带有优化的中间数据存储的雷达系统技术方案

本发明专利技术涉及一种机动车辆中的驾驶员辅助系统用的雷达系统。按照本发明专利技术，雷达系统在使用周期性线性调频和多维离散傅里叶变换时具有中间数据的优化存储。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种机动车辆中的驾驶员辅助系统用的雷达系统。按照本专利技术，优化了雷达系统在使用周期性线性调频和多维离散傅里叶变换时中间数据的存储。
技术介绍
越来越多的机动车辆配备了驾驶员辅助系统，这类驾驶员辅助系统借助传感器系统探测周围环境，从由此识别的交通状况中得出车辆的自动反应和/或对驾驶员作出指示、尤其是警告。在此，分为舒适性功能和安全性功能。在目前研发的系统中，FSRA(全速范围自适应巡航控制)作为一项舒适性功能发挥着最重要的作用。在交通情况允许时，车辆会将自身速度控制在驾驶员预先设定的期望速度上，否则自身速度将自动调整得与实际交通情况相符。除了提高舒适度外，安全性功能也日益得到重视，其焦点主要集中在降低紧急情况下的制动距离上。相应的驾驶员辅助功能从用以降低制动延迟的制动器自动预填充功能(Prefill)，经由被改进的制动辅助功能(BAS+)，一直发展到自主紧急制动功能。如今，雷达传感器主要用于上述类型的驾驶员辅助系统。在天气条件较为恶劣的情况下，雷达传感器也能运转良好，除了目标/对象距离外，还能通过多普勒效应直接测量目标的相对速度。为了能达到较高的探测质量，天线的排列和调频是关键。在此，带有多个发送和/或接收天线的天线阵，以及多个线性频率斜升的周期序列能实现最佳结果；借助多维傅里叶变换能处理在此出现的较高的数据量，但这需要较高的计算和存储容量。通过对半导体技术的持续开发，并且由于较高的时钟脉冲和较智能的执行，用于计算容量的成本比用于存储容量的成本降低得快，因此存储容量成本在传感器成本中所占的比例升高了。
技术实现思路
本专利技术的目的是降低在带有多个发送和/或接收天线的天线阵以及周期性线性调频中多维傅里叶变换所需的存储容量。这一目的原则上借助根据权利要求1-10的雷达系统和根据权利要求11-20的方法加以实现。本专利技术的优势在于通过降低存储规格容量降低了成本、降低了芯片大小并降低了功率消耗。与此相反，在预给定的存储规格容量下则可提升多维傅里叶变换的规格，从而提高信号处理的分辨能力和/或积分增益，进而提高传感器的灵敏度。这种用于机动车辆环境检测的雷达系统优选包括：用于发射发送信号的发送装置，它带有一个或多个发送天线；用于接收在目标上反射的发送信号的接收装置，它带有一个或多个接收天线；以及用于处理所接收信号的信号处理装置，其中，所发射的发送功率的频率的调制方式为，使得所述频率包含相同坡度的K个线性斜升的序列，针对每一个频率斜升并行地和/或分别通过P个彼此相继的频率斜升(以下称为频率斜升组)串行地(即K/P次)，通过与一个振荡器信号混频以及扫描而获取发送和接收天线的多个组合(例如：i)一个发送天线发射发送功率，并且至少两个接收天线接收反射的辐射，或ii)n个(n＝1,2,….N)发送天线发射发送功率，并且一个或多个接收天线接收发送功率)的接收信号，在数字信号处理装置中，分别通过针对每一个频率斜升和针对发送和接收天线的每一个相应组合的扫描值例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式计算第一次频谱分析，通过K个频率斜升存储针对其频率采样点的至少一部分的第一次频谱分析的结果，这些频率采样点是所谓的距离栅门(Entfernungstor)，之后对于针对每一个距离栅门和针对发送和接收天线的每一个组合通过频率斜升或频率斜升组存储的值，例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式计算第二次频谱分析，将其结果通过发送和接收天线的不同组合做进一步处理(例如借助通过第三次离散傅里叶变换(DFT)进行的数字的射束成形)，其特征在于，将用于缩小存储空间的第一次频谱分析的结果以压缩方式存储，其中，发送和接收天线的多个组合的结果针对每一个距离栅门和频率斜升或频率斜升组都具有相同的缩放比例，因此，该缩放比例仅需存储一次，将这样缩放的值量化到比在信号处理中(尤其是进行频谱分析时)使用的位数小的位数并以所述降低的位数存储，将这些压缩后的值在进一步处理前(即第二次频谱分析前)重新解压缩。优选地，雷达系统的信号处理(尤其是频谱分析)可以以定点运算以二进制补码表示法进行。优选地，值的共同缩放比例可由其最小数量的与最高位分别具有相同值的位来确定，并且为了进行缩放去掉这样确定的数量的前面的位。优选可将值的共同缩放比例以及经缩放的值和量化为较低位数的值以共同的二进制字编码，其位数优选为二的幂。优选可对于以共同的二进制字编码的经缩放的值采用不同的位数。有利地可在对于其位数预给定二的幂时最佳地利用所述位数。优选可在对经缩放的值进行量化之前加上一个随机的数字。由此，量化误差可有利地对于频率斜升或频率斜升组和/或发送和接收天线的不同组合至少近似不关联。可优选考虑，通过在进行量化前加上一个随机数字或通过取整在必要时匹配缩放。优选地，对于每一个频率斜升或频率斜升组，发送和接收天线的多个组合的结果针对多个、优选两个相邻距离栅门可具有相同的缩放比例。因此该缩放比例有利地仅需存储一次。优选可在数字信号处理装置中在进行压缩之前，对发送和接收天线的不同组合的不同灵敏度进行平衡。优选可通过快速离散傅里叶变换(FFT)确定离散傅里叶变换(DFT)。优选可提出一种用于机动车辆环境检测的雷达系统的方法，该雷达系统带有：用于发射发送信号的发送装置，它带有一个或多个发送天线；用于接收在目标上反射的发送信号的接收装置，它带有一个或多个接收天线；以及用于处理所接收信号的信号处理装置，其中，这样调制所发射的发送功率的频率，使得所述频率包含相同坡度的K个线性斜升的序列，针对每一个频率斜升并行地和/或分别通过P个彼此相继的频率斜升(以下称为频率斜升组)串行地(即K/P次)通过与一个振荡器信号混频以及扫描而获取发送和接收天线的多个组合(例如：i)一个发送天线发射发送功率，并且至少两个接收天线接收反射的辐射，或ii)n个(n＝1,2,….N)发送天线发射发送功率，并且一个或多个接收天线接收发送功率)的接收信号，在数字信号处理装置中，分别通过针对每一个频率斜升和针对发送和接收天线的每一个相应组合的扫描值例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式计算第一次频谱分析，通过K个频率斜升存储针对其频率采样点的至少一部分的第一次频谱分析的结果，这些频率采样点是所谓的距离栅门，之后对于针对每一个距离栅门和针对发送和接收天线的每一个组合通过频率斜升或频率斜升组存储的值，例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式计算第二次频谱分析，将其结果通过发送和接收天线的不同组合做进一步处理(例如借助通过第三次离散傅里叶变换(DFT)进行的数字的射束成形)，其特征在于，将用于缩小存储空间的第一次频谱分析的结果以压缩方式存储，其中，发送和接收天线的多个组合的结果针对每一个距离栅门和频率斜升或频率斜升组都具有相同的缩放比例，因此，该缩放比例仅需存储一次，将这样缩放的值量化到比在信号处理中(尤其是进行频谱分析时)使用的位数小的位数并以所述降低的位数存储，将这些压缩后的值在进一步处理前(即第二次频谱分析前)重新解压缩。附图说明图1展示了该雷达系统的一种举例考察的实施案例。图2展示了发送和接收信号的频率，它由所谓的频率斜升构成。图3展示了在第一次离散傅里叶变换之前(左)以及第一次离散傅里叶变换之后(右)存在两个目标时的一个扫描的信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机动车辆环境检测的雷达系统，该雷达系统带有‑用于发射发送信号的发送装置，它带有一个或多个发送天线，‑用于接收在目标上反射回来的发送信号的接收装置，它带有一个或多个接收天线，以及‑用于处理所接收信号的信号处理装置，其中，‑所发射的发送功率的频率的调制方式为，使得所述频率包含相同坡度的K个线性斜升的序列，‑针对每一个频率斜升并行地和/或对于P个彼此相继的频率斜升(以下称为频率斜升组)串行地(即K/P次地)，通过与一振荡器信号混频以及扫描而获取发送和接收天线的多个组合(例如：i)一个发送天线发射发送功率，并且至少两个接收天线接收反射的辐射，或ii)n个(n＝1,2,…N)发送天线发射发送功率，并且一个或多个接收天线接收发送功率)的接收信号，‑在数字信号处理装置中，通过针对每一个频率斜升和针对发送和接收天线的每一个相应组合的扫描值，例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式计算第一次频谱分析，‑通过K个频率斜升存储针对其频率采样点的至少一部分的第一次频谱分析的结果，这些频率采样点是所谓的距离栅门，‑之后对于针对每一个距离栅门和针对发送和接收天线的每一个组合通过频率斜升或频率斜升组存储的值，例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式进行第二次频谱分析，‑将其结果通过发送和接收天线的不同组合做进一步处理(例如借助通过第三次离散傅里叶变换(DFT)进行的数字的射束成形)，其特征在于，‑将用于缩小存储空间的第一次频谱分析的结果以压缩方式存储，其中，‑发送和接收天线的多个组合的结果针对每一个距离栅门和频率斜升或频率斜升组都具有相同的缩放比例，因此，该缩放比例仅需存储一次，‑将这样缩放的值量化到比在信号处理中(尤其是进行频谱分析时)使用的位数小的位数并以所述降低的位数存储，‑将这些压缩后的值在进一步处理前(即第二次频谱分析前)重新解压缩。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.05 DE 102014210769.51.一种机动车辆环境检测的雷达系统，该雷达系统带有-用于发射发送信号的发送装置，它带有一个或多个发送天线，-用于接收在目标上反射回来的发送信号的接收装置，它带有一个或多个接收天线，以及-用于处理所接收信号的信号处理装置，其中，-所发射的发送功率的频率的调制方式为，使得所述频率包含相同坡度的K个线性斜升的序列，-针对每一个频率斜升并行地和/或对于P个彼此相继的频率斜升(以下称为频率斜升组)串行地(即K/P次地)，通过与一振荡器信号混频以及扫描而获取发送和接收天线的多个组合(例如：i)一个发送天线发射发送功率，并且至少两个接收天线接收反射的辐射，或ii)n个(n＝1,2,…N)发送天线发射发送功率，并且一个或多个接收天线接收发送功率)的接收信号，-在数字信号处理装置中，通过针对每一个频率斜升和针对发送和接收天线的每一个相应组合的扫描值，例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式计算第一次频谱分析，-通过K个频率斜升存储针对其频率采样点的至少一部分的第一次频谱分析的结果，这些频率采样点是所谓的距离栅门，-之后对于针对每一个距离栅门和针对发送和接收天线的每一个组合通过频率斜升或频率斜升组存储的值，例如以离散傅里叶变换(DFT)的形式进行第二次频谱分析，-将其结果通过发送和接收天线的不同组合做进一步处理(例如借助通过第三次离散傅里叶变换(DFT)进行的数字的射束成形)，其特征在于，-将用于缩小存储空间的第一次频谱分析的结果以压缩方式存储，其中，-发送和接收天线的多个组合的结果针对每一个距离栅门和频率斜升或频率斜升组都具有相同的缩放比例，因此，该缩放比例仅需存储一次，-将这样缩放的值量化到比在信号处理中(尤其是进行频谱分析时)使用的位数小的位数并以所述降低的位数存储，-将这些压缩后的值在进一步处理前(即第二次频谱分析前)重新解压缩。2.根据权利要求1的雷达系统，其中，信号处理(尤其是频谱分析)以定点运算以二进制补码表示法进行。3.根据权利要求2的雷达系统，其中，值的共同缩放比例由与最高位具有相同值的位的最小数量来确定，并且为了进行缩放去掉这样确定的数量的前面的位。4.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，将值的共同缩放比例以及经缩放的值和量化为较低位数的值以共同的二进制字编码，其位数优选为二的幂。5.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，对于以共同的二进制字编码的经缩放的值采用不同的位数，尤其是以便在对于其位数预给定二的幂时最佳地利用所述位数。6.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，在对经缩放的值进行量化之前加上一个随机的数字，由此，量化误差对于频率斜升或频率斜升组和/或对于发送和接收天线的不同组合至少近似不关联。7.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，考虑必须通过在进行量化前加上一个随机数字或通过取整在必要时调整缩放比例。8.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，对于每一个频率斜升或频率斜升组，发送和接收天线的多个组合的结果针对多个、优选两个相邻距离栅门具有相同的缩放比例，因此该缩放比例仅需存储一次。9.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，在数字信号处理装置中在进行压缩之前，对发送和接收天线的不同组合的不同灵敏度进行平衡。10.根据上述权利要求中任一权利要求的雷达系统，其中，通过快速傅里叶变换(FFT)确定离散傅里叶变换(DFT)。11.用于机动车辆环境检测的雷达系统的方法，该雷达...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·温特曼特尔，
申请(专利权)人：康蒂特米克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE