-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von Falschdetektionen bei der Ermittlung von Objektinformationen wenigstens eines Objekts, das mit einem Radarsystem insbesondere eines Fahrzeugs erfasst wird,
- - bei dem wenigstens ein Teil eines Ergebnisses einer mehrdimensionalen diskreten Fourier-Transformation von wenigstens einem Empfangssignal des Radarsystems mit wenigstens einer anpassbaren Detektionsschwelle verglichen wird und
- - diejenigen Signale aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation als Falschdetektionen gekennzeichnet oder verworfen werden, deren Amplituden unterhalb der wenigstens einen Detektionsschwelle liegen.
-
Ferner betrifft die Erfindung ein Radarsystem insbesondere eines Fahrzeugs zur Ermittlung von wenigstens einer Objektinformation wenigstens eines Objekts,
- - mit wenigstens einem Sender zum Senden von Sendesignalen in einen Überwachungsbereich,
- - mit wenigstens einem Empfänger zum Empfangen von an dem wenigstens einen Objekt reflektierten Echos der Sendesignale als Empfangssignale und
- - mit wenigstens einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung, wobei die wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweist
- - zur Durchführung wenigstens einer mehrdimensionalen diskreten Fourier-Transformation der Empfangssignale,
- - zum Vergleichen wenigstens eines Teils des Ergebnisses der Fourier-Transformation mit einer anpassbar Detektionsschwelle und
- - zum Kennzeichnen oder Verwerfen derjenigen Signale aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation als Falschdetektionen, deren Amplituden unterhalb der Detektionsschwelle liegen.
-
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, aufweisend
- - wenigstens eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung von Funktionseinrichtungen des Fahrzeugs abhängig von Objektinformationen, welche durch wenigstens ein Radarsystem bereitgestellt werden, und
- - wenigstens ein Radarsystem zur Ermittlung von wenigstens einer Objektinformation wenigstens eines Objekts, wobei das wenigstens eine Radarsystem aufweist
- - wenigstens einen Sender zum Senden von Sendesignalen in einen Überwachungsbereich,
- - wenigstens einen Empfänger zum Empfangen von an dem wenigstens einen Objekt reflektierten Echos der Sendesignale als Empfangssignale und
- - wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung, wobei die wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweist
- - zur Durchführung wenigstens einer mehrdimensionalen diskreten Fourier-Transformation der Empfangssignale,
- - zum Vergleichen wenigstens eines Teils des Ergebnisses der Fourier-Transformation mit einer anpassbaren Detektionsschwelle und
- - zum Kennzeichnen oder Verwerfen derjenigen Signale aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation als Falschdetektionen, deren Amplituden unterhalb der Detektionsschwelle liegen.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 10 2012 024 999 A1 ist ein Verfahren zum Einstellen einer Detektionsschwelle bekannt, mit welcher ein Empfangssignal eines Frequenzmodulations-Dauerstrich-Radarsensors eines Kraftfahrzeugs im Hinblick auf die Detektion eines Zielobjekts in der Umgebung des Kraftfahrzeugs verglichen wird. In jedem Messzyklus wird die Detektionsschwelle individuell jeweils für eine Untermenge aus mindestens einem Frequenz-Bin eines Empfangssignals eingestellt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Radarsystem und ein Fahrerassistenzsystem der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen Falschdetektionen, insbesondere aufgrund von Nebenkeulen der Radar-Sendesignalen oder Reflexionen im Nahbereich, besser unterdrückt werden können.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass
- - wenigstens eine Ur-Detektionsschwelle als Ur-Fensterfunktion realisiert wird, welche ein Maximum aufweist,
- - aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation direkt oder indirekt wenigstens ein Signal als Zielsignal ermittelt wird, dessen Amplitude über einem vorgegebenen Grenzwert für Zielsignale liegt,
- - die Ur-Fensterfunktion bezüglich der Amplitude des wenigstens einen Zielsignals zu einer normierten Fensterfunktion normiert wird,
- - die Fensterfunktion vor oder nach dem Normieren in einer Dopplertor-Entfernungstor-Dimension des Ergebnisses der Fourier-Transformation so verschoben wird, dass ihr Maximum auf dem wenigstens einen Zielsignal liegt,
- - eine angepasste Detektionsschwelle aus der normierten und verschobenen, angepassten Fensterfunktion mit der Ur-Detektionsschwelle der Ur-Fensterfunktion, welche mit ihrem Maximum zum Maximum des wenigstens einen Zielsignals verschoben wurde, und gegebenenfalls mit einer vorherigen angepassten Detektionsschwelle einer vorherigen angepassten Fensterfunktion, welche bei einem vorherigen Durchlauf des Verfahrens ermittelt wurde, verglichen wird,
- - und falls die angepasste Detektionsschwelle über der verschobenen Ur-Detektionsschwelle und gegebenenfalls über der vorherigen angepassten Detektionsschwelle liegt, die angepasste Detektionsschwelle für das Ergebnis der Fourier-Transformation in Bezug auf die Signale mit dem gleichen Dopplerwert und/oder dem gleichen Entfernungswert wie das wenigstens eine Zielsignal verwendet wird,
- - anderenfalls die Ur-Detektionsschwelle oder gegebenenfalls die vorherige angepasste Detektionsschwelle verwendet wird.
-
Erfindungsgemäß wird auf Basis wenigstens eines Zielsignals eine Ur-Fensterfunktion so angepasst, dass weitere Signale, die denselben Entfernungswert oder denselben Dopplerwert wie das wenigstens eine Zielsignal aufweisen, unterhalb der angepassten Detektionsschwelle liegen und als Falschsignal gekennzeichnet oder unterdrückt werden. Ein Zielsignal wird daran erkannt, dass seine Amplitude über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Der Grenzwert wird so hoch gewählt, dass lediglich Amplituden von Signalen, welche mit größter Wahrscheinlichkeit von einem realen Objekt herrühren, darüber liegen.
-
Bei den weiteren Signalen, welche denselben Entfernungswert oder denselben Dopplerwert wie das wenigstens eine Zielsignal haben, kann es sich um sogenannte Nebenkeulen des Echosignals handeln. Diese können insbesondere durch starke Reflexionen hervorgerufen werden. Derartige Nebenkeulen werden als sogenannte „High Peaks“ bezeichnet. Erfindungsgemäß werden beim Auftreten von starken Reflexionen alle Signale mit gleichem Entfernungswert oder gleichem Dopplerwert wie das wenigstens eine Zielsignal eliminiert oder gekennzeichnet, um auszuschließen, dass derartige Falschdetektionen, sogenannte Geistersignale, fälschlicherweise als Zielsignale erfasst werden.
-
Darüber hinaus können mit der Erfindung auch Falschdetektionen aufgrund von Reflexionen im Nahbereich, sogenannte Near Range Leakages (NRL), eliminiert werden. Derartige Reflexionen im Nahbereich können insbesondere durch eine Stoßstange des Fahrzeugs hervorgerufen werden, an welchem die Radar-Sendesignale reflektiert werden können.
-
Vorteilhafterweise kann ein bekanntes Verfahren zur Ermittlung einer konstanten Falschalarmrate (CFAR) zur Ermittlung der Ur-Fensterfunktion verwendet werden. Das CFAR-Verfahren kann erfindungsgemäß optimiert werden, um Falschdetektionen besser unterdrücken zu können. Durch die Verbesserung des CFAR-Verfahrens kann eine Rechengeschwindigkeit verbessert werden. Ferner kann die Unterdrückung von Falschdetektionen effizienter durchgeführt werden.
-
Vorteilhafterweise kann im Zuge der Ermittlung wenigstens einer Objektinformation wenigstens eine mehrdimensionale schnelle Fourier-Transformation als diskrete Fourier-Transformation ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Fourier-Transformation schneller berechnet werden.
-
Das Verfahren kann vorteilhafterweise mit wenigstens einem Mittel auf softwaremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein. Das Verfahren kann softwaremäßig und/oder hardwaremäßig in Kombination mit der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung realisiert sein. Die Mittel zum Ausführen des Verfahrens können in einer ohnehin benötigten Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung des Radarsystems enthalten sein.
-
Einzelne Schritte des Verfahrens können auch in anderer Reihenfolge durchgeführt werden. Einzelne Verfahrensschritte können auch zweckmäßig kombiniert werden.
-
Mit dem Radarsystem können stehende oder bewegte Objekten, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Freiräume, insbesondere Parklücken, oder dergleichen, erfasst werden.
-
Die Erfindung kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei autonomen oder wenigstens teilweise autonomen Fahrzeugen eingesetzt werden.
-
Das Radarsystem kann vorteilhafterweise mit einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs, insbesondere einem Parkassistenzsystem, einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung oder dergleichen, verbunden oder Teil eines solchen sein. Auf diese Weise können die mit dem Radarsystem erfassten Objektinformationen, insbesondere Abstände, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten eines Objektes relativ zum Fahrzeug, an eine Steuerung des Fahrerassistenzsystems übermittelt und zur Beeinflussung von Fahrfunktionen, insbesondere der Geschwindigkeit, einer Bremsfunktion, einer Lenkungsfunktion, einer Fahrwerksregelung und/oder einer Ausgabe eines Hinweis- und/oder Warnsignals insbesondere für den Fahrer oder dergleichen, verwendet werden.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation wenigstens ein Signal, dessen Amplitude über dem vorgegebenen Grenzwert für Zielsignale liegt, in einer Detektionsliste aufgenommen werden und aus dieser indirekt das wenigstens eine Zielsignal ermittelt werden. Auf diese Weise kann die Eliminierung von Falschdetektionen auf der Detektionsebene, insbesondere nach einem Detektormodul, erfolgen.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Ur-Fensterfunktion als Kardinalsinusfunktion realisiert werden. Eine Kardinalsinusfunktion ermöglicht eine Ur-Fensterfunktion mit einem Maximum. Ferner kann eine derartige Ur-Fensterfunktion von vornherein relativ nah an ein Profil von Hauptkeulen und Nebenkeulen des Ergebnisses der Fourier-Transformation angepasst sein. Auf diese Weise kann ein Aufwand bei der erfindungsgemäßen Normierung und Verschiebung verringert werden.
-
Vorteilhafterweise kann die Ur-Fensterfunktion als Hamming-Fenster, Blackman-Fenster oder dergleichen realisiert werden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die normierte Fensterfunktion mit einem Amplituden-Offset beaufschlagt werden. Auf diese Weise kann die Detektionsschwelle entsprechend höher gesetzt werden. So können auch Falschdetektionen mit höheren Amplituden gekennzeichnet und/oder unterdrückt werden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können kann wenigstens ein Teil des Verfahrens für wenigstens ein weiteres Zielsignal wiederholt werden. Auf diese Weise können mehrere Zielsignale entsprechend analysiert und gegebenenfalls mit diesen einhergehende Falschsignale unterdrückt werden.
-
Vorteilhafterweise kann die Anzahl der zu untersuchenden Zielsignale vorgegeben werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der Wiederholungen des Verfahrens begrenzt werden. So kann ein Zeitaufwand entsprechend verringert werden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Ur-Fensterfunktion aus einem Lookup-Tabelle entnommen werden. Auf diese Weise kann die Ur-Fensterfunktion vorab berechnet und in der Lookup-Tabelle abgespeichert werden. So kann ein entsprechender Rechenaufwand beim Durchführen des eigentlichen Verfahrens beim Betrieb des Radarsystems verringert werden. Lookup-Tabellen sind bekanntermaßen Umsetzungstabellen, welche auf Rechnerebene vorliegen. Die Lookup-Tabelle kann vor Inbetriebnahme des Radarsystems insbesondere bei einer Konstituierung aufgenommen werden.
-
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Radarsystem dadurch gelöst, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
-
Außerdem wird die auf Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
-
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem erfindungsgemäßen Radarsystem und dem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
-
Figurenliste
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und einem Radarsystem zu Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
- 2 eine Funktionsdarstellung des Kraftfahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und dem Radarsystem aus der 1;
- 3 ein Entfernungstor-Dopplertor-Diagramm einer Ur-Fensterfunktion zur Unterdrückung von Falschdetektionen des Radarsystems;
- 4 ein Entfernungstor-Dopplertor-Diagramm von Signalen aus Echosignalen des Radarsystems nach Anwendung der Ur-Fensterfunktion aus der 3, die auf ein maximales Zielsignal verschoben ist;
- 5 ein Entfernungstor-Dopplertor-Diagramm der Signale entsprechend der 4, wobei hier eine angepasste Fensterfunktion ausgehend von der Ur-Fensterfunktion zur Unterdrückung von Falschdetektionen angewendet wurde;
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Unterdrückung von Falschdetektionen mithilfe einer angepassten Fensterfunktion;
- 7 ein detailliertes Ablaufdiagramm eines Verfahrensschritts des Verfahrens aus 6;
- 8 ein Dopplertor-Amplituden-Diagramm, in welchem die Ur-Fensterfunktion, die normierte Ur-Fensterfunktion und die angepasste Fensterfunktion beispielhaft für einen Entfernungswert gezeigt sind;
- 9 ein Dopplertor-Amplituden-Diagramm, in dem ein Signalverlauf einer Radarmessung, die Ur-Fensterfunktion, die normierte Fensterfunktion und die angepasste Fensterfunktion beispielhaft für einen Entfernungswert gezeigt sind;
- 10 ein Entfernungstor-Amplituden-Diagramm, in dem ein Signalverlauf der Radarmessung aus 9, die Ur-Fensterfunktion, die normierte Fensterfunktion und die angepasste Fensterfunktion beispielhaft für einen Dopplerwert gezeigt sind;
- 11 ein Entfernungstor-Amplituden-Diagramm, in dem ein Signalverlauf einer Radarmessung in einem Nahbereich, die Ur-Fensterfunktion, die angepasste Fensterfunktion und eine daraus ermittelte konstante angepasste Fensterfunktion gezeigt sind, wobei das Verfahren entsprechend der 6 und 7 angewendet wurde.
-
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein Radarsystem 12. Das Radarsystem 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Radarsystem 12 kann ein in der 2 angedeuteter Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das Radarsystem 12 kann auch an anderer Stelle am Kraftfahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Bei den Objekten 18 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen handeln. In der 2 ist ein Objekt 18 beispielhaft als kariertes Rechteck angedeutet. Die 2 ist ansonsten lediglich ein Funktionsschaubild einiger Bauteile des Kraftfahrzeugs 10 und des Radarsystems 12, das nicht der räumlichen Orientierung dient.
-
Das Radarsystem 12 ist beispielsweise als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar ausgestaltet. Frequenzmodulierte Dauerstrichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency modulated continuous wave) Radare bezeichnet. Mit dem Radarsystem 12 kann beispielsweise eine Entfernung, eine Richtung und eine Geschwindigkeit des Objektes 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden.
-
Das Radarsystem 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 20 oder kann zumindest mit diesem verbunden sein. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann beispielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 unterstützt werden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 10 mithilfe des Fahrerassistenzsystems 20 wenigstens teilweise autonom fahren, ein- oder ausparken. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion oder eine Lenkfunktion, beeinflusst oder Hinweise oder Warnsignale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 20 mit Funktionseinrichtungen 22 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der 2 sind beispielhaft zwei Funktionseinrichtungen 22 dargestellt. Bei den Funktionseinrichtungen 22 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabesystem handeln.
-
Das Fahrerassistenzsystem 20 weist eine elektronische Steuereinrichtung 24 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtungen 22 übermittelt und/oder von diesen empfangen und verarbeitet werden können.
-
Das Radarsystem 12 umfasst beispielhaft einen Sender 26, eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 und einen Empfänger 30.
-
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 ist signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Mit der Steuereinrichtung 24 können abhängig von Objektinformationen des Radarsystems 12 Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10 gesteuert/geregelt werden.
-
Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob elektrische/elektronische Steuer- und/oder Auswertevorrichtungen, wie beispielsweise die Steuereinrichtung 24, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 28, ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs 10 oder dergleichen, in einem oder mehreren Bauteilen oder Bauteilgruppen integriert oder wenigstens teilweise als dezentrale Bauteile oder Bauteilgruppen realisiert sind.
-
Mit dem Sender 26 können Sendesignale 32 beispielsweise mit sich ständig ändernder Frequenz in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden an dem Objekt 18 reflektiert und als entsprechende Empfangssignale 34 zu dem Empfänger 30 zurückgesendet und mit diesem empfangen. Aus den Empfangssignalen 34 wird mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 die Entfernung, die Richtung und die Geschwindigkeit des Objektes 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt.
-
Das Verfahren zur Ermittlung von Objektinformationen von Objekten 18, die mit dem Radarsystem 12 erfasst werden, wird im Folgenden beispielhaft erläutert.
-
Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 wird der Sender 26 so angesteuert, dass Sendesignale 32 in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden beispielhaft aus frequenzmodulierten Dauerstrichsignalen erzeugt.
-
Mit dem Empfänger 30 werden die an dem Objekt 18 reflektierten Echos der Sendesignale 32 als Empfangssignale 34 empfangen und falls erforderlich in eine mit der Steuer-/Auswerteeinrichtung 28 verwertbare Form gebracht.
-
Die Empfangssignale 34 werden mit entsprechenden Mitteln der Steuer-/Auswerteeinrichtung 28 einer zweidimensionalen schnellen Fourier-Transformation unterzogen.
-
Aus dem Ergebnis der zweidimensionalen diskreten Fourier-Transformation gehen aus den Sendesignalen 32 entsprechende Zielsignale 36a von physikalisch vorhandenen Zielobjekten und deren jeweilige Amplituden hervor. Ein Zielobjekt ist ein Bereich des Objekts 18. Mehrere Zielobjekte können von demselben Objekt 18 oder von unterschiedlichen Objekten herrühren. Durch Reflexion im Nahbereich, welche im englischsprachigen als „Near range leakage“ (NRL) bezeichnet werden, oder aufgrund von Nebenkeulen einer weiter unten erläuterten Fensterfunktion durch starke Reflexionen, sogenannten „High Peaks“, besteht die Gefahr, dass fälschlicherweise sogenannte „Geisterziele“ als Falschdetektionen in Form von Falschsignalen 36b detektiert werden. Kern der Erfindung ist es, derartige Falschdetektionen zu unterdrücken.
-
In den 4 und 5 sind beispielhaft zwei Zielsignale 36a in einer Entfernungstor-Dopplertor-Matrix jeweils mit einem Kreuz angedeutet. Entsprechend sind einige Falschsignale 36b als schwarze Punkte angedeutet. Beispielhafte Signalverläufe 39 des Ergebnisses der Fourier-Transformation mit entsprechenden Zielsignalen 36a und Falschsignalen 36b sind in der 9 in einem Dopplertor-Amplituden-Diagramm und in der 10 in einem Entfernungstor-Amplituden-Diagramm gezeigt.
-
Die in den 3 bis 5 gezeigte Entfernungstor-Dopplertor-Matrix besteht aus Zellen, welche jeweils durch einen Entfernungswert und einen Dopplerwert charakterisiert werden und eine Amplitude aufweist. Die Amplituden charakterisieren die Intensität eines etwaigen Signals 36a oder 36b in der Zelle oder, falls kein Signal empfangen wird, das dortige Rauschen. In der Entfernungstor-Dopplertor-Matrix entsprechen die Entfernungstore so genannten „Range bins“ oder Abstandsintervallen. Die Dopplertore entsprechen sogenannten Relativgeschwindigkeitstoren oder „Doppler bins“. Die Entfernungstor-Dopplertor-Matrix umfasst beispielhaft 256 Entfernungstore und 128 Dopplertore.
-
Um Falschdetektionen zu unterdrücken wird das im folgenden beschriebene Verfahren eingesetzt, welches anhand eines beispielhaften Ablaufdiagramms gemäß der 6 erläutert wird.
-
In einem Schritt 40 wird eine Ur-Detektionsschwelle 42 als eine Ur-Fensterfunktion 44 realisiert. Die Ur-Fensterfunktion 44 kann dabei entweder berechnet werden oder aus einer Lookup-Tabelle entnommen werden. Die Lookup-Tabelle kann beispielsweise vor der ersten Inbetriebnahme des Radarsystems 12 erstellt werden. Die Ur-Fensterfunktion 44 kann beispielsweise ein sogenanntes Hamming-Fenster, ein Blackman-Fenster oder dergleichen sein.
-
In der 3 ist beispielhaft die Ur-Fensterfunktion 44 gezeigt. Die Ur-Detektionsschwelle 42 hat dabei eine Erstreckung in Dopplerrichtung, beispielhaft in dem Entfernungstor mit dem Entfernungswert 128, und eine Erstreckung in Entfernungsrichtung, beispielhaft mit dem Entfernungswert 64. Insgesamt erstreckt sich die Ur-Detektionsschwelle 42 etwa kreuzförmig, wobei sie ein Maximum 46 im Zentrum des Kreuzes aufweist. Der Verlauf der Ur-Detektionsschwelle 42 in der Dopplerdimension ist in der 8 in einem Dopplertor-Amplituden-Diagramm gezeigt. Die 8 zeigt beispielhaft die einzelnen Phasen bei der Anpassung der Fensterfunktion im Laufe des Verfahrens.
-
In einem Schritt 48 werden aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation diejenigen Signale als Zielsignal 36a ermittelt, deren Amplitude über einem vorgegebenen Grenzwert 50 liegt. Der Grenzwert 50 ist beispielsweise in der 9 in einem Dopplertor-Amplituden-Diagramm angedeutet. Der Grenzwert 50 ist so gewählt, dass starke Signale mit größeren Amplituden mit größter Wahrscheinlichkeit von realen Objektzielen herrühren. Falls die Amplituden der Signale in Dezibel angegeben werden, kann der Grenzwert 50 beispielsweise 60 dB betragen.
-
In einem Schritt 52 wird die Ur-Fensterfunktion 44 auf eines der ermittelten Zielsignale 36a normiert. Die so normierte Fensterfunktion 54 ist beispielsweise in den 8 und 9 gezeigt.
-
In einem optionalen Schritt 56 wird die normierte Fensterfunktion 54 mit einem Amplituden-Offset 58 beaufschlagt. Die normierte, mit dem Offset beaufschlagte Fensterfunktion wird im Folgenden als „Normiert-Offset-Fensterfunktion 60“ bezeichnet und ist in der 8 gezeigt.
-
In einem Schritt 62 wird die Normiert-Offset-Fensterfunktion 60 in Entfernungsrichtung und in Dopplerrichtung so verschoben, dass ihr Maximum 46 auf dem Zielsignal 36a liegt, wie dies in den 9 und 10 gezeigt ist. 9 zeigt dabei die Dopplerdimension und 10 die Entfernungsdimension. Die 9 und 10 zeigen die Phasen der Fensterfunktion im Laufe des Verfahrens, wobei die Verschiebung der Fensterfunktion bei der Darstellung der 9 und 10 vor der Normierung durchgeführt wurde. Daher sind die entsprechenden Phasen der Fensterfunktion und der Signalverlauf 39 des Ergebnisses der Fourier-Transformation gemeinsam dargestellt.
-
Die verschobene Normiert-Offset-Fensterfunktion 60 wird im Folgenden als „angepasste Fensterfunktion 64“ bezeichnet. Die Kurve der angepassten Fensterfunktion 64 bildet eine angepasste Detektionsschwelle 66, deren Maximum auf dem Maximum des verwendeten Zielsignals 36a liegt.
-
In einem Schritt 68 wird die angepasste Detektionsschwelle 66 mit einer verschobenen Ur-Detektionsschwelle 42 der Ur-Fensterfunktion 44 verglichen, wobei die Ur-Fensterfunktion 44 ebenfalls mit ihrem Maximum 46 zu dem entsprechenden Zielsignal 36a hin verschoben wurde.
-
Wird in einem Schritt 70 festgestellt, dass die angepasste Detektionsschwelle 66 bezüglich der Amplitude über der Ur-Detektionsschwelle 42 liegt, wird in einem Schritt 72 die angepasste Fensterfunktion 64 als neue Fensterfunktion verwendet.
-
Anschließend werden in einem Schritt 74 alle Signale aus dem Ergebnis der Fourier-Transformation mit gleichem Entfernungswert oder gleichem Dopplerwert wie das verwendete Zielsignal 36a, die unterhalb der angepassten Detektionsschwelle 66 der neuen Fensterfunktion liegen, als Falschsignale 36b erkannt und verworfen.
-
Falls sich bei der Überprüfung in Schritt 70 ergibt, dass die angepasste Detektionsschwelle 66 unterhalb der Ur-Detektionsschwelle 42 der verschobenen Ur-Fensterfunktion 44 liegt, wird in einem Schritt 76 die verschobene Ur-Fensterfunktion 44 als neues Fensterfunktion verwendet und entsprechend die Unterdrückung der Falschsignale 36b in Schritt 74 durchgeführt.
-
Das Entfernungstor-Dopplertor-Diagramm der 4 zeigt die Anwendung der verschobenen Ur-Fensterfunktion 44 auf den Signalverlauf 39. Im Vergleich dazu zeigt die 5 die Anwendung der angepassten Fensterfunktion 64 auf den Signalverlauf 39. Bei einem Vergleich ist zu erkennen, dass die in der 4 noch erfassten Falschsignale 36b mit gleichem Dopplerwert oder gleichem Entfernungswert wie das verwendete Zielsignal 36a mit der angepasste Fensterfunktion 64 unterdrückt werden und daher in 5 nicht mehr sichtbar sind. Das verwendete Zielsignal 36a befindet sich im Zentrum des Kreuzes der verschobenen Ur-Fensterfunktion 44 beziehungsweise der angepassten Fensterfunktion 64. Beispielhaft wird ein weiteres Zielsignal 36a, welches oberhalb der angepasste Detektionsschwelle 66 liegt, auch bei Anwendung der angepassten Fensterfunktion 64 erkannt.
-
In einem Schritt 78 wird überprüft, ob noch ein weiteres starkes Zielsignal 36a vorhanden ist, für das eine entsprechende Anpassung der Ur-Fensterfunktion 44 erfolgen soll. Falls dies der Fall ist, werden die Schritte 52, 56, 62, 68, 70, 72, 74, 76 und 78 für dieses weitere Zielsignal 36a wiederholt.
-
Falls sich in dem Schritt 78 ergibt, dass kein weiteres starkes Zielsignal 36a herangezogen werden soll, wird das Verfahren, beginnend mit dem Schritt 48, zur Ermittlung eines weiteren starken Zielsignals 36a wiederholt.
-
In der 7 sind beispielhaft Teilschritte des Verfahrensschritts 74 aus der 6 gezeigt. Diese Teilschritte können beispielsweise durchgeführt werden, wenn die Signale 36 aus einer Detektionsliste entnommen werden. Die Detektionsliste kann in hier nicht weiter interessierenden Weise in Anschluss an eine Radarmessung erzeugt werden und entsprechende Entfernungswerte, Dopplerwerte und Amplituden der Signale 36 enthalten.
-
In einem Schritt 74a werden Signale 36 mit demselben Entfernungswert wie das ausgewählte Zielsignal 36a gesucht. Diese weiteren Signale 36 können sich beispielsweise in der Entfernungsdimension als Falschsignale 36b herausstellen. Diese Falschsignale 36b können beispielsweise von Nebenkeuleneffekten des verwendeten Zielsignals 36a herrühren. Diese weiteren Signale 36 werden im Folgenden mit „Det-Range-Det“ gekennzeichnet.
-
In einem Schritt 74b wird aus einer Verschiebung der Ur-Fensterfunktion 44, sodass ihr Maximum 46 im selben Doppler-Entfernungs-Tor liegt wie das Maximum des verwendeten Zielsignals 36a liegt, eine relative Entfernung zu dem mit „Det-Range-Det“ gekennzeichneten Signal 36 berechnet.
-
In einem Schritt 74c wird die Amplitude des mit Det-Range-Det gekennzeichneten Signals 36 mit der angepassten Detektionsschwelle 66 verglichen.
-
Falls die Amplitude des mit Det-Range-Det gekennzeichneten Signals 36 unterhalb der angepassten Detektionsschwelle 66 liegt, wird in einem Schritt 74d das mit Det-Range-Det gekennzeichnete Signal 36 verworfen und als Falschsignal 36b erkannt.
-
Dann werden die Verfahrensschritte 74a bis 74d statt für die Entfernungswerte für die dem ausgewählten Zielsignal 36a entsprechenden Dopplerwerte durchgeführt.
-
Anschließend wird entsprechend dem Verfahrensablauf aus der 6 mit dem Schritt 68 fortgefahren.
-
In der 11 ist ein Entfernungstor-Amplituden-Diagramm gezeigt, welches die Verwendung des Verfahrens zur Unterdrückung von Falschsignalen 36b im Nahfeld darstellt. Als Nahfeld werden beispielsweise Entfernungswerte kleiner als 20 bezeichnet. Im Nahfeld dominiert ein Rauscheffekt. Die Ur-Detektionsschwelle 42 ist dort in der Regel zu gering, um Falschsignale 36b zu unterdrücken. Dies führt insbesondere für stationäre Ziele, welche beispielhaft den Dopplerwert 65 aufweisen können, zu Falschdetektionen. Diese Falschdetektionen werden durch das sogenannte Near Range Leakage (NRL) hervorgerufen.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dieses NRL kompensiert werden. Hierzu wird die angepasste Detektionsschwelle 66 für ein stationäres Ziel, beispielhaft mit dem Dopplerwert 65, fest vorgegeben. Die fest vorgegebene, angepasste Detektionsschwelle ist in der 11 mit 66a bezeichnet.
-
Die NRL kann nach dem Empfänger 30 kompensiert werden, indem das Verfahren für starke Zielsignale 36a verwendet wird, wie es in den 6 und 7 beschrieben ist. In diesem Fall kann das Zielsignal 36a aus einer Hauptreflexion für die Kompensation verwendet werden, welches beispielsweise von einer Stoßstange des Fahrzeugs 10 beispielsweise mit dem Dopplerwert 0 herrühren kann. Zu diesem Zweck wird die Maximalamplitude der Signale in den Entfernungstoren 0 bis 5 bestimmt. Diese Signale resultieren von Reflexionen an der Stoßstange. In der Regel ist der Amplitudenwert dieser Signale konstant. Falls die Amplitude der Stoßstangenreflexion in Dezibel angegeben wird, kann die Amplitude etwa zwischen 1 dB und 2 dB variieren. Die Variation der Amplitude kann insbesondere bei Langzeitmessungen mit der Messdauer und beispielsweise Temperaturänderungen variieren.
-
Beispielsweise beim Einparken kann es hilfreich sein, auch andere tatsächliche Zielobjekte im Nahfeld erkennen zu können. Hierzu können die Maximalamplituden in den Nahfeld-Entfernungstoren über eine entsprechende Zeitperiode überwacht werden. Durch entsprechend große Amplitudendifferenzen oder Schwankungen können Signale mit diesen Amplituden von den ermittelten Stoßstangenreflexionen unterschieden werden.
-
Zur Durchführung des Verfahrens aus den 6 und 7 zur Unterdrückung von Falschdetektionen im Nahfeld werden Signale 36 mit maximaler Amplitude beispielsweise in den ersten fünf Entfernungstoren bei einem Dopplerwert von beispielsweise 0 ermittelt und als entsprechende Zielsignale 36a verwendet. Diese Zielsignale 36a selbst werden als ungültig verworfen, da sie von Reflexionen an der Stoßstange herrühren können.
-
Anschließend wird analog zu dem Verfahren nach 6 und 7 die Ur-Fensterfunktion 44 auf Basis eines dieser Zielsignale 36a entsprechend normiert, mit einem Amplituden-Offset beaufschlagt und mit ihrem Maximum 46 zu dem verworfenem Zielsignal 36a verschoben.
-
Analog zu den Verfahrensschritten 74a bis 74b aus der 7 werden für die Dopplerwerte von beispielsweise 0 bis 32 alle Signale mit dem gleichen Entfernungswert wie das verwendete, verworfene Zielsignal 36a gesucht, mit „Det-Range-Det“ gekennzeichnet, mit der angepasste Detektionsschwelle 66 verglichen und entsprechend als Falschsignale 36b gekennzeichnet oder verworfen.
-
Die in Verbindung mit den 6 und 7 erläuterten Verfahrensschritte können auch in anderer Reihenfolge durchgeführt werden. Es können auch mehrere Verfahrensschritte zweckmäßig kombiniert werden. Die Ablaufdiagramme der 6 und 7 dienen im Wesentlichen der beispielhaften Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
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 102012024999 A1 [0004]
