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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen mittels eines Radarsystems sowie ein Radarsystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen.
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Aus dem Stand der Technik sind Radartechniken bekannt, mittels denen hochauflösende Radarinformationen, nachfolgend auch als Radarbild bezeichnet, gewonnen werden können. Derartige hochauflösende Radarbilder sind insbesondere für das autonome Fahren von Fahrzeugen von hoher Relevanz. Insbesondere das Synthetische-Apertur-Radar (SAR) ermöglicht eine hohe räumliche Auflösung. Die Berechnung von hochauflösenden Radarinformationen, insbesondere bei SAR-Radarsystemen, erfordert einen sehr hohen Rechenaufwand, da das Radarbild pixelweise basierend auf Messwerten, die an unterschiedlichen Orten bei der Bewegung des Objekts aufgenommen wurden, berechnet werden. Dabei ist es wichtig, dass die Bewegungsbahn des Objekts, auch Trajektorie genannt, bestmöglich bekannt ist.
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Des Weiteren sind Radarsysteme mit realer Apertur bekannt (RAR: Real Aperture Radar). Anders als bei SAR-Radarsystemen wird bei RAR-Radarsystemen die Antennenapertur nicht auf arithmetischem Wege erhöht, so dass wesentlich geringere Rechnerleistung zur Erfassung der Umgebungsinformationen erforderlich ist, jedoch Einbußen bei der Auflösung des Radarbildes hinzunehmen sind.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen anzugeben, das eine möglichst vollständige Repräsentation der Umgebung bei reduziertem Rechenaufwand ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Radarsystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 14.
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Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts, beispielsweise eines Fahrzeugs mittels eines Radarsystems. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:
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Zunächst werden ortsaufgelöste Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst. Diese Radarinformationen resultieren vorzugsweise aus mehreren Messungen bzw. Messzyklen, die zeitlich nacheinander vollzogen werden. Während dieser Messzyklen bewegt sich das Objekt vorzugsweise weiter, so dass sich das die Messungen vollziehende Radarsystem an unterschiedlichen Orten (bezogen auf einen geographischen Referenzpunkt) befindet.
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Zudem werden Bewegungsinformationen des bewegten Objekts erfasst. Diese Bewegungsinformationen geben insbesondere die Bewegungsbahn (auch Trajektorie genannt) an, auf der sich das Objekt bewegt. Die Bewegungsinformationen können beispielsweise aus einem Odometriesystem eines Fahrzeugs stammen, das einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung der Bewegungsinformationen aufweist.
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Anschließend werden akkumulierte Radarinformationen berechnet, und zwar durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts. In anderen Worten werden damit die aus unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen ortsaufgelösten Radarinformationen durch Kompensation der Bewegung des Objekts lagerichtig übereinandergelegt und die den jeweiligen diskreten Ortsbereichen (z.B. korrelierend mit Rasterbereichen eines Radargrids) zugeordneten Radarinformationen der unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen werden aufaddiert. Aus diesen akkumulierten Radarinformationen können dann vorteilhafterweise die Umgebungsinformationen abgeleitet werden, beispielsweise durch geeignete Bild- oder Mustererkennungsalgorithmen.
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Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die akkumulierten Radarinformationen die Umgebung vollständiger repräsentieren als die Radarinformationen der jeweiligen Einzelmessungen, da jeweils an einem bestimmten Ortsbereich auftretende Detektionen mit einer geringeren Signalstärke, die beispielsweise von einem Umgebungsobjekt mit kleiner Rückstrahlfläche stammen, durch die Aufaddition verstärkt werden, wohingegen aufgrund von Rauschen lediglich sporadisch auftretende Detektionen sich typischer weise nicht kumulieren, da diese zumeist nicht in aufeinanderfolgenden Messungen jeweils im selben Ortsbereich auftreten. Dadurch können mit im Vergleich zu einem SAR-Radarsystem geringerem Rechenaufwand Umgebungsinformationen ermittelt werden, die beispielsweise zur Unterscheidung von befahrbarem und nicht befahrbarem Untergrund, zur Bordsteinklassifikation (z.B. Höhe des Bordsteins) oder zur Klassifikation der Fahrbahn (z.B. Asphalt, Kopfsteinpflaster, etc.) verwendbar sind.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfassen die ortsaufgelösten Radarinformationen ortsaufgelöste Leistungsdichtespektralwerte, die Informationen dahingehend enthalten, wieviel Leistung eines Radarsignals an einem bestimmten diskreten Ortsbereich reflektiert wurde. Damit enthalten die akkumulierten Radarinformationen Informationen darüber, wieviel Leistung des Radarsignals summiert über mehrere Messungen bzw. Messzyklen hinweg an einem bestimmten diskreten Ortsbereich reflektiert wurden. Dadurch wird basierend auf den akkumulierten Radarinformationen eine bessere Interpretierbarkeit der Umgebung ermöglicht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die ortsaufgelösten Radarinformationen Radarrohdaten, die an einer Ausgangsschnittstelle einer Fast-Fourier-Transformationseinheit (FFT-Einheit) erhalten werden. Diese Radarrohdaten liegen ortsdiskret und vorzugsweise strukturiert gemäß einer mehrdimensionalen Datenstruktur (auch Radarcube genannt) vor. Zur Aufsummierung werden die jeweils einem diskreten Ortsbereich zugeordneten Radarinformationen mit aus weiteren Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen Radarinformationen desselben diskreten Ortsbereichs aufaddiert. Vor der Aufsummierung werden diese Radarinformationen basierend auf den Bewegungsinformationen räumlich kompensiert, d.h. die durch die Bewegung des Objekts vollzogene Bewegung im Raum wird arithmetisch aufgehoben. Anders ausgedrückt werden die aus unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen aufzusummierenden Radarinformationen quasi „übereinandergelegt“.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die akkumulierten Radarinformationen derart berechnet, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten, d.h. in zeitlich nacheinander vollzogenen Messungen bzw. Messzyklen erfassten Radarinformationen, die jeweils aus Reflektionen in einem bestimmten, diskreten Ortsbereich resultieren, aufaddiert werden. Dadurch führen selbst Reflexionen an stationären Umgebungsobjekten mit einer geringen Rückstrahlfläche zu signifikanten Werten in den akkumulierten Radarinformationen, wodurch das statische Umfeld im Bereich des bewegten Objekts besser erfassbar ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Beträge der ortsaufgelösten Radarinformationen aufsummiert, d.h. es wird eine inkohärente Summation ohne Berücksichtigung von Phaseninformationen vollzogen. Alternativ kann das Aufsummieren der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Berücksichtigung der Phase einer komplexen Radarinformation erfolgen, d.h. es wird eine kohärente Summation vollzogen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die akkumulierten Radarinformationen zweidimensionale oder dreidimensionale Informationen. In anderen Worten können die Umgebungsinformationen entweder in einer horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Ebene (beispielsweise basierend auf Azimut und Entfernung als Parameter) oder dreidimensional (beispielsweise basierend auf Azimut, Elevation und Entfernung als Parameter) mit Hilfe der akkumulierten Radarinformationen erfasst werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Radarsystem ein Radar mit realer Apertur. Dadurch kann die für die Erfassung der Umgebungsinformationen nötige Rechenleistung wesentlich reduziert werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden beim Aufsummieren der ortsaufgelösten Radarinformationen lediglich diejenigen Radarinformationen berücksichtigt, die aus Reflexionen von statischen, nicht bewegten Umgebungsobjekten resultieren. Da bewegte Umgebungsobjekte in den in unterschiedlichen Messungen bzw. Messzyklen erhaltenen Radarinformationen möglicherweise unterschiedlichen diskreten Ortsbereichen zugeordnet würden, würden diese die Erkennungsgenauigkeit verschlechtern, so dass vorzugsweise lediglich Radarinformationen herangezogen werden, deren Dopplerverschiebungsinformation auf eine stationäre Detektion hinweist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die ortsaufgelösten Radarinformationen vor der Aufsummierung keiner oder im Wesentlichen keiner Filterung basierend auf einem unteren Schwellwert oder einer unteren Schwellwertkurve unterzogen. Dadurch können auch Umgebungsobjekte mit einem geringen Radarrückstrahlquerschnitt durch die Akkumulierung der durch diese hervorgerufenen Radarinformationen detektiert werden, was beispielsweise vorteilhaft bei der Fahrbahnerkennung ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim Berechnen der akkumulierten Radarinformationen eine Kompensation des Antennengewinns in Azimut und/oder Elevation vollzogen. Dadurch kann erreicht werden, dass die aus dem richtungsabhängigen Antennengewinn resultierenden Unterschiede der Beträge der ortsaufgelösten Radarinformationen eliminiert werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim Berechnen der akkumulierten Radarinformationen eine entfernungsbedingte Abnahme der Leistung der erfassten Radarinformationen kompensiert. Dadurch kann erreicht werden, dass die aus der Freiraumdämpfung resultierenden Abschwächungen der Beträge der Radarinformationen, die von entfernt liegenden Umgebungsobjekten resultieren, eliminiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Erfassung von Umgebungsinformationen mittels eines Radarsystems, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium mit Programmanweisungen umfasst, wobei die Programmanweisungen durch einen Prozessor ausführbar sind, um den Prozessor dazu zu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Radarsystem zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Bereich eines bewegten Objekts, aufweisend:
- - zumindest einen Radarsensor der zur Erfassung von ortsaufgelösten Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgebildet ist;
- - eine Schnittstelle, die zum Empfang von Bewegungsinformationen des bewegten Objekts ausgebildet ist; und
- - eine Rechnereinheit, die zum Berechnen von akkumulierten Radarinformationen durch lagerichtiges Aufsummieren der an unterschiedlichen Zeitpunkten empfangenen, ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleiteter Informationen unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts ausgebildet ist.
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„Statisch“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „unbewegt“, d.h. beispielsweise ein statisches Umgebungsobjekt vollzieht im relevanten Erfassungszeitraum keine Bewegung bezogen auf einen festen Bezugspunkt. Aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs, an dem das Radarsystem vorgesehen ist, kann zwischen dem Radarsystem und dem statischen Umgebungsobjekt eine Relativbewegung stattfinden.
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Unter „bewegtes Objekt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein Fahrzeug oder ein Flugzeug bzw. Flugobjekt (Drohne, Satellit o.ä.) verstanden.
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Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 beispielhaft und schematisch ein Blockdiagramm eines Radarsystems;
- 2 beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines bei einer ersten Messung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene;
- 2a beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines nach der ersten Messung aus der Summationseinrichtung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene (identisch zum Diagramm aus 2);
- 3 beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines bei einer zweiten Messung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene;
- 3a beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines nach der zweiten Messung aus der Summationseinrichtung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene (identisch zum Diagramm aus 2);
- 4 beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines bei einer dritten Messung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene;
- 4a beispielhaft ein Diagramm zur Veranschaulichung eines nach der dritten Messung aus der Summationseinrichtung erhaltenen Leistungsdichtespektrums in einer horizontalen Raumebene (identisch zum Diagramm aus 2);
- 5 beispielhaft die den Diagrammen gemäß 2 bis 4 zugrundliegenden, ortsverteilten Reflexionspunkte; und
- 6 beispielhaft ein das Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen veranschaulichendes Blockdiagramm.
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1 zeigt beispielhaft und grob schematisch ein Blockschaltbild eines Radarsystems 1, das in einem bewegten Objekt, beispielsweise einem Fahrzeug, angeordnet ist. Das Radarsystem 1 weist einen mit TX bezeichneten Sendeabschnitt auf, mittels dem an einer Antenneneinheit 2 ein Radarsignal in die Umgebung abgestrahlt wird.
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Des Weiteren umfasst das Radarsystem 1 einen mit der RX bezeichneten Empfangsabschnitt. Der Empfangsabschnitt RX ist mit zumindest einer, vorzugsweise mehreren Antenneneinheiten 2 gekoppelt und kann einen oder vorzugsweise mehrere Empfangspfade aufweisen. In den jeweiligen Empfangspfaden kann beispielsweise ein Verstärker 3, ein Mischer 4 zur Frequenzumsetzung des empfangenen Signals, eine Filtereinheit 5, beispielsweise ein Tiefpassfilter oder ein Bandpassfilter etc. vorgesehen sein. Zudem sind in dem Empfangsabschnitt ein oder mehrere Analog-Digitalwandler (A/D-Wandler) 6 vorgesehen, mittels denen die empfangenen analogen Signale in digitale Signale umgesetzt werden. Diese digitalen Signale werden anschließend einer digitalen Signalverarbeitung unterzogen, insbesondere einer Frequenztransformation, besonders bevorzugt einer Fast-Fouriertransformation (FFT-Einheit 7).
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Bei dem Radarsystem 1 handelt es sich insbesondere um ein Radar mit realer Apertur, bei dem die antennenbedingte Apertur nicht synthetisch, d.h. durch rechnerische Maßnahmen künstlich erhöht ist. Anders ausgedrückt findet vorzugsweise kein Radarsystem mit synthetischer Apertur (SAR) Verwendung.
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Am Ausgang der FFT-Einheit 7 stehen beispielsweise Radarrohdaten zur Verfügung, die vorzugsweise gemäß einer mehrdimensionalen, beispielsweise würfelartigen Datenstruktur strukturiert sind. Diese Datenstruktur wird im Bereich der Radartechnik als sog. „Radarcube“ bezeichnet. Die Datenstruktur kann beispielsweise ortsaufgelöste Radarinformationen enthalten, beispielsweise basierend auf einem zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystem (beispielsweise kartesisches Koordinatensystem oder Polarkoordinatensystem). Zudem kann die Datenstruktur Informationen hinsichtlich der Dopplerverschiebung des jeweiligen empfangenen Radarsignal enthalten. Die in der Datenstruktur gespeicherten Werte können insbesondere ortsaufgelöste Leistungsdichtewerte sein, d.h. die reflektierte, spektrale Leistungsdichte an dem jeweiligen Reflektionsort angeben.
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2 zeigt beispielhaft die aus einer Einzelmessung des Radarsystems 1 erhaltenen Leistungsdichtewerte, die aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Dabei wurden die in einer horizontalen Ebene ermittelten Leistungsdichtewerte (Leistungsdichtewerte für unterschiedliche Entfernungen und Azimutwinkel) in einem kartesischen Koordinatensystem eingetragen. Die unterschiedlichen Graufärbungen geben dabei den Betrag des jeweiligen Leistungsdichtewerts wieder, wobei der Betrag des jeweiligen Leistungsdichtewerts umso höher ist, je dunkler die Graufärbung ist. Das bewegte Objekt, insbesondere das Fahrzeug, an dem das Radarsystem vorgesehen ist, ist dabei im Ursprung des Koordinatensystems angeordnet (x=0; y=0).
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Um möglichst sensorunabhängige Daten am Ausgang des Radarsystems bereitstellen zu können, werden die vom Radarsystem ermittelten Radarinformationen in eine ortsfeste Radarkarte, auch Radar-Grid genannt, übertragen. Dabei werden in aus dem Stand der Technik bekannten Radarsystemen die ortsabhängig ermittelten Radarinformationen unter Berücksichtigung von Bewegungsdaten des bewegten Objekts, beispielsweise erhalten von einem oder mehreren Sensoren eines Fahrzeug-Odometriesystems, in die Radarkarte übertragen. Dabei werden schwache Detektionen, d.h. erkannte Reflektionen mit einem Leistungsdichtewert unterhalb eines bestimmten Schwellwerts vernachlässigt, um lediglich signifikante Delegationen in der Radarkarte zu erhalten.
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Um das Detektionsergebnis zu verbessern und insbesondere statische Umgebungsinformationen besser darstellen zu können, werden die aus der FFT- Einheit 7 erhaltenen ortsabhängigen Radarinformationen nicht direkt (d.h. nach der vorher beschriebenen Schwellwertfilterung) in die Radarkarte übertragen, sondern die ortsabhängigen Radarinformationen werden über mehrere Messungen hinweg aufaddiert.
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Hierzu ist, wie in 1 dargestellt, eine Summationseinrichtung 8 vorgesehen, die die ortsaufgelösten Radarinformationen (d.h. beispielsweise im Radarcube enthaltene Informationen) über mehrere Messzyklen, d.h. über mehrere Sende-Empfangs-Zyklen des Radarsystems 1 hinweg, aufsummiert. Dadurch werden akkumulierte Radarinformationen erhalten, die beispielsweise einem Erkennungssystem 9 zugeführt werden können, um basierend auf den akkumulierten Radarinformationen Umgebungsinformationen erfassen zu können.
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Die Summationseinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, die ortsaufgelösten Radarinformationen unterschiedlicher Messzyklen, vorzugsweise unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgender Messzyklen lagerichtig aufzuaddieren. In anderen Worten werden also jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelte Radarinformationen, die einem bestimmten diskreten Ortsbereich, an dem die Reflektion erfolgte, zugeordnet sind, aufsummiert. Hierbei kann die Summation eine komplexe Summation sein, d.h. die ortsaufgelösten Radarinformationen sind komplexe Größen, die betrags- und phasenrichtig aufaddiert werden (kohärente Summation). Alternativ kann lediglich eine betragsmäßige Summation erfolgen, d.h. entweder liegen die ortsaufgelösten Radarinformationen lediglich als Betragsinformationen vor oder im Falle von komplexen ortsaufgelösten Radarinformationen werden diese lediglich betragsmäßig aufaddiert (inkohärente Summation).
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Für den Fall, dass lediglich statische, nichtbewegte Objekte in dem Umgebungsbereich des Radarsystems 1 erkannt werden sollen, können lediglich diejenigen Radarinformationen verwendet werden, die aufgrund der Dopplerverschiebung als stationäre Objekte (Geschwindigkeit v=0) erkannt wurden. In anderen Worten wird aus dem Radar-Cube lediglich der Bereich von Radarinformationen zur Umgebungserfassung herangezogen, dem die Geschwindigkeit v=0 zugeordnet ist. Dies kann beispielsweise ein matrixartiger Bereich sein, in dem die Radarinformationen gemäß ihrem Azimutwinkel und der radialen Entfernung abgelegt sind.
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Durch die lagerichtige Aufsummierung der ortsaufgelösten Radarinformationen werden temporäre, nichtstatische Umgebungsobjekte herausgefiltert, da diese sich bei mehreren zeitlich hintereinander vollzogenen Messungen an unterschiedlichen Orten befinden und damit unterschiedlichen Bereichen im Radar-Cube zugeordnet sind. Jedoch werden statische Umgebungsobjekte, die stets in ein und denselben Bereich des Radar-Cubes fallen über mehrere Messungen hinweg aufaddiert, so dass diese besser detektierbar sind. Dadurch kann eine vollständigere Erfassung der Umgebungsinformationen im Bereich um das Radarsystem erfolgen.
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Wie zuvor beschrieben, zeigt 2 die aus einer ersten Einzelmessung (d.h. erster Messzyklus) des Radarsystems 1 erhaltenen Leistungsdichtewerte, die aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Diese werden der Summationseinrichtung 8 zugeführt. 2a zeigt die von der Summationseinrichtung 8 nach der ersten Einzelmessung bereitgestellten Informationen. Da davon ausgegangen wird, dass die Summationsvorrichtung 8 vor der ersten Einzelmessung keine Informationen enthalten hat, die zu den ortsaufgelösten Radarinformationen der ersten Einzelmessung hinzuaddiert werden, sind die in 2a gezeigten ortsaufgelösten Radarinformationen identisch zu den ortsaufgelösten Radarinformationen gemäß 2.
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3 zeigt die aus einer zweiten Einzelmessung erhaltenen Radarinformationen (Leistungsdichtewerte), die zeitlich nach der ersten Einzelmessung ermittelt wurden und die wiederum aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Durch die Summationseinrichtung 8 werden die in 2 gezeigten Radarinformationen mit denen der 3 lagerichtig aufaddiert, d.h. unter Kompensation der Bewegung des Objekts, an dem das Radarsystem 1 angeordnet ist. Das Ergebnis der Summation ist in 3a gezeigt.
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4 zeigt die aus einer dritten Einzelmessung erhaltenen Radarinformationen (Leistungsdichtewerte), die zeitlich nach der zweiten Einzelmessung ermittelt wurden und die wiederum aufgrund von Reflexionen an mehreren T-förmig angeordneten Reflexionspunkten gemäß 5 erhalten werden. Durch die Summationseinrichtung 8 werden nun die in 2 bis 4 gezeigten Radarinformationen lagerichtig aufaddiert, d.h. unter Kompensation der Bewegung des Objekts, an dem das Radarsystem 1 angeordnet ist. Das Ergebnis der Summation der Einzelmessungen ist in 4a gezeigt.
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Es versteht sich, dass zwischen den in 2 bis 4 gezeigten Einzelmessungen eine Vielzahl von weiteren Einzelmessungen vorhanden sein kann, um die akkumulierten Radarinformationen gemäß 4a zu erhalten.
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Wie aus 4a ersichtlich, wird durch die lagerichtige Addition der ortsaufgelösten Radarinformationen ein zunehmend schärferes Radarbild erhalten, in dem die in 5 gezeigte T-förmige Anordnung der Reflexionspunkte zunehmend erkennbar wird.
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Vorzugsweise kann die Aufsummierung der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Kompensation der Antennencharakteristika erfolgen. Bekanntermaßen weisen Antennen einen richtungsabhängigen Antennengewinn auf, d.h. der Antennengewinn in einer ersten Raumrichtung kann von dem Antennengewinn abweichen, der in einer zweiten Raumrichtung vorliegt, die beispielsweise um eine bestimme Winkeldifferenz im Azimut und/oder in der Elevation von der ersten Raumrichtung abweicht. Durch die Bewegung des Radarsystems 1 gegenüber einem zu erfassenden Umgebungsobjekt kann die Erfassung dieses Umgebungsobjekts in einer geänderten Raumrichtung erfolgen, in der die Empfangsantenne des Radarsystems 1 einen veränderten Antennengewinn aufweist. Um den Einfluss des veränderten Antennengewinns zu kompensieren, kann die aufzusummierende, ortsaufgelöste Radarinformation basierend auf Informationen hinsichtlich des Antennengewinns modifiziert werden. Diese Modifikation kann abhängig davon, ob zweidimensionale oder dreidimensionale Umgebungsinformationen erfasst werden, basierend auf zweidimensionalen oder dreidimensionalen Antennencharakteristika-Informationen erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Aufsummierung der ortsaufgelösten Radarinformationen unter Kompensation der Freifelddämpfung erfolgen. Dabei werden bekanntermaßen empfangene Radarsignalanteile, die aus weiter entfernt liegenden Reflektionen resultieren aufgrund des längeren Ausbreitungsweges stärker gedämpft als Radarsignalanteile, die aus Reflektionen im Nahfeld resultieren. Um den Einfluss der Freifelddämpfung zu kompensieren, kann die aufsummierende, ortsaufgelöste Radarinformation basierend auf Informationen der Entfernung des die Reflektion hervorrufenden Umgebungsobjekts modifiziert werden.
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6 zeigt schematisch ein blockbasiertes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Umfeld eines bewegten Objekts.
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In Schritt S10 werden zunächst ortsaufgelöste Radarinformationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten empfangen. Diese ortsaufgelösten Radarinformationen können beispielsweise aus mehreren zeitlich nacheinander vollzogenen Einzelmessungen bzw. Messzyklen resultieren.
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Zudem werden Bewegungsinformationen des bewegten Objekts erfasst (S11). Diese Bewegungsinformationen können beispielsweise aus einem Fahrzeugodometriesystem erhalten werden. Basierend auf diesen Bewegungsinformationen ist es möglich, die Bewegung des Objekts im Raum bei der nachfolgenden Aufsummation der Radarinformationen zu kompensieren.
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In Schritt S12 werden anschließend akkumulierte Radarinformationen berechnet, indem die ortsaufgelösten Radarinformationen oder davon abgeleitete Informationen (beispielsweise durch vorgenannte Kompensierungen des richtungsabhängigen Antennengewinns und/oder der Freiraumdämpfung) unter Berücksichtigung der Bewegungsinformationen des bewegten Objekts aufsummiert werden.
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Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radarsystem
- 2
- Antenneneinheit
- 3
- Verstärker
- 4
- Mischer
- 5
- Filtereinheit
- 6
- A/D-Wandler
- 7
- FFT-Einheit
- 8
- Summationseinrichtung
- 9
- Umgebungserfassungssystem
- TX
- Sendeeinheit
- RX
- Empfangseinheit
