarsensors 3 ist.
In der beispielhaften Anordnung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 a ist der dritte Radarsensor 3 in einer höheren Position als die beiden anderen Radarsensoren 1, 2 angeordnet. Somit ist das Antennenarray 30 des dritten Sensors 3 in Richtung der Vertikalen oberhalb des Antennenarrays 10 des ersten Radarsensors 1 und des Antennenarrays 20 des zweiten Radarsensors 2 sowie der virtuellen Apertur 4 angeordnet. Es kann aber auch vorgesehen sein, den dritten Radarsensor 3 unterhalb anzuordnen. In Figur 1 a sind alle Radarsensoren 1, 2, 3 und all ihre Antennenarrays 10, 20, 30 identisch ausgebildet. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 b unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 b dadurch, dass die Radarsensoren 1, 2, 3 sich unterscheiden: Der erste Radarsensor 1 weist ein erstes Antennenarray 11, der zweite Radarsensor 2 ein zweites Antennenarray 22 und der dritte Radarsensor 3 ein drittes Antennenarray 30 auf, die jeweils untereinander verschieden sind. Der erste Radarsensor 1 und/oder der zweite Radarsensor 2 sind beispielsweise Repeater. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch zwei der Radarsensoren 1, 2, 3 gleich ausgebildet sein und sich nur einer unterscheiden.
In einer weiteren beispielhaften Anordnung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 c befinden sich alle Radarsensoren 1, 2, 3 auf gleicher Höhe und sind identisch ausgebildet. Der dritte Radarsensor 3, der sich in der Mitte der beiden anderen Radarsensoren 1, 2 befindet, ist dabei um 180° gedreht. Dadurch ist das Antennenarray 30 des dritten Sensors ebenfalls in einer anderen Höhe als die Antennenarrays 10, 20 der beiden anderen Radarsensoren 1, 2 angeordnet.
Figur 1 d zeigt eine Anordnung, bei welcher der erste Radarsensor 1 und der dritte Radarsensor 3 auf gleicher Höhe angeordnet sind und identisch ausgebildet sind. Der zweite Radarsensor 2 ist oberhalb der beiden anderen Radarsensoren 1, 3 angeordnet und unterscheidet sich auch baulich von den beiden anderen Radarsensoren 1, 3, vor allem durch ein von diesen verschiedenes Antennenarray 22. Dadurch ist der dritte Radarsensor 3 in einer Randposition angeordnet. Weiterhin wird die virtuelle Apertur 4 von dem ersten Radarsensor 1 und dem zweiten Radarsensor 2 gebildet.
Im Ausführungsbeispiel zu Figur 1 e sind alle Radarsensoren 1, 2, 3 in unterschiedlichen Höhen angeordnet und unterschiedlich zueinander mit verschiedenen Antennenarrays 11, 22, 30 ausgebildet. Der dritte Radarsensor 3 befindet sich in der Mitte der beiden anderen Radarsensoren 1, 2. Weiterhin wird die virtuelle Apertur 4 von dem ersten Radarsensor 1 und dem zweiten Radarsensor 2 gebildet. Diese Anordnung bietet bei der Ermittlung des Elevationswinkels eine besonders gute Auflösung der Elevation, wenn alle Signale der Sensoren gemeinsam ausgewertet werden. Es wird hierzu auf Figur 5 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Der dritte Sensor weist mit einem virtuellen Sensor (hier nicht dargestellt) überlappende Antennenpositionen auf. Somit kann die Anordnung zur Phasenkalibrierung und Dejustageerkennung verwendet werden. Der virtuelle Sensor erzeugt eine Redundanz bezüglich des dritten Radarsensors 3.
Im Ausführungsbeispiel zu Figur 1 f ist ein Zentralsteuergerät 5 vorgesehen, das jeweils mit den Radarsensoren 1, 2, 3 verbunden ist. Die Radarsensoren 1, 2, 3 werden hierbei als Satelliten-Sensoren bezeichnet und fungieren als Quasi- Slave. Das Zentralsteuergerät generiert mittels eines Lokaloszillators (oder alternativ mittels einer Quarzuhr oder einer Bus-Clock) ein gemeinsames Phasen-/Frequenzreferenzsignal als Takt (Clock) für die kohärente Prozessierung. Die Radarsensoren 1, 2, 3 synchronisieren sich phasenkohärent über das gemeinsame Phasen-/Frequenzreferenzsignal. Die Anordnung der Radarsensoren 1, 2, 3 ist hier analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 c, aber nicht darauf beschränkt.
In weiteren Ausführungsbeispielen können die Anordnungen der Radarsensoren 1, 2, 3 gemäß den Figuren 1 a - f auch gespiegelt sein.
Die Erfassung des Elevationswinkels eines Ziels wird nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 4 beschrieben. In den Figuren 2 bis 4 sind die Radarsensoren 1, 2, 3 und die virtuelle Apertur 4, die vom ersten Radarsensor 1 und dem zweiten Radarsensor gebildet wird, wie in Bezug auf Figur 1 bereits beschrieben, dargestellt. Hier sind die Radarsensoren 1, 2, 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 a angeordnet, also der dritte Radarsensor 3 mittig zu den beiden anderen Radarsensoren 1, 2 und in der Höhe oberhalb von diesen angeordnet. Die Erfassung des Elevationswinkels ist allerdings nicht auf diese Anordnung beschränkt und es kann jede andere Anordnung der Radarsensoren 1, 2, 3, insbesondere jede in den Figuren 1 b - f gezeigte Anordnung, also auch die Anordnung des dritten Radarsensors 3 in einer Randposition, verwendet werden. Die jeweils ausgewerteten Signale sind abhängig von der Anordnung der Radarsensoren 1, 2, 3. Der Takt (Clock) kann dabei von einem der Radarsensoren 1, 2, 3, insbesondere vom als Master fungierenden dritten Radarsensor 3 oder von einem Zentralsteuergerät 5, wie im Ausführungsbeispiel zu Figur 1 f beschrieben, vorgegeben werden.
In den Figuren 2 bis 4 ist zudem ein virtueller Sensor 6 dargestellt, der durch die bistatische Messung des realen ersten Radarsensors 1 und des realen zweiten Radarsensors 2 mittels MIMO gebildet wird. Der virtuelle Sensor 6 wird in der Mitte der virtuellen Apertur 4 der beiden Radarsensoren 1, 2 gebildet. Der virtuelle Sensor 6 weist entsprechend ein virtuelles Antennenarray 60 bzw. 63 auf.
Zur Erfassung des Elevationswinkels werden die Daten des aus der bistatischen Messung gebildeten virtuellen Sensor 6 mit den Daten des realen dritten Radarsensors 3, der eine monostatische Messung durchführt, kombiniert. Der dritte Radarsensor 3 ist dabei bezüglich des virtuellen Sensors 6 in der Höhe versetzt - in diesem Beispiel befindet der dritte Radarsensor 3 oberhalb des virtuellen Sensors 6, in anderen, nicht dargestellten Beispielen befindet er sich unterhalb. Der virtuelle Sensor 6 und der dritte Radarsensor 3 bilden wiederum eine virtuelle Apertur 7.
Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weisen die Radarsensoren 1, 2, 3 jeweils eindimensionale Antennenarrays 10, 20, 30 auf. Die virtuelle Apertur 7 erstreckt sich in Elevationsrichtung und umfasst die Sensorfläche des eindimensionalen Antennenarrays 30 des dritten Radarsensors 3 und des virtuellen Antennenarrays 60 des virtuellen Sensors 6. Durch die kombinierte Auswertung der bistatischen Messung über den virtuellen Sensor 6 und der monostatischen Messung über den realen dritten Radarsensor 3 wird eine Erfassung des Elevationswinkels erreicht.
Im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 3 und 4 weisen die Radarsensoren 1, 2, 3 jeweils ein zweidimensionales Antennenarray 13, 23, 33 auf. Durch die kombinierte Auswertung der bistatischen Messung über den virtuellen Sensor 6 und der monostatischen Messung über den realen dritten Radarsensor 3 wird eine Verbesserung der Auflösung bei der Erfassung des Elevationswinkels erreicht. Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 überlappen das Antennenarray 33 des realen dritten Radarsensors 3 und das virtuelle Antennenarray 63 des virtuellen Sensors 6 nicht. Somit wird bei der Erfassung des Elevationswinkels die bestmögliche Auflösung erreicht.
Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 kommt es zu einer Überlappung 8 des Antennenarrays 33 des realen dritten Radarsensors 3 mit dem virtuellen Antennenarray 63 des virtuellen Sensors 6. In diesem Ausführungsbeispiel kann eine zusätzliche Phasenkalibrierung des dritten Radarsensors 3 und des virtuellen Sensors 6 - und somit indirekt auch der beiden realen Radarsensoren 1, 2 - durchgeführt werden. Da die Messungen der überlappenden Antennenkanäle - also hier des unteren Kanals des Antennenarrays 33 des dritten Radarsensors 3 und des oberen Kanals des Antennenarrays 63 des virtuellen Sensors 3 - identisch sein müssen, kann ein Korrekturwert der Phase durch Vergleich der Messungen der genannten überlappenden Messkanäle bestimmt werden. Dieser Korrekturwert kann auch auf die nicht-überlappenden Antennenkanäle des jeweiligen Sensors 3, 6 angewendet werden. Weiterhin kann, wenn die Messungen der überlappenden Antennenkanäle nicht identisch sind, durch Vergleich mit einem statischen Ziel auch ein Fehler bei der Montage bzw. der Anordnung der Radarsensoren 1, 2, 3 ermittelt werden.
Bei der Auswertung können die Rohdaten, also beispielsweise Zeitsignale, Spektren usw. des dritten Radarsensors 3 und des virtuellen Sensors 6 ausgewertet werden. Alternativ werden vorprozessierte Daten ausgewertet, wie in Figur 5 gezeigt. Die Radarsensoren 1, 2, 3 führen eine Messung 100 durch. Dabei nimmt jeder Radarsensor 1, 2, 3 eine Vielzahl von Detektionen auf, beispielsweise einen Abstand, eine Relativgeschwindigkeit, einen Azimutwinkel, eine Fläche und gegebenenfalls auch einen Elevationswinkel von Zielen. In Figur 5 sind die Detektionen des ersten Radarsensors 1 sind mit 101 bezeichnet, die Detektionen des zweiten Radarsensors 2 sind mit 102 bezeichnet und die Detektionen des dritten Radarsensors 3 sind mit 103 bezeichnet. Durch bistatische Messung des ersten Radarsensors 1 und des zweiten Radarsensors 2 wird mittels MIMO ein virtueller Sensor 6 gebildet 104. Die über den virtuellen Sensor 6 verknüpften Detektionen 101, 102 des ersten Radarsensors 1 und des zweiten Radarsensors 2 werden mit den Detektionen 103 des dritten Radarsensors 3 verglichen 105. Dabei können einzelne Detektionen miteinander verrechnet werden, was die benötigte Datenrate zwischen den Sensoren 3, 6 verringert. Es werden die räumlichen Positionen der Detektionen 101, 102, 103 und der relevante Bereiche der Detektionen 101, 102, 103 für die Sensoren 3, 6 miteinander verglichen. Stimmen die Detektionen 101, 102, 103 nicht überein, wird eine Dejustage erkannt und/oder korrigiert 106. Bei ausreichender Übereinstimmung wird eine gemeinsame Verarbeitung 107 durchgeführt, indem die komplexen Amplituden der Detektionen 101, 102, 103 miteinander verrechnet werden.

Claims

Ansprüche
1. Radarsystem mit zumindest drei Radarsensoren (1, 2, 3), welche phasenkohärent miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Radarsensor (1) und ein zweiter Radarsensor (2) voneinander beabstandet angeordnet sind, dass durch bistatische Messung zumindest des ersten Radarsensors (1) und des zweiten (2) Radarsensors mittels MIMO ein virtueller Sensor (6) gebildet wird, dass zumindest ein dritter Radarsensor (3) versetzt zu dem virtuellen Sensor (6) angeordnet ist, und dass das Radarsystem eingerichtet ist, mittels des virtuellen Sensors (6) und des zumindest einen dritten Radarsensors (3) einen Elevationswinkel eines Ziels zu erfassen.
2. Radarsystem mit zumindest drei Radarsensoren (1, 2, 3), welche phasenkohärent miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Radarsensor (1) und ein zweiter Radarsensor (2) voneinander beabstandet angeordnet sind, dass durch bistatische Messung zumindest des ersten Radarsensors (1) und des zweiten (2) Radarsensors mittels MIMO ein virtueller Sensor (6) gebildet wird, dass ein dritter Radarsensor (3) an der Stelle des virtuellen Sensors angeordnet ist und dass das Radarsystem eingerichtet ist, mittels des virtuellen Sensors (6) und des dritten Radarsensors (3) eine Kalibrierung und/oder eine Dejustageerkennung der Radarsensoren (1, 2, 3) durchzuführen.
3. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine dritte Radarsensor (3) in der Höhe versetzt zu der Ebene zwischen dem ersten Radarsensor (1) und dem zweiten Radarsensor (2) angeordnet ist.
4. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine dritte Radarsensor (3) gedreht zu der Ebene zwischen dem ersten Radarsensor (1) und dem zweiten Radarsensor (2) angeordnet ist. Verfahren zur Erfassung eines Elevationswinkels mittels eines Radarsystems mit zumindest drei Radarsensoren (1, 2, 3), welche phasenkohärent miteinander verbunden sind, wobei durch bistatische Messung des ersten Radarsensors (1) und des zweiten Radarsensors (2) mittels MIMO ein virtueller Sensor (6) gebildet wird (105), und wobei die Daten des virtuellen Sensors (6) und die Daten des zumindest einen dritten Radarsensors (3) phasenkohärent gemeinsam ausgewertet werden, um den Elevationswinkel eines Ziels zu erfassen (107) und/oder um eine Kalibrierung und/oder eine Dejustageerkennung (106) der Radarsensoren (1, 2, 3) durchzuführen. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der gemeinsamen Auswertung Rohdaten der Sensoren und/oder vorprozessierte Daten verwendet werden. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 oder 6 durchzuführen. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist. Elektronisches Steuergerät (5), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 oder 6 einen Elevationswinkel zu erfassen und/oder eine Kalibrierung und/oder eine Dejustageerkennung Radarsensoren (1, 2, 3) durchzuführen. Verwendung des Radarsystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Kraftfahrzeug.
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