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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung eines Fahrzeugs, eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, das eine Radarvorrichtung aufweist.
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Fahrzeuge weisen vermehrt Radarvorrichtungen auf, welche eine Erfassung einer Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs mittels Radarstrahlen ermöglichen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Abstände des Fahrzeugs zu anderen Fahrzeugen zu ermitteln, um eine Unterstützung des Fahrers während des Führens des Fahrzeugs im Verkehr oder bei einem Einparkvorgang durch Assistenzsysteme bereitzustellen. Die Radarvorrichtungen sind gewöhnlicherweise dazu eingerichtet, einen vorbestimmten Abtastbereich mittels Radarstrahlen zu erfassen. Die Abtastbereiche erstrecken sich insbesondere ausgehend von dem Bug- oder dem Heckbereich des Fahrzeugs.
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Einschränkungen der Umgebungserfassung mittels Radarstrahlen ergeben sich insbesondere, wenn Teilbereiche des Abtastbereichs abgeschattet werden, sodass die Radarstrahlen nicht in die abgeschatteten Bereiche vordringen können. Abschattungen können beispielsweise durch andere Fahrzeuge, Wände oder sonstige Hindernisse hervorgerufen werden, an denen die durch die Radarvorrichtung ausgestrahlten Radarsignale reflektiert werden. In diesem Fall ist es nicht möglich mittels einer Erfassung einfach reflektierter Radarstrahlen, Objekte zu erfassen, zu denen, ausgehend von der Radarvorrichtung, keine direkte Sichtlinie besteht. Die Anwesenheit abgeschatteter Objekte, kann in bestimmten Fällen durch eine Erfassung und Auswertung mehrfach reflektierter Radarsignale erfasst werden, welche sowohl durch das verdeckte Objekt als auch durch andere Objekte reflektiert werden. Aufgrund einer Vielzahl an möglichen Ausbreitungswegen entlang derer mehrfach reflektierte Signale geleitet werden können ist es jedoch aufwändig und oft aufgrund des Aufwands nicht möglich, abgeschattete Objekte anhand mehrfach reflektierter Radarsignale ausfindig zu machen. Zudem betreffen Mehrfachreflektionen nicht nur Radarsignale, welche an einem speziellen Objekt reflektiert werden, sondern nahezu sämtliche Radarsignale, die in verschiedene Richtungen ausgesandt werden. Dadurch lassen sich die mehrfach reflektierten Radarsignale nur mit hohem Aufwand voneinander unterscheiden. Aus diesem Grund wird die Auswertung der Radarsignale auf einfach reflektierte Radarsignale beschränkt.
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Die Problematik der Abschattung von Objekten ergibt sich insbesondere in bebauten Umgebungen. Somit werden Fahrzeuge an Kreuzungen oder in Kurven durch die Radarvorrichtung oft nicht oder erst relativ spät erfasst.
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Die
US 10,296,001 B2 offenbart ein Radarmehrwegeverarbeitungsverfahren. Das Verfahren sieht ein Empfangen von Sensordaten einer Sensoranordnung eines autonomen Fahrzeugs durch ein Steuerungssystem vor. Die Sensordaten können Radarrohdaten von einem Radarsystem der Sensoranordnung und Lidardaten von einem Lidarsystem der Sensoranordnung umfassen. Das Steuersystem kann auf eine Live-Lidarkarte der Umgebung des autonomen Fahrzeugs zugreifen und die Radarrohdaten mit einer aktuellen Lokalisierungskarte oder der Live-Lidarkarte vergleichen, um Mehrwegeobjekte in den Radarrohdaten zu identifizieren. Das Steuersystem kann dadurch die Mehrwegeobjekte entfernen oder die tatsächlichen Objekte, die den Mehrwegeobjekten entsprechen, entsprechend verfolgen.
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Die
WO 2021/003440 A1 beschreibt ein Strahlsteuerungsradar mit selektivem Abtastmodus für autonome Fahrzeuge. Das Strahlsteuerungsradar weist ein Radarmodul mit mindestens einer Strahlsteuerungsantenne, einem Transceiver und einer Steuerung auf, die den Transceiver veranlassen kann, unter Verwendung der mindestens einen Strahlsteuerungsantenne eine erste Abtastung eines ersten Sichtfeldes mit einer ersten Chirp-Steigung in einem ersten Hochfrequenzsignal und eine zweite Abtastung eines zweiten Sichtfeldes mit einer zweiten Chirp-Steigung in einem zweiten Hochfrequenzsignal durchzuführen. Das Radarmodul weist ein Wahrnehmungsmodul mit einem durch maschinelles Lernen trainierten Klassifikator auf, der dazu eingerichtet ist, Objekte in einem Pfad und in der Umgebung des autonomen Fahrzeugs auf Grundlage der ersten Chirp-Steigung in dem ersten Hochfrequenzsignal zu erkennen und die Objekte auf der Grundlage der zweiten Chirp-Steigung in dem zweiten Hochfrequenzsignal klassifizieren zu können. Das Strahlsteuerungsradar kann in einem selektiven Abtastmodus betrieben werden, um einen vorbestimmten Bereich abzutasten. Das strahllenkende Radar kann einen gewünschten Winkel ansteuern und dann um diesen Winkel herum scannen, um Objekte im vorbestimmten Bereich zu erkennen, ohne dass Verarbeitungs- oder Scanzyklen verschwendet werden, die Bereiche ohne gültige Objekte beleuchten. Zu den Objekten von Interesse können strukturelle Elemente im Sichtfeld des Fahrzeugs, wie Straßen, Mauern, Gebäude und Straßenmittelstreifen sowie andere Fahrzeuge, Fußgänger, Passanten, Radfahrer, Pflanzen, Bäume, Tiere gehören.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein zuverlässiges Verfahren bereitzustellen, welches ein zuverlässiges Erkennen von Objekten, welche keine direkte Sichtlinie zu der Radarvorrichtung aufweisen, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung eines Fahrzeugs. Das Verfahren sieht Schritte vor, die in den folgenden Absätzen beschrieben werden. In einem ersten der Schritte erfolgt durch die Radarvorrichtung ein Aussenden zumindest eines Radarsignals in einen räumlich in Bezug auf das Fahrzeug definierten allgemeinen Abtastbereich. Bei dem allgemeinen Abtastbereich kann es sich beispielsweise um ein Sichtfeld der Radarvorrichtung, welches auch als Field-of-View bezeichnet wird, handeln. Die Radarvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das zumindest eine Radarsignal mittels eines Antennenarrays oder einer mechanisch ausrichtbaren Radarantenne in den allgemeinen Abtastbereich auszugeben. Der allgemeine Abtastbereich öffnet sich ausgehend von der Radarvorrichtung mit einem horizontalen Öffnungswinkel. Der Abtastbereich ist räumlich auf das Fahrzeug bezogen und kann beispielsweise einen Bereich vor dem Bug des Fahrzeugs umfassen. Dadurch kann beispielsweise eine Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung durch die Radarvorrichtung überwacht werden.
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In einem folgenden Schritt wird ein reflektiertes Radarsignal des zumindest einen ausgesandten Radarsignals durch die Radarvorrichtung empfangen. Mit anderen Worten wird das durch die Radarvorrichtung ausgesandte zumindest eine Radarsignal durch Objekte, welche sich in dem allgemeinen Abtastbereich in der Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs befinden, reflektiert und nach der Reflexion durch die Radarvorrichtung empfangen. In dem empfangenen Radarsignal wird durch die Radarvorrichtung ein vorbestimmtes erstes Signalmuster identifiziert. Das vorbestimmte erste Signalmuster ist einem vorbestimmten ersten Objekt in dem allgemeinen Abtastbereich zugeordnet. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass durch die Radarvorrichtung Signalmuster in dem reflektierten Radarsignal ausgewertet werden. In der Radarvorrichtung ist das vorbestimmte erste Signalmuster hinterlegt, welches ein charakteristisches Signalmuster beschreibt, das durch das vorbestimmte erste Objekt durch Reflexion erzeugt wird. Eine Beschaffenheit des Signalmusters kann beispielsweise von einer Geometrie des ersten Objekts und/oder den Reflexionseigenschaften eines Materials des vorbestimmten ersten Objekts abhängen. Dadurch ist es möglich, das vorbestimmte erste Objekt durch die Identifizierung des zugehörigen ersten Signalmusters in dem allgemeinen Abtastbereich zu identifizieren.
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Durch die Radarvorrichtung erfolgt eine Ermittlung einer geografischen Lage des vorbestimmten ersten Objekts in dem allgemeinen Abtastbereich. Die Ermittlung der geografischen Lage des vorbestimmten ersten Objekts kann beispielsweise Laufzeitbestimmungen umfassen, welche eine Laufzeit des Radarsignals von dem Aussenden des Radarsignals bis zum Empfang des reflektierten Radarsignals betrifft. Über die Laufzeit kann ein Abstand des ersten Objekts zu der Radarvorrichtung ermittelt werden. Es kann möglich sein, mittels einer Erfassung von Phasenunterschieden des reflektierten Radarsignals zwischen einzelnen Radarantenneneinheiten der Radarvorrichtung, welche in einem Antennenarray angeordnet sein können, eine Richtung des ersten Objekts zu erfassen. Bei einer mechanisch ausrichtbaren Radarantenne der Radarvorrichtung ist es möglich, eine Richtung des reflektierten Radarsignals und somit die Lage des ersten Objekts aus einer Ausrichtung der mechanisch ausrichtbaren Radarantenne zum Empfangszeitpunkt des reflektierten Radarsignals zu erfassen. Das erste Objekt kann insbesondere ein Objekt sein, welches zur Reflexion von Radarstrahlen vorteilhaft gestaltet ist, um dieses Objekt als Reflektor für Radarsignale zur Erfassung von Mehrfachreflexionen zu verwenden.
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In einem weiteren Schritt erfolgt ein Aussenden zumindest eines selektiven Radarsignals in einen selektiven Abtastbereich des allgemeinen Abtastbereichs, in welchem sich das vorbestimmte erste Objekt befindet. Der selektive Abtastbereich öffnet sich ausgehend von der Radarvorrichtung mit einem selektiven horizontalen Öffnungswinkel, der kleiner ist als der horizontale Öffnungswinkel des Abtastbereichs. Mit anderen Worten erfolgt ein weiteres Abtasten der Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs. Dabei wird jedoch das Abtasten auf den selektiven Abtastbereich beschränkt, welcher den kleineren selektiven horizontalen Öffnungswinkel aufweist. Dadurch wird das selektive Radarsignal gezielt und beschränkt in einen Bereich ausgestrahlt, in welchem sich das erste Objekt befindet. Die Beschränkung der Aussendung des selektiven Radarsignals in den selektiven Abtastbereich des selektiven horizontalen Öffnungswinkels kann beispielsweise mittels Beamforming oder Beam Steering erfolgen. Durch das Aussenden des selektiven Radarsignals in einen Bereich, der auf das erste Objekt beschränkt ist, ergibt sich der Vorteil, dass das zumindest eine selektive Radarsignal gezielt auf das erste Objekt geleitet wird, um von diesem zur Erfassung weitere Objekte reflektiert zu werden.
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In einem folgenden Schritt wird durch die Radarvorrichtung das reflektierte selektive Radarsignal des zumindest einen selektiven ausgesandten Radarsignals empfangen. Das selektive reflektierte Radarsignal unterscheidet sich von dem reflektierten Radarsignal der ersten Abtastung dadurch, dass es zumindest einfach an dem ersten Objekt reflektiert wurde. Durch die Radarvorrichtung erfolgt ein Identifizieren eines zweiten vorbestimmten Signalmusters in dem reflektierten selektiven Radarsignal, wobei das vorbestimmte zweite Signalmuster einem vorbestimmten zweiten Objekt zugeordnet ist, an welchem das selektive Radarsignal zusätzlich zu dem vorbestimmten ersten Objekt reflektiert wurde. Mit anderen Worten weist das reflektierte selektive Radarsignal ebenfalls Signalmuster auf, welche sich durch die Reflexion des selektiven Radarsignals ergeben. In der Radarvorrichtung ist das zweite vorbestimmte Signalmuster gespeichert, welches dem vorbestimmten zweiten Objekt zugeordnet ist. Bei dem vorbestimmten zweiten Objekt kann es sich beispielsweise um andere Verkehrsteilnehmer handeln. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Fahrzeuge anhand des Signalmusters zu identifizieren. Im Unterschied zu der ersten Abtastung ist das selektive Radarsignal sowohl an dem ersten Objekt als auch an dem zweiten Objekt reflektiert worden. Dadurch ist es möglich, das zweite Objekt zu identifizieren, auch wenn kein direkter Sichtkontakt zwischen der Radarvorrichtung und dem zweiten Objekt besteht.
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In einem folgenden Schritt erfolgt ein Ermitteln einer Lage des zweiten Objekts in Bezug auf das Fahrzeug durch die Radarvorrichtung. Die Lage des zweiten Objekts kann beispielsweise aus der Lage des ersten Objekts mit Hilfe von Beam Tracing-Verfahren ermittelt werden. Dabei kann ein Verlauf des an dem ersten und zweiten Objekt reflektierten Strahls nachkonstruiert werden. Durch Laufzeitermittlungen können somit die Position und die Lage des zweiten Objekts in Bezug auf das Fahrzeug ermittelt werden.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein Verfahren bereitgestellt wird, welches eine Ortung eines zweiten Objekts über eine gezielte Nutzung der Reflexion an einem ersten Objekt ermöglicht.
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Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen, durch die sich weitere Vorteile ergeben.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das zumindest eine selektive Radarsignal eine höhere Intensität und/oder eine höhere Intensitätsdichte aufweist als das zumindest eine Radarsignal. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass das selektive Radarsignal, das zum Abtasten des selektiven Abtastbereichs verwendet wird, mit einer höheren Intensität ausgesandt wird als das zumindest eine Radarsignal oder mit einer identischen Intensität wie das zumindest eine Radarsignal, wobei es aufgrund des kleineren Öffnungswinkels eine höhere Intensitätsdichte aufweist als das Radarsignal, das zum Abtasten des allgemeinen Abtastbereichs ausgesendet wird. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass der Intensitätsverlust des reflektierten selektiven Radarsignals, welcher sich durch Mehrfachreflexionen ergibt, kompensiert werden kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Aussenden des zumindest einen selektiven Radarsignals nur erfolgt, wenn eine vorbestimmte Verkehrssituation durch die Radarvorrichtung festgestellt wird. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass es zum Aussenden des selektiven Radarsignals zusätzlich zu der Erfassung des vorbestimmten ersten Signalmusters erforderlich ist, dass durch die Radarvorrichtung die vorbestimmte Verkehrssituation festgestellt wird. Die vorbestimmte Verkehrssituation kann beispielsweise eine Erfassung eines Staus in dem allgemeinen Abtastbereich umfassen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Aussenden des selektiven Radarsignals sowie das darauffolgende Verarbeitungsverfahren nur erfolgt, wenn es aufgrund der vorbestimmten Verkehrssituation erforderlich ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die vorbestimmte Verkehrssituation durch die Radarvorrichtung festgestellt wird, wenn durch die Radarvorrichtung in dem allgemeinen Abtastbereich eine Kreuzung, eine Kurve oder eine Einfahrt erfasst wird. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Radarvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Kreuzung, die Kurve oder die Einfahrt in dem allgemeinen Abtastbereich zu identifizieren. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass die Erfassung des zweiten Objekts durchgeführt wird, wenn unübersichtliche Situationen wie Kreuzungen, Kurven oder Einfahrten erfasst werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die vorbestimmte Verkehrssituation durch die Radarvorrichtung festgestellt wird, wenn durch die Radarvorrichtung eine Abschattung eines vorbestimmten Bereichs des allgemeinen Abtastbereichs erfasst wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch die Radarvorrichtung während der Abtastung des allgemeinen Abtastbereichs ein Objekt erfasst wird, welches einen vorbestimmten Bereich des allgemeinen Abtastbereichs oder einen vorbestimmten Anteil des allgemeinen Abtastbereichs abschattet, so dass der abgeschattete Bereich nicht durch das zumindest eine Radarsignal abgetastet werden kann. In diesem Fall kann eine Erfassung der zweiten Objekte in dem abgeschatteten Bereich über das erste Objekt erfolgen, um die Abschattung des allgemeinen Abtastbereichs durch das Hindernis möglicherweise zumindest teilweise zu kompensieren.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die vorbestimmte Verkehrssituation durch die Radarvorrichtung festgestellt wird, wenn sich das Fahrzeug an einer vorbestimmten geografischen Position befindet. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Radarvorrichtung ein satellitengesteuertes Navigationssystem aufweist oder mit einem satellitengestützten Navigationssystem des Fahrzeugs verbunden ist, welches eine aktuelle geografische Position des Fahrzeugs ermittelt. Wird dabei anhand der aktuellen geografischen Position des Fahrzeugs und eines gespeicherten Kartenwerks festgestellt, dass sich das Fahrzeug in einem vorbestimmten geografischen Bereich befindet, beispielsweise in der Nähe einer Kreuzung, so kann die vorbestimmte Verkehrssituation durch die Radarvorrichtung festgestellt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren automatisch durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug an besonders gefährdeten und/oder unübersichtlichen Orten befindet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorbestimmte erste Signalmuster einem Objekt zugeordnet ist, welches einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt in einer horizontalen Ebene aufweist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten vorbestimmten Objekt um ein Objekt, das in einer horizontalen Ebene eine Form eines Kreises oder einer Ellipse aufweist. Das Objekt kann den kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt über eine ganze Höhenabmessung des Objekts oder über einen begrenzten Teilhöhenbereich des Objekts aufweisen. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass ein Objekt mit einem kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt zur Reflexion des selektiven Radarsignals verwendet wird. Aufgrund des runden Querschnitts lassen sich an Objekten mit kreisförmigen oder elliptischen Querschnitten Radarsignale in einem großen Winkelbereich reflektieren, so dass das zweite Objekt in einem weiten Bereich erfasst werden kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorbestimmte erste Signalmuster einer Haltestange eines Verkehrsschildes oder einer Ampel zugeordnet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Objekt um ein Verkehrsschild oder eine Ampel. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein erstes Objekt verwendet wird, welches insbesondere an Kreuzungen vorhanden ist. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass das erste Objekt ein Objekt ist, welches insbesondere in einer Nähe von Kreuzungen zu finden ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorbestimmte erste Signalmuster einer Werbesäule zugeordnet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten vorbestimmten Objekt um eine Litfaßsäule oder eine Werbesäule. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass das erste Objekt einen relativ großen Durchmesser aufweist und somit vorteilhaft zur Verwendung als Reflektor eingerichtet ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorbestimmte erste Signalmuster einem Objekt zugeordnet ist, welches eine senkrechte Fläche aufweist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Objekt um ein In einer vertikalen flächig ausgebildetes Objekt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorbestimmte erste Signalmuster einer Wand oder einer Wagenfläche zugeordnet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass das erste Objekt eine Wand oder eine Wagenfläche ist. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass Häuserwände oder Flächen von Lastkraftwagen oder Zügen als Reflektoren genutzt werden können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorbestimmte zweite Signalmuster einem Verkehrsteilnehmer zugeordnet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem zweiten Objekt um einen Verkehrsteilnehmer. Es kann sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, einen Fahrradfahrer oder einen Fußgänger handeln. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass abgeschattete Verkehrsteilnehmer erfasst werden können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch die Radarvorrichtung ein vorbestimmtes Warnsignal ausgegeben wird und/oder ein vorbestimmter Eingriff in eine Fahrzeugführung des Fahrzeugs durchgeführt wird, wenn das zweite Objekt durch die Radarvorrichtung erfasst wird. Das Warnsignal kann beispielsweise ein akustisches und/oder ein visuelles Warnsignal sein, welches an den Fahrer, beispielsweise über ein Infotainmentsystem ausgegeben werden kann, um Ihn auf die Anwesenheit des zweiten Objekts hinzuweisen. Die Lage des zweiten Objekts kann dabei zusätzlich oder alternativ auf einem Bildschirm eines Navigationsgerätes des Fahrzeugs und/oder auf einen Head-up Display angezeigt werden. Die Anzeige auf dem Head-up Display kann als erweiterte Realität angezeigt werden, wobei dem Fahrer das zweite Objekt auf dem Head-up Display so angezeigt wird, dass er das zweite Objekt und/oder seine Lage sehen kann, als ob er durch das Hindernis durchsehen würde. Der Eingriff in die Fahrzeugführung des Fahrzeugs kann eine Reduzierung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder eine Durchführung eines Ausweichmanövers umfassen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, zumindest ein Radarsignal in einen räumlich in Bezug auf das Fahrzeug definierten allgemeinen Abtastbereich auszusenden, wobei sich der allgemeine Abtastbereich ausgehend von der Radarvorrichtung mit einem horizontalen Öffnungswinkel öffnet. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein reflektiertes Radarsignal des zumindest einen ausgesandten Radarsignals zu empfangen. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein vorbestimmtes erstes Signalmuster in dem reflektierten Radarsignal zu identifizieren, wobei das vorbestimmte erste Signalmuster einem vorbestimmten ersten Objekt in dem allgemeinen Abtastbereich zugeordnet ist. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, eine geografische Lage des vorbestimmten ersten Objekts in dem Abtastbereich zu ermitteln. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, zumindest ein selektives Radarsignal in einen selektiven Abtastbereich des Abtastbereichs, in welchem sich das vorbestimmte erste Objekt befindet, auszusenden, wobei sich der selektive Abtastbereich ausgehend von der Radarvorrichtung mit einem selektiven horizontalen Öffnungswinkel öffnet, der kleiner ist als der horizontale Öffnungswinkel des allgemeinen Abtastbereichs. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein reflektiertes selektives Radarsignal des zumindest einen selektiven ausgesandten Radarsignals zu empfangen. Die Radarvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein zweites vorbestimmtes Signalmuster in dem reflektierten selektiven Radarsignal zu identifizieren, wobei das vorbestimmte zweite Signalmuster einem vorbestimmten zweiten Objekt zugeordnet ist, an welchem das selektive Radarsignal zusätzlich zu dem vorbestimmten ersten Objekt reflektiert wurde. Abschließend ist die Radarvorrichtung dazu eingerichtet, eine Lage des zweiten Objekts in Bezug auf das Fahrzeug zu ermitteln.
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Die Erfindung umfasst als dritten Aspekt ein Fahrzeug, das eine Radarvorrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Radarvorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Radarvorrichtung und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Radarvorrichtung und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) ausgestaltet sein. Das Speichermedium kann in der Prozessorschaltung in deren Datenspeicher realisiert sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Die Befehle können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) bereitgestellt sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Erfassung eines allgemeinen Abtastbereichs durch eine Radarvorrichtung eines Fahrzeugs;
- 2 eine schematische Darstellung einer Erfassung eines selektiven Abtastbereichs durch eine Radarvorrichtung eines Fahrzeugs; und
- 3 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zum Betreiben einer Radarvorrichtung.
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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. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Erfassung eines allgemeinen Abtastbereichs durch eine Radarvorrichtung eines Fahrzeugs. Gezeigt ist das Fahrzeug 1, das die Radarvorrichtung 2 aufweist. Das Fahrzeug 1 befindet sich in einer Fahrzeugumgebung 3, in der sich eine Kreuzung 4 befindet. In der Fahrzeugumgebung 3 können sich Hindernisse 5, wie beispielsweise Gebäude befinden, welche eine direkte Sichtlinie der Radarvorrichtung 2 versperren können. Die Radarvorrichtung 2 kann zumindest ein Radarsignal 6 aussenden, welches einen allgemeinen Abtastbereich 7 abtasten kann. Der allgemeine Abtastbereich 7 kann sich von der Radarvorrichtung 2 ausgehend mit einem Öffnungswinkel 8 öffnen. Aufgrund der Hindernisse 5 kann ein Teil des Abtastbereichs 7 abgeschattet sein. Dadurch ist es nicht möglich, Objekte, die sich in dem abgeschatteten Bereich 9 des allgemeinen Abtastbereichs 7 befinden, mittels eines einfach reflektierten Radarsignals 11 zu erfassen. So kann es beispielsweise möglich sein, dass ein zweites Objekt 10, beispielsweise ein Fahrzeug, welches sich in dem abgeschatteten Bereich 9 befindet, nicht durch das direkt reflektierte Radarsignal 11 erfasst werden kann. Das zumindest eine ausgesandte Radarsignal 6 kann durch die Objekte 14 in dem allgemeinen Abtastbereich 7 reflektiert und als das reflektierte Radarsignal 11 durch die Radarvorrichtung 2 empfangen werden. In dem empfangenen Radarsignal 11 können Signalmuster 12 zu erkennen sein, welche abhängig sein können von den Objekten, an welchen das zumindest eine reflektierte Radarsignal 11 reflektiert wurde. Die Signalmuster 12 können beispielsweise von einer Geometrie oder von Reflexionseigenschaften eines Materials des reflektierenden Objekts abhängen. In der Radarvorrichtung 2 kann beispielsweise ein vorbestimmtes erstes Signalmuster 13 gespeichert sein, welches ein charakteristisches Muster eines ersten Objekts 14 beschreiben kann. Somit kann es möglich sein, dass durch die Radarvorrichtung 2 das erste Objekt 14 anhand des erfassten ersten Signalmusters 13 identifiziert werden kann. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Signalmuster 13 dem ersten Objekt 14 mit einem in einer Horizontalebene kreisförmigen Querschnitt zugeordnet sein kann. Es kann sich beispielsweise um einen Masten eines Verkehrsschildes oder einer Ampel handeln. Die Radarvorrichtung 2 kann dazu eingerichtet sein, anhand des empfangenen reflektierten Radarsignals 11, welches entlang des Pfades P1 verlaufen kann, festzustellen, dass der allgemeine Abtastbereich 7 in einem gewissen Umfang abgeschattet ist. Es kann für diesen Fall vorgesehen sein, dass durch die Radarvorrichtung 2 ein Vorliegen einer vorbestimmten, besonderen Verkehrssituation festgestellt wird, welche es erforderlich machen kann, einen weiteren Schritt zur Erfassung der Fahrzeugumgebung 3 des Fahrzeugs 1 durchzuführen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Erfassung eines selektiven Abtastbereichs durch eine Radarvorrichtung eines Fahrzeugs. Die Abtastung des selektiven Abtastbereichs 17 kann zur Erfassung eines zweiten Objekts 10 über an dem ersten Objekt 14 erfolgte Reflexionen vorgesehen sein. Das erste Objekt 14 kann mitsamt seiner Lage durch die Radarvorrichtung 2 während der Erfassung des allgemeinen Abtastbereich 7 erfasst worden sein, wie es in 1 gezeigt ist. Die Radarvorrichtung 2 kann dazu vorgesehen sein, ein zweites Abtasten vorzusehen, wobei der selektiver Abtastbereich 17 abgetastet wird, welcher in Richtung des ersten Objekts14 ausgerichtet sein kann. Der selektive Abtastbereich 17 kann einen selektiven Öffnungswinkel 18 aufweisen, der kleiner als der Öffnungswinkel 8 des allgemeinen Abtastbereichs 7 sein kann. Der selektive Öffnungswinkel 18 kann beispielsweise auf eine Fläche des ersten Objekts 14 begrenzt sein. Der selektive Abtastbereich 17 kann durch ein Aussenden eines selektiven Radarsignals 15 abgetastet werden, welches eine höhere Intensität und/oder Intensitätsdichte aufweisen kann als das zumindest eine Radarsignal 6 zum Abtasten des allgemeinen Abtastbereichs 7. Das selektive Radarsignal 15 kann durch das erste Objekt 14 reflektiert werden, wobei zumindest ein Teil des selektiven Radarsignals 15 in Richtung des zweiten Objekts 10 entlang eines Pfades P2 reflektiert werden kann. Ein Teil des selektiven Radarsignals 15 kann als reflektiertes selektives Radarsignal 16 von dem zweiten Objekt 10 entlang des Pfades P2 über das erste Objekt 14 entlang des Pfades P1 an die Radarvorrichtung 2 zurück reflektiert werden. Aufgrund der höheren Intensität des selektiven Radarsignals 15 und der Beschränkung des selektiven Abtastbereichs 17 auf das erste Objekt 14 können die Verluste durch Mehrfachreflexionen ausgeglichen werden, so dass Signalmuster in dem reflektierten selektiven Radarsignal 16 mit einer ausreichenden Stärke vorliegen, sodass eine Erfassung eines zweiten Signalmusters 19 möglich sein kann, welches dem zweiten Objekt 10 zugeordnet sein kann. Durch die Beschränkung des selektiven Abtastbereichs 17 auf das erste Objekt 14 ist eine Anzahl der möglichen Mehrfachreflexionspfade begrenzt. Dadurch kann eine Anzahl der in dem reflektierten selektiven Radarsignal 16 auftretenden Signalmuster reduziert sein, so dass eine einfachere Auswertung des reflektierten selektiven Radarsignals 16 ermöglicht wird. Aufgrund einer erhöhten Rechenintensität kann es erforderlich sein, die Durchführung der Erfassung des selektiven Abtastbereichs 17 auf vorbestimmte Verkehrssituationen zu beschränken. Solche Verkehrssituationen können beispielsweise durch die Radarvorrichtung 2 in Abhängigkeit einer geografischen Lage des Fahrzeugs 1, eines Umfangs der Abschattung des allgemeinen Abtastbereichs 7 oder einer erfassten Verkehrsumgebung festgestellt werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zum Betreiben einer Radarvorrichtung.
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In einem ersten Schritt S1 kann durch eine Radarvorrichtung 2 eines Fahrzeugs 1 ein Aussenden zumindest eines Radarsignals 6 in einen räumlich in Bezug auf das Fahrzeug 1 definierten allgemeinen Abtastbereich 7 durch die Radarvorrichtung 2 erfolgen. Der allgemeine Abtastbereich 7 kann sich ausgehend von der Radarvorrichtung 2 mit einem horizontalen Öffnungswinkel 8 öffnen.
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Die Radarvorrichtung 2 kann in einem Schritt S2 ein reflektiertes Radarsignal 11 des zumindest einen ausgesandten Radarsignals 6 empfangen.
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Durch die Radarvorrichtung 2 kann in einem Schritt S3 ein Identifizieren eines vorbestimmten ersten Signalmusters 13 in dem reflektierten Radarsignal 11 erfolgen. Das vorbestimmte erste Signalmuster 13 kann einem vorbestimmten ersten Objekt 14 in dem allgemeinen Abtastbereich 7 zugeordnet sein.
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Für das erste Objekt 14 kann die Radarvorrichtung 2 in einem Schritt S4 eine geografischen Lage des vorbestimmten ersten Objekts 14 in dem allgemeinen Abtastbereich 7 ermitteln.
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Durch die Radarvorrichtung 2 kann in einem Schritt S5 ein Aussenden zumindest eines selektiven Radarsignals 15 in einen selektiven Abtastbereich 17 des allgemeinen Abtastbereichs 7 erfolgen. In dem selektiven Abtastbereich 17 kann sich das vorbestimmte erste Objekt 14 befinden. Der selektive Abtastbereich 17 kann sich ausgehend von der Radarvorrichtung 2 mit einem selektiven horizontalen Öffnungswinkel 18 öffnen, der kleiner sein kann als der horizontale Öffnungswinkel 8 des allgemeinen Abtastbereichs 7.
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In einem Schritt S6 kann die Radarvorrichtung 2 ein reflektiertes selektives Radarsignal 16 des zumindest einen selektiven ausgesandten Radarsignals 15 empfangen.
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In einem Schritt S7 kann die Radarvorrichtung 2 eine zweites vorbestimmtes Signalmuster 19 in dem reflektierten selektiven Radarsignal 16 identifizieren, wobei das vorbestimmte zweite Signalmuster 19 einem vorbestimmten zweiten Objekt 10 zugeordnet sein kann, an welchem das selektive Radarsignal 15 zusätzlich zu dem vorbestimmten ersten Objekt 14 reflektiert sein kann.
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In einem Schritt S8 kann die Radarvorrichtung 2 eine Lage des zweiten Objekts10 in Bezug auf das Fahrzeug 1 ermitteln und ein Warnsignal an einen Fahrer ausgeben, um ihn auf das abgeschattete zweite Objekt 10 hinzuweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Radarvorrichtung 2 einen vorbestimmten Eingriff in eine Fahrzeugführung des Fahrzeugs 1 durchführen. Der vorbestimmte Eingriff kann ein Abbremsen des Fahrzeugs 1 und/oder eine Änderung einer Fahrrichtung des Fahrzeugs 1 durch die Radarvorrichtung 2 umfassen. Ein Umfang einer Geschwindigkeitsreduzierung während des Abbremsens und/oder ein Winkel der Fahrrichtungsänderung des Fahrzeugs 1 kann von der Position des zweiten Objekts 10 in Bezug auf das Fahrzeug 1 abhängen.
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In städtischen Umgebungen machen die Fahrzeuge bei der Annäherung an Kreuzungen oft die Erfahrung, dass der Verkehr dass der quer zur Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs kommende Verkehr aufgrund von Gebäuden, Bepflanzungen usw. nicht sichtbar ist. Dieses Szenario führt häufig zu Notbremsungen, die ein Sicherheitsrisiko darstellen.
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Nach dem derzeitigen Stand der Technik erfassen Radarvorrichtungen von Fahrzeugen einen vorbestimmten Bereich, unabhängig von einer aktuellen Situation und den Anwendungsfall.
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Derzeitige Algorithmen basieren auf Standard Datenerfassungsmaßnahmen, unabhängig von der aktuellen Situation. Aus diesem Grund können sie eventuell sicherheitskritische Situationen nicht wahrnehmen.
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Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass durch die Radarvorrichtung Infrastrukturelemente einer zylindrischen Form erfasst und eine stärkeres Radarsignal mittels Strahlführungsverfahren in Richtung des Infrastrukturelements aussendet. Objekte einer zylindrischen Form lassen sich relativ einfach identifizieren, weil sie Radarsignale aufgrund ihrer Form mit einer bestimmten Intensität reflektieren. Dadurch wird die Radarvorrichtung dazu befähigt, mehrwegreflektierte Radarsignale, welche an dem Infrastrukturelement reflektiert werden, zu erfassen. Somit ist es möglich stark reflektierende Objekte, wie beispielsweise Fahrzeuge, die sich in abgeschatteten Bereichen befinden, zu erfassen.
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Insgesamt wird durch die Erfindung ein Verfahren bereitgestellt, das es ermöglicht, abgeschattete Objekte über eine gezielte Nutzung von Mehrfachreflexionen zu erfassen.
