DE102017206524B3 - Motor vehicle radar device, motor vehicle and method for operating a motor vehicle radar device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Radareinrichtung (1), mit
- zumindest einem Radarsensor (2), welcher dazu ausgebildet ist, ein einen Umgebungsbereich (U) charakterisierendes Radarsignal zu erzeugen,
- einer Auswerteeinheit (3) zum Erfassen des Umgebungsbereichs (U) anhand des Radarsignals, und mit
- einem Lichtwellenleiter (4),
- wobei der zumindest eine Radarsensor (2) eine Sendeeinheit (22) zum Übertragen des Radarsignals an eine korrespondierende Empfangseinheit (30) der Auswerteeinheit (3) über den Lichtwellenleiter (4) aufweist.
Um eine höhere Genauigkeit bei der Erfassung des Umgebungsbereichs (U) zu ermöglichen, ist die Sendeeinheit (22) des zumindest einen Radarsensors (2) ausgebildet, das Radarsignal mittels eines analogen Modulationssignals über den Lichtwellenleiter (4) an die korrespondierende Empfangseinheit (30) der Auswerteeinheit (3) zu übertragen.
The invention relates to a motor vehicle radar device (1), with
at least one radar sensor (2) which is designed to generate a radar signal characterizing a surrounding area (U),
- An evaluation unit (3) for detecting the surrounding area (U) based on the radar signal, and with
an optical waveguide (4),
- Wherein the at least one radar sensor (2) has a transmitting unit (22) for transmitting the radar signal to a corresponding receiving unit (30) of the evaluation unit (3) via the optical waveguide (4).
In order to enable a higher accuracy in the detection of the surrounding area (U), the transmitting unit (22) of the at least one radar sensor (2) is formed, the radar signal by means of an analog modulation signal via the optical waveguide (4) to the corresponding receiving unit (30) Transfer evaluation unit (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Radareinrichtung mit zumindest einem Radarsensor, welcher dazu ausgebildet ist, ein einen Umgebungsbereich charakterisierendes Radarsignal zu erzeugen, einer Auswerteeinheit zum Erfassen des Umgebungsbereichs anhand des Radarsignals und mit einen Lichtwellenleiter. Dabei weißt der zumindest eine Radarsensor eine Sendeeinheit zum Übertragen des Radarsignals an eine korrespondierende Empfangseinheit der Auswerteeinheit über den Lichtwellenleiter auf. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Radareinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors.The invention relates to a motor vehicle radar device having at least one radar sensor which is designed to generate a radar signal characterizing a surrounding area, an evaluation unit for detecting the surrounding area on the basis of the radar signal and with an optical waveguide. In this case, the at least one radar sensor has a transmitting unit for transmitting the radar signal to a corresponding receiving unit of the evaluation unit via the optical waveguide. A second aspect of the invention relates to a motor vehicle having such a radar device. The invention also relates to a method for operating a radar sensor.
Die
Die
Die US 2007 / 0 166 053 A1 offenbart eine Radareinrichtung, bei welcher einerseits ein Wellensignal optisch zu einer Sendeantenne eines Radarsystems übermittelt wird und andererseits ein Wellensignal einer Empfangsantenne des Radarsystems optisch zu einer Auswerteeinheit übermittelt wird. US 2007/0 166 053 A1 discloses a radar device in which, on the one hand, a wave signal is transmitted optically to a transmitting antenna of a radar system and, on the other hand, a wave signal of a receiving antenna of the radar system is transmitted optically to an evaluation unit.
Radarsensoren, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen gleichzeitig auch immer eine Auswerteeinheit auf. In der Auswerteeinheit wird ein Reflexionssignal, das der Radarsensor empfängt, ausgewertet. Beispielsweise wird anhand des Reflexionssignals ein Objekt erfasst. Erfasste Objekte können in eine Objektliste zusammengefasst werden. Die Objektliste kann dann einem Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden.Radar sensors, which are known from the prior art, at the same time always have an evaluation unit. In the evaluation unit, a reflection signal, which receives the radar sensor, evaluated. For example, an object is detected based on the reflection signal. Captured objects can be summarized in an object list. The object list can then be made available to a driver assistance system of the motor vehicle.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine höhere Genauigkeit bei der Erfassung eines Umgebungsbereichs eines Kraftfahrzeugs durch Radarsensoren zu ermöglichen.It is an object of the present invention to enable a higher accuracy in the detection of an environmental region of a motor vehicle by radar sensors.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kraftfahrzeug-Radareinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a motor vehicle radar device with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich ein Nachteil des Standes der Technik daraus ergibt, dass die Radarsignale durch die Auswerteeinheit des Radarsensors bereits im Radarsensor ausgewertet und in ihrem Informationsgehalt reduziert werden. Dort wird nämlich nur ein Teil der in den Reflexionssignalen enthaltenen Informationen durch den Radarsensor nach außen hin bereitgestellt. Insbesondere wenn die Informationen mehrerer Radarsensoren zusammengeführt werden sollen, ist zum Zeitpunkt der Zusammenführung bereits ein großer Anteil der durch jeden einzelnen Radarsensor erfassten Informationen verloren gegangen. Eine gemeinsame Auswertung der Radarsignale ist nach Stand der Technik nicht möglich.The invention is based on the finding that a disadvantage of the prior art results from the fact that the radar signals are already evaluated by the evaluation unit of the radar sensor in the radar sensor and reduced in their information content. There, only a part of the information contained in the reflection signals is provided by the radar sensor to the outside. In particular, if the information of several radar sensors to be merged, at the time of the merger, a large proportion of the information collected by each radar sensor has already been lost. A common evaluation of the radar signals is not possible in the prior art.
Die Erfindung löst die oben genannte Aufgabe durch analoge Übertragung eines unverarbeiteten Radarsignals über einen Lichtwellenleiter. Lichtwellenleiter sind aus dem Stand der Technik bekannt und ermöglichen beispielsweise eine gegenüber elektromagnetischen Feldern störungsfreie Übertragung von Daten bei hoher Bandbreite. Die Nutzung eines Lichtwellenleiters zur Übertragung von Daten zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen eines Fahrzeugs ist beispielsweise aus der
Die Kraftfahrzeug-Radareinrichtung bezeichnet insbesondere eine Radareinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Der Radarsensor kann dazu ausgebildet sein, eine Radarwelle zu emittieren. Die Radarwelle kann von einem Objekt in dem Umgebungsbereich als Reflexionssignal reflektiert werden. Der Radarsensor kann dazu ausgebildet sein, das Reflexionssignal zu erfassen und anhand des Reflexionssignals das Radarsignal zu erzeugen. Vorzugsweise umfasst die Kraftfahrzeug-Radareinrichtung zumindest zwei Radarsensoren. Die Auswerteeinheit kann dazu ausgebildet sein, das Objekt in dem Umgebungsbereich anhand des Radarsignals zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit dazu ausgebildet sein, eine Beschaffenheit im Umgebungsbereich anhand des Radarsignals zu erfassen. Bei dem Umgebungsbereich handelt es sich insbesondere um einen Umgebungsbereich der Radareinrichtung und/oder eines Kraftfahrzeugs.The motor vehicle radar device in particular designates a radar device for a motor vehicle. The radar sensor may be configured to emit a radar wave. The radar wave may be reflected by an object in the surrounding area as a reflection signal. The radar sensor can be designed to detect the reflection signal and to generate the radar signal on the basis of the reflection signal. The motor vehicle radar device preferably comprises at least two radar sensors. The evaluation unit can be designed to detect the object in the surrounding area on the basis of the radar signal. Alternatively or additionally, the evaluation unit can be designed to detect a condition in the surrounding area on the basis of the radar signal. The surrounding area is in particular a surrounding area of the radar device and / or of a motor vehicle.
Es ist vorgesehen, dass die Sendeeinheit des Radarsensors ausgebildet ist, das Radarsignal mittels eines analogen Modulationssignals über den Lichtwellenleiter an die korrespondierende Empfangseinheit der Auswerteeinheit zu übertragen. Die Sendeeinheit kann dazu ausgebildet sein, dass analoge Modulationssignal zu erzeugen, wobei durch eine Modulation einer physikalischen Größe des Modulationssignals das Radarsignal repräsentiert ist. Beispielsweise umfasst die Sendeeinheit eine Lichtquelle, insbesondere einen Laser oder eine LED, zum Erzeugen eines Lichtsignals. Beispiele für die physikalische Größe des Lichtsignals sind eine Frequenz (vgl. Lichtfarbe) und/oder eine Amplitude/Intensität. Die Sendeeinheit kann dazu ausgebildet sein, die physikalische Größe, beispielsweise Frequenz oder Amplitude des Lichtsignals, zu modulieren. Hierzu kann die Sendeeinheit eine Modulatoreinheit umfassen. Vorzugsweise ist die Modulatoreinheit zwischen der Lichtquelle und dem Lichtwellenleiter angeordnet. Insbesondere ist die Sendeeinheit dazu ausgebildet, das Radarsignal auf die physikalische Größe aufzumodulieren. Das Radarsignal kann in der physikalischen Größe und/oder in einer zeitlichen Änderung der physikalischen Größe des analogen Modulationssignals enthalten sein. It is provided that the transmitting unit of the radar sensor is designed to transmit the radar signal by means of an analog modulation signal via the optical waveguide to the corresponding receiving unit of the evaluation unit. The transmitting unit may be configured to generate the analog modulation signal, wherein the radar signal is represented by a modulation of a physical quantity of the modulation signal. For example, the transmitting unit comprises a light source, in particular a laser or an LED, for generating a light signal. Examples of the physical size of the light signal are a frequency (see light color) and / or an amplitude / intensity. The transmitting unit can be designed to modulate the physical quantity, for example frequency or amplitude of the light signal. For this purpose, the transmitting unit may comprise a modulator unit. Preferably, the modulator unit is arranged between the light source and the optical waveguide. In particular, the transmitting unit is designed to aufzumodulieren the radar signal to the physical size. The radar signal may be included in the physical quantity and / or in a temporal change of the physical quantity of the analog modulation signal.
Um nun die genannte Radareinrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine bessere Genauigkeit bei der Erfassung des Umgebungsbereichs durch den Radarsensor ermöglicht ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zumindest eine Radarsensor mehrere Empfangsantennen aufweist und die Sendeeinheit mehrere Lichtquellen unterschiedlicher Lichtfarbe aufweist, wobei jede der mehreren Lichtquellen ausgebildet ist, ein jeweiliges Empfangssignal aus jeweils genau einer der mehreren Empfangsantennen als Teil des Radarsignals zu übertragen. Mit anderen Worten ist eine getrennte Übertragung der jeweiligen Empfangssignale der mehreren Empfangsantennen durch die mehreren Lichtquellen unterschiedlicher Lichtfarbe ermöglicht. Beispielsweise umfasst die korrespondierende Empfangseinheit der Auswerteeinheit eine Filteranordnung zum Filtern jeweiliger Lichtsignale der mehreren Lichtquellen. Insbesondere ist der Lichtwellenleiter dazu ausgebildet, die jeweiligen Lichtsignale der mehreren Lichtquellen in nur einer Faser oder über mehrere Fasern zu übertragen. Auf diese Weise ist insbesondere die analoge Übertragung der Empfangssignale der mehreren Empfangsantennen über nur einen Lichtwellenleiter ermöglicht.In order to further develop the said radar device so that a better accuracy in the detection of the surrounding area by the radar sensor is possible, the invention provides that the at least one radar sensor has a plurality of receiving antennas and the transmitting unit has a plurality of light sources of different light color, each of the plurality of light sources being formed is to transmit a respective received signal from each exactly one of the plurality of receiving antennas as part of the radar signal. In other words, a separate transmission of the respective received signals of the plurality of receiving antennas is made possible by the plurality of light sources of different light color. For example, the corresponding receiving unit of the evaluation unit comprises a filter arrangement for filtering respective light signals of the plurality of light sources. In particular, the optical waveguide is designed to transmit the respective light signals of the plurality of light sources in only one fiber or over a plurality of fibers. In this way, in particular, the analog transmission of the received signals of the plurality of receiving antennas via only one optical waveguide is made possible.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass es sich bei dem Radarsignal zumindest teilweise um ein, insbesondere digital, unverarbeitetes Reflexionssignal handelt. Alternativ kann durch das Radarsignal ein unverarbeitetes Reflexionssignal repräsentiert sein. Unter unverarbeitet ist insbesondere zu verstehen, dass keine Analog-Digital-Wandlung und/oder keine Auswertung beim Erzeugen oder vor dem Erzeugen des Radarsignals erfolgt. Vorzugsweise ist der Radarsensor dazu ausgebildet, das Reflexionssignal nach dem Erfassen unverändert und/oder unverarbeitet an die Auswerteeinheit zu übermitteln. Dadurch kann der Radarsensor besonders einfach ausgeführt sein, da die Auswertung des Radarsignals in der Auswerteeinheit erfolgt.A further development provides that the radar signal is at least partially a, in particular digital, unprocessed reflection signal. Alternatively, an unprocessed reflection signal can be represented by the radar signal. Under unprocessed is to be understood in particular that no analog-to-digital conversion and / or no evaluation in generating or before generating the radar signal. Preferably, the radar sensor is designed to transmit the reflection signal unchanged and / or unprocessed to the evaluation unit after detection. As a result, the radar sensor can be designed to be particularly simple, since the evaluation of the radar signal takes place in the evaluation unit.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Sendeeinheit die Lichtquelle aufweist und die Lichtquelle in einem Sendebetrieb der Sendeeinheit durchgehend leuchtet. Insbesondere befindet sich die Sendeeinheit genau dann in dem Sendebetrieb, wenn diese das Radarsignal an die Auswerteeinheit überträgt. Im Falle einer digitalen Datenübertragung über den Lichtwellenleiter kann die Lichtquelle abwechselnd angeschaltet und ausgeschaltet werden. Nutzdaten bei der digitalen Datenübertragung liegen insbesondere im Schaltzustand der Lichtquelle. Demgegenüber liegen die Nutzdaten, vorliegend das Radarsignal, im Falle der analogen Datenübertragung beispielsweise in der Modulation der physikalischen Größe des Modulationssignals. Im ausgeschalteten Zustand der Lichtquelle der Sendeeinheit können somit keine Daten übertragen werden. Somit kann durch das durchgehende Leuchten der Lichtquelle eine Bandbreite der Datenübertragung im Sendebetrieb erhöht werden.A further development provides that the transmitting unit has the light source and the light source shines continuously in a transmitting mode of the transmitting unit. In particular, the transmitting unit is in the transmission mode precisely when it transmits the radar signal to the evaluation unit. In the case of digital data transmission via the optical waveguide, the light source can be switched on and off alternately. User data in the digital data transmission are in particular in the switching state of the light source. In contrast, the useful data, in the present case the radar signal, in the case of analog data transmission, for example, in the modulation of the physical size of the modulation signal. In the off state of the light source of the transmitting unit thus no data can be transmitted. Thus, by the continuous illumination of the light source, a bandwidth of the data transmission in the transmission mode can be increased.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Sendeeinheit einen Bragg-Modulator umfasst. Der Bragg-Modulator kann Teil der Modulatoreinheit sein. Der Bragg-Modulator, auch akustooptischer Modulator genannt, kann einen lichtdurchlässigen Kristall umfassen. Der lichtdurchlässige Kristall ist vorzugsweise zumindest für das Lichtsignal der Lichtquelle transparent. Der Kristall kann dazu ausgebildet sein, das Lichtsignal bei dessen Transmission durch den Kristall zu brechen. Der Brechungsindex des Kristalls kann dabei veränderbar sein. Beispielsweise ist der Brechungsindex des Kristalls durch Anlegen einer Spannung an ein am Kristall angeordnetes Piezoelement und/oder durch mechanische Verformung des Kristalls (beispielsweise durch Ultraschall) veränderbar. Durch zeitliches Verändern des Brechungsindex des Kristalls kann die Modulation der physikalischen Größe des Lichtsignals, insbesondere der Frequenz des Lichtsignals, erfolgen.A further development provides that the transmitting unit comprises a Bragg modulator. The Bragg modulator may be part of the modulator unit. The Bragg modulator, also called acousto-optic modulator, may comprise a transparent crystal. The translucent crystal is preferably transparent at least to the light signal of the light source. The crystal may be configured to break the light signal as it passes through the crystal. The refractive index of the crystal can be variable. For example, the refractive index of the crystal can be changed by applying a voltage to a piezo element arranged on the crystal and / or by mechanical deformation of the crystal (for example by ultrasound). By temporally changing the refractive index of the crystal, the modulation of the physical size of the light signal, in particular the frequency of the light signal, take place.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der zumindest eine Radarsensor und die Auswerteeinheit einen Abstand zueinander von zumindest 50 cm oder von zumindest 100 cm aufweisen. Ein so großer Abstand ist gemäß Stand der Technik ohne digitale Bearbeitung beziehungsweise Auswertung des Radarsignals nicht möglich. Aufgrund einer geringen Dämpfung des Lichtwellenleiters und der analogen Übertragung des Radarsignals ist vorliegend eine besonders freie Anordnung des Radarsensors und/oder der Auswerteeinheit an dem Kraftfahrzeug möglich.A further development provides that the at least one radar sensor and the evaluation unit have a distance from one another of at least 50 cm or at least 100 cm. Such a large distance is not possible according to the prior art without digital processing or evaluation of the radar signal. Due to a low attenuation of the optical waveguide and the analog transmission of the radar signal is present a particularly free Arrangement of the radar sensor and / or the evaluation of the motor vehicle possible.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Auswerteeinheit einen Signalgenerator umfasst, der mittels eines Rückkanal-Lichtwellenleiters zum Übertragen eines Wellensignals an den zumindest einen Radarsensor mit dem zumindest einem Radarsensor verbunden ist, wobei der Radarsensor aus dem Wellensignal die Radarwelle erzeugt. Ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, die Radarwelle, die durch den zumindest einen Radarsensor emittiert wird, vorzugeben. Der zumindest eine Radarsensor kann eine Rückkanal-Empfangseinheit aufweisen und/oder die Auswerteeinheit kann eine Rückkanal-Sendeeinheit aufweisen. Der Lichtwellenleiter und der Rückkanal-Lichtwellenleiter können durch getrennte Lichtwellenleiter oder durch unterschiedliche Fasern eines gemeinsamen Lichtwellenleiters gebildet sein. Durch diese Weiterbildung ist eine besonders vorteilhafte Auswertung des Radarsignals ermöglicht, da die zugrunde liegende Radarwelle durch die Auswerteeinheit vorgegeben ist. Außerdem ist eine besonders einfache Bauart des zumindest einen Radarsensor ermöglicht.A development provides that the evaluation unit comprises a signal generator which is connected by means of a return channel optical waveguide for transmitting a wave signal to the at least one radar sensor with the at least one radar sensor, wherein the radar sensor generates the radar wave from the wave signal. If the evaluation unit is designed to specify the radar wave which is emitted by the at least one radar sensor. The at least one radar sensor can have a return channel receiving unit and / or the evaluation unit can have a back channel transmitting unit. The optical waveguide and the back-channel optical waveguide can be formed by separate optical waveguides or by different fibers of a common optical waveguide. With this development, a particularly advantageous evaluation of the radar signal is made possible, since the underlying radar wave is predetermined by the evaluation unit. In addition, a particularly simple design of the at least one radar sensor is possible.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Radareinrichtung neben dem zumindest einen Radarsensor zumindest einen weiteren Radarsensor umfasst, der zumindest eine weitere Radarsensor und die Auswerteeinheit zur Übertragung eines weiteren Radarsignals mittels eines weiteren Lichtwellenleiters verbunden sind, und die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, den Umgebungsbereich anhand des Radarsignals und des weiteren Radarsignals zu erfassen. Mit anderen Worten umfasst die Radareinrichtung mehrere Radarsensoren, welche alle über einen jeweiligen Lichtwellenleiter mit der Auswerteeinheit verbunden sind. Die Auswerteeinheit kann dazu ausgebildet sein, die wesentlichen Auswertungsschritte für die mehreren Radarsensoren gemeinsam durchzuführen. Aufgrund der gemeinsamen Auswerteeinheit für die mehreren Radarsensoren kann sich eine Kostenersparnis ergeben. Außerdem kann eine Erfassungsgenauigkeit der Radareinrichtung verbessert sein, da eine Fusion der Reflexionssignale in einem besonders frühen Verarbeitungsschritt ermöglicht ist. Insbesondere erfolgt die Fusion von Daten der mehreren Radarsensoren bevor die Daten komprimiert oder reduziert werden.A further embodiment provides that the radar device comprises at least one additional radar sensor in addition to the at least one radar sensor, which is connected to at least one further radar sensor and the evaluation unit for transmitting a further radar signal by means of a further optical waveguide, and the evaluation unit is adapted to the environmental region on the basis of Radar signal and the other radar signal to capture. In other words, the radar device comprises a plurality of radar sensors, which are all connected to the evaluation unit via a respective optical waveguide. The evaluation unit may be designed to carry out the essential evaluation steps for the plurality of radar sensors together. Due to the common evaluation unit for the multiple radar sensors can result in a cost savings. In addition, a detection accuracy of the radar device can be improved, since a fusion of the reflection signals is made possible in a particularly early processing step. In particular, the fusion of data from the multiple radar sensors occurs before the data is compressed or reduced.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Radareinrichtung der oben genannten Art. Insbesondere ist die Auswerteeinheit an einer beliebigen Stelle des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der zumindest eine Radarsensor, vorzugsweise die mehreren Radarsensoren, können an vorteilhaften Positionen des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle having a radar device of the type mentioned above. In particular, the evaluation unit is arranged at any point of the motor vehicle. The at least one radar sensor, preferably the plurality of radar sensors, may be arranged at advantageous positions of the motor vehicle.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung mit zumindest einem Radarsensor. In einem ersten Schritt wird ein einen Umgebungsbereich charakterisierendes Radarsignal erfasst. In einem zweiten Schritt wird das Radarsignal von dem zumindest einen Radarsensor über einen Lichtwellenleiter zu einer Auswerteeinheit übertragen. Erfindungsgemäß wird das Radarsignal auf ein Lichtsignal aufmoduliert und als analoges Modulationssignal über den Lichtwellenleiter an die Auswerteeinheit übertragen. Außerdem ist vorgesehen, dass der zumindest eine Radarsensor mehrere Empfangsantennen aufweist und die Sendeeinheit mehrere Lichtquellen unterschiedlicher Lichtfarbe aufweist, wobei durch jede der mehreren Lichtquellen ein jeweiliges Empfangssignal aus jeweils genau einer der mehreren Empfangsantennen als Teil des Radarsignals übertragen wird.The invention also relates to a method for operating a radar device with at least one radar sensor. In a first step, a radar signal characterizing a surrounding area is detected. In a second step, the radar signal is transmitted from the at least one radar sensor via an optical waveguide to an evaluation unit. According to the invention, the radar signal is modulated onto a light signal and transmitted as an analog modulation signal via the optical waveguide to the evaluation unit. In addition, it is provided that the at least one radar sensor has a plurality of receiving antennas and the transmitting unit has a plurality of light sources of different light color, wherein each of the plurality of light sources, a respective received signal from each exactly one of the plurality of receiving antennas is transmitted as part of the radar signal.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass mittels des Radarsignals unverarbeitete Rohdaten aus dem zumindest einen Radarsensor an die Auswerteeinheit übertragen werden. Die unverarbeiteten Rohdaten umfassen beispielsweise ein Reflexionssignal aus dem Radarsensor. Unverarbeitete Rohdaten zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass keine digitale Umwandlung oder Auswertung an diesen erfolgt ist.A development of the method provides that unprocessed raw data from the at least one radar sensor is transmitted to the evaluation unit by means of the radar signal. The raw raw data includes, for example, a reflection signal from the radar sensor. Unprocessed raw data are characterized in particular by the fact that no digital conversion or evaluation has taken place on these.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs oder der erfindungsgemäßen Radareinrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention or the radar device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einer Radareinrichtung umfassend mehrere Radarsensoren und eine Auswerteeinheit; -
2 ein Blockdiagramm der Radareinrichtung; und -
3 in einem Graphen einen schematischen Überblick über eine Modulation eines Radarsignals auf ein Lichtsignal.
-
1 in a schematic side view of a motor vehicle with a radar device comprising a plurality of radar sensors and an evaluation unit; -
2 a block diagram of the radar device; and -
3 in a graph, a schematic overview of a modulation of a radar signal to a light signal.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, and which further develop the invention independently of one another and thus also individually or in any other than the combination shown to be considered part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.
Die Radarsensoren
Vorliegend moduliert die Sendeeinheit
Die Empfangsantenne
Die Modulatoreinheit
Die Auswerteeinheit
Vorliegend weist die Auswerteeinheit
Die Auswerteeinheit
Eine Rückkanal-Empfangseinheit
Die Auswerteeinheit
Radar steht für „Range and Detection of Radio Signals“, zu Deutsch etwa „Entfernung und Richtungsortung mittels elektromagnetischer Wellen“. Das Grundprinzip besteht darin, dass ein elektromagnetisches Signal, beispielsweise die Radarwelle
Gemäß Stand der Technik besteht ein Radarsensor aus einer Hochfrequenzeinheit, einer digitalen Prozessierungseinheit und einer Vernetzungskommunikation mittels Mikrocontroller in einem gemeinsamen Gehäuse. Als Vernetzungsanschluss an das Fahrzeug wird derzeit CAN, demnächst CAN-FD und Flexray bzw. Ethernet verwendet. Allen gemein ist der Umstand, dass bereits prozessierte verarbeitete und in der Datenmenge massiv reduzierte Daten übertragen werden, aufgrund der Datenrate und der möglichen Buslast der verwendeten Systeme.According to the prior art, a radar sensor consists of a radio-frequency unit, a digital processing unit and a networking communication by means of a microcontroller in a common housing. Currently CAN, soon CAN-FD and Flexray or Ethernet are used as the network connection to the vehicle. Common to all is the fact that already processed processed and massively reduced in the data volume data are transmitted, due to the data rate and the possible bus load of the systems used.
Die Verarbeitungskette innerhalb des Radarsensors nach Stand der Technik erfolgt sequentiell und für jeden Radarsensor im Fahrzeug autark und unsynchronisiert. So sendet jeder Radarsensor für sich allein ohne Rücksicht auf die anderen Radarsensoren in seiner Umgebung, weder von anderen Kraftfahrzeugen, noch innerhalb des eigenen Kraftfahrzeugs
In der Hochfrequenzeinheit des Radarsensors nach Stand der Technik wird das Signal von der Antenne empfangen, auf eine tiefer liegende Zwischenfrequenz gemischt und dann digital abgetastet. Mit der Analog-Digitalwandlung wird das Signal in der digitalen Verarbeitungseinheit weiterverarbeitet. Mittels digitalen Signalprozessoren (DSPs) wird das digital abgetastete Signal durch zwei parallele Fast Fourier Transformationen (FFTs) in der Entfernung und in der Geschwindigkeit aufgelöst. Zudem wird die Phasenlage an der Empfangsantenne ausgewertet, so dass eine Richtung aus der das Reflexionssignal
In der Mikroprozessoreinheit des Radarsensors
Die nun bereits drastisch reduzierte Anzahl an Reflektionen in Form einer durchnummerierten Objektliste wird sortiert, hinsichtlich Abstand, Geschwindigkeit oder nach interessierenden Informationen. Objekte die außerhalb des interessierenden, aber dennoch erfassten Bereichs liegen, können entfernt, und damit die Datenrate weiter reduziert werden.The already drastically reduced number of reflections in the form of a numbered object list is sorted in terms of distance, speed or information of interest. Objects that are outside the area of interest, but still captured, can be removed, further reducing the data rate.
Am Ende wird nur noch eine Liste von 8, 16 oder bis zu 64 Objekten über den Fahrzeugbus an das weitere Steuergerät übertragen. Im Falle von einer intelligenten Steuereinheit wie das zentrale Fahrerassistenzsystem zFAS, werden 64 Objekte getrennt nach bewegten (Objekthypothese genannt) und unbewegten Objekten (Fences genannt) zur Weiterverarbeitung in einer Umfelderfassung und Funktionsberechnung übertragen.At the end, only a list of 8, 16 or up to 64 objects is transmitted via the vehicle bus to the further control unit. In the case of an intelligent control unit such as the central driver assistance system zFAS, 64 objects are moved separately (object hypothesis called) and immobile objects (called fences) for further processing in an environment detection and function calculation.
Jeder Radarsensor
Durch Schaffung einer neuen Schnittstelle umfassend die Sendeeinheit
Der Radarsensor
Während die Radarsensoren
Durch Schaffung der neuen Sensorschnittstelle auf Fiberoptikbasis reduziert sich der Aufwand eines einzelnen Radarsensors
Das Radarsignal ist beispielsweise ein einfaches moduliertes Signal, beispielsweise nur ein Puls (ein-aus) im Falle eines Pulsradars. Weiterentwicklungen sind Dauersenderadare (CW), bei der eine analoge Frequenz ohne weiteren Informationsinhalt ausgesendet wird. Hierbei wird dann nur die Dopplerverschiebung ausgewertet, was sich hervorragend für Geschwindigkeitsmessungen eignet. Moderne Automobilradare sind beispielsweise Dauerstrichradarsysteme, auch FMCW-modulierte Radare genannt, bei der die Aussendefrequenz langsam (reines FMCW) oder schnell (Fast-FMCW oder Chirp-Radare) in einem kleinen Frequenzbereich verändert wird. Allen gemein ist der Umstand, dass das Radarsignal ein rein analoges Signal darstellt.The radar signal is for example a simple modulated signal, for example only one pulse (on-off) in the case of a pulse radar. Further developments are permanent transmitter radars (CW), in which an analogue frequency is transmitted without further information content. In this case only the Doppler shift is evaluated, which is ideal for speed measurements. Modern automobile radars are, for example, continuous wave radar systems, also known as FMCW-modulated radars, in which the transmission frequency is changed slowly (pure FMCW) or fast (fast FMCW or chirp radars) in a small frequency range. Common to all is the fact that the radar signal represents a purely analog signal.
Heutige Radarsensoren mischen ihre Hochfrequenzsignale auf eine tiefer liegende Arbeitsfrequenz, ein sogenanntes Basisband
Eine beispielhafte Umsetzungsidee zum Modulieren des Radarsignals ist das Mischen des Radarsignals zum höherliegenden Signal
Gemäß
Bei einer Signaldämpfung von ca. 0,1 dB/km sind die Verluste für typische Kabellängen im Kraftfahrzeug
Die neue Verarbeitungskette der Radareinrichtung
Der Radarsensor
Wird keine analoge Modulation, sondern eine bereits digital abgetastetes Signal nach dem A/D-Wandler im Sensor für die Übertragung zu der Auswerteeinheit
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine zentrale Erfassung eines Umgebungsbereichs eines Kraftfahrzeugs anhand von Rohdaten aus einem Radarsensor ermöglicht wird.Overall, the examples show how the invention enables a central detection of an environmental region of a motor vehicle based on raw data from a radar sensor.
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