-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge, und im Besonderen auf Systeme und Verfahren zur Abschwächung gegenseitiger Störungen in Radarsystemen für Fahrzeuge.
-
HINTERGRUND
-
Bestimmte Fahrzeuge verwenden heutzutage Radarsysteme. So verwenden beispielsweise bestimmte Fahrzeuge Radarsysteme, um andere Fahrzeuge, Fußgänger oder sonstige Objekte auf einer Straße zu erkennen, auf der das Fahrzeug fährt. Radarsysteme können zum Beispiel in dieser Weise zum Implementieren automatischer Bremssysteme, adaptiver Geschwindigkeitsregelung und Systeme zur Kollisionsvermeidung sowie für andere Fahrzeug-Funktionen verwendet werden. Bestimmte Fahrzeug-Radarsysteme, genannt MIMO (Multiple Input Multiple Output) Radarsysteme, haben mehrere Sender und Empfänger. Während Radarsysteme im Allgemeinen für solche Fahrzeug-Funktionen nützlich sind, haben vorhandene Radarsysteme in bestimmten Situationen möglicherweise bestimmte Beschränkungen.
-
Fahrzeug-Radarsysteme erfordern eine hohe Leistung, einen geringen Wartungsaufwand und niedrige Kosten, um die Implementierung in Verbraucherfahrzeugen zu ermöglichen. Um teilweise den niedrigen Kosten Rechnung zu tragen, sind moderne Fahrzeuge mit mehreren Radaren ausgestattet, die mit der gleichen Frequenz arbeiten. Bei der Inbetriebnahme mehrerer Radare besteht die Möglichkeit von gegenseitigen Störungen zwischen den Radaren. Störungen beeinträchtigen den Betrieb von Radaren. Ebenso wünschenswert ist die Bereitstellung von Verfahren, Systemen und Fahrzeugen, die zur Überwindung dieses Problems eingesetzt werden. Andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Initialisieren eines Radarsystems vorgesehen, umfassend das Initialisieren eines ersten Radarsenders, das Initialisieren eines zweiten Radarsenders, das Bestimmen einer gegenseitigen Störung zwischen dem ersten Radarsender und dem zweiten Radarsender, das Zurücksetzen des zweiten Radarsenders und das Initialisieren des zweiten Radarsenders.
-
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist ein Radarsteuersystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug-Radarsystem umfasst einen ersten Sender-Empfänger zum Senden eines ersten Signals und Empfangen eines ersten reflektierten Signals, einen zweiten Sender-Empfänger zum Senden eines zweiten Signals und Empfangen eines zweiten reflektierten Signals und einen Prozessor zum Bestimmen einer gegenseitigen Störung zwischen dem ersten Sender-Empfänger und dem zweiten Sender-Empfänger und zum Erzeugen eines Steuersignals zum Zurücksetzen des zweiten Sender-Empfängers als Reaktion auf das Bestimmen der gegenseitigen Störung.
-
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist eine Vorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Radarsender zum Übertragen eines ersten Radarsignals, einen zweiten Radarsender zum Übertragen eines zweiten Radarsignals und einen Prozessor zum Bestimmen einer gegenseitigen Störung zwischen dem ersten Radarsender und dem zweiten Radarsender, Zurücksetzen des zweiten Radarsenders und Erzeugen eines Steuersignals zum Initialisieren des zweiten Radarsenders als Reaktion auf das Bestimmen der gegenseitigen Störung und Zurücksetzen des zweiten Radarsenders.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin gilt:
- 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs, das ein Steuersystem aufweist, das gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ein Radarsystem beinhaltet.
- 2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Steuersystems des Fahrzeugs von 1, welches ein Radarsystem gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet.
- 3 Funktionsblockdiagramm eines Sendekanals und eines Empfangskanal des Radarsystems der 1 und 2 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform.
- 4 stellt eine exemplarische Umgebung für eine Vorrichtung zum Verarbeiten von parallelen Radarsignalen dar.
- 5 stellt ein System zum Initialisieren mehrerer Radare dar, die mit einer gleichen Frequenz arbeiten.
- 6 stellt ein exemplarisches Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum parallelen Verarbeiten von Radarsignalen dar.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben in keiner Weise einschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, auf die Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in Kombinationen, unter anderem umfassend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
-
1 stellt ein Funktionsblockdiagramm des Fahrzeugs 10 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform dar. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, beinhaltet das Fahrzeug 10 ein Radarsteuersystem 12, das ein Radarsystem 103 und eine Steuerung 104, welche die Objekte basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103 klassifizieren, aufweist.
-
Bei der abgebildeten Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 10 auch ein Fahrgestell 112, eine Karosserie 114, vier Räder 116, ein elektronisches Steuersystem 118, ein Lenksystem 150 und ein Bremssystem 160. Die Karosserie 114 ist auf dem Fahrgestell 112 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 114 und das Fahrgestell 112 bilden ggf. gemeinsam einen Rahmen. Die Räder 116 sind jeweils mit dem Fahrgestell 112 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 114 drehbar verbunden.
-
Bei der in 1 veranschaulichten exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 10 eine Stellgliedeinheit 120. Die Stellgliedeinheit 120 beinhaltet mindestens ein auf dem Fahrgestell 112 angebrachtes Antriebssystem 129, welches die Räder 116 antreibt. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Stellgliedeinheit 120 einen Motor 130. In einer Ausführungsform umfasst der Motor 130 einen Verbrennungsmotor. In anderen Ausführungsformen kann die Stellgliedeinheit 120 einen oder mehrere andere Arten von Maschinen und/oder Motoren, wie beispielsweise einen elektrischen Motor/Generator, anstatt oder zusätzlich zum Verbrennungsmotor beinhalten.
-
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist der Motor 130 mit mindestens einigen der Räder 116 durch eine oder mehrere Antriebswellen 134 verbunden. In einigen Ausführungsformen ist der Motor 130 auch mit dem Getriebe mechanisch gekoppelt. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 130 stattdessen mit einem Generator gekoppelt sein, der verwendet wird, um einen Elektromotor mit Energie zu versorgen, der mechanisch mit einem Getriebe gekoppelt ist.
-
Das Lenksystem 150 ist auf dem Fahrgestell 112 angebracht und steuert die Lenkung der Räder 116. Das Lenksystem 150 beinhaltet ein Lenkrad und eine Lenksäule (nicht dargestellt). Das Lenkrad empfängt Eingaben von einem Fahrer des Fahrzeugs 10. Die Lenksäule resultiert in Solllenkwinkeln für die Räder 116 über die Antriebswellen 134 basierend auf den Eingaben von dem Fahrer.
-
Das Bremssystem 160 ist am Fahrgestell 112 angebracht und stellt dem Fahrzeug 10 Bremsen zur Verfügung. Das Bremssystem 160 empfängt Eingaben vom Fahrer über ein Bremspedal (nicht dargestellt) und stellt ein geeignetes Bremsen über Bremseinheiten (auch nicht dargestellt) bereit. Der Fahrer stellt auch Eingaben über ein Gaspedal (nicht dargestellt) bezüglich einer Sollgeschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs 10 sowie verschiedene andere Eingaben für verschiedene Fahrzeugvorrichtungen und/oder -systeme, wie eine oder mehrere Fahrzeugfunkvorrichtungen, andere Unterhaltungssysteme, Umgebungskontrollsysteme, Beleuchtungseinheiten, Navigationssysteme und dergleichen (nicht dargestellt in 1), bereit.
-
Wie ebenfalls in 1 abgebildet kann das Fahrzeug 10 in bestimmten Ausführungsformen auch ein Telematiksystem 170 beinhalten. Bei einer derartigen Ausführungsform ist das Telematiksystem 170 eine bordeigene Vorrichtung, die diverse Dienste über Kommunikation mit einer Anrufzentrale (nicht abgebildet) entfernt vom Fahrzeug 10 bereitstellt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Telematiksystem unter anderen Merkmalen diverse nicht abgebildete Merkmale beinhalten, wie etwa eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung, eine oder mehrere Arten von elektronischem Speicher, einen Mobilfunk-Chipsatz/Komponente, ein drahtloses Modem, eine Dualmodus-Antenne und eine Navigationseinheit, die einen GPS-Chipsatz/Komponente enthält. In bestimmten Ausführungsformen können einige dieser Komponenten in der Steuerung 104 beinhaltet sein, wie es zum Beispiel nachstehend in Verbindung mit 2 erläutert wird. Die Telematikeinheit 170 kann diverse Dienste bereitstellen, die Folgendes beinhalten: ausführliche Wegbeschreibungen und andere navigationsbezogene Dienste, die in Verbindung mit dem GPS-Chipsatz/der Komponente bereitgestellt werden, Airbag-Auslösebenachrichtigung und andere Notfall- oder Pannendienstbezogene Dienste, die in Verbindung mit diversen Sensoren und/oder Sensorschnittstellenmodulen bereitgestellt werden, die im gesamten Fahrzeug angeordnet sind, und/oder Infotainment-bezogene Dienste, wie beispielsweise Musik, Internet-Webseiten, Filme, Fernsehprogramme, Videospiele und/oder andere Inhalte.
-
Das Radarsteuersystem 12 ist auf dem Fahrgestell 112 montiert. Wie zuvor erwähnt, klassifiziert das Radarsteuersystem 12 Objekte basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103. In einem Beispiel stellt das Steuersystem 12 diese Funktionen gemäß dem Verfahren 400, das nachstehend in Verbindung mit 4 beschrieben wird, bereit.
-
Obwohl das Radarsteuersystem 12, das Radarsystem 103 und die Steuerung 104 als Teil des gleichen Systems dargestellt sind, versteht es sich, dass bei bestimmten Ausführungsformen diese Merkmale zwei oder mehr Systeme umfassen können. Zusätzlich kann bei verschiedenen Ausführungsformen das Radarsteuersystem 12 alle oder einen Teil davon umfassen und/oder mit verschiedenen anderen Fahrzeugvorrichtungen und -systemen gekoppelt sein, wie etwa unter anderem der Stellgliedeinheit 120 und/oder dem elektronischen Steuersystem 118.
-
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Funktionsblockdiagramm für das Radarsteuersystem 12 von 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform bereitgestellt. Wie zuvor erwähnt, beinhaltet das Radarsteuersystem 12 das Radarsystem 103 und die Steuerung 104 von 1.
-
Wie in 2 abgebildet, beinhaltet das Radarsystem 103 einen oder mehrere Sender 220, eine oder mehrere Empfänger 222, einen Speicher 224 und eine Verarbeitungseinheit 226. In der abgebildeten Ausführungsform umfasst das Radarsystem 103 ein Multiple-Input-Multiple-Output-(MIMO)-Radarsystem mit mehreren Sendern (hier auch als Sendekanäle bezeichnet) 220 und mehreren Empfängern (hier auch als Empfangskanäle bezeichnet) 222. Die Sender 220 übertragen Radarsignale für das Radarsystem 103. Nachdem die übertragenen Radarsignale auf eines oder mehrere Objekte auf oder nahe einer Straße treffen, auf der das Fahrzeug 10 fährt, und in Richtung des Radarsystems 103 reflektiert/umgelenkt werden, werden die umgelenkten Radarsignale vom Empfänger 222 des Radarsystems 103 zur Verarbeitung empfangen.
-
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein repräsentativer Kanal der Sendekanäle 220 zusammen mit einem jeweiligen Kanal der Empfangskanäle 222 des Radarsystems von 3 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform abgebildet. Wie in 3 abgebildet, beinhaltet jeder Sendekanal 220 einen Signalgenerator 302, einen Filter 304, einen Verstärker 306 und eine Antenne 308. Wie ebenfalls in 3 abgebildet, beinhaltet jeder Empfangskanal 222 eine Antenne 310, einen Verstärker 312, einen Mischer 314 und einen Sampler/Digitalisierer 316. In bestimmten Ausführungsformen können die Antennen 308, 310 eine einzelne Antenne umfassen, während in weiteren Ausführungsformen die Antennen 308, 310 getrennte Antennen umfassen können. Ähnlich können die Verstärker 306, 312 in bestimmten Ausführungsformen einen einzelnen Verstärker umfassen, während in weiteren Ausführungsformen die Verstärker 306, 312 getrennte Verstärker umfassen können. Zusätzlich können in bestimmten Ausführungsformen mehrere Sendekanäle 220 einen oder mehrere der Signalgeneratoren 302, Filter 304, Verstärker 306 und/oder Antennen 308 gemeinsam nutzen. Ebenso können in bestimmten Ausführungsformen mehrere Empfangskanäle 222 eine oder mehrere der Antennen 310, Verstärker 312, Mischer 314 und/oder Sampler/Digitalisierer 316 gemeinsam nutzen.
-
Das Radarsystem 103 erzeugt die Übertragungsradarsignale über den oder die Signalgeneratoren 302. Die Übertragungsradarsignale werden über den oder die Filter 304 gefiltert, über den oder die Verstärker 306 verstärkt und vom Radarsystem 103 (und vom Fahrzeug 10, zu welchem das Radarsystem 103 gehört, hierin auch als „Trägerfahrzeug“ bezeichnet) über die Antenne(n) 308 übertragen. Das übertragenden Radarsignale kontaktieren anschließend andere Fahrzeuge und/oder andere Objekte auf oder neben der Straße, auf der das Trägerfahrzeug 10 fährt. Nach dem Kontaktieren der anderen Fahrzeuge und/oder anderer Objekte werden die Radarsignale reflektiert und gehen von den anderen Fahrzeugen und/oder anderen Objekten in unterschiedliche Richtungen, wobei einige Signale in Richtung des Trägerfahrzeugs 10 zurückkehren. Die Radarsignale, die zum Trägerfahrzeug 10 zurückkehren (hierin auch als empfangene Radarsignale bezeichnet) werden von der oder den Antennen 310 empfangen, von dem oder den Verstärkern 312 verstärkt, von dem oder den Mischern 314 gemischt und von dem oder den Samplern/Digitalisierern 316 digitalisiert.
-
Zurückkehrend zu 2 beinhaltet das Radarsystem 103 unter anderen möglichen Funktionen den Speicher 224 und die Verarbeitungseinheit 226. Der Speicher 224 speichert die vom Empfänger 222 und/oder der Verarbeitungseinheit 226 empfangenen Informationen. In bestimmten Ausführungsformen können diese Funktionen insgesamt oder teilweise von einem Speicher 242 eines Rechensystems 232 ausgeführt werden (wird nachfolgend näher erläutert).
-
Die Verarbeitungseinheit 226 verarbeitet die Informationen, die von den Empfängern 222 zum Klassifizieren von Objekten basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103 erhalten werden. Die Verarbeitungseinheit 226 der dargestellten Ausführungsform ist in der Lage, eines oder mehrere Programme (d. h. laufende Software) auszuführen, um verschiedene im Programm(en) codierte Aufgabenanweisungen durchzuführen. Die Verarbeitungseinheit 226 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, Mikro-Controller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) oder andere geeignete Vorrichtungen, wie sie der Fachmann erkennen wird, beinhalten, wie beispielsweise eine elektronische Steuerkomponente, eine Verarbeitungslogik und/oder eine Prozessorvorrichtung, einzeln oder beliebig kombiniert, ohne Einschränkung Folgendes beinhaltend: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, ein Prozessor (geteilt, dediziert oder gruppiert) und ein Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische logische Schaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktion bereitstellen.
-
In bestimmten Ausführungsformen kann das Radarsystem 103 mehrere Speicher 224 und/oder Verarbeitungseinheiten 226 beinhalten, die zusammen oder getrennt arbeiten, wie ebenfalls von Fachleuten zu erkennen ist. Zusätzlich ist zu beachten, dass in bestimmten Ausführungsformen die Funktionen des Speichers 224 und/oder der Verarbeitungseinheit 226 insgesamt oder teilweise von einem oder mehreren anderen Speichern, Schnittstellen und/oder Prozessoren, die außerhalb des Radarsystems 103 angeordnet sind, wie beispielsweise dem Speicher 242 und dem Prozessor 240 der Steuerung 104, die nachstehend beschrieben werden, ausgeführt werden können.
-
Wie in 2 dargestellt, ist die Steuerung 104 mit dem Radarsystem 103 gekoppelt. Ähnlich zur vorangehenden Erläuterung kann die Steuerung 104 in bestimmten Ausführungsformen ganz oder teilweise innerhalb oder als Teil des Radarsystems 103 ausgeführt sein. Zusätzlich ist die Steuerung 104 in bestimmten Ausführungsformen ebenfalls mit einem oder mehreren anderen Fahrzeugsystemen (wie beispielsweise dem elektronischen Steuersystem 118 von 1) verbunden. Die Steuerung 104 empfängt und verarbeitet die Informationen, die vom Radarsystem 103 erfasst oder bestimmt werden, stellt das Erfassen, Klassifizieren und Verfolgen basierend auf einer dreidimensionalen Darstellung der Objekte unter Verwendung empfangener Radarsignale des Radarsystems 103 bereit und implementiert entsprechende Fahrzeugmaßnahmen basierend auf diesen Informationen.
-
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Steuerung 104 ein Computersystem 232. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 104 auch das Radarsystem 103, eine oder mehrere Komponenten davon und/oder eines oder mehrere andere Systeme beinhalten. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Steuerung 104 ansonsten von der Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, unterscheiden kann. Die Steuerung 104 kann beispielsweise mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen verbunden sein, wie z. B. mit dem elektronischen Steuersystem 118 von 1.
-
Wie in 2 abgebildet, beinhaltet das Computersystem 232 den Prozessor 240, den Speicher 242, eine Schnittstelle 244, eine Speichervorrichtung 246 und einen Bus 248. Der Prozessor 240 führt die Rechen- und Steuerfunktionen der Steuerung 104 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen, wie beispielsweise einen Mikroprozessor oder jegliche geeignete Anzahl integrierter Schaltkreisvorrichtungen und/oder Leiterplatten umfassen, die zusammenwirken, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit auszuführen. In einer Ausführungsform klassifiziert der Prozessor 240 Objekte unter Verwendung von Radarsignal-Spektrogrammdaten kombiniert mit einem oder mehreren Rechenvisionsmodellen.
-
Der Speicher 242 kann eine beliebige Art eines geeigneten Speichers sein. Dies würde die verschiedenen Arten von dynamischem Random Access Memory (DRAM), wie SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen nichtflüchtigen Speicherarten (PROM, EPROM und Flash) umfassen. In bestimmten exemplarischen Ausführungsformen befindet sich der Speicher 242 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 240 und/oder ist gemeinsam mit demselben angeordnet. In der abgebildeten Ausführungsform speichert der Speicher 242 das vorgenannte Programm 250 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 252 (wie etwa exemplarisch Informationen aus den empfangenen Radarsignalen und den Spektrogrammen derselben).
-
Der Bus 248 dient zum Übertragen von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems 232. Die Schnittstelle 244 ermöglicht die Kommunikation zum Computersystem 232, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem und kann unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens und jeder geeigneten Vorrichtung implementiert werden. Die Schnittstelle 244 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. In einer Ausführungsform beinhaltet die Schnittstelle 244 einen Sendeempfänger. Die Schnittstelle 244 kann zudem eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit Technikern zu kommunizieren, und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen, die mit Speichervorrichtungen, wie der Speichervorrichtung 246, verbunden sein können.
-
Bei der Speichervorrichtung 246 kann es sich um jegliche geeignete Art von Speichervorrichtung handeln, darunter auch um Direktzugriffsspeichervorrichtung, wie beispielsweise Festplattenlaufwerke, Flashsysteme, Diskettenlaufwerke und optische Speicherplatten. In einer exemplarischen Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 246 ein Programmprodukt, von dem der Speicher 242 ein Programm 250 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen von einem oder mehreren Prozessen der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie die Schritte des Prozesses 400 (und aller Teilprozesse desselben), im Folgenden beschrieben in Verbindung mit den 4-6. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt im Speicher 242 und/oder auf einer Speicherplatte (z. B. Speicherplatte 254), wie der weiter unten erläuterten, gespeichert sein und/oder anderweitig darauf zugegriffen werden.
-
Der Bus 248 kann aus allen zur Verbindung von Computersystemen und Komponenten geeigneten physischen oder logischen Mitteln bestehen. Dies schließt ohne Einschränkung auch direkt verdrahtete Verbindungen, Faseroptik, sowie Infrarot- und Drahtlosbustechnologien ein. Während des Betriebs wird das Programm 250 im Speicher 242 gespeichert und durch den Prozessor 240 ausgeführt.
-
Obwohl diese exemplarische Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht flüchtigen computerlesbaren Signalträgermedien verbreitet werden können, die dazu dienen, das Programm und die zugehörigen Befehle zu speichern und deren Verbreitung auszuführen, beispielsweise ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, welches das Programm und Computerbefehle enthält, die darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 240) zu veranlassen, das Programm auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann vielerlei Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung in gleicher Weise, unabhängig von der spezifischen für die Verbreitung verwendeten Art von computerlesbarem Signalträgermedium, Anwendung findet. Zu den Beispielen für Signalträgermedien gehören: beschreibbare Medien, wie beispielsweise Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Speicherplatten, sowie Übertragungsmedien, wie beispielsweise digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Ebenso zu bemerken ist, dass sich das Computersystem 232 auch anderweitig von der in 2 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise darin, dass das Computersystem 232 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuerungssystemen in Verbindung stehen oder diese anderweitig nutzen kann.
-
Zuwendend nun auf 4 ist eine Vorrichtung zur Verarbeitung von parallelen Radarsignalen 400 dargestellt. Die Vorrichtung ist gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wirksam, um die Objekte innerhalb eines Sichtfeldes zu lokalisieren. Die Vorrichtung wird verwendet, um die Position der Objekte zu lokalisieren oder zu bestimmen, indem ihre Position relativ zum Trägerfahrzeug oder zu einer globalen Bezugskoordinate bestimmt wird. Das Lokalisieren kann das Bestimmen der Azimut- und Elevationswinkel des Ziels in Bezug auf das Trägerfahrzeug und dessen Geschwindigkeit beinhalten. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 400 wirksam sein, um zu bestimmen, welche Objekte statisch und welche dynamisch für das Szenenverständnis hilfreich sind, da es sehr viele Radar-Echos zum Bilden von statischen Objekten und viel weniger von dynamischen gibt, was die Rechenkomplexität anbelangt, die erforderlich ist, um sicherzustellen, dass wir ausreichend Ressourcen für dynamische Objekte bereitstellen. Zusätzlich kann das Verarbeiten von Radar-Echos aus dynamischen gegenüber statischen Objekten sehr unterschiedlich sein. Ein typisches Szenario für ein Automobilradar besteht aus mehreren starken, großen Objekten, Echos von statischen Objekten und wenigen viel schwächeren, kleinen, dynamischen Objekten, wie beispielsweise Fußgänger. Somit können statische Objekte dynamische Objekte maskieren. Daher wäre es wünschenswert, zunächst Radar-Echos aus dem statischen Objekt herauszufiltern, um dynamische Objekte zu erfassen.
-
Die Vorrichtung 400 weist eine erste Antenne 405 und eine zweite Antenne 410 zum Senden und Empfangen von Radarimpulsen auf. Die Antennen können eine einzelne Elementantenne oder eine Anordnung von Antennenelementen sein, wie beispielsweise eine Antennenanordnung, worin die Elemente der Antennenanordnung in einer Weise miteinander verbunden sind, um die empfangenen Signale in einer bestimmten Amplituden- und Phasenbeziehung zu kombinieren. Jedes der Antennenelemente kann mit einem Verstärker und/oder Phasenschieber gekoppelt sein.
-
Jede der ersten Antennen 405 und die zweite Antenne 410 kann eine Phasenanordnung sein, die mehrere feste Antennenelemente verwendet, in welchen die relativen Phasen der zu den festen Antennenelementen gespeisten Signale so eingestellt werden können, dass das effektive Strahlungsdiagramm der Antennenanordnung so verändert wird, dass die Verstärkung der Anordnung in eine gewünschte Richtung verstärkt und in unerwünschte Richtungen unterdrückt wird. Dies hat den erwünschten Effekt, dass ein stationäres Antennenfeld in eine Fahrzeugkarosserie integriert werden kann und gleichzeitig das Sichtfeld der Antenne erweitert werden kann.
-
Die erste Antenne 405 und die zweite Antenne 410 sind jeweils mit einem ersten A/D-Wandler 415 und einem zweiten A/D-Wandler 420 gekoppelt. Der erste A/D-Wandler 415 und der zweite A/D-Wandler 420 sind wirksam, um die empfangenen Radar-Echos im Signalrückkanal in eine digitale Darstellung der empfangenen Radar-Echos umzuwandeln. Die digitalen Darstellungen der empfangenen Radar-Echos sind mit einem ersten digitalen Signalprozessor 425 und einem zweiten digitalen Signalprozessor 430 zur weiteren Signalverarbeitung gekoppelt. Die Ausgänge des ersten digitalen Signalprozessors 425 und eines zweiten digitalen Signalprozessors 530 sind mit einem gemeinsamen Signalprozessor 440 gekoppelt.
-
Der erste digitale Signalprozessor 425 und der zweite digitale Prozessor 430 können wirksam sein, um eine Reichweiten-Doppler-Verarbeitung durchzuführen und Reichweiten-Doppler-Bins von multiplizierten Kanälen zu extrahieren, die einen Erkennungsschwellenwert überschreiten. Die Reichweiten-Doppler-Verarbeitung beinhaltet das Durchführen einer Fast-Fourier-Transformation (FFT), um die Reichweiten- und Dopplerinformationen aus dem empfangenen Signalspektrum zu extrahieren. Eine 2D-FFT kann verwendet werden, um dem System zu ermöglichen, das Frequenzspektrum einer zweidimensionalen Signalmatrix zu analysieren.
-
Der gemeinsame Signalprozessor 440 ist wirksam, um die vom ersten digitalen Signalprozessor 425 und einem zweiten digitalen Signalprozessor 430 empfangenen Daten zum Durchführen der Objekterfassung, Objektbestimmung und -erkennung und Parameterschätzung zu verarbeiten. Der gemeinsame Signalprozessor 440 ist darüber hinaus wirksam, um die bestimmten Objekte gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsformen zu verfolgen. Der gemeinsame Signalprozessor 440 kann dann eine Objektliste erzeugen, die im Speicher 405 gespeichert wird und auch zum Erzeugen einer Objektkarte für das autonome Fahren und/oder zur Hindernisvermeidung verwendet werden kann.
-
Die erste Antenne 405 und die zweite Antenne 410 können so ausgerichtet sein, dass sie in einem festgelegten Abstand voneinander angeordnet sind, jedoch überlappende Sichtfelder (FOV) aufweisen. So können sich beispielsweise die Antennen auf jeder Seite der Vorderseite eines Fahrzeugs nach vorne ausgerichtet befinden. Es wäre wünschenswert, die Winkelauflösung jeder der beiden Antennen durch die gemeinsame Verwendung der beiden Antennensysteme zu verbessern. Die Winkelauflösung des Systems kann durch Kombination der mehreren Beobachtungsvektoren jeder Antenne gesteigert werden, worin jeder Beobachtungsvektor den gleichen Reflexionspunktwinkel aufweisen würde, jedoch unterschiedliche Reflexionskoeffizienten aufweisen würde.
-
Zuwendend nun zu 5 ist ein System zum Initialisieren mehrerer Radare dargestellt, die mit einer gleichen Frequenz 500 arbeiten wie dargestellt. Ein Multi-Radarsystem ist zur Verwendung mehrerer Radar-Sender-Empfänger ausgelegt. In dieser exemplarischen Ausführungsform werden drei Radar-Sender-Empfänger verwendet, ein erster Radar-Sender-Empfänger 505, ein zweiter Radar-Sender-Empfänger 510 und ein dritter Radar-Sender-Empfänger 515. Obwohl in der exemplarischen Ausführungsform drei Radar-Sender-Empfänger verwendet werden, können beliebig viele Radar-Sender-Empfänger entsprechend den Konstruktionsanforderungen eingesetzt werden.
-
Das vorgeschlagene System kann wahlweise ganz oder teilweise durch eine übergeordnete Steuerung 520 gesteuert werden. Die übergeordnete Steuerung 520 kann zum Erzeugen von Zeitsignalen, Initialisierungssignalen oder dergleichen und zum Steuern der verschiedenen Radar-Sender-Empfänger 505, 510, 515 verwendet werden. Die übergeordnete Steuerung 520 kann Steuersignale von einem Signalprozessor über einen Kommunikationsbus, wie beispielsweise einen Controller Area Network (CAN)-Bus, empfangen, um die Sender-Empfänger zu initialisieren oder um die Sender-Empfänger als Reaktion auf ein Fehlersignal neu zu initialisieren. Wenn ein Fehlersignal von der übergeordneten Steuerung empfangen wird, kann die übergeordnete Steuerung 520 in der Lage sein, einen der Sender-Empfänger als Reaktion auf ein Fehlersignal auszuschalten und dann den Sender-Empfänger neu zu initialisieren. Wenn das Fehlersignal erneut auftritt, schaltet die übergeordnete Steuerung 520 einen oder mehrere der Sender-Empfänger aus und initialisiert dann den Sender-Empfänger neu. Wenn kein Fehlersignal empfangen, angezeigt oder erkannt wird, kann das System dann zur Initialisierung des dritten Sende-Empfängers eingesetzt werden.
-
Das System ist funktionsfähig, um ein erstes Radar zu initialisieren. Der erste Radarsender ist funktionsfähig, um ein erstes Signal zu übertragen, worin das erste Signal mit einer ersten Frequenz moduliert wird. Das System ist dann funktionsfähig, um ein zweites Radar zu initialisieren. Der zweite Radarsender ist dann funktionsfähig, um ein zweites Signal zu übertragen, worin das zweite Signal bei der ersten Frequenz moduliert wird. Ein erster Radarempfänger ist funktionsfähig, um das erste Signal zu empfangen. Ein erster Signalprozessor verarbeitet das erste Signal, um ein digitales Signal zu erzeugen. Das digitale Signal wird analysiert, um eine Bitfehlerrate zu bestimmen. Die Bitfehlerrate wird mit einer Schwellenwertfehlerrate verglichen. Wenn die Bitfehlerrate die Schwellenwertfehlerrate überschreitet, ist der Analysator in der Lage, ein Steuersignal zu erzeugen und das Steuersignal mit dem ersten Radar und dem zweiten Radar zu koppeln. Das zweite Radar ist funktionsfähig, um ein Leistungssignal an den zweiten Radarsender als Reaktion auf das Steuersignal zu leiten.
-
Zuwendend nun zu 6 wird ein exemplarisches Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur parallelen Verarbeitung von Radarsignalen 600 dargestellt. Das System ist funktionsfähig, um ein erstes Radar 610 zu initialisieren. Der erste Radarsender ist wirksam, um ein erstes Signal zu übertragen, worin das erste Signal mit einer ersten Frequenz moduliert wird. Das System ist dann funktionsfähig, um ein zweites Radar 620 zu initialisieren. Der zweite Radarsender ist dann funktionsfähig, um ein zweites Signal zu übertragen, worin das zweite Signal bei der ersten Frequenz moduliert wird. Ein erster Radarempfänger ist funktionsfähig, um das erste Signal zu empfangen. Ein erster Signalprozessor verarbeitet das erste Signal, um ein digitales Signal zu erzeugen. Das digitale Signal wird analysiert, um eine Bitfehlerrate zu bestimmen. Die Bitfehlerrate wird mit einer Schwellenwertfehlerrate verglichen. Wenn die Bitfehlerrate die Schwellenwertfehlerrate überschreitet, ist der Analysator in der Lage, ein Steuersignal zu erzeugen und das Steuersignal mit dem ersten Radar und dem zweiten Radar 630 zu koppeln. Das zweite Radar ist funktionsfähig, um ein Leistungssignal an den zweiten Radarsender als Reaktion auf das Steuersignal zu leiten. Das Verfahren initialisiert dann das zweite Radar 620. Wenn die Schwellenwertfehlerrate nicht überschritten wird, werden beide Radare parallel 640 betrieben.
-
Alternativ kann das System auch eine Verzögerungsleitung zwischen den Radar-Sender-Empfängern verwenden. Dies ermöglicht eine vereinfachte Implementierung, die vollständige Beseitigung von Störungen und den gemeinsamen Betrieb mehrerer Radars für eine verbesserte Genauigkeit und Winkelauflösung. Jedes Radar führt eine Verzögerung des übertragenen Signals proportional zu dessen Entfernung zum Master ein. Die Verzögerung ist begrenzt durch die Zeit, die benötigt wird, um das vom Master gesendete Signal vom weiteren Radar zu erhalten.
-
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der hinzugefügten Patentansprüche und deren rechtlichen Entsprechungen abzuweichen.