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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachführung der Justage eines Radarsensors in einem Kraftfahrzeug, wobei wenigstens ein mit dem Radarsensor bewegungsgekoppelter Lagesensor zur Bestimmung einer aktuellen Lage des Radarsensors verwendet wird, indem Sensordaten des Lagesensors zur Ermittlung einer Abweichung von einer Soll-Einbaulage des Radarsensors ausgewertet werden und die Nachführung der Justage anhand dieser Abweichung erfolgt, wobei dem Radarsensor eine mechanische, ansteuerbare Verstelleinrichtung des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Radarsensoren zählen in Kraftfahrzeugen inzwischen zur gängigen Ausstattung und werden hauptsächlich eingesetzt, um die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Radardaten der Radarsensoren können dabei von verschiedenen Fahrzeugsystemen genutzt werden, insbesondere für Funktionen von Fahrerassistenzsystemen wie Einparkhilfen, Totwinkelüberwachungen, Pre-Crash-Sensing, sowie Stop-And-Go-Funktionen. Radarsensoren haben den Vorteil, innerhalb des Kraftfahrzeugs auch verdeckt verbaut zu werden, beispielsweis in Stoßfängern des Kraftfahrzeugs hinter einer Kunststoffabdeckung des Stoßfängers und/oder hinter einem externen Radom und/oder einem externen Emblem. Damit die Radarsensoren ihren vorgesehenen Erfassungsbereich aufweisen, werden sie an bestimmten Einbaupositionen in bestimmten Einbaulagen verbaut. Gemessene Radardaten, insbesondere gemessene Winkel, beziehen sich entsprechend auf diese vorgegebene Soll-Einbaulage. Radarsensoren können beispielsweise an einem Stoßfänger und/oder an einem Karosserieteil befestigt werden.
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Beispielsweise kann der Radarsensor ein Hochfrequenz- und ein Niederfrequenzteil aufweisen. Das Hochfrequenzteil generiert hochfrequente Radarsignale im Bereich von ca. 10 - 80 Gigahertz. Die Radarsignale werden über Antennen einer Antennenanordnung des Radarsensors versandt und empfangen. Die hochfrequenten, empfangenen Radarsignale werden umgesetzt und auf eine Niederfrequenz heruntergemischt. Die Verarbeitung der niederfrequenten Radarsignale erfolgt im Niederfrequenzteil.
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Nach dem Verbau des Radarsensors in seiner Einbauposition beziehungsweise Einbaulage erfolgt üblicherweise eine Justage des Radarsensors diesbezüglich, so dass ausgewertete Radardaten in Bezug auf ein Fahrzeugkoordinatensystem erhalten werden können, insbesondere bezüglich der in den Radardaten enthaltenen Winkel, unter denen ein Objekt vermessen wird. Veränderungen der Einbaulage, die zum einen durch Alterungserscheinungen, beispielsweise Materialermüdung, und/oder verschiedene Arten von Beschädigungen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise kleinere Kollisionen, aber auch vorübergehende Effekte, beispielsweise starken Gegenwind auf einen Stoßfänger, auftreten können, können dazu führen, dass insbesondere vermessene Winkel in den Radardaten nicht mehr hinreichend genau sind. Dies gilt insbesondere für langreichweitige Radarsensoren, die beispielsweise im Frontbereich des Kraftfahrzeugs montiert werden können. Gerade bei in großen Abständen detektierten Objekten kann es hierbei zu deutlichen Abweichungen der gemessenen Winkel bei Veränderung der Einbaulage des Radarsensors kommen, so dass die Leistungsfähigkeit des Radarsensors beeinträchtigt wird. Eine Winkelmessung mit dem Radarsensor wäre fehlerhaft, da sich die Einbaulage des Radarsensors relativ zum Fahrzeugkoordinatenursprung verändert hat. Um solchen Dejustageeffekten entgegenzuwirken, wurden bereits verschiedene Ansätze vorgeschlagen.
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So ist es im Stand der Technik bereits bekannt, die von den Radarsensoren selbst aufgenommenen Radardaten zu nutzen, um eine Dejustage des Radarsensors zu erkennen und eine elektronische Nachführung der Justage, also eine Rekalibrierung, vorzunehmen. Diese Dejustageerkennung setzt jedoch eine relative Bewegung des Kraftfahrzeugs zur Umgebung, die zudem bestimmte Umgebungsobjekte vorgegebener Struktur aufweisen muss, voraus. Geeignete Umgebungsobjekte zur Dejustageerkennung sind beispielsweise Leitplanken und/oder andere, ausgedehnte Umgebungsobjekte. Die Dauer eines solchen Rejustageprozesses hängt von vielen, innerhalb des Kraftfahrzeugs kaum beeinflussbaren Faktoren ab, insbesondere von der Beschaffenheit der Umgebungsobjekte (Leitplanke, Tunnel, Bäume, Randbebauung und dergleichen) ab. Weitere Einflussfaktoren sind Bewegungsdaten des eigenen Kraftfahrzeugs, insbesondere Geschwindigkeit, Lenkwinkel und dergleichen. Sind die Bedingungen für eine Erkennung einer Dejustage und eine entsprechende Nachführung der Justage nicht optimal, so kann dieser auch als Autokalibrierung zu bezeichnende Prozess sehr lange andauern, beispielsweise einige Minuten bis Stunden. Für automatisierte Fahrfunktionen und/oder sicherheitsrelevante Funktionen von Fahrzeugsystemen ist es jedoch unerlässlich, die Verfügbarkeit der Radarsensoren zu maximieren. Hierfür ist eine langandauernde Autokalibrierung beziehungsweise Erkennung einer Dejustage nicht optimal.
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In einem anderen Ansatz schlägt
DE 199 34 197 A1 eine automatische Justiervorrichtung für einen an einem Fahrzeug angebrachten Sensor vor, insbesondere für einen Radarsensor. Dem Sensor sind eine Messeinrichtung sowie eine Verstelleinrichtung zugeordnet, wobei die Messeinrichtung die Ist-Ausrichtung des Sensors erfasst und bei einer Abweichung von einer vorgegebenen Soll-Ausrichtung des Sensors ein Stellsignal an die Verstelleinrichtung abgibt, wodurch der Sensor in die Soll-Ausrichtung justiert wird, wobei der Sensor in Bezug auf eine Horizontalebene sowie in Bezug auf eine Vertikalebene verschwenkbar ist. Die Messeinrichtung umfasst dabei einen Lagesensor zur Erfassung der Ausrichtung des lageabhängigen Sensors, wobei der Lagesensor mit dem lageabhängigen Sensor starr verbunden ist.
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Derartige Ausgestaltungen bringen ebenso mehrere Nachteile mit sich. Zum einen wird durch häufigen Einsatz der Verstelleinrichtung deren Verschleiß deutlich erhöht. Zum anderen ist bei der in
DE 199 34 197 A1 gegebenen in sich abgeschlossenen Vorgehensweise weder dem Radarsensor selbst noch sonstigen Fahrzeugsystemen bekannt, dass eine Nachführung der Justage erfolgt ist beziehungsweise inwieweit diese Nachführung erfolgt ist, was insbesondere dann zu Problemen führen kann, wenn eine vollständige mechanische Nachführung zur Wiederherstellung der Soll-Einbaulage nicht mehr möglich ist.
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DE 10 2015 005 570 A1 betrifft ein Verfahren zur Justage und/oder Kalibrierung eines Umgebungssensors. Dabei wird vorgeschlagen, einen mit einem Sensorelement lagegekoppelten Inertialsensor zu verwenden, um eine Ist-Ausrichtung des Sensorelements zu bestimmen und den Umgebungssensor auf eine Soll-Ausrichtung zu justieren und/oder zu kalibrieren, und zwar in Abhängigkeit einer Abweichung der Ist-Ausrichtung von der Soll-Ausrichtung. Dabei geht es um die grundsätzliche Kalibrierung unmittelbar nach dem Einbau, für die bislang Referenzgegenstände oder Referenzmuster (sogenannte Targets) genutzt wurden, auf die nun verzichtet werden soll. Dabei sind im Wesentlichen zwei gleichberechtigte, alternative Optionen genannt, nämlich Justieren und/oder Kalibrieren. Das Justieren kann die Ausgabe von Justageanweisungen genauso umfassen wie die Nutzung eines Roboters.
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DE 10 2016 207 213 A1 offenbart eine Radaranlage, konkret eine mobile Radaranlage für ein Fahrzeug, bei der eine Sendeempfangsanordnung einen Sendeempfangsbereich definiert. Eine Lagesensoreinheit ist orts- und drehfest zum Sendeempfangsbereich angeordnet und stellt eines oder mehrere für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbeeichs der Sendeempfangsanordnung repräsentative Signale bereit. Auf diese Weise kann eine Fehljustage automatisch erkannt, bewertet und korrigiert werden. Die automatische Korrektur kann durch Anpassung der Sendecharakteristik und/oder der Empfangscharakteristik bewirkt werden, aber auch durch Verwendung einer Ausrichteinheit zur Ausrichtung des Sendeempfangsbereichs.
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GB 2 396 500 B betrifft ein Verfahren zur Korrektur einer Fehlausrichtung eines Radars. Dort sollen Sensordaten des Radarsensors selbst genutzt werden, um einen Fehlausrichtungswinkel des Radarstrahls zu bestimmen, wobei dieser Fehlausrichtungswinkel dann mit einem Schwellwert verglichen werden kann, wobei nur bei Überschreitung dieses Schwellwerts festgestellt wird, dass der Radarsensor eine physikalische Nachführung der Justage benötigt. Ist dies der Fall, wird eine entsprechende Nachricht ausgegeben, so dass in einer Werkstatt manuell nachjustiert werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine demgegenüber verbesserte Nachführung einer Justage eines Radarsensors zu erlauben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Erfüllung eines ersten, eine niedrigere Abweichung beschreibenden Abweichungskriteriums nur eine elektronische Nachführung der Justage durch Anpassung der Ansteuerung des Radarsensors und/oder der Auswertung von Radardaten des Radarsensors vorgenommen wird und erst bei Erfüllung eines zweiten, eine höhere Abweichung beschreibenden Abweichungskriteriums die Verstelleinrichtung zur mechanischen Nachführung der Justage angesteuert wird, wobei bei Erreichen einer mechanischen Beschränkung für die mechanische Nachführung der Justage eine darüber hinausgehende Abweichung wenigstens teilweise durch elektronische Nachführung der Justage kompensiert wird.
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Es wird vorgeschlagen, die Verfügbarkeit von Radarsensoren durch den Einsatz von Lagesensoren, welche bevorzugt starr mit den Radarsensoren verbunden sind, zu maximieren. Durch den Einsatz von Lagesensoren kann eine Lageverstellung des Radarsensors, beispielsweise ausgelöst durch eine kollisionsbedingte Verformung und/oder einen Umbau, sehr schnell erkannt werden. Wird eine Abweichung von der Soll-Einbaulage des Radarsensors erkannt, kann eine Nachführung der Justage erfolgen, welche vorliegend jedoch vorteilhafterweise nicht allein durch eine mechanische Verstellung mittels der Verstelleinrichtung möglich ist, sondern zunächst bei kleineren Abweichungen in Form einer elektronischen Nachführung, insbesondere einer elektronischen Korrektur mittels eines Korrekturwinkels, erfolgen kann. Ist eine solche elektronische Nachführung der Justage nicht mehr möglich beziehungsweise nicht mehr ausreichend, ist also ein zweites, eine höhere Abweichung beschreibendes Abweichungskriterium erfüllt, kann auch eine elektromechanische Verstellung des Radarsensors und somit eine mechanische Nachführung der Justage vorgesehen sein. Dabei kann die Verstelleinrichtung insbesondere einen ansteuerbaren Motor umfassen und/oder die Verstelleinrichtung kann an einer Halteeinrichtung des Radarsensors angeordnet sein.
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Es wird also im Wesentlichen vorgeschlagen, mechanische und elektronische Möglichkeiten zur Nachführung der Justage zu kombinieren. Mit einer allein motorisch gesteuerten Nachjustierung kann beispielsweise nach einem Unfall, wenn die Verstelleinrichtung beschädigt ist, keine Gewährleistung der fehlerfreien Funktion des Radarsensors mehr erfolgen, nachdem auch der Radarsensor selbst keine Information darüber erhält, dass er dejustiert ist. Bei einem Ausfall einer Verstelleinrichtung kann mithin auch die elektronische Nachführung der Justage als Rückfallebene dienen. Insbesondere ist es im Rahmen der Erfindung jedoch vorteilhaft, dass letztlich nur ein Bereich hoher Abweichungen, insbesondere ein extremer Bereich, durch die Elektromechanik der Verstelleinrichtung korrigiert wird, während ansonsten eine elektronische Nachführung der Justage ohne Beanspruchung der Verstelleinrichtung verwendet wird, so dass ein Verschleiß der Verstelleinrichtung deutlich reduziert wird.
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Konkret kann die elektronische Nachführung der Justage durch Beamforming und/oder Korrektur eines durch die Abweichung verursachten Fehlers in den Radardaten des Radarsensors erfolgen. Beispielsweise kann aufgrund einer entsprechenden Ausgestaltung und/oder Ansteuerung der Antennenanordnung des Radarsensors der Erfassungsbereich des Radarsensors anpassbar sein, wobei auch andere Arten des Beamformings eingesetzt werden können, um beispielsweise bei einer Verkippung des Radarsensors den Erfassungsbereich sozusagen „gegenzukippen“. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine elektronische Dejustage-Korrektur auf den Radardaten vorgenommen werden, beispielsweise gemessene Winkel in den Radardaten um einen Korrekturwinkel, der durch die Abweichung beschrieben sein kann, korrigiert werden.
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Das erste Abweichungskriterium kann dabei so gestaltet sein, dass durch es ein Abweichungsbereich definiert wird, in dem eine rein elektronische Korrektur einer Dejustage erfolgt. Beispielsweise kann das erste Abweichungskriterium wenigstens einen Winkelbereich definieren, der eine untere Grenze im Bereich von beispielsweise 0,2 - 0,7° und/oder eine obere Grenze im Bereich von 4-6° aufweisen kann. Dabei sind durchaus Ausgestaltungen denkbar, in denen sowohl das erste als auch das zweite Abweichungskriterium gleichzeitig erfüllt sind, woraufhin eine das Verfahren durchführende Steuereinheit eine entsprechende kombinierte elektronische und mechanische Nachführung der Justage bestimmen kann. Treten beispielsweise grö-ßere Dejustagewinkel, beschrieben durch die Abweichung, auf, beispielsweise im Bereich von mehr als 5°, insbesondere 8°, kann das zweite Abweichungskriterium beispielhaft erfüllt sein.
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Mit besonderem Vorteil ist jedoch vorgesehen, dass eine mechanische Nachführung der Justage nur dann vorgenommen wird, wenn eine elektronische Nachführung der Justage nicht mehr notwendig ist, so dass das zweite Abweichungskriterium bevorzugt genau dies überwachen kann. So kann in einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Abweichungskriterium erfüllt ist, wenn gemäß der beschriebenen Abweichung ein Mindesterfassungsbereich des Radarsensors nicht mehr in einem aktuell durch elektronische Nachführungen der Justage möglichen Erfassungsbereich des Radarsensors enthalten ist. Das bedeutet, es wird ein Mindest-Erfassungsbereich des Radarsensors festgelegt, der für eine ausreichende Leistungsfähigkeit des Radarsensors im Hinblick auf die Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs notwendig ist. Stellt sich nun heraus, dass dieser Mindesterfassungsbereich nicht mehr in den aktuell durch Anpassung von Betriebsparametern und/oder Auswertungsparametern des Radarsensors möglichen Erfassungsbereichen vollständig enthalten ist, ist mithin eine Grenze der Möglichkeiten der elektronischen Nachführung der Justage erreicht. Dann ist es zweckmäßig, die Möglichkeit zur Abtastung des Mindesterfassungsbereichs durch mechanische Nachführung der Justage wieder herzustellen. In diesem Fall kann also eine mechanische Korrektur dann vorgesehen werden, wenn die Radarsensorabdeckung nicht mehr ausreichend ist.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die ermittelten Abweichungen und/oder die Nachführungsmaßnahmen, insbesondere in einem Speicher des Radarsensors, protokolliert werden. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass bei einer mechanischen Nachführung der Justage eine neue Soll-Einbaulage als die nach der mechanischen Nachführung bestehende Einbaulage definiert wird, insbesondere, falls die ursprüngliche Soll-Einbaulage nicht mehr vollständig erreicht werden kann. Durch die Protokollierung kann, beispielsweise bei einer Wartung und/oder Reparatur des Kraftfahrzeugs, problemlos nachvollzogen werden, ob und welche Korrekturmaßnahmen aufgrund einer Dejustage durchgeführt wurden. Insbesondere ist es dabei auch nützlich, wenn innerhalb des Radarsensors selbst bekannt ist, dass eine solche Nachjustierung vorgenommen wurde, da dies gegebenenfalls Einfluss auf eine eigene Bewertung der Qualität der eigenen Radardaten haben kann. Mithin wird durch die vorgeschlagene Protokollierung eine bessere Informationsbasis innerhalb des Kraftfahrzeugs bereitgestellt, die verschieden genutzt werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Nachführung der Justage durch eine Steuereinheit des insbesondere Halbleitertechnologie realisierten Radarsensors erfolgt. Auf diese Weise wird durch die Verstelleinrichtung, den wenigstens einen Lagesensor und den Radarsensor mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden Steuereinheit ein sich selbst nachjustierendes Radarsystem geschaffen, welches insbesondere eine unmittelbare Umsetzung der elektronischen Nachführung der Justage und auch, falls vorgesehen, eine besonders einfach umzusetzende Protokollierung im Radarsensor ermöglicht.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind auch Ausgestaltungen denkbar, in denen zumindest die elektronische Nachführung der Justage zumindest im Wesentlichen in Echtzeit erfolgt. Auch eine temporäre Veränderung der Einbaulage des Radarsensors, beispielsweise durch den Wind, kann durch den wenigstens einen Lagesensor, insbesondere in einer Ausbildung als Beschleunigungssensor, sensiert werden. Dann kann die Korrektur zumindest im Wesentlichen in Echtzeit vorgenommen werden, bevorzugt elektronisch, gegebenenfalls aber auch mechanisch.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung der Abweichung neben den Sensordaten der Lagesensoren ergänzend und/oder plausibilisierend auch auf ein Auswertungskriterium erfüllende Umgebungsobjekte bezogene Radardaten ausgewertet werden. Das bedeutet, die bereits eingangs zum Stand der Technik beschriebene Auswertung von Radardaten bezüglich bestimmter Umgebungsobjekte, beispielsweise von Leitplanken oder dergleichen, bei der Bewegung des Kraftfahrzeugs kann ergänzend und/oder plausibilisierend herangezogen werden, um die Gesamtqualität der Nachführung der Justage zu erhöhen. Während eine derartige Vorgehensweise, wie dargestellt, grundsätzlich als eher langsam und somit für eine maximale Verfügbarkeit der Radarsensoren ungeeignet erscheint, kann sie dennoch verbessernd auf schneller wirkende Nachführungsoptionen Einfluss nehmen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei Erreichen einer mechanischen Beschränkung für die mechanische Nachführung der Justage eine darüber hinaus gehende Abweichung wenigstens teilweise durch elektronische Nachführung der Justage kompensiert wird. Beispielsweise kann eine mechanische Veränderung der Einbaulage des Radarsensors baulich begrenzt sein, so dass durch die Verstelleinrichtung eine Abweichung gegebenenfalls nur zu einem gewissen Maß kompensiert werden kann. Hier ist es auch besonders vorteilhaft, zwei Varianten der Kompensation der Dejustage einzusetzen, nachdem diese auch sich gegenseitig ergänzend eingesetzt werden können, um somit den Gesamtbereich, in dem die Dejustagen kompensierbar beziehungsweise korrigierbar sind, zu erweitern.
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In zweckmäßiger Weiterbildung wird als Lagesensor wenigstens ein insbesondere relativ zur Erdbeschleunigung messender Beschleunigungssensor verwendet. Derartige Beschleunigungssensoren sind, beispielsweise von Inertialplattformen in Kraftfahrzeugen, bereits grundsätzlich bekannt und können auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig eingesetzt werden. Insbesondere dann, wenn auch im Wesentlichen in Echtzeit Korrekturen vorgenommen werden sollen, beispielsweise bei starker Windeinwirkung, können solche Beschleunigungssensoren hochgenaue Lagedaten liefern. Dabei sei an dieser Stelle allgemein noch angemerkt, dass bei der Auswertung der Sensordaten gegebenenfalls auch weitere aktuelle Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs herangezogen und berücksichtigt werden können, die Einfluss auf eine Messung des wenigstens einen Lagesensors haben können, beispielsweise, wenn relativ zur Erdbeschleunigung gemessen wird, eine Neigung des fahrbaren Untergrunds und/oder des fahrbaren Aufbaus. Insbesondere kann ein Bezug zu anderen, kraftfahrzeugfesten Lagesensoren beziehungsweise deren Sensordaten hergestellt werden.
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Selbstverständlich ist es jedoch auch denkbar, beispielsweise Lagesensoren einzusetzen, die sich unmittelbar auf die Lage relativ zu einem Karosseriebauteil des Kraftfahrzeugs oder dergleichen beziehen.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen Radarsensor, wenigstens einen mit dem Radarsensor bewegungsgekoppelten, insbesondere starr verbundenen Lagesensor, eine dem Radarsensor zugeordnete mechanische Verstelleinrichtung und eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinheit. Die Steuereinheit kann insbesondere Teil des Radarsensors sein. Dabei ist der Radarsensor bevorzugt in Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technolgie, ausgebildet, das bedeutet, der Radarsensor kann einen wenigstens den Radar Transceiver realisierenden Halbleiterchip, insbesondere CMOS-Chip, aufweisen. Durch den Halbleiterchip können auch die Steuereinheit des Radarsensors und/oder eine digitale Signalverarbeitungskomponente des Radarsensors realisiert sein. Der Halbleiterchip kann in einem Package mit einer Antennenanordnung des Radarsensors vorliegen.
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Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen und umgekehrt, so dass mit beiden Gegenständen die genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Prinzipskizze zur Radarsignalverarbeitung mit einer elektronischen Nachführung der Justage,
- 3 ein Zusammenhangsdiagramm zur mechanischen Nachführung der Justage,
- 4 eine Explosionszeichnung einer möglichen Ausführung eines Radarsystems mit Verstelleinrichtung, und
- 5 eine Skizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dabei sind vorliegend drei Radarsensoren 2, 3 gezeigt, wobei das Kraftfahrzeug 1 selbstverständlich auch weitere Radarsensoren aufweisen kann, bei denen die im Folgenden beschriebene Nachführung der Justage gegeben ist. Der Radarsensor 2 ist verdeckt hinter einem vorderen Stoßfänger 4 an einer Einbauposition in einer Einbaulage verbaut. Entsprechend sind die Radarsensoren 3 verdeckt hinter einem hinteren Stoßfänger 5 verbaut. Bei dem Radarsensor 2 handelt es sich um einen langreichweitigen Radarsensor 2, während die Radarsensoren 3 als mittelreichweitige Radarsensoren ausgebildet sind. Die Radarsensoren 2, 3 sind dabei in CMOS-Technologie realisiert und weisen jeweils ein Package auf, in dem eine Antennenanordnung des jeweiligen Radarsensors 2, 3 und ein Halbleiterchip enthalten sind. Der Halbleiterchip realisiert den Radartransceiver, eine digitale Signalverarbeitungskomponente sowie eine in 1 auch gezeigte Steuereinheit 6 des jeweiligen Radarsensors 2, 3.
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Die Radardaten der Radarsensoren 2, 3 können von verschiedenen, nur grob angedeuteten Fahrzeugsystemen 7 für unterschiedliche Funktionen genutzt werden.
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Mit der Zeit kann es durch verschiedene Effekte zu Veränderungen der Einbaulage der Radarsensoren 2, 3 innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 kommen, so dass insbesondere Winkelmessungen bezüglich des allgemein genutzten Koordinatensystems des Kraftfahrzeugs 1 fehlerbehaftet sein können. Dies gilt im besonderem Maße für die hier gezeigten langreichweitigen und mittelreichweitigen Radarsensoren 2, 3, da hier schon kleine Winkelverstellungen zu deutlich merklichen Abweichungen führen können.
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Ursachen für eine derartige Veränderung der Einbauposition können beispielsweise Alterungseffekte, Temperatureinflüsse und/oder Kollisionen verschiedenen Grades sein.
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Um trotz solcher Veränderungen der Einbaulage die Leistungsfähigkeit der Radarsensoren 2, 3 möglichst aufrecht zu erhalten, sind die Steuereinheiten 6 auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Hierzu ist mit jedem der Radarsensoren 2, 3 ein als Beschleunigungssensor ausgebildeter Lagesensor 7 starr, also bewegungsgekoppelt, verbunden. Dieser liefert seine Sensordaten an die Steuereinheit 6, um aus ihnen eine Abweichung von der Soll-Einbaulage ableiten zu können. Ferner ist jedem der Radarsensoren 6 eine Verstelleinrichtung 8 mit einem Motor zugeordnet, die durch die Steuereinheit 6 ansteuerbar ist und zur Verkippung des jeweiligen Radarsensors 2, 3, insbesondere in zwei Ebenen, ausgebildet ist.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren existieren bei einer festgestellten Abweichung von der Soll-Einbaulage zwei Möglichkeiten, um die Justage nachzuführen, mithin weiterhin hochqualitative, bezüglich der Veränderung der Einbaulage kompensierte Radardaten liefern zu können. Zum einen kann eine elektronische Korrektur, also Nachführung der Justage, erfolgen, und zwar durch Beamforming und/oder Korrektur in den Radardaten selbst. Dies wird durch 2 in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Dabei ist der Vorgang des Pre-Processing in den Radarsensoren 2, 3, angedeutet durch den Kasten 9, näher aufgeschlüsselt. Von dem Radar-Frontend 10 werden die gemessenen Radarsignale erhalten und in verschiedenen Vorverarbeitungsmaßnahmen, angedeutet durch die Kästen 11 und 12, vorverarbeitet. Derartige Vorverarbeitungsschritte umfassen beispielsweise Grundsignal-Verarbeitungsschritte, Fourier-Transformationen (FFT) und dergleichen. Ein hier getrennt gezeigter Schritt ist die sogenannte Winkelabschätzung, vergleiche Kasten 13, in der für detektierte Objekte Winkel möglichst genau bestimmt werden sollen.
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Diese Winkel sind am meisten beeinflusst von der Veränderung der Einbaulage, so dass aus den Sensordaten der Lagesensoren 7 und mithin der daraus ableitbaren Abweichung seitens der Steuereinheit 6 eine Winkelkorrektur 14 ermittelt und auf die entsprechend abgeschätzten Winkel angewendet werden kann. Gemeinsam mit dieser Korrektur entstehen dann die Radardaten 15, die beispielsweise Nachbearbeitungsschritten 16 und/oder ihrer Auswertung in den Fahrzeugsystemen 17 zugeführt werden können.
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Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die Radardaten 15 selbst auch ergänzend und plausibilisierend in die Ermittlung der Abweichung von der Soll-Einbaulage eingehen können, indem beispielsweise bestimmte, ein Auswertungskriterium erfüllende Umgebungsobjekte in ihrem zeitlichen Verlauf bei bewegtem Kraftfahrzeug betrachtet werden.
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3 illustriert die wesentliche Vorgehensweise bei einer mechanischen Nachführung der Nachjustage. Auch hier werden in der Steuereinheit 6 die Sensordaten der Lagesensoren 7 zu einer Abweichung ausgewertet, aus der eine Verstellanweisung für den Motor der Verstelleinrichtung 8 hergeleitet werden kann, die als Steuerdaten von der Steuereinheit 6 an die Verstelleinrichtung 8 geleitet wird.
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4 zeigt eine mögliche konkrete Umsetzung der Halterung eines Radarsensors 2, 3 genauer. Dabei kann der Radarsensor 2, 3 in einer Halteeinrichtung 18 aufgenommen werden, die über die den Motor 19 aufweisende Verstelleinrichtung 8 am Kraftfahrzeug, beispielsweise an einem Karosserieteil oder einem Stoßfängerteil, befestigt werden kann.
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5 erläutert nun den erfindungsgemäß vorgesehenen Einsatz von sowohl einer elektronischen Nachführung als auch einer mechanischen Nachführung der Justage. Dort wird in einem Schritt 20 überprüft, ob ein erstes und/oder ein zweites Abweichungskriterium, welches die Abweichung auswertet, erfüllt sind. Das erste Abweichungskriterium ist dabei bereits bei einer geringeren Abweichung erfüllt als das zweite Abweichungskriterium. Dabei kann die Definition beispielsweise über Abweichungswinkel erfolgen, so dass beispielsweise das erste Abweichungskriterium immer dann erfüllt ist, wenn der Abweichungswinkel mehr als ein erster Grenzwert beträgt, beispielsweise ein Grenzwert im Bereich von 0,2 - 0,7°. Für das zweite Abweichungskriterium kann dann ein höherer Abweichungswinkel der Einbaulage erforderlich sein, beispielsweise größer 5°. Besonders bevorzugt ist es jedoch, bei dem zweiten Abweichungskriterium konkret auf elektronisch noch kompensierbare Veränderungen der Einbaulage abzustellen, so dass im zweiten Abweichungskriterium bevorzugt überprüft werden kann, ob in der aktuellen mechanischen Einbaulage ein Mindesterfassungsbereich des Radarsensors 2, 3 noch gewährleistet werden kann. Ist dies nicht der Fall, ist das zweite Abweichungskriterium erfüllt.
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Ist lediglich das erste Abweichungskriterium erfüllt, erfolgt in einem Schritt 21 auch nur eine elektronische Nachführung der Justage. Nur dann, wenn auch das zweite Abweichungskriterium erfüllt ist, erfolgt eine mechanische Nachführung der Justage in einem Schritt 22, die auch um eine zusätzliche elektronische Justage ergänzt werden kann, insbesondere dann, wenn nur durch Zusammenwirken beider Korrekturmöglichkeiten der qualitativ hochwertige Betrieb des Radarsensors 2, 3 sichergestellt werden kann. Ist keine Nachführung mehr zumindest innerhalb eines gewissen Rahmens möglich, kann der entsprechende Radarsensor 2, 3 auch deaktiviert werden und eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben werden.
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Dabei wird vorliegend jeder Nachjustierungsvorgang auch in einem Speicher der Steuereinheit 6 protokolliert und kann mithin nachverfolgt werden.
