DE102012021239A1

DE102012021239A1 - Verfahren zur Detektion einer Interferenz in einem Empfangssignal eines Radarsensors, Fahrassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012021239A1
Application number: DE102012021239.9A
Authority: DE
Inventors: Alicja Ossowska
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2012-10-27
Filing date: 2012-10-27
Publication date: 2014-04-30
Also published as: EP2912488A1; EP2912488B1; WO2014063867A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Interferenz in einem von einem Radarsensor (5, 6) eines Kraftfahrzeugs (1) empfangenen Empfangssignal (s) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs (1), wobei zur Detektion eines Zielobjektes (12) in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) ein Sendesignal umfassend eine Sequenz von nacheinander folgenden frequenzmodulierten Chirpsignalen mittels des Radarsensors (5, 6) ausgesendet wird und ein an dem Zielobjekt (12) reflektiertes Echosignal als Empfangssignal (s) mit der überlagerten Interferenz empfangen wird, und wobei nach Empfangen des Empfangssignals (s) durch den Radarsensor (5, 6) die Interferenz in den Chirpsignalen des Empfangssignals (s) detektiert wird, wobei zur Detektion der Interferenz innerhalb einer Untermenge (s(j : j + k)) von Abtastwerten eines Chirpsignals des Empfangssignals (s) ein Parameterwert (LocVar) bestimmt wird, welcher eine Abweichung der Abtastwerte der Untermenge (s(j : j + k)) voneinander charakterisiert, und dass abhängig von dem Parameterwert (LocVar) zumindest in Bezug auf einen der Abtastwerte der Untermenge (s(j : j + k)) festgestellt wird, ob dieser Abtastwert durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Interferenz in einem von einem Radarsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Empfangssignal mittels einer elektronischen Recheneinrichtung. Zur Detektion eines Zielobjektes in einer Umgebung des Kraftfahrzeuges wird mittels des Radarsensors ein Sendesignal ausgesendet, welches eine Sequenz von nacheinander folgenden frequenzmodulierten Chirpsignalen umfasst. Der Radarsensor empfängt dann ein an dem Zielobjekt reflektiertes Echosignal als Empfangssignal mit der überlagerten Interferenz. Nach Empfangen des Empfangssignals wird die Interferenz in den Chirpsignalen des Empfangssignals detektiert. Die Erfindung betrifft außerdem eine Fahrerassistenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wie auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Einrichtung.
Radarsensoren für Kraftfahrzeuge (automotive radar sensors) sind bereits Stand der Technik und werden beispielsweise bei einer Frequenz von ca. 24 GHz oder ca. 79 GHz betrieben. Radarsensoren dienen im Allgemeinen zur Detektion von Zielobjekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und unterstützen den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs in vielfältiger Hinsicht. Radarsensoren messen einerseits den Abstand zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug. Sie messen andererseits auch sowohl die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt als auch den so genannten Zielwinkel, d. h. einen Winkel zwischen einer gedachten Verbindungslinie zum Zielobjekt und einer Referenzlinie, etwa der Fahrzeuglängsachse.
Radarsensoren werden üblicherweise hinter dem Stoßfänger platziert, beispielsweise in den jeweiligen Eckbereichen des Stoßfängers. Zur Detektion des Zielobjektes sendet der Radarsensor ein Sendesignal (elektromagnetische Wellen) aus, welches dann an dem zu detektierenden Zielobjekt reflektiert und als Radarecho durch den Radarsensor empfangen wird. Das Interesse gilt dabei dem so genannten Frequenzmodulations-Dauerstrich-Radarsensor („frequency modulated continues wave radar” oder „FMCW radar”), bei welchem das ausgesendete Signal eine Sequenz (burst) von frequenzmodulierten Chirpsignalen umfasst, welche eines nach dem anderen ausgesendet werden. Entsprechend beinhaltet auch das Empfangssignal des Radarsensors eine solche Vielzahl von Chirpsignalen, welche im Hinblick auf die oben genannten Messgrößen verarbeitet und ausgewertet werden. Das Empfangssignal wird dabei zunächst in das Basisband herabgemischt und anschließend mittels eines Analog-Digital-Konverters in ein digitales Empfangssignal mit einer Vielzahl von Abtastwerten umgewandelt. Die Abtastwerte des Empfangssignals werden dann mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (digitaler Signalprozessor) verarbeitet, welche in den Radarsensor integriert sein kann.
Mit einem Radarsensor wird in horizontaler Richtung typischerweise ein relativ breiter azimutaler Winkelbereich erfasst, der sogar 150° betragen kann. Der Radarsensor weist also einen relativ großen azimutalen Erfassungswinkel auf, so dass das Sichtfeld bzw. der Erfassungsbereich des Radarsensors in Azimutrichtung entsprechend breit ist. Der azimutale Erfassungswinkel ist in der Regel bezüglich einer senkrecht zur vorderen Sensorfläche verlaufenden Radarachse symmetrisch, so dass der azimutale Erfassungswinkel von beispielsweise –75° bis +75° bezüglich der Radarachse bemessen wird. Dieser azimutale Erfassungsbereich kann in kleinere Teilbereiche unterteilt sein, welche einer nach dem anderen durch den Radarsensor bestrahlt werden. Zu diesem Zwecke wird beispielsweise die Hauptkeule der Sendeantenne elektronisch in Azimutrichtung verschwenkt, beispielsweise nach dem Phase-Array-Prinzip. Die Empfangsantenne kann in diesem Falle in Azimutrichtung eine Empfangscharakteristik aufweisen, mit welcher der gesamte azimutale Erfassungsbereich abgedeckt wird. Ein solcher Radarsensor ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2009 057 191 A1 bekannt.
Bei einem solchermaßen breiten azimutalen Erfassungsbereich des Radarsensors kann es sich als problematisch erweisen, dass der Radarsensor verschiedenen Interferenzsignalen ausgesetzt wird, welche aus unterschiedlichen Raumrichtungen stammen und dem Empfangssignal des Radarsensors überlagert werden. Das Empfangssignal des Radarsensors umfasst somit nicht nur das Nutzsignal (das reflektierte Sendesignal), sondern auch eine Interferenz, welche gegebenenfalls die Detektion des Zielobjektes verfälschen kann. Diese Interferenz soll im Radarsensor detektiert und unterdrückt, insbesondere vollständig aus dem Empfangssignal herausgefiltert, werden.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, welche zur Detektion der Interferenz in einem Empfangssignal eines Radarsensors dienen. Solche Verfahren sind beispielsweise aus den Druckschriften US 2006/0125682 A1 , US 6 094 160 A sowie US 6 121 918 A bekannt. All diese Verfahren beziehen sich jedoch auf die Detektion und Unterdrückung der Interferenz in einem einzelnen Chirpsignal. Wird jedoch das gesamte Chirpsignal durch Interferenz beeinflusst, so sind Detektion und Unterdrückung der Interferenz im Chirpsignal häufig nicht möglich.
Aus dem Dokument US 2011/0291 875 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines FMCW-Radarsystems bekannt.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung, bei welchem der Radarsensor eine zeitliche Sequenz von frequenzmodulierten Chirpsignalen aussendet, die Interferenz im Empfangssignal – insbesondere in den jeweiligen Chirpsignalen des Empfangssignals – besonders zuverlässig detektiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Fahrerassistenzeinrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Detektion einer Interferenz in einem von einem Radarsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Empfangssignal mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, welche beispielsweise auch in den Radarsensor integriert sein kann. Zur Detektion eines Zielobjektes in der Umgebung des Kraftfahrzeugs sendet der Radarsensor ein Sendesignal aus, welches eine Sequenz von nacheinander folgenden frequenzmodulierten Chirpsignalen umfasst. Das Sendesignal reflektiert dann an dem Zielobjekt und gelangt in Form eines Echosignals wieder zum Radarsensor. Der Radarsensor empfängt das Echosignal als Empfangssignal mit der überlagerten Interferenz. Nach Empfangen des Empfangssignals wird die Interferenz in den Chirpsignalen des Empfangssignals detektiert, nämlich mittels der elektronischen Recheneinrichtung. Zur Detektion der Interferenz innerhalb einer Untermenge von Abtastwerten eines Chirpsignals des Empfangssignals wird ein Parameterwert bestimmt, welcher eine Abweichung der Abtastwerte der Untermenge voneinander charakterisiert. Abhängig von dem Parameterwert wird dann zumindest in Bezug auf einen der Abtastwerte der Untermenge festgestellt, ob dieser Abtastwert durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht.
Zur Detektion der Interferenz innerhalb einer Untermenge von Abtastwerten eines einzelnen Chirpsignals wird somit ein Parameterwert ermittelt, der ein Maß für die Abweichung der Abtastwerte untereinander und somit ein Maß für die Streuung der Abtastwerte dieser Untermenge charakterisiert. Ein solcher Parameterwert ermöglicht somit einen eindeutigen Rückschluss auf die Interferenz innerhalb der untersuchten Untermenge von Abtastwerten. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass eine Untermenge von benachbarten Abtastwerten eines empfangenen Chirpsignals grundsätzlich lediglich eine Streuung der Abtastwerte untereinander zeigen soll, die verhältnismäßig gering ist. Wird eine größere Streuung detektiert, so bedeutet dies, dass die untersuchte Untermenge von Abtastwerten durch ein Interferenzsignal beeinflusst ist. Durch Bestimmung des Parameterwertes kann somit ohne viel Rechenaufwand und außerdem besonders rasch und zuverlässig festgestellt werden, ob die Abtastwerte der untersuchten Untermenge frei von Interferenz oder aber durch Interferenz beeinflusst sind. Die Abtastwerte der Untermenge sind dabei vorzugsweise aufeinander folgende und somit benachbarte Abtastwerte des Chirpsignals.
Die Detektion der Interferenz bei einem einzelnen Abtastwert eines Chirpsignals erfolgt vorzugsweise binär. Dies bedeutet, dass ein Abtastwert entweder als frei von Interferenz oder aber als durch Interferenz beeinflusst interpretiert werden kann. Wird diese binäre Entscheidung in Bezug auf alle Abtastwerte des Empfangssignals – und somit alle Abtastwerte der gesamten Sequenz von Chirpsignalen – getroffen, so kann eine Interferenzmatrix erzeugt werden, in welcher angegeben ist, welche Abtastwerte durch Interferenz beeinflusst sind und welche nicht. Bei einer solchen Interferenzmatrix kann jede Zeile der Matrix jeweils einem anderen Chirpsignal zugeordnet sein. In der ersten Zeile der Interferenzmatrix kann angegeben werden, ob die einzelnen Abtastwerte eines ersten Chirpsignals der empfangenen Sequenz durch Interferenz beeinflusst sind oder nicht. Somit ist die erste Zeile der Interferenzmatrix dem ersten Chirpsignal der Sequenz zugeordnet. Die zweite Zeile der Interferenzmatrix kann dem zweiten empfangenen Chirpsignal zugeordnet werden usw.
Die Detektion der Interferenz in den jeweiligen Chirpsignalen erfolgt vorzugsweise im Zeitbereich. Das Empfangssignal umfassend die Sequenz von Chirpsignalen wird vorzugsweise zunächst in das Basisband mittels eines Mischers herabgemischt und dann mit Hilfe eines Analog-Digital-Konverters in ein digitales Empfangssignal umgewandelt. Die Recheneinrichtung verarbeitet dann die Abtastwerte der einzelnen Chirpsignale und wertet sie im Hinblick auf die Interferenz aus. Aus den empfangenen Chirpsignalen derselben Sequenz kann eine Empfangsmatrix bereitgestellt werden, in welcher die Abtastwerte der Chirpsignale des Empfangssignals angegeben sind. In der ersten Zeile können die Abtastwerte des ersten empfangenen Chirpsignals angegeben werden, in der zweiten Zeile die Abtastwerte des zweiten Chirpsignals usw. Die Recheneinrichtung kann dann eine solche Empfangsmatrix verarbeiten.
Vorzugsweise wird als Parameterwert eine lokale Varianz der Abtastwerte innerhalb der Untermenge bestimmt. Dann kann abhängig von der Varianz festgestellt werden, ob der zumindest eine Abtastwert der Untermenge durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht. Die Varianz stellt dabei ein sehr präzises Maß für die Streuung der Abtastwerte innerhalb der Untermenge dar. Auf der Basis der lokalen Varianz kann somit besonders präzise detektiert werden, ob zumindest einer der Abtastwerte innerhalb der Untermenge durch ein Interferenzsignal beeinflusst ist oder nicht.
Vorzugsweise wird der ermittelte Parameterwert mit einem ersten Schwellwert verglichen. Der zumindest eine Abtastwert der Untermenge kann dann als durch Interferenz beeinflusst interpretiert werden, falls der Parameterwert größer als der erste Schwellwert ist. Diese Ausführungsform kann ohne viel Aufwand implementiert werden und ermöglicht eine rasche Überprüfung der Abtastwerte der Untermenge auf die Interferenz hin.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der erste Schwellwert im Betrieb des Radarsensors mittels der Recheneinrichtung dynamisch und adaptiv eingestellt wird. Auf diese Art und Weise kann der erste Schwellwert an verschiedenste Situationen bzw. Szenarien angepasst werden, sodass auch für unterschiedliche Typen der Umgebung des Fahrzeugs und somit für unterschiedliche Ausbreitungseigenschaften der elektromagnetischen Wellen jeweils ein optimaler Schwellwert eingestellt werden kann. Es ergeben sich nämlich jeweils unterschiedliche Streuungen der Abtastwerte bei unterschiedlichen Umgebungen: in einer offenen Umgebung, in einem dichten Verkehr und beispielsweise in einem Tunnel. Unabhängig von dem aktuellen Szenario kann somit die Interferenz jeweils besonders zuverlässig detektiert werden, weil der erste Schwellwert an die unterschiedlichen Szenarien im Betrieb angepasst werden kann. Dabei kann die Einstellung des ersten Schwellwertes in Abhängigkeit von dem Empfangssignal selbst durchgeführt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass die Höhe des ersten Schwellwertes abhängig von der Leistung des Empfangssignals eingestellt wird. Das Empfangssignal wird nämlich durch den aktuellen Typ der Umgebung und somit durch die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen stark beeinflusst und stellt somit eine zuverlässige und realitätsgetreue Grundlage für die Einstellung des ersten Schwellwertes dar.
Vorzugsweise wird dabei der erste Schwellwert in Abhängigkeit von den Abtastwerten der aktuell untersuchten Untermenge eingestellt. Insbesondere wird hier der ermittelte Parameterwert selbst zur Einstellung des ersten Schwellwertes herangezogen. Somit wird der erste Parameterwert in Abhängigkeit von der Streuung der Abtastwerte innerhalb der untersuchten Untermenge eingestellt. Somit ist der erste Schwellwert auch abhängig von der jeweiligen Umgebung und auch abhängig von der Interferenz innerhalb der untersuchten Untermenge. Der erste Schwellwert wird somit bedarfsabhängig und situationsgerecht jeweils optimal eingestellt.
Vorzugsweise erfolgt die Veränderung des momentan eingestellten ersten Schwellwerts nur unter der Voraussetzung, dass der Parameterwert kleiner als der momentan eingestellte erste Schwellwert ist. Die Anpassung des ersten Schwellwerts erfolgt somit nur dann, wenn innerhalb der aktuell untersuchten Untermenge von Abtastwerten keine Interferenz detektiert wird. Folglich erfolgt die Einstellung des Schwellwerts nur dann, wenn die aktuell untersuchten Abtastwerte frei von Interferenz sind, sodass der erste Schwellwert nicht durch eine Interferenz negativ beeinflusst werden kann.
Die Veränderung des momentan eingestellten ersten Schwellwerts erfolgt vorzugsweise auch nur unter der Voraussetzung, dass der Parameterwert kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, der kleiner als der erste Schwellwert ist. Ist diese Voraussetzung erfüllt, so kann dies einen Hinweis darauf darstellen, dass der aktuell eingestellte Schwellwert beispielsweise zu klein ist.
Vorzugsweise wird dabei auch der zweite Schwellwert im Betrieb des Radarsensors „online” bzw. adaptiv eingestellt. Auch der zweite Schwellwert kann dabei in Abhängigkeit von dem Empfangssignal selbst, bevorzugt abhängig von dem ermittelten Parameterwert der aktuell untersuchten Untermenge, eingestellt werden. Somit erfolgt auch die Entscheidung, ob der erste Schwellwert aktuell verändert werden soll oder nicht, unter Berücksichtigung des aktuellen Szenarios.
Vorzugsweise werden die beiden Schwellwerte in Abhängigkeit von einem gemeinsamen Zwischenwert eingestellt, beispielsweise durch eine Multiplikation des Zwischenwerts mit jeweils einer anderen Variablen oder Konstanten. Somit wird die Änderung des ersten Schwellwerts mit der Änderung des zweiten Schwellwerts zeitlich synchronisiert, weil lediglich der Zwischenwert im Betrieb eingestellt werden kann und diese Veränderung des Zwischenwerts automatisch auch zu einer Veränderung der beiden Schwellwerte führt. Die Veränderung des ersten und des zweiten Schwellwerts erfolgt somit gleichzeitig und proportional. Außerdem hat diese Ausführungsform auch den Vorteil, dass lediglich der Zwischenwert alleine im Betrieb angepasst werden muss und der Rechenaufwand somit reduziert ist, weil nicht die beiden Schwellwerte separat voneinander angepasst zu werden brauchen.
Es kann auch vorgesehen, dass durch den Radarsensor verschiedene Teilbereiche eines gesamten azimutalen Sichtfelds des Radarsensors einer nach dem anderen bestrahlt und erfasst werden. Der erste Schwellwert, und insbesondere der Zwischenwert, kann dann für jeden der Teilbereiche individuell und separat eingestellt werden. Für jeden der Teilbereiche ist somit jeweils ein unterschiedlicher erster Schwellwert gegeben. Diese Ausführungsform beruht darauf, dass auch für unterschiedliche Teilbereich des gesamten azimutalen Sichtfelds des Radarsensors sich jeweils unterschiedliche Ausbreitungseigenschaften der elektromagnetischen Wellen ergeben können und außerdem jeweils verschiedene Interferenzquellen gegeben sein können, die die unterschiedlichen Teilbereiche jeweils unterschiedlich beeinflussen.
Das oben beschriebene Verfahren wird bevorzugt auf eine Vielzahl von Untermengen von Abtastwerten des Chirpsignals und/oder auf eine Vielzahl von Chirpsignalen derselben Sequenz, insbesondere auf alle Chirpsignale derselben Sequenz, angewendet. Für eine Vielzahl von Abtastwerten des Empfangssignals kann somit jeweils individuell festgestellt werden, ob diese Abtastwerte durch Interferenz beeinflusst sind oder nicht.
Die Erfindung betrifft auch eine Fahrerassistenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Automobil-Radarsensor sowie eine elektronische Recheneinrichtung. Die Recheneinrichtung kann auch in den Radarsensor integriert sein. Der Radarsensor ist dazu ausgebildet, zur Detektion eines Zielobjektes in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs ein Sendesignal umfassend eine Sequenz von nacheinander folgenden frequenzmodulierten Chirpsignalen auszusenden und ein an dem Zielobjekt reflektiertes Echosignal als Empfangssignal mit einer überlagerten Interferenz zu empfangen. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt, die Interferenz in den Chirpsignalen des Empfangssignals zu detektieren. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrerassistenzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine beispielhafte Empfangsmatrix eines Radarsensors mit einer Sequenz von Chirpsignalen, wobei die Zeilen der Empfangsmatrix jeweils alle Abtastwerte eines einzelnen Chirpsignals beinhalten;
3 ein Flussdiagramm bzw. Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Detektion einer Interferenz im Empfangssignal;
4 zeitliche Verläufe von insgesamt neun Chirpsignalen eines Empfangssignals des Radarsensors, wobei zu jedem Chirpsignal ein zeitlicher Verlauf der Interferenz dargestellt ist; und
5–7 jeweils eine beispielhafte Interferenzmatrix, in welcher die Position der Interferenzen im Empfangssignal (in der Empfangsmatrix) mit positiven ganzen Zahlen gekennzeichnet ist.
Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Fahrerassistenzeinrichtung 2, welche den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 unterstützt. Sie kann beispielsweise ein Totwinkelerkennungssystem (Blind Spot Warning) und/oder ein Spurwechselassistent (Lane Change Assist) und/oder eine Rückwärtsausparkhilfe (Cross Traffic Alert) und/oder ein Türöffnerassistent (Door Opening Assist) und/oder ein Auffahrerkennungssystem (Rear Pre-Crash) sein.
Zur Fahrerassistenzeinrichtung 2 gehören zwei Radarsensoren 5, 6, welche hinter einem hinteren Stoßfänger 4 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Der erste Radarsensor 5 ist in einem linken hinteren Eckbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet, während der zweite Radarsensor 6 in einem rechten hinteren Eckbereich angeordnet ist. Beide Radarsensoren 5, 6 befinden sich hinter dem Stoßfänger 4 und sind somit von außerhalb des Kraftfahrzeugs 1 nicht sichtbar.
Die Radarsensoren 5, 6 sind im Ausführungsbeispiel Frequenzmodulations-Dauerstrich-Radarsensoren (FMCW). Die Radarsensoren 5, 6 besitzen jeweils einen azimutalen Erfassungsbereich ϕ, welcher in 1 durch zwei Linien 7a, 7b (für den linken Radarsensor 5) bzw. 8a, 8b (für den rechten Radarsensor 6) begrenzt ist. Der azimutale Erfassungswinkel ϕ beträgt beispielsweise 150°. Durch diesen Winkel ϕ ist jeweils ein Sichtfeld 9 bzw. 10 des jeweiligen Radarsensors 5, 6 in Azimutrichtung und somit in horizontaler Richtung definiert. Die Sichtfelder 9, 10 können sich auch gegenseitig überlappen, so dass ein Überlappungsbereich 11 gegeben ist.
Jeder Radarsensor 5, 6 beinhaltet eine integrierte Recheneinrichtung beispielsweise in Form eines digitalen Signalprozessors, welcher den Radarsensor 5, 6 ansteuert und außerdem die Empfangssignale verarbeitet und auswertet. Alternativ kann aber auch eine für die beiden Sensoren 5, 6 gemeinsame und externe Recheneinrichtung vorgesehen sein, welche dann die Empfangssignale der beiden Sensoren 5, 6 verarbeiten kann.
In ihren jeweiligen Sichtfeldern 9, 10 können die Radarsensoren 5, 6 fahrzeugexterne Zielobjekte 12a (links) und 12b (rechts) detektieren. Insbesondere können die Radarsensoren 5, 6 die Entfernung der Zielobjekte 12a bzw. 12b von dem jeweiligen Radarsensor 5, 6, sowie jeweils den Zielwinkel und die Relativgeschwindigkeit der Zielobjekte 12a bzw. 12b bezüglich des Kraftfahrzeugs 1 bestimmen – dies sind Messgrößen der Radarsensoren 5, 6.
Bezugnehmend weiterhin auf 1 kann der Radarsensor 5 – und analog auch der Sensor 6 – verschiedene Teilbereiche A, B, C, D, E, F, G des azimutalen Sichtfeldes 9 nacheinander bestrahlen. Diese Teilbereiche A bis G stellen Winkelbereiche dar, wobei zur Erfassung der Teilbereiche A bis G nacheinander beispielsweise eine Sendekeule der Sendeantenne des Radarsensors 5 elektronisch in Azimutrichtung verschwenkt wird, nämlich nach dem Phase-Array-Prinzip. Die unterschiedlichen Ausrichtungen der Sendekeule sind in 1 für die unterschiedlichen Teilbereiche A bis G schematisch angedeutet. Die Empfangsantennen des Radarsensors 5 können in Azimutrichtung insgesamt eine breite Empfangscharakteristik aufweisen, mit welcher das gesamte azimutale Sichtfeld 9 abgedeckt wird. Andere Ausgestaltungen können alternativ schmale Empfangswinkelbereiche in Verbindung mit breiten Sendekeulen realisieren.
In 1 sind der Übersicht halber lediglich die Teilbereiche A bis G des Sichtfeldes 9 des ersten Radarsensors 5 dargestellt. Entsprechend ist hier jedoch auch das horizontale Sichtfeld 10 des zweiten Radarsensors 6 in mehrere Teilbereiche unterteilt. Wenngleich sich die weitere Beschreibung auf die Funktionsweise des ersten Sensors 5 bezieht, entspricht die Funktionsweise des zweiten Sensors 6 der des ersten Sensors 5.
Die Anzahl der Teilbereiche A bis G ist in 1 lediglich beispielhaft dargestellt und kann je nach Ausführungsform unterschiedlich sein. Im Ausführungsbeispiel sind insgesamt sieben Teilbereiche A bis G vorgesehen, welche einer nach dem anderen durch den Radarsensor 5 beleuchtet werden.
Die Funktionsweise des Radarsensors 5 ist wie folgt: In einem einzelnen Messzyklus des Radarsensors 5 wird die Hauptkeule der Sendeantenne einmal vom Teilbereich A bis hin zum Teilbereich G schrittweise verschwenkt, so dass die Teilbereiche A bis G einer nach dem anderen beleuchtet werden. Für jeden Teilbereich A bis G wird dabei jeweils eine zeitliche Sequenz von frequenzmodulierten Chirpsignalen (chirps) ausgesendet. Zunächst wird eine solche Sequenz von Chirpsignalen für den Teilbereich A ausgesendet. Nach einer vorgegebenen Sendepause wird dann eine Sequenz von Chirpsignalen in den Teilbereich B ausgesendet. Nach einer weiteren vorgegebenen Sendepause wird dann der Teilbereich C bestrahlt usw. Wie aus 1 hervorgeht, weist der Radarsensor 5 für den Teilbereich G eine größere Reichweite als für die übrigen Teilbereiche A bis F auf. Dies wird dadurch erzielt, dass für den Teilbereich G die ausgesendete Sequenz mehr Chirpsignale als für die übrigen Bereiche A bis F aufweist. Während für die Teilbereiche A bis F beispielsweise 16 Chirpsignale innerhalb der jeweiligen Sequenz ausgesendet werden, werden für den Teilbereich G beispielsweise insgesamt 64 Chirpsignale innerhalb der Sequenz ausgesendet.
Die Detektion der Zielobjekte 12a, 12b erfolgt also individuell und separat für jeden Teilbereich A bis G. Somit ist es möglich, die Zielobjekte 12a, 12b in dem gesamten Sichtfeld 9, 10 zu verfolgen.
In einem einzelnen Messzyklus des Radarsensors 5 werden also im Ausführungsbeispiel insgesamt sieben Sequenzen von frequenzmodulierten Chirpsignalen ausgesendet, nämlich jeweils eine Sequenz von 16 Chirpsignalen für die Teilbereiche A bis F sowie eine Sequenz von 64 Chirpsignalen für den Teilbereich G. Entsprechend beinhalten auch die Empfangssignale jeweils eine Vielzahl von Chirpsignalen. Das Empfangssignal für den Teilbereich A beinhaltet – falls eine Reflektion an einem Zielobjekt stattfindet – 16 Chirpsignale; das Empfangssignal für den Teilbereich B beinhaltet ebenfalls 16 Chirpsignale, und auch die jeweiligen Empfangssignale für die Teilbereiche C bis F beinhalten jeweils 16 Chirpsignale. Das Empfangssignal aus dem Teilbereich G beinhaltet hingegen 64 Chirpsignale.
Die Empfangssignale des Radarsensors 5 beinhalten jedoch nicht nur Nutzsignale von dem Zielobjekt, sondern werden auch durch Interferenzsignale beeinflusst. Solche Interferenzsignale, welche dem Empfangssignal überlagert werden, können beispielsweise von dem anderen Radarsensor 6 oder aber von fahrzeugexternen Fremdquellen stammen, wie beispielsweise von Sensoren anderer Fahrzeuge oder dergleichen. Diese Interferenzen werden nun im Empfangssignal des Radarsensors 5 detektiert und unterdrückt bzw. herausgefiltert.
Die Detektion und/oder die Unterdrückung der Interferenz erfolgt dabei separat und individuell für jeden Teilbereich A bis G. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Empfangssignale aus den Teilbereichen A bis G separat voneinander verarbeitet und ausgewertet werden. Eine beispielhafte Empfangsmatrix, welche auf der Basis eines Empfangssignals für einen der Teilbereiche A bis G (z. B. für den Teilbereich A) bereitgestellt wird, ist in 2 dargestellt. Zur Erzeugung der Empfangsmatrix wird das Empfangssignal umfassend die Vielzahl von Chirpsignalen (z. B. 16 Chirpsignale) in das Basisband herabgemischt und mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers abgetastet. Die Abtastwerte eines einzelnen Chirpsignals werden dann in einer gemeinsamen Zeile der Empfangsmatrix zusammengefasst, so dass jede Zeile der Empfangsmatrix die Abtastwerte eines gesamten einzelnen Chirpsignals beinhaltet. In der ersten Zeile sind somit die Abtastwerte des ersten Chirpsignals angegeben, in der zweiten Zeile die Abtastwerte des zweiten Chirpsignals usw. N bezeichnet dabei die Anzahl der Abtastwerte innerhalb eines Chirpsignals, wobei beispielsweise gilt: N = 256. I bezeichnet hingegen die Anzahl der Chirpsignale innerhalb der Sequenz. Wie bereits ausgeführt, kann abhängig von dem Teilbereich A bis G gelten: I = 16 oder I = 64. Die Abtastwerte des Empfangssignals sind mit s(i, n) bezeichnet.
Für jedes Empfangssignal – und somit für jede Empfangsmatrix – wird individuell die Interferenz detektiert und unterdrückt. Die Interferenz wird auch individuell für jedes Chirpsignal innerhalb der Empfangsmatrix detektiert und unterdrückt, und somit individuell für jede Zeile der Empfangsmatrix. Nachfolgend werden zwei verschiedene Methoden zur Detektion der Interferenz beschrieben. Im Betrieb des Radarsensors 5 (und auch des Radarsensors 6 separat) wird damit zumindest eine der beiden Methoden angewendet. In vorteilhafterer Weise können die beiden Methoden auch miteinander kombiniert und die Ergebnisse dann miteinander verglichen und somit plausibilisiert werden.
Gemäß der ersten Methode wird die Interferenz in einem bestimmten Chirpsignal (einer bestimmten Zeile der Empfangsmatrix) in der Weise detektiert, dass die Abtastwerte dieses Chirpsignals einzeln jeweils mit einem Abtastwert eines benachbarten, insbesondere eines unmittelbar darauf folgenden, Chirpsignals verglichen werden. Der Vergleich erfolgt dabei jeweils zwischen zwei Abtastwerten benachbarter Chirpsignale, welche (die Abtastwerte) die gleiche Reihenposition (Index n) innerhalb der jeweiligen Reihe von Abtastwerten aufweisen. Zu diesem Zweck wird eine Differenz zwischen den beiden Abtastwerte bestimmt und anhand des Betrags der Differenz wird dann entschieden, ob diese beiden Abtastwerte durch Interferenz beeinflusst sind oder nicht. Diese Entscheidung wird binär getroffen. Dies bedeutet, dass ein Abtastwert entweder als frei von Interferenz oder aber als durch Interferenz beeinflusst interpretiert werden kann.
Gemäß der ersten Methode wird für jedes zweite Chirpsignal (für jede zweite Zeile der Empfangsmatrix) oder für jedes Chirpsignal bis auf das letzte Chirpsignal jeweils individuell für jeden Abtastwert dieses Chirpsignals folgende Differenz berechnet: slope(i_chirp, n_sample) = |s(i_chirp + 1, n_sample) – s(i_chirp, n_sample)|, wobei i_chirp die Reihenposition des untersuchten Chirpsignals innerhalb der Sequenz, n_sample die Reihenposition des untersuchten Abtastwerts innerhalb des Chirpsignals, slope(i_chirp, n_sample) den Betrag der Differenz und s(i_chirp, n_sample) die Abtastwerte des Empfangssignals bezeichnen. Die Recheneinrichtung des Radarsensors 5 überprüft dann für jeden Abtastwert, ob der Betrag der Differenz größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Falls der Betrag der Differenz größer als der Grenzwert ist, werden beide Abtastwerte s(i_chirp + 1, n_sample) sowie slope(i_chirp, n_sample) als durch Interferenz beeinflusst interpretiert.
Für jeden Abtastwert der Empfangsmatrix kann somit überprüft werden, ob dieser Abtastwert durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht.
Die zweite Methode zur Detektion der Interferenz wird nun bezugnehmend auf 3 näher erläutert:
In einem ersten Schritt S1 wird die Empfangsmatrix s mit Abtastwerten bereitgestellt. Jede Zeile der Empfangsmatrix s wird dann separat eine nach der anderen verarbeitet. In einem nachfolgenden zweiten Schritt S2 wird ein Zählerwert j implementiert, welcher von 1 bis N – k inkrementiert, also jeweils um Eins erhöht wird. N bezeichnet dabei die Anzahl der Abtastwerte innerhalb einer Zeile der Empfangsmatrix und ist beispielsweise gleich 256, während k eine vorgegebene Konstante ist und beispielsweise gilt: k = 4.
In einem weiteren Schritt S3 wird zunächst eine Untermenge von Abtastwerten s(j : j + k) innerhalb der untersuchten Zeile definiert. Die Untermenge kann somit insgesamt fünf Abtastwerte beinhalten, und zwar fünf unmittelbar aufeinanderfolgende Abtastwerte derselben Zeile der Empfangsmatrix und somit desselben Chirpsignals. Auf der Grundlage dieser Untermenge von Abtastwerten s(j : j + k) wird dann ein Parameterwert bestimmt, welcher eine Abweichung dieser Abtastwerte s(j) bis s(j + k) voneinander und somit eine Streuung der Abtastwerte innerhalb der untersuchten Untermenge charakterisiert. Im Ausführungsbeispiel wird die lokale Varianz LocVar dieser Abtastwerte s(j) bis s(j + k) als Parameterwert bestimmt.
In einem nachfolgenden Schritt S4 überprüft die Recheneinrichtung, ob der Parameterwert LocVar größer als ein erster Schwellwert G1 ist. Dieser erste Schwellwert G1 wird aus einem Zwischenwert ZV durch Multiplikation dieses Zwischenwertes ZV mit einer Variablen x in Schritt S5 berechnet. Die Variable x kann beispielsweise auf 11 eingestellt werden.
Ergibt die Überprüfung in Schritt S4, dass der Parameterwert LocVar größer als der Schwellwert G1 ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt S6 über, in welchem folgendes implementiert wird: Zunächst wird einer der Abtastwerte, insbesondere der Abtastwert s(j + 2), als durch Interferenz beeinflusst interpretiert und als solcher gekennzeichnet. Falls der vorhergehende Abtastwert, insbesondere der Abtastwert s(j + 1), derselben Zeile nicht als durch Interferenz beeinflusst gekennzeichnet war und außerdem der zweite vorhergehende Abtastwert, insbesondere der Abtastwert s(j), als durch Interferenz beeinflusst gekennzeichnet war, wird auch der unmittelbar vorhergehende Abtastwert (s(j + 1)) als durch Interferenz beeinflusst interpretiert und als solcher gekennzeichnet. Das Verfahren kehrt dann zum Schritt S2 zurück, in welchem der Zählerwert j inkrementiert wird.
Falls die Überprüfung im Schritt S4 ergibt, dass der Parameterwert LocVar kleiner als der erste Schwellwert G1 ist, so geht das Verfahren zu einem weiteren Schritt S7 über, in welchem durch die Recheneinrichtung überprüft wird, ob der Zwischenwert ZV angepasst und somit auf einen neuen Wert eingestellt werden soll oder nicht. Hierzu wird der Parameterwert LocVar mit einem zweiten Schwellwert G2 verglichen. Ist der Parameterwert LocVar größer als der zweite Schwellwert G2, so kehrt das Verfahren zum Schritt S2 zurück, in welchem der Zählerwert j inkrementiert wird. Ist der Parameterwert LocVar hingegen kleiner als der zweite Schwellwert G2, so wird der Zwischenwert ZV angepasst.
Auch der zweite Schwellwert G2 wird unmittelbar aus dem Zwischenwert ZV berechnet, nämlich durch Multiplikation des Zwischenwerts ZV mit einer Konstanten y gemäß Schritt S8. Diese Konstante y ist kleiner als die Konstante x und beträgt beispielsweise 3. Beide Werte x, y können optional auch variabel eingestellt werden und somit im Betrieb verändert werden.
Der erste Schwellwert G1 ist somit größer als der zweite Schwellwert G2. Da die Schwellwerte G1 und G2 direkt aus dem Zwischenwert ZV berechnet werden, erfolgt die Anpassung der beiden Schwellwerte G1 und G2 gleichzeitig durch Veränderung des Zwischenwertes ZV. Dies bedeutet, dass die beiden Schwellwerte G1, G2 synchron und proportional zueinander verändert werden.
Wird im Schritt S7 festgestellt, dass der Parameterwert LocVar kleiner als der zweite Schwellwert G2 ist, so erfolgt einerseits die Anpassung des Zwischenwerts ZV und andererseits kehrt das Verfahren auch zum Schritt S2 zurück. Die Anpassung des Zwischenwertes ZV sieht folgendermaßen aus: Für die Berechnung des neuen Zwischenwertes ZV wird eine Konstante a definiert, welche beispielsweise 0,0000075 betragen kann. Im Schritt S9 wird der Parameterwert LocVar mit der Konstante a multipliziert, und das Ergebnis dieser Multiplikation wird in Schritt S10 einer Addition zugeführt. Als zweiter Summand wird dieser Addition das Ergebnis einer Multiplikation des aktuellen Zwischenwertes ZV mit dem Faktor (1 – a) zugeführt, welche in Schritt S11 durchgeführt wird. Der neue Zwischenwert ergibt sich somit aus der folgenden Gleichung: ZV = a·LocVar + (1 – a)·ZV', wobei ZV den neuen Zwischenwert und ZV' den bisherigen Zwischenwert bezeichnen.
Der Zwischenwert ZV und somit die Schwellwerte G1 und G2 werden somit im Betrieb des Radarsensors 5, 6 dynamisch eingestellt. Diese Einstellung erfolgt vorzugsweise individuell für jeden Teilbereich A bis G des Sichtfeldes 9, 10 des Radarsensors 5, 6.
Wenn in Schritt S4 die Interferenz in der Untermenge von Abtastwerten s(j : j + k) detektiert wird und j = 1 (Beginn des Chirpsignals), so werden alle Abtastwerte s(1) bis s(1 + k) als durch Interferenz beeinflusst interpretiert und als solche gekennzeichnet. Auch am Ende des untersuchten Chirpsignals, falls j = N – k (z. B. 251) und in Schritt S4 die Interferenz detektiert wird (LocVar > G1), werden alle Abtastwerte dieser Untermenge s(N – k) bis s(N) als durch Interferenz beeinflusst interpretiert und als solche gekennzeichnet.
Für den Fall, dass zwischen zwei Abtastwerten s(j) und s(j + 2), welche als durch Interferenz beeinflusst gekennzeichnet werden, ein Abtastwert s(j + 1) vorhanden ist, bei welchem keine Interferenz detektiert wird, ist vorgesehen, dass auch dieser Abtastwert s(j + 1) als durch Interferenz beeinflusst (re)interpretiert wird.
Optional können die Werte x und/oder y und/oder a für jeden Teilbereich A bis G individuell eingestellt werden.
Unabhängig von der verwendeten Methode zur Detektion der Interferenz wird als Ergebnis eine Interferenzmatrix erzeugt, in welcher zu jedem Abtastwert separat angegeben ist, ob bei diesem Abtastwert die Interferenz detektiert wurde oder nicht. Eine beispielhafte Interferenzmatrix ist in 5 dargestellt. Die Größe der Interferenzmatrix entspricht dabei der Größe der Empfangsmatrix, wobei die durch Interferenz beeinflussten Abtastwerte mit ganzen Zahlen bezeichnet sind, welche größer als Null sind. Die Abtastwerte, bei denen keine Interferenz detektiert wurde, werden mit „0” markiert. Die Abtastwerte innerhalb einer gemeinsamen Zeile, bei denen eine Interferenz detektiert wurde und welche zu ein und derselben Interferenz gehören, werden mit fortlaufenden Zahlen versehen. Der Abtastwert zu Beginn der Interferenz wird mit „1” markiert, der nächste Abtastwert mit „2”, der weitere Abtastwert mit „3” usw., bis zum nächsten Abtastwert, bei welchem keine Interferenz detektiert wurde. Der letzte Abtastwert einer Interferenz ist somit mit einer Zahl markiert, welche der Länge der Interferenz entspricht, wobei die Länge der Interferenz durch Anzahl der durch Interferenz beeinflussten Abtastwerte angegeben wird. Der Abstand zwischen zwei Interferenzen innerhalb eines Chirpsignals verträgt mindestens zwei Abtastwerte. Wird ein Abstand zwischen zwei Interferenzen von einem einzigen Abtastwert detektiert, so wird dieser Abtastwert auch als durch Interferenz beeinflusst markiert und die beiden Interferenzen werden zusammengefasst.
Im Beispiel gemäß 5 wird folglich eine Interferenz ab dem vierten Abtastwert des ersten Chirpsignals detektiert, wobei die Länge dieser Interferenz vier Abtastwerte beträgt. In zwei der Chirpsignale werden jeweils zwei Interferenzen detektiert, wobei eine der Interferenzen direkt beim ersten Abtastwert beginnt.
In 4 sind zeitliche Verläufe von Chirpsignalen eines Empfangssignals dargestellt (durchgezogene Linien). Zu jedem Chirpsignal ist auch der Verlauf der detektierten Interferenzen (gestrichelte Linien) dargestellt. Wie aus 4 hervorgeht, ist die Entscheidung binär: Entweder wird bei einem bestimmten Abtastwert eine Interferenz detektiert oder es wird keine Interferenz detektiert.
Liegt die Interferenzmatrix vor, so kann die Interferenz in dem Empfangssignal (in der Empfangsmatrix) unterdrückt werden. In der Recheneinrichtung des Radarsensors 5 sind dabei insgesamt drei verschiedene Signalkorrekturalgorithmen abgelegt, welche zum Entfernen der Interferenz aus dem Empfangssignal dienen. Für jedes Chirpsignal und somit für jede Zeile der Empfangsmatrix wird dabei individuell jeweils der optimale Signalkorrekturalgorithmus ausgewählt, um die Interferenz innerhalb dieses Chirpsignals zu unterdrücken. Die Auswahl erfolgt dabei in Abhängigkeit von der detektierten Interferenz, und insbesondere in Abhängigkeit von der Position der Interferenz innerhalb des jeweiligen Chirpsignals, in Abhängigkeit von der Position des Chirpsignals innerhalb der Sequenz und/oder in Abhängigkeit von der Länge der detektierten Interferenz. Die Auswahl kann auch individuell für jede detektierte Interferenz erfolgen.
Im Ausführungsbeispiel sind in der Recheneinrichtung folgende drei Signalkorrekturalgorithmen abgespeichert:
Erster Algorithmus: Gemäß diesem ersten Algorithmus wird eine Interpolation der durch Interferenz beeinflussten Abtastwerte über die unmittelbar benachbarten Chirpsignale vorgeschlagen. Die Interpolation erfolgt dabei spaltenweise in der Empfangsmatrix. Der durch Interferenz beeinflusste Abtastwert eines Chirpsignals wird durch einen interpolierten Wert ersetzt, welcher durch lineare Interpolation von Abtastwerten berechnet wird, die in den jeweiligen unmittelbar benachbarten Chirpsignalen die gleiche Reihennummer (Reihenposition) aufweisen.
Zweiter Algorithmus: Gemäß diesem zweiten Algorithmus wird eine Interpolation innerhalb eines bestimmten Chirpsignals durchgeführt, dessen Abtastwerte durch Interferenz beeinflusst sind. Hier erfolgt die lineare Interpolation auf der Basis von Stützwerten, die auf den beiden Seiten von Abtastwerten liegen, die durch Interferenz beeinflusst sind. Auf den beiden Seiten können dabei jeweils mindestens zwei Stützwerte vorausgesetzt werden, die frei von Interferenz sind. Wird jedoch die Interferenz zu Beginn eines Chirpsignals detektiert, wie dies beispielsweise in 5 in der zweiten Zeile von Abtastwerten dargestellt ist, so kann auf der linken Seite der interferierten Abtastwerte ein konstanter, vorgegebener Wert als Stützwert für die Interpolation definiert werden.
Dritter Algorithmus: Gemäß dem dritten Algorithmus werden die interferierten Abtastwerte durch einen vorgegebenen, konstanten Wert ersetzt.
Der erste Algorithmus wird immer dann für die Abtastwerte eines bestimmten Chirpsignals ausgewählt, wenn zumindest in den unmittelbar benachbarten Chirpsignalen zumindest diejenigen Abtastwerte frei von Interferenz sind, welche die gleiche Reihenposition innerhalb des jeweiligen Chirpsignals aufweisen. In Bezug auf die Empfangsmatrix bedeutet dies, dass der erste Algorithmus immer dann ausgewählt wird, wenn die in derselben Spalte liegenden, unmittelbar benachbarten Abtastwerte frei von Interferenz sind.
Sind die Voraussetzungen für den ersten Algorithmus nicht erfüllt, so wird der zweite Algorithmus ausgewählt. Dieser zweite Algorithmus kann auch nur unter der Voraussetzung ausgewählt werden, dass die Länge der Interferenz kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, der beispielsweise 100 Abtastwerte betragen kann.
Ist auch die Voraussetzung für den zweiten Algorithmus nicht erfüllt, so wird der dritte Algorithmus ausgewählt.
In den 6 und 7 sind beispielhafte Interferenzmatrizen dargestellt. Bei der Interferenz in der zweiten Zeile der Interferenzmatrix gemäß 6 kann der erste Algorithmus ausgewählt werden, weil die jeweils (vertikal) benachbarten Abtastwerte der benachbarten Zeilen frei von Interferenzen sind. Die beeinflussten Abtastwerte der zweiten Zeile werden somit durch interpolierte Werte ersetzt, die durch lineare Interpolation der jeweiligen benachbarten Abtastwerte der beiden benachbarten Zeilen berechnet werden.
Bei der Interferenzmatrix gemäß 7 wird für die dort dargestellten Interferenzen jeweils der zweite Algorithmus ausgewählt, weil die benachbarten Zeilen auch durch Interferenz beeinflusst sind bzw. die Interferenz in der letzten Zeile detektiert wird. Weil die Länge der Interferenz jeweils kleiner als 100 ist, kann der zweite Algorithmus ausgewählt werden, bei dem die beeinflussten Abtastwerte durch interpolierte Werte ersetzt werden, die durch lineare Interpolation der benachbarten Abtastwerte derselben Zeile berechnet werden.
Durch eine solche Vorgehensweise kann die Interferenz, wie sie beispielhaft in 4 dargestellt ist, komplett eliminiert werden, und die Chirpsignale können „geglättet” werden. Somit erfolgt auch die Detektion der Zielobjekte deutlich präziser und zuverlässiger.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009057191 A1 [0004]
US 2006/0125682 A1 [0006]
US 6094160 A [0006]
US 6121918 A [0006]
US 2011/0291875 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Detektion einer Interferenz in einem von einem Radarsensor (5, 6) eines Kraftfahrzeugs (1) empfangenen Empfangssignal (s) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs (1), wobei zur Detektion eines Zielobjektes (12) in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) ein Sendesignal umfassend eine Sequenz von nacheinander folgenden frequenzmodulierten Chirpsignalen mittels des Radarsensors (5, 6) ausgesendet wird und ein an dem Zielobjekt (12) reflektiertes Echosignal als Empfangssignal (s) mit der überlagerten Interferenz empfangen wird, und wobei nach Empfangen des Empfangssignals (s) durch den Radarsensor (5, 6) die Interferenz in den Chirpsignalen des Empfangssignals (s) detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion der Interferenz innerhalb einer Untermenge (s(j : j + k)) von Abtastwerten eines Chirpsignals des Empfangssignals (s) ein Parameterwert (LocVar) bestimmt wird, welcher eine Abweichung der Abtastwerte der Untermenge (s(j : j + k)) voneinander charakterisiert, und dass abhängig von dem Parameterwert (LocVar) zumindest in Bezug auf einen der Abtastwerte der Untermenge (s(j : j + k)) festgestellt wird, ob dieser Abtastwert durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameterwert (LocVar) eine lokale Varianz der Abtastwerte innerhalb der Untermenge (s(j : j + k)) bestimmt wird und abhängig von der Varianz festgestellt wird, ob der zumindest eine Abtastwert der Untermenge (s(j : j + k)) durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameterwert (LocVar) mit einem ersten Schwellwert (G1) verglichen wird und der zumindest eine Abtastwert dann als durch die Interferenz beeinflusst interpretiert wird, wenn der Parameterwert (LocVar) größer als der erste Schwellwert (G1) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellwert (G1) im Betrieb des Radarsensors (5, 6) mittels der Recheneinrichtung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des ersten Schwellwerts (G1) im Betrieb in Abhängigkeit von dem Empfangssignal (s) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des ersten Schwellwerts (G1) im Betrieb in Abhängigkeit von den Abtastwerten der Untermenge (s(j : j + k)) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des ersten Schwellwerts (G1) im Betrieb in Abhängigkeit von dem Parameterwert (LocVar) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des momentan eingestellten ersten Schwellwerts (G1) unter der Voraussetzung erfolgt, dass der Parameterwert (LocVar) kleiner als der momentan eingestellte erste Schwellwert (G1) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des momentan eingestellten ersten Schwellwerts (G1) unter der Voraussetzung erfolgt, dass der Parameterwert (LocVar) kleiner als ein zweiter Schwellwert (G2) ist, welcher kleiner als der erste Schwellwert (G1) ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auch der zweite Schwellwert (G2) im Betrieb des Radarsensors (5, 6), insbesondere in Abhängigkeit von dem Empfangssignal (s), bevorzugt abhängig von dem Parameterwert (LocVar), eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwellwerte (G1, G2) in Abhängigkeit von einem gemeinsamen Zwischenwert (ZV) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Radarsensor (5, 6) verschiedene Teilbereiche (A bis G) eines gesamten azimutalen Sichtfeldes (9, 10) des Radarsensors (5, 6) einer nach dem anderen erfasst werden und der erste Schwellwert (G1), insbesondere der Zwischenwert (ZV), für jeden der Teilbereiche (A bis G) individuell eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auf eine Vielzahl von Untermengen (s(j : j + k)) von Abtastwerten des Chirpsignals und/oder auf eine Vielzahl von Chirpsignalen derselben Sequenz angewendet wird.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Radarsensor (5, 6), welcher dazu ausgebildet ist, zur Detektion eines Zielobjektes (12) in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) ein Sendesignal umfassend eine Sequenz von nacheinander folgenden frequenzmodulierten Chirpsignalen auszusenden und ein an dem Zielobjekt (12) reflektiertes Echosignal als Empfangssignal (s) mit einer überlagerten Interferenz zu empfangen, und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Interferenz in den Chirpsignalen des Empfangssignals (s) zu detektieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung dazu ausgelegt ist, zur Detektion der Interferenz innerhalb einer Untermenge (s(j : j + k)) von Abtastwerten eines Chirpsignals des Empfangssignals (s) einen Parameterwert (LocVar) zu bestimmen, welcher eine Abweichung der Abtastwerte der Untermenge (s(j : j + k)) voneinander charakterisiert, und abhängig von dem Parameterwert (LocVar) zumindest in Bezug auf einen der Abtastwerte der Untermenge (s(j : j + k)) festzustellen, ob dieser Abtastwert durch Interferenz beeinflusst ist oder nicht.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach Anspruch 14.