用于运行机动车中的雷达传感器的方法、雷达传感器和机动车技术

一种用于运行机动车(10)中的雷达传感器(14)的方法，在所述方法中，在SAR测量模式下，根据合成孔径原理，以高角度分辨率对对包括静止对象(12)在内的对象进行定位，其特征在于，同一雷达传感器(14)时间错开地或同时地在所述SAR测量模式和多普勒测量模式下运行，其中，在所述多普勒测量模式下，以比所述SAR测量模式下的时间分辨率更大的时间分辨率，对包括运动对象在内的对象的相对速度进行测量。动对象在内的对象的相对速度进行测量。动对象在内的对象的相对速度进行测量。

【技术实现步骤摘要】
用于运行机动车中的雷达传感器的方法、雷达传感器和机动车


[0001]本专利技术涉及一种用于运行机动车中的雷达传感器的方法，在该方法中，在SAR测量模式下，根据合成孔径原理，以高角度分辨率对包括静止对象在内的对象进行定位。

技术介绍

[0002]用于测量对象的间距、相对速度和定位角度的雷达系统在机动车中用于不同的辅助功能，例如用于安全功能(例如自动碰撞警告或碰撞避免)以及用于舒适性功能(例如自动搜索停车位)。在DE 199 12 370 A1中描述一种用于运行机动车中的SAR雷达传感器的方法的示例。
[0003]合成孔径原理允许雷达传感器的自身运动中的特别精确的角度测量，其方式为：将不同局部位置处的雷达测量如此相互组合，使得以合成的方式产生大的天线孔径。合成孔径通过以下方式实现：发送和接收天线在每个单个雷达测量的时刻由于车辆和雷达传感器的自身运动而处于不同的位置处。因此，能够如此处理所接收的雷达回波，就好像沿着车辆的行驶轨迹存在大的天线孔径那样。由此，与在具有由安装决定地受限的物理孔径的天线阵列的情况下相比，能够实现明显更大的角度分辨能力。
[0004]为了根据合成孔径原理对所测量的雷达信号进行分析处理，必须已知雷达传感器的自身运动，即已知车辆的行驶轨迹。该行驶轨迹是SAR分析处理算法的输入参数，并且表示SAR图像计算的基础。根据分析处理算法，测量精确的行驶轨迹，或者基于所测量的车辆自身速度来估计行驶轨迹，其中，假设轨迹的线性走向。
[0005]一般，在常规的SAR分析处理算法中，将雷达周围环境假设为静止的。然而，也有将SAR分析处理延伸到非静止的雷达周围环境的方案，其方式为：针对对象的适度运动进行校正。
[0006]雷达传感器的发送频率通常位于大约24GHz或77GHz处。SAR分析处理一般不取决于分别使用的用于频率调制的方法。用于频率调制的最大可占用的带宽一般位于4GHz以下，在大多数情况下大约位于0.5GHz的数量级。
[0007]在用于机动车的雷达系统中经常使用的调制方法是具有“快速斜坡”(Fast
‑
Chirp
‑
Modulation，快速线性调频调制)的FMCW调制(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)，其中，具有相同坡度的多个线性频率斜坡依次通过。在低通滤波后，当前发送信号与接收信号的混频产生低频(差拍(Schwebung))信号，该低频(差拍)信号的频率与所定位的对象的间距成比例。通常如此设计该系统，使得在所定位的对象的通常的相对速度下，差拍频率的由多普勒效应所引起的份额可以忽略地小。如此，在适当地选择参数的情况下，获得唯一明确的间距信息。随后，多普勒位移以及因此相对速度能够通过观察(复)间距信号的相位越过多个斜坡的时间发展来进行确定。间距测量和速度测量可以相互独立地进行，例如借助二维快速傅里叶变换。
[0008]快速线性调频调制也可以在SAR雷达传感器中使用。然后，间距测量可以以与在经
典的FMCW雷达中相同的方式进行。然而，越过频率斜坡的多普勒分析处理由SAR分析处理取代，从而作为测量结果，不是获得多普勒测量，而是在假设静止目标的情况下以及在了解车辆自身运动的情况下获得角度测量。
[0009]对于SAR分析处理，在文献中已知不同算法。对于机动车领域中的应用，优选如下算法：该算法在行驶轨迹的走向方面需要一定的限制，然而，对此能够借助在机动车中可用的数据处理能力实时高效地计算SAR图像。
[0010]由于角度分辨率取决于孔径大小并且因此取决于在一个测量周期内所驶过的轨迹的长度(该长度在其方面与行驶速度和时间的乘积成比例)，因此在具有高角度分辨率的SAR分析处理中时间分辨率必然是受限的。因此，SAR雷达传感器尤其用于如下应用：在这些应用中，待检测的雷达周围环境仅具有低的动态性。相反，为了检测高度动态的驾驶情况，使用如下雷达传感器：该雷达传感器设计用于经典的测量原理，并且尤其能够实现以高的时间分辨率和速度分辨率测量相对速度。

技术实现思路

[0011]本专利技术的任务是，使得简单构建的雷达系统能够用于更大范围的测量任务。
[0012]根据本专利技术，该任务通过如下方式来解决：将同一雷达传感器时间错开地或同时地在SAR测量模式和多普勒测量模式下运行，其中，在多普勒测量模式下，以比SAR测量模式下的时间分辨率更大的时间分辨率，对包括运动对象在内的对象的相对速度进行测量。
[0013]因此，本专利技术允许将同一雷达传感器不仅用于需要高角度分辨率的测量任务，而且用于如下测量任务：这些测量任务涉及更加动态的情况的检测，并且这些测量任务因此需要更高的时间分辨率，即每单位时间内测量过程的更大数量的重复。以这种方式，能够以最小的硬件成本实现提高的功能性，尤其是以单个的雷达传感器已经能够实现提高的功能性。与具有独立雷达传感器的系统相比，同时得到以下优点：避免雷达信号之间的干扰。
[0014]在下文中对本专利技术的有利构型进行说明。
[0015]在一种实施方式中，雷达传感器可以以频分复用运行，从而信号分析处理能够在SAR测量模式和多普勒测量模式下同时进行，其中，用于不同分析处理模式的测量信号基于其频率相互分离。在另一种实施方式中，雷达传感器在给定的时刻要么在SAR测量模式下运行，要么在多普勒测量模式下运行，并且两种测量模式之间的切换取决于情况地或者根据确定的时分复用方案进行。
[0016]在SAR模式下，对于以下对象达到最大的角度分辨率：这些对象横向于车辆的行驶轨迹，即相对于车辆的当前行驶方向具有90
°
的数量级的定位角度。相反，对于自动间距调节或碰撞警告或碰撞避免范畴内的测量任务，尤其关键的是测量在自身车辆之前或者之后的对象(即，具有0
°
或180
°
的数量级的定位角度的对象)的间距和相对速度。因此，安装在车辆前部的雷达传感器优选地通过数字射束成形或通过单基地的或双基地的天线阵列的相应设计如此配置，使得其定位区域不仅覆盖车辆的前向方向，而且覆盖车辆的至少一侧上的侧向方向。相应地，安装在车辆后部的雷达传感器应至少覆盖车辆的反向方向和一侧。在此，可以如此设计天线图，使得定位角度范围为90
°
或更大，并且使得在前向方向或后向方向上更大的发送功率可供使用，从而在那里能够定位更大间距处的对象，而在车辆旁侧通常仅具有到自身车辆的较小间距的对象是重要相关的。
[0017]测量模式之间的切换可以取决于情况地进行。例如，在以较高的速度行驶在乡村道路或高速公路上时，更可能使用经典的多普勒测量模式，而在城市交通中的停车位搜索的情况下，自动地或借助驾驶员指令切换到SAR模式，以便识别和测量停车位。
[0018]在以时分复用运行时，SAR模式下的测量周期和多普勒模式下的测量周期相互交错。在此，使用两种测量模式的相对频率(die relative)再次可以取决于情况而变化。例如，在行驶在多车道的行车道上时，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于运行机动车(10)中的雷达传感器(14)的方法，在所述方法中，在SAR测量模式下，根据合成孔径原理，以高角度分辨率对对包括静止对象(12)在内的对象进行定位，其特征在于，同一雷达传感器(14)时间错开地或同时地在所述SAR测量模式和多普勒测量模式下运行，其中，在所述多普勒测量模式下，以比所述SAR测量模式下的时间分辨率更大的时间分辨率，对包括运动对象在内的对象的相对速度进行测量。2.根据权利要求1所述的方法，在所述方法中，根据交通状况，在所述SAR测量模式与所述多普勒测量模式之间进行切换。3.根据权利要求1或2所述的方法，在所述方法中，所述多普勒测量模式下的测量周期序列(0至N
‑
1)和所述SAR测量模式下的测量周期序列(N)根据复用方案相互交错。4.根据权利要求3所述的方法，在所述方法中，所述多普勒测量模式下的测量周期和所述SAR测量模式下的测量周期的相对频率根据交通状况而变化。5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，在所述方法中，将所述雷达传感器(14)的模拟的发送和接收硬件(18)的运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：