EP3752853A1 - Radar sensor system and method for operating a radar sensor system - Google Patents

Radar sensor system and method for operating a radar sensor system

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EP3752853A1
EP3752853A1 EP18830185.7A EP18830185A EP3752853A1 EP 3752853 A1 EP3752853 A1 EP 3752853A1 EP 18830185 A EP18830185 A EP 18830185A EP 3752853 A1 EP3752853 A1 EP 3752853A1
Authority
EP
European Patent Office
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sensor system
sub
sensor
data
radar
Prior art date
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Pending
Application number
EP18830185.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marcel Mayer
Benedikt Loesch
Michael Schoor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems

Definitions

  • the present invention relates to a radar sensor system, in particular for a motor vehicle or in a motor vehicle, and a method for operating a radar sensor system, in particular for a motor vehicle or in a motor vehicle.
  • the motor vehicle is preferably a car or a truck.
  • Radar sensors are finding increasing use in a variety of applications
  • ASIL-B or ASIL-C (English: “Automotive Safety Integrity Level”, also defined in ISO 26262), a component with a maximum of 100 FIT is permitted, ignoring components which are in a silent operation which the
  • Component does not lead to or contribute to unfavorable or unwanted decisions.
  • a throttle of a switching regulator with 38 FIT is specified. At least two such chokes are typically used to run a microcontroller, and a 76% FIT 100% budget would have been largely exhausted, even if all other components had a FIT value of zero.
  • the present invention discloses a radar sensor systems the features of claim 1 and a method having the features of
  • a radar sensor system comprising: at least a first sub-sensor system and a second sub-sensor system, each for generating sensor data, each sub-sensor system including Antenna arrangement comprising at least one receiving antenna and at least one transmitting antenna;
  • each sub-sensor system is independently displaceable from a normal operation to a silent operation
  • a data fusion device configured to fuse the sensor data excluding the partial sensor systems in normal operation to produce output data.
  • Output data each contribute only those sensor data whose sub-sensor systems are in normal operation, that is, not in the
  • the silence operation may be e.g. be defined by the sensor data of sub-sensor systems in the silent operation not contributing to the generation of the output data.
  • each sub-sensor system can be defined by the sensor data of the sub-sensor system in the
  • Normal operation can be used to generate the output data
  • one or more partial sensor systems can be put back into normal operation from the silent operation in the presence of certain conditions, in particular that one or more partial sensor systems can be switched back and forth between normal operation and silent operation. If a partial sensor system has been put back into normal operation from the silent operation, accordingly the sensor data of this partial sensor system will also be used again to generate the output data, e.g. be fused with the sensor data of other partial sensor systems in normal operation.
  • the emergency operation mode of a radar sensor system thus provides a
  • control device may be configured to detect faults in the individual sub-sensor systems, or to receive an error signal indicative of individual sub-sensor systems, and to put each sub-sensor system in silence mode in which it detects a fault or, or where an error was indexed.
  • controller may be configured to determine that an error is no longer occurring in a sub-sensor system, or to receive a corresponding signal indicative thereof, and to return the corresponding sub-sensor system to normal operation based thereon.
  • an availability of output data of the sensor system can be significantly increased. Even if only two partial sensor systems are available, a failure rate of the entire radar sensor system can be significantly reduced. Namely, such a total failure of the radar sensor system can exist at most when an error occurs which affects all the sub-sensor systems or when all the sub-sensor systems are independently affected by errors, which is unlikely.
  • the reduced failure rate leads to a high availability of all those output data that can already be detected with a single partial sensor system.
  • the radar sensor system for generating the output data the sensor data of all sub-sensor systems use, in particular merge with each other.
  • the radar sensor system will still use the sensor data from N-1 sub-sensor systems to generate the output data.
  • An operation of the radar sensor system in which not all N sub-sensor systems are currently used to generate the output data may be referred to as an emergency operation of the radar sensor system.
  • the radar sensor system In emergency mode, the radar sensor system may not achieve full performance, but still accounts for a significant proportion, eg 50% of full performance.
  • Such an emergency operation can be used, for example, to bring the vehicle or the device which is equipped with the radar sensor system in a safe state.
  • a vehicle with such a radar sensor system can be steered to a stop at the roadside or in a workshop.
  • a vehicle is controlled by the radar sensor system to perform a quick stop on the current lane.
  • the respective secured state in which the device or the vehicle is placed with the radar sensor system, may vary depending on the number of failed, d. H. in the Schweige Museum, suspended part-sensor systems. In other words, the hedged state can have a more short-term effect
  • the invention thus also provides a device, in particular a vehicle, which comprises the radar sensor system according to the invention and which can be put into a safe state depending on the output data of the radar sensor system, e.g. can be controlled in a safe position.
  • a method comprising the steps of: receiving sensor data of a first sub-sensor system of a radar sensor system; Receiving sensor data of a second partial sensor system of
  • Radar sensor system Moving at least one of the sub-sensor systems independently of the other sub-sensor systems from a normal mode to a silent mode; Fusing the sensor data excluding those sub-sensor systems that are in normal operation to produce output data; and outputting the generated output data.
  • the radar sensor system comprises a clock generator, which provides the sub-sensor systems with a common clock signal.
  • the fusion of the sensor data for generating the output data is advantageously carried out using the clock signal. In this way, a synchronization of the sensor data can be achieved or improved.
  • the inventive method may also include a step of providing a common clock signal to the sub-sensor systems, and providing that the fusion of the sensor data
  • Data fusion device configured to fuse the sensor data generated by the sub-sensor systems at a raw data level.
  • the data fusion device is designed to fuse the sensor data generated by the partial sensor systems on a raw data plane or on a spectral plane.
  • the control device is designed as a plurality of control devices.
  • each sub-sensor system is assigned at least one of the control devices for offsetting the respective sub-sensor system into the silent mode.
  • control devices are designed as microcontrollers.
  • Data fusion device a data interface between at least two of the plurality of control devices.
  • control device comprises a central control device for at least two of the sub-sensor systems comprises or consists of a central control device for all sub-sensor systems.
  • each partial sensor system has its own independent voltage supply device, which can be fed with electrical energy via a common plug connector of the radar sensor system.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor system according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 shows schematically a detail of a radar sensor system according to a
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of a possible concretization of an electronic architecture of a radar sensor system according to FIG. 1 and / or FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic flowchart for explaining a method of operating a radar sensor system according to another
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a radar sensor system according to an embodiment of the present invention.
  • the radar sensor system 100 has at least one first partial sensor system 10 and one second partial sensor system 20 for generating sensor data.
  • Each sub-sensor system 10, 20 has an antenna arrangement 13, 23, each having at least one receiving antenna and at least one transmitting antenna.
  • FIG. 1 shows that the first partial sensor system 10 comprises an antenna arrangement 13 and that the second partial sensor system 20 comprises an antenna arrangement 23.
  • the radar sensor system 100 also includes more than two subsystems.
  • Sensor systems 10, 20 may have, for example, three, four, eight or even more partial sensor systems 10, 20th
  • Arrangements of the antenna assemblies 13, 23 of the individual partial sensor systems 10, 20 to each other preferred.
  • the radar sensor system 100 further comprises a control device 50, by means of which each sub-sensor system 10, 20 can be set from a normal operation to a silent operation independently of any other sub-sensor system 10, 20.
  • control device 50 is shown in Figure 1, also schematically, as a single block.
  • the control device 50 consists of a plurality of individual, separate control devices, of which each sub-sensor system 10, 20 is associated with at least one. Such embodiments will be explained in more detail below, for example, with reference to FIG.
  • the radar sensor system 100 further comprises a clock generator 60, which provides the partial sensor systems 10, 20 with a common clock signal 71.
  • a data fusion device 30 of the radar sensor system 100 is coupled to the partial sensor systems 10, 20 such that the sensor data generated by the partial sensor systems for generating the output data of the radar sensor system 100 can be fused together.
  • Data fusion device 30 is designed and configured to fuse the sensor data excluding those partial sensor systems 10, 20 which are in normal operation, ie, which are not currently placed in the silent mode. If the radar sensor system 100 is thus in good condition, ie in a state in which all the sub-sensor systems 10, 20 function without errors, the sensor data of all sub-sensor systems 10, 20 by means of
  • Data fusion device 30 fused together. However, if the radar sensor system 100 is in emergency mode, i. H. If at least one partial sensor system has been put into the silent mode, the sensor data of the partial sensor systems 10, 20 offset into the silent mode are not fused with the sensor data of the other partial systems 10, 20.
  • control device 50 may be the
  • Data fusion device 30 to inform all those sub-sensor systems that are currently placed in the silent mode and / or which has ever been put into the silent mode.
  • the data fusion device 30 may be configured to receive the sensor data including the
  • Data fusion device 30 of sub-sensor systems 10, 20 receives, which are indicated by the control device 50 as offset into the silent operation, not taken into account in the generation of the output data, that is in particular approximately not fused with other sensor data.
  • Data fusion device 30 itself informs, for example as part of
  • Data fusion device 30 are transmitted attached status signal.
  • the data fusion device 30 may thus be configured such that sensor data so designated does not come from the data fusion device 30
  • the data fusion device 30 may be formed separately from the partial sensor systems 10, 20. In some advantageous embodiments, however, the data fusion device 30 is designed and arranged to be distributed and, in addition to a respective arithmetic unit, includes a respective sub-unit. Sensor system 10, 20 still data lines between the individual sub-sensor systems 10, 20, preferably direct data connections between the individual sub-sensor systems 10, 20th
  • Control device 50 is integrated.
  • the control device 50 can act as a central control device with which the partial sensor systems 10, 20 advantageously permanently in contact: the control device 50 can at any time put each sub-sensor systems 10, 20 in the silent mode.
  • the control device 50 advantageously receives continuously, or at least regularly, data, for example the sensor data of the respective sub-sensor systems 10,
  • control device 50 determines whether the respective sub-sensor system 10, 20 can remain in normal operation or whether it is put into the silent mode (or, vice versa, if a put into the pig operation partial sensor system 10, 20 back in normal operation is put).
  • each sub-sensor system 10, 20 should be able to use direct data links with each other sub-sensor system 10, 20, thus one arithmetic unit of each sub-sensor system 10, 20 each own sensor data with the sensor data of all other sub-sensor systems 10, 20 in the
  • N data lines are required, namely one between each partial sensor system 10, 20 and the data fusion device 30.
  • N data lines are required.
  • an advantage of embodiments with direct data lines between all sub-sensor systems 10, 20 is that these embodiments have a particularly high redundancy and not the one, central
  • Data fusion device 30 (which may or may not be integrated with controller 50) is a common source of error.
  • communication that is as permanent as possible, or at least regular communication, between the individual sub-sensor systems 10, 20 is desirable in order to be able to fuse the sensor data on the lowest possible signal level, in particular on a raw data-near level.
  • the data fusion device 30 is in particular designed to fuse the sensor data generated by the partial sensor systems 10, 20 on a raw data plane or on a spectral plane. In other words, in particular either the raw sensor data itself can be fused
  • the merger is done at the raw data level, which, however, requires high performance of the data lines, for example, at several Gbps or a lot of memory, these two solutions being relatively expensive.
  • a communication between the sub-sensor systems 10, 20 with between one and 1000 Mbps, in particular between 200 and 800 Mbps, particularly preferably between 300 and 700 Mbps, can be used to increase the sensor data on one level merge before a subsequent angle estimation occurs.
  • the entire data volume of all sub-sensor systems 10, 20 is mirrored in normal operation, so that a high degree of redundancy is also present in this regard.
  • the antenna arrangements 13, 23 of the partial sensor systems 10, 20 are arranged relative to one another in accordance with at least one type of symmetry.
  • the antenna arrangements can be arranged in particular mirror-symmetrically with respect to a mirror symmetry axis, for example as will be explained below with reference to FIG. 2 and FIG.
  • Mirror symmetry axes advantageous so that in two space dimensions in good case of the radar sensor system, a high accuracy can be achieved and in the silent operation, a high degree of redundancy, to compensate for failures (due to offset in the silent operation partial sensor systems).
  • Antenna arrangements 13, 23 of sub-sensor systems 10, 20 may be advantageous.
  • arrangements of the antenna arrangements 13, 23 of the partial sensor systems 10, 20 are also conceivable with respect to one another, which have no symmetry, but which are, for example, nested or have a pseudo-random arrangement.
  • FIG. 2 shows a detail of a radar sensor system 100 according to a possible embodiment, the first antenna arrangement 13 of the first sub-sensor system 10 being connected to the second antenna arrangement 23 of the second sub-sensor system 20 with respect to a mirror symmetry axis S
  • elements to the first antenna arrangement 13 of the first sub-sensor system 10 are shown to the left of the mirror symmetry axis S, and elements to the second antenna arrangement 23 of the second sub-sensor system 20 to the right of the mirror symmetry axis S belong.
  • the arrangement ie, in particular alignment and
  • the horizontal direction i.e., from left to right
  • the vertical direction that is, from the left to the right direction. H. from top to bottom in Figure 2, to correspond to a vertical direction when driving the vehicle, d. H. different heights above the roadway.
  • Receiving antennas and / or transmitting antennas in the horizontal direction suitable for determining the so-called azimuth angle of objects with respect to the vehicle.
  • an arrangement distribution of receiving antennas and / or transmitting antennas in the vertical direction is suitable for particularly precisely determining the so-called elevation angle of objects with respect to the vehicle.
  • each of these two includes
  • Antenna arrangements 13, 23 each a plurality of receiving antennas, collectively referred to as RX and a plurality of transmit antennas, collectively referred to as TX.
  • the receiving antennas RX of both antenna arrangements 13, 23 are arranged parallel to one another in a line, in the example in FIG. 2 in FIG.
  • the first antenna arrangements 13 comprise eight receiving antennas RX, which are designed, for example, as columnar antennas.
  • the first antenna arrangement 13 furthermore comprises four receiving antennas TX, which according to FIG. 2 are likewise designed as column antennas, wherein in principle also other forms of antennas are possible.
  • two of the transmission antennas TX are advantageously aligned in such a way that they each follow their direction
  • Column direction collinear with exactly one other transmitting antenna TX are arranged.
  • the two pairs of collinear transmit antennas TX are shifted from each other in the horizontal direction and additionally also in the vertical direction. In other words, in the vertical direction, no two of the transmit antennas are exactly the same.
  • Radar sensor system 100 can be determined very accurately. In other words, the elevation performance of the output data of the radar sensor system 100 can be improved in this way.
  • the first antenna arrangement 13 and the second antenna arrangement 23 are mirror-inverted with respect to a mirror symmetry axis S and arranged.
  • the transmitting antennas TX of each antenna array 13, 23 are, in the horizontal direction, farther from the mirror symmetry axis S than the respective receiving antennas RX of the corresponding antenna array 13, 23.
  • the receiving antennas RX of the first antenna array 13 are not arranged parallel to each other and in series, but instead also with the similarly arranged receiving antennas RX of the second antenna arrangement 23, so that the radar sensor system according to FIG. 2 comprises a total of sixteen receiving antennas RX arranged parallel to one another in a row.
  • the respective transmission antennas TX are advantageously arranged so that none of the transmission antennas TX are vertically aligned with any of the reception antennas RX. In this way, the resolution in the vertical direction, i. H. the elevation performance of the output data, further improved. It may be provided that in each case one of the receiving antennas TX of the antenna arrangements 13, 23 overlaps in the vertical direction the mutually parallel receiving antenna RX, in particular that a large part of the extent of the corresponding
  • Transmitting antenna TX in the vertical direction a major part of the extent of Reception antenna RX overlaps. It may further be provided that the transmitting antenna TX, which is vertically adjacent to the transmitting antenna TX, which overlaps the receiving antenna RX, is arranged so that it directly adjoins the receiving antennas RX in the vertical direction, but is horizontally spaced therefrom.
  • Radar sensor systems 100 suitable in which particularly the elevation performance in emergency operation of the radar sensor system 100 is significant.
  • the radar sensor system can also be formed with two partial sensor systems 10, 20 whose antenna arrangements 13, 23 are designed and arranged mirror-symmetrically with respect to a mirror symmetry axis S, this mirror symmetry axis S extending in the horizontal direction.
  • the radar sensor system 100 would be particularly well suited to provide a constant azimuth performance, while in the emergency operation, the elevation performance would decrease according to the number of sub-sensor systems 10, 20 offset to a silent operation.
  • a radar sensor system 100 having four, sixteen, or another divisible by four, number of sub-sensor systems 10, 20 is advantageous, since such a radar sensor system may include antenna arrays 13, 23, which are arranged mirror-symmetrically to each other both in the horizontal direction and in the vertical direction or, more generally, which are arranged mirror images of each other with respect to two mutually perpendicular mirror symmetry axes S.
  • antenna arrays 13, 23 which are arranged mirror-symmetrically to each other both in the horizontal direction and in the vertical direction or, more generally, which are arranged mirror images of each other with respect to two mutually perpendicular mirror symmetry axes S.
  • antenna arrays 13, 23 which are arranged mirror-symmetrically to each other both in the horizontal direction and in the vertical direction or, more generally, which are arranged mirror images of each other with respect to two mutually perpendicular mirror symmetry axes S.
  • both nearly full elevation performance and near full azimuth performance would still be achieved.
  • has a radar sensor system 100 with only two partial sensor systems 10, 20 has the
  • the mirror image of the same, or at least substantially similar, embodiment of the antenna assemblies 13, 23 of the individual partial sensor systems 10, 20 has the further advantage that in emergency operation of the radar sensor system 100, d. H. if one or more sub-sensor systems 10, 20 are put into the silent mode, while other sub-sensor systems 10, 20 are still in normal operation, the quality and / or other characteristics of the output data of the radar sensor system 100 as little as possible
  • the embodiment presented with reference to FIG. 2 has the advantage, for example, that no matter which of the partial sensor systems 10, 20 fails, in each case the same reduction of the azimuth performance and the same change (namely none) of the elevation performance takes place.
  • the latter is due to the fact that there are at least one transmission antenna TX of the other of the two sub-sensor systems 10, 20, which is arranged at the same vertical height, for each transmission antenna TX of each of the two sub-sensor systems 10, 20 in FIG in that there are at least one receiving antenna RX of the other of the two partial sensor systems 10, 20, which is arranged at the same vertical height, for each receiving antenna RX of each of the two partial sensor systems 10, 20 in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of a possible concretization of an electronic architecture of a radar sensor system 100 according to FIG. 1 and FIG. 2.
  • the separation of the radar sensor system 100 into two separate partial sensor systems 10, 20 is indicated in FIG. 3 as a substantially horizontally extending, dashed curve. Elements above this curve are counted to the first sub-sensor system 10 or are formed as part of the first sub-system 10. Elements below this curve will be associated with the second partial sensor system 20 or are formed as part of the second partial sensor system 20.
  • the transmit antennas, referred to collectively in FIG. 2 as TX, in the electronic architecture according to FIG. 3 are blocks of four in each case
  • Transmitting antenna block 11 of the first antenna array 13 is associated with and formed as part of the first sub-sensor system 10.
  • Transmitting antenna block 21 of the second antenna array 23 is associated with and formed as part of the second sub-sensor system 20. It is understood that the antenna arrangements 13, 23 each also several
  • Transmit antenna blocks and / or with other numbers of transmit antennas TX, such as transmit antenna blocks each having two
  • the receiving antennas which are collectively referred to as RX in FIG. 2, are blocks of eight each in the electronic architecture according to FIG.
  • the receive antenna block 12 of the first antenna array 13 is associated with and formed as part of the first sub-sensor system 10.
  • Reception antenna block 22 of the second antenna arrangement 23 is associated with the second sub-sensor system 20 and formed as part of it. It is understood that the antenna arrangements 13, 23 each also several
  • Reception antennas RX may have, for example
  • Receiving antenna blocks each with four receiving antennas or with two receiving antennas or the like.
  • one of the transmitting antenna transmitting antenna blocks 11 and one of the receiving antenna blocks 12 are each jointly integrated
  • Circuit 14, 24 assigned and / or formed as part of this integrated circuit 14, 24.
  • the integrated circuits 14, 24 may in particular be MMICS G.monolithic microwave integrated circuits. In contrast, at Many known in the art radar sensor systems
  • Receiving antenna are detected by a Schweige explicate.
  • the integrated circuits 14, 24 may advantageously be integrated, for example, RF modules with signal generation, transmitter, receiver with baseband chain and / or analog-to-digital converter and the like.
  • the combination of the transmitting and receiving antenna blocks 11, 21, in each case with the associated integrated circuit 14, 24, can also be referred to as a radar front end.
  • FIG. 3 also explains how the clock 60 already explained with reference to FIG. 1 provides the integrated clock signal 71 to the integrated circuits 14, 24.
  • the control device 50 comprises a plurality of control devices 15, 25, wherein each partial sensor system comprises at least one of the control devices 15, 25 for offsetting the respective sub-sensor system 10, 20 is assigned to the Schweige Spirit.
  • a first control device 15 is advantageously assigned to the first partial sensor system 10, in particular as a part thereof, and a second control device 25 is assigned to the second partial sensor system 20, in particular as a part thereof.
  • control devices 15, 25 are designed as microcontrollers.
  • control devices 15, 25 may alternatively or additionally also comprise or be configured as an application for integrated specific circuits, FPGAs or the like.
  • FIG. 3 As further illustrated by FIG. 3, FIG. 3
  • Data fusion device 30 a direct data interface between the control means 15, 25, which serves to exchange the sensor data of the individual partial sensor systems 10, 20 for their fusion.
  • Each of the Control devices 15, 25 is via a respective
  • Voltage supply device 16, 26 supplied with a supply voltage.
  • the individual power supply devices 16, 26 may be connected to a common bus system by means of at least (preferably exactly one) connector plug 40, for example to a vehicle bus system such as the frequently used CAN bus.
  • the fusion of the sensor data is advantageously carried out in both (or in all, if more than two sub-sensor systems 10, 20 are provided) control devices 15, 25, so that in good case, if both sub-sensor systems 10, 20 error case work, each of the control devices 15, 25 the same content
  • FIG. 3 also illustrates that the control devices 15, 25 can output the output data via various systems, for example likewise to the common bus system. This can be done, for example, via CAN interfaces, Ethernet interfaces 18, 28 and / or Flexray interfaces 19, 29.
  • Connector 40 can also be several connector, namely in particular per sub-sensor system 10, 20 each at least one
  • FIG. 4 shows a schematic flowchart for explaining a method for operating a radar sensor system according to another
  • Embodiment of the present invention The system according to FIG. 4 can be used in particular for operating the radar sensor system 100.
  • the method explained with reference to FIG. 4 can be adapted according to all the modifications and developments explained above in relation to the radar sensor system 100, and vice versa.
  • inventive method is illustrative nature does not mean
  • step S10 sensor data is received in front of a first partial sensor system 10 of a radar sensor system 100, the first partial sensor system 10 having an antenna arrangement 13 with at least one
  • Receiving antenna RX and at least one transmitting antenna TX includes.
  • a step S20 at least one second partial sensor system 20 of the radar sensor system 100 receives sensor data, the second partial sensor system 20 having its own second antenna arrangement 23 with at least one receiving antenna RX and at least one transmitting antenna TX.
  • the first and the second partial sensor system 10, 20 can, in particular as regards the arrangement and configuration of the antenna arrangements 13, 23, advantageously be designed as described above with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the steps S10 and S20 can in particular be carried out at the same time, if necessary, also at the same time as further explained
  • a step S30 the sub-sensor systems 10, 20 are provided with a common clock signal 71, for example as described above with reference to FIG the clock 60 described.
  • the provision S30 of the clock signal 71 preferably takes place regularly, continuously and / or over a relatively long period of time.
  • a step S40 at least one of the sub-sensor systems 10, 20 is independent of the other sub-sensor systems 10, 20 of a
  • the sensor data are exclusive of those partial sensor systems 10, 20 which are in normal operation
  • the generated output data is outputted, for example, to a connector plug 40 as described above, for example, to a connector plug 40 adapted to be connected to a vehicle.
  • the generated output data may also be otherwise output to a vehicle, such as wirelessly.
  • the method also comprises a step S70, in which
  • the steps S40 of shifting into the silent mode and S70 of the occupied normal mode can each include sub-steps in which sensor data of the sub-sensor systems 10, 20 are evaluated and determined based on the sensor data, whether the respective sub-sensor system 10, 20 in normal operation is to be moved in normal operation, in the

Abstract

The invention relates to a radar sensor system and to a method for operating a radar sensor system. The radar sensor system (100) comprises at least one first sub sensor system (10) and a second sub sensor system (20), each for generating sensor data, wherein each sub sensor system (10, 20) has an antenna array (13, 23) having at least one receiving antenna (RX) and at least one transmitting antenna (TX), a control device (50), by means of which each sub sensor system (10,20) can be independently moved from a normal operation into a silent operation, and a data fusion device (30), which is configured to fuse, in normal operation, the sensor data solely of the sub sensor systems (10, 20) with one another for generating output data.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Radarsensor-System und Verfahren zum Betreiben eines Radarsensor-Systems  Radar sensor system and method for operating a radar sensor system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radarsensor-System, insbesondere für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsensor-Systems, insbesondere für ein Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um einen PKW oder einen LKW. The present invention relates to a radar sensor system, in particular for a motor vehicle or in a motor vehicle, and a method for operating a radar sensor system, in particular for a motor vehicle or in a motor vehicle. The motor vehicle is preferably a car or a truck.
Stand der Technik State of the art
Radarsensoren finden zunehmend Verwendung in einer Vielzahl von Radar sensors are finding increasing use in a variety of applications
Anwendungen. Insbesondere in Fahrzeugen wie zum Beispiel Automobilen sollen weitere Sensoren immer mehr Aufgaben übernehmen, insbesondere im Kontext des automatisierten oder unterstützten Fahrens. Neben der Performance eines Radarsensors in einem Normalbetrieb gibt es zusätzliche Anforderungen an die Verfügbarkeit des Sensors. Applications. In particular, in vehicles such as automobiles, more sensors should take on more and more tasks, especially in the context of automated or assisted driving. In addition to the performance of a radar sensor in normal operation, there are additional requirements for the availability of the sensor.
Zeigte ein Radarsensor bei bisherigen Anwendungen der Fahrassistenz einen Fehler, wurde häufig ein konsolidierter Zustand, oder auch„Notbetrieb“ dadurch erreicht, dass der gesamte Radarsensor die Kommunikation nach außen beendete, beispielsweise eine Kommunikation mit einem Bus, z.B. einem Fahrzeugbus. Wenn hier und im Folgenden von Fehlern die Rede ist, sollen darunter insbesondere so genannten E/E- Fehler nach dem Standard ISO 26262 verstanden werden. If a radar sensor failed in previous driver assistance applications, a consolidated state, or "emergency operation", was often achieved in that the entire radar sensor terminated communication to the outside, such as communication with a bus, e.g. a vehicle bus. If errors are mentioned here and in the following, this should be understood as meaning, in particular, so-called E / E errors according to the ISO 26262 standard.
Beispielsweise sind in der DE 10 2014 213 171 Al ein System zur autonomen Fahrzeugführung und ein entsprechendes Kraftfahrzeug beschrieben. An Radarsensoren bestehen erhebliche Anforderungen bezüglich der gering zu haltenden Wahrscheinlichkeit für einen Ausfall. Nach dem Standard ISO 26262 wird die Wahrscheinlichkeit für einen Ausfall einer Komponente in einer Einheit namens FIT bestimmt (englisch:„failure in time“), wobei 1 FIT einen Fehler in 109 Stunden, oder 10 9 Fehler pro Stunde bedeutet. For example, a system for autonomous vehicle guidance and a corresponding motor vehicle are described in DE 10 2014 213 171 A1. At radar sensors there are considerable requirements regarding the low probability of failure. The ISO 26262 standard determines the probability of component failure in a unit called FIT (failure in time), where 1 FIT means one error in 10 9 hours, or 10 9 errors per hour.
Bei etwa den Sicherheitslevels ASIL-B oder ASIL-C (englisch:„Automotive Safety Integrity Level“, ebenfalls definiert in ISO 26262) wird eine Komponente mit maximal 100 FIT zugelassen, wobei Komponenten nicht berücksichtigt werden, welche sich in einem Schweigebetrieb befinden, in welchem die At safety levels ASIL-B or ASIL-C (English: "Automotive Safety Integrity Level", also defined in ISO 26262), a component with a maximum of 100 FIT is permitted, ignoring components which are in a silent operation which the
Komponente keinerlei Kommunikation mehr durchführt und sich damit in einem sicheren Zustand befindet. In diesem Schweigebetrieb kann somit die Component no longer carries out communication and thus is in a safe state. In this Schweigebetrieb thus can
Komponente nicht zu ungünstigen oder unerwünschten Entscheidungen führen oder beitragen. Component does not lead to or contribute to unfavorable or unwanted decisions.
Beispielsweise wird eine Drossel eines Schaltregler mit 38 FIT angegeben. Für den Betrieb eines Microcontrollers werden in der Regel mindestens zwei solcher Drosseln verwendet, womit ein Budget von 100 FIT bereits zu 76% weitgehend ausgereizt wäre, selbst wenn alle anderen Komponenten einen FIT-Wert von 0 aufweisen würden. For example, a throttle of a switching regulator with 38 FIT is specified. At least two such chokes are typically used to run a microcontroller, and a 76% FIT 100% budget would have been largely exhausted, even if all other components had a FIT value of zero.
Es ist somit wünschenswert, ein Radarsensor-System und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsensor-Systems bereitzustellen, welche auch bei Auftreten von Fehlern, unerwarteten Ereignissen und unbekannten Zuständen eine zuverlässige Ausgabe von Radardaten ermöglichen. It is thus desirable to provide a radar sensor system and method for operating a radar sensor system that will enable reliable output of radar data even in the presence of errors, unexpected events, and unknown conditions.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Radarsensor-Systeme den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des The present invention discloses a radar sensor systems the features of claim 1 and a method having the features of
Patentanspruchs 10. Patent claim 10.
Demgemäß wird ein Radarsensor-System bereitgestellt, mit: mindestens einem ersten Teil-Sensorsystem und einem zweiten Teil-Sensorsystem jeweils zum Erzeugen von Sensordaten, wobei jedes Teil-Sensorsystem eine Antennenanordnung mit mindestens einer Empfangsantenne und mindestens einer Sendeantenne umfasst; Accordingly, there is provided a radar sensor system, comprising: at least a first sub-sensor system and a second sub-sensor system, each for generating sensor data, each sub-sensor system including Antenna arrangement comprising at least one receiving antenna and at least one transmitting antenna;
einer Steuervorrichtung, durch welche jedes Teil-Sensorsysteme unabhängig aus einem Normalbetrieb in einen Schweigebetrieb versetzbar ist; a control device by which each sub-sensor system is independently displaceable from a normal operation to a silent operation;
und einer Datenfusionsvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Sensordaten ausschließlich der Teil-Sensorsysteme in dem Normalbetrieb zum Erzeugen von Ausgabedaten miteinander zu fusionieren. and a data fusion device configured to fuse the sensor data excluding the partial sensor systems in normal operation to produce output data.
Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass zum Erzeugen der In other words, it can be provided that for generating the
Ausgabedaten jeweils nur diejenigen Sensordaten beitragen, deren Teil- Sensorsysteme sich in dem Normalbetrieb befinden, d.h., nicht in den Output data each contribute only those sensor data whose sub-sensor systems are in normal operation, that is, not in the
Schweigebetrieb versetzt sind. Mit anderen Worten kann der Schweigebetrieb z.B. dadurch definiert werden, dass die Sensordaten von Teil-Sensorsystemen in dem Schweigebetrieb nicht zum Erzeugen der Ausgabedaten beitragen. Schweigsbetrieb are offset. In other words, the silence operation may be e.g. be defined by the sensor data of sub-sensor systems in the silent operation not contributing to the generation of the output data.
Dementsprechend kann der Normalbetrieb jedes Teil-Sensorsystems dadurch definiert werden, dass die Sensordaten des Teil-Sensorsystems in dem Accordingly, the normal operation of each sub-sensor system can be defined by the sensor data of the sub-sensor system in the
Normalbetrieb zum Erzeugen der Ausgabedaten verwendet werden, Normal operation can be used to generate the output data,
insbesondere mit den Sensordaten der anderen Teil-Sensorsysteme im in particular with the sensor data of the other partial sensor systems in
Normalbetrieb fusioniert werden. Normal operation to be merged.
Es kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Teil-Sensorsysteme aus dem Schweigebetrieb bei dem Vorliegen bestimmter Bedingungen wieder in den Normalbetrieb versetzt werden können, insbesondere dass ein oder mehrere Teil-Sensorsysteme zwischen Normalbetrieb und Schweigebetrieb hin- und herschaltbar sind. Ist ein Teil-Sensorsystem aus dem Schweigebetrieb wieder in den Normalbetrieb versetzt worden, werden dementsprechend die Sensordaten auch dieses Teil-Sensorsystems wieder zum Erzeugen der Ausgabedaten verwendet werden, z.B. mit den Sensordaten anderer Teil-Sensorsysteme in dem Normalbetrieb fusioniert werden. It can be provided that one or more partial sensor systems can be put back into normal operation from the silent operation in the presence of certain conditions, in particular that one or more partial sensor systems can be switched back and forth between normal operation and silent operation. If a partial sensor system has been put back into normal operation from the silent operation, accordingly the sensor data of this partial sensor system will also be used again to generate the output data, e.g. be fused with the sensor data of other partial sensor systems in normal operation.
Der Notbetriebsmodus eines Radar-Sensorsystems stellt somit einen The emergency operation mode of a radar sensor system thus provides a
konsolidierten Zustand dar, in welchem die Sensordaten dieses Teil- Sensorsystems keine negativen Auswirkungen auf die Ausgabedaten, d.h. auf das Gesamtergebnis das Radarsensor-Systems haben können. Somit kann für das Radarsensor-System beispielsweise ein FIT-Wert deutlich unter 100 erreicht werden, indem die Teil-Sensorsysteme zwar höhere FIT-Werte aufweisen, welche jedoch bei der Gesamtbetrachtung außer Acht bleiben, da ein jedes Teil- Sensorsystem im Schweigebetrieb keine Auswirkungen mehr auf die Consolidated state in which the sensor data of this sub-sensor system can not have a negative impact on the output data, ie on the overall result of the radar sensor system. Thus, for example, a FIT value well below 100 can be achieved for the radar sensor system Although the sub-sensor systems have higher FIT values, but ignored in the overall consideration, since each sub-sensor system in silent mode no longer affects the
Ausgabedaten hat. Has output data.
Die Steuervorrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass sie Fehler bei den einzelnen Teil-Sensorsystemen erkennt, oder ein Fehler bei einzelnen Teil-Sensorsystemen indizierendes Signal empfängt, und jedes Teil- Sensorsystem in den Schweigebetrieb versetzt, bei dem sie einen Fehler erkannt oder, oder bei dem ein Fehler indiziert wurde. Ebenso kann die Steuervorrichtung so ausgebildet sein, dass sie feststellt, dass ein Fehler bei einem Teil- Sensorsystem nicht mehr auftritt, oder ein entsprechendes Signal empfangen, welches dies indiziert, und darauf basierend das entsprechende Teil- Sensorsystem wieder in den Normalbetrieb versetzen. In particular, the control device may be configured to detect faults in the individual sub-sensor systems, or to receive an error signal indicative of individual sub-sensor systems, and to put each sub-sensor system in silence mode in which it detects a fault or, or where an error was indexed. Likewise, the controller may be configured to determine that an error is no longer occurring in a sub-sensor system, or to receive a corresponding signal indicative thereof, and to return the corresponding sub-sensor system to normal operation based thereon.
Erfindungsgemäß kann eine Verfügbarkeit von Ausgabedaten des Sensor- Systems deutlich erhöht werden. Bereits wenn nur zwei Teil-Sensorsysteme vorhanden sind, lässt sich eine Ausfallrate des gesamten Radarsensor-Systems deutlich reduzieren. Ein solcher Totalausfall des Radarsensor-Systems kann nämlich höchstens dann vorliegen, wenn ein Fehler auftritt, welcher alle Teil- Sensorsysteme betrifft oder wenn alle Teil-Sensorsysteme unabhängig voneinander von Fehlern betroffen sind, was unwahrscheinlich ist. According to the invention, an availability of output data of the sensor system can be significantly increased. Even if only two partial sensor systems are available, a failure rate of the entire radar sensor system can be significantly reduced. Namely, such a total failure of the radar sensor system can exist at most when an error occurs which affects all the sub-sensor systems or when all the sub-sensor systems are independently affected by errors, which is unlikely.
Die reduzierte Ausfallrate führt insgesamt zu einer hohen Verfügbarkeit von all jenen Ausgabedaten, welche bereits mit einem einzelnen Teilsensor-System erfasst werden können. Im Gutfall wird das Radarsensor-System zum Erzeugen der Ausgabedaten die Sensordaten sämtlicher Teil-Sensorsysteme verwenden, insbesondere miteinander fusionieren. Jedoch wird selbst im Fehlerfall, bei einem Radarsensor-System mit N Teil-Sensorsystemen und einem Fehler bei einem dieser N Teil-Sensorsysteme, das Radarsensor-System immer noch die Sensordaten von N-l Teil-Sensorsystemen verwenden, um die Ausgabedaten erzeugen. Overall, the reduced failure rate leads to a high availability of all those output data that can already be detected with a single partial sensor system. In good case, the radar sensor system for generating the output data, the sensor data of all sub-sensor systems use, in particular merge with each other. However, even in the event of a fault, in a radar sensor system with N sub-sensor systems and a fault in one of these N sub-sensor systems, the radar sensor system will still use the sensor data from N-1 sub-sensor systems to generate the output data.
Ein Betrieb des Radarsensor-Systems, in welchem nicht alle N Teil- Sensorsysteme aktuell zum Erzeugen der Ausgabedaten verwendet werden, kann als ein Notbetrieb des Radarsensor-Systems bezeichnet werden. In dem Notbetrieb erreicht das Radarsensor-System möglicherweise nicht die volle Performance, jedoch immer noch einen beträchtlichen Anteil, z.B. 50 % der vollen Performance. Ein solcher Notbetrieb kann beispielsweise genutzt werden, um das Fahrzeug oder die Vorrichtung, welches mit dem Radarsensor-System ausgestattet ist, in einen abgesicherten Zustand zu bringen. An operation of the radar sensor system in which not all N sub-sensor systems are currently used to generate the output data, may be referred to as an emergency operation of the radar sensor system. In emergency mode, the radar sensor system may not achieve full performance, but still accounts for a significant proportion, eg 50% of full performance. Such an emergency operation can be used, for example, to bring the vehicle or the device which is equipped with the radar sensor system in a safe state.
Beispielsweise kann ein Fahrzeug mit einem solchen Radarsensor-System zu einem Halt am Straßenrand oder in einer Werkstatt gelenkt werden. Denkbar ist jedoch auch, dass ein Fahrzeug mit dem Radarsensor-System gesteuert wird, einen schnellen Halt auf der aktuellen Fahrspur durchzuführen. Der jeweilige abgesicherte Zustand, in welchen die Vorrichtung oder das Fahrzeug mit dem Radarsensor-System versetzt wird, kann von der Anzahl der ausgefallenen, d. h. in den Schweigebetrieb versetzten, Teil-Sensorsysteme abhängen. Mit anderen Worten kann der abgesicherte Zustand eine umso kurzfristiger wirkende For example, a vehicle with such a radar sensor system can be steered to a stop at the roadside or in a workshop. However, it is also conceivable that a vehicle is controlled by the radar sensor system to perform a quick stop on the current lane. The respective secured state, in which the device or the vehicle is placed with the radar sensor system, may vary depending on the number of failed, d. H. in the Schweigebetrieb, suspended part-sensor systems. In other words, the hedged state can have a more short-term effect
Maßnahme umfassen oder umso schneller angestrebt werden, je mehr der Teil- Sensorsysteme in den Schweigebetrieb versetzt wurden. Measure include or be sought the faster, the more the sub-sensor systems have been put into the Schweigebetrieb.
Die Erfindung stellt somit auch eine Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, bereit, welche das erfindungsgemäße Radarsensor-System umfasst und welche in Abhängigkeit von den Ausgabedaten des Radarsensor-Systems in einen abgesicherten Zustand versetzbar ist, z.B. in eine sichere Position steuerbar ist. The invention thus also provides a device, in particular a vehicle, which comprises the radar sensor system according to the invention and which can be put into a safe state depending on the output data of the radar sensor system, e.g. can be controlled in a safe position.
Weiterhin wird ein Verfahren bereitgestellt, mit den Schritten: Empfangen von Sensordaten eines ersten Teil-Sensorsystems eines Radarsensor-Systems; Empfangen von Sensordaten eines zweiten Teil-Sensorsystems des There is further provided a method comprising the steps of: receiving sensor data of a first sub-sensor system of a radar sensor system; Receiving sensor data of a second partial sensor system of
Radarsensor-Systems; Versetzen zumindest eines der Teil-Sensorsysteme unabhängig von den anderen Teil-Sensorsystemen aus einem Normalbetrieb in einen Schweigebetrieb; Fusionieren der Sensordaten ausschließlich derjenigen Teil-Sensorsysteme, welche sich in dem Normalbetrieb befinden, zum Erzeugen von Ausgabedaten; und Ausgeben der erzeugten Ausgabedaten. Radar sensor system; Moving at least one of the sub-sensor systems independently of the other sub-sensor systems from a normal mode to a silent mode; Fusing the sensor data excluding those sub-sensor systems that are in normal operation to produce output data; and outputting the generated output data.
Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Further embodiments and developments emerge from the
Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Radarsensor-System einen Taktgeber, welcher den Teil-Sensorsystemen ein gemeinsames Taktsignal bereitstellt. Das Fusionieren der Sensordaten zum Erzeugen der Ausgabedaten erfolgt vorteilhaft unter Verwendung des Taktsignals. Auf diese Weise kann eine Synchronisierung der Sensordaten erzielt oder verbessert werden. Subclaims and from the description with reference to the figures. According to a preferred development, the radar sensor system comprises a clock generator, which provides the sub-sensor systems with a common clock signal. The fusion of the sensor data for generating the output data is advantageously carried out using the clock signal. In this way, a synchronization of the sensor data can be achieved or improved.
Entsprechend kann auch das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Bereitstellen eines gemeinsamen Taktsignals an die Teil-Sensorsysteme umfassen, und vorsehen, dass das Fusionieren der Sensordaten unter Accordingly, the inventive method may also include a step of providing a common clock signal to the sub-sensor systems, and providing that the fusion of the sensor data
Verwendung des gemeinsamen Taktsignals erfolgt. Use of the common clock signal takes place.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist wobei die According to a further advantageous embodiment, wherein the
Datenfusionsvorrichtung dazu ausgelegt, die von den Teil-Sensorsystemen erzeugten Sensordaten auf einer rohdatennahen Ebene zu fusionieren. Data fusion device configured to fuse the sensor data generated by the sub-sensor systems at a raw data level.
In der wissenschaftlichen Veröffentlichung von Hall, D. L. und Llinas, J.:„An introduction to multisensor data fusion“, in„Proceedings of IEEE Bd. 85, 1997“,In the scientific paper of Hall, D.L. and Llinas, J.: "An introduction to multisensor data fusion", in "Proceedings of IEEE Vol. 85, 1997",
S. 6-23, wird ein System zur Klassifizierung von Datenebenen vorgeschlagen. Demnach werden bei der so genannten„data fusion“ die rohen Sensordaten vor weiteren Signalverarbeitungsschritten miteinander verschmolzen, wie z.B. bei der Geräuschunterdrückung mit Hilfe von Beamforming. Bei der so genannten „feature fusion“ erfolgt vor der Verschmelzung eine Extraktion eindeutiger Merkmale. Die neu kombinierten Merkmalsvektoren werden im Anschluss weiterverarbeitet, z.B. in einer audiovisuellen Spracherkennung, bei der akustische und visuelle Merkmalsvektoren kombiniert werden, um durch die Kombination von Sprachlauten und Lippenbewegungen auch in lauten Pp. 6-23, a system for classifying data layers is proposed. Thus, in the so-called "data fusion", the raw sensor data is merged with each other before further signal processing steps, e.g. in the noise suppression with the help of beamforming. In the so-called "feature fusion" an extraction of unique features takes place before the merger. The newly combined feature vectors are subsequently processed, e.g. in audiovisual speech recognition, where acoustic and visual feature vectors are combined to produce loud sounds through the combination of speech sounds and lip movements
Umgebungen oder bei gestörten Kanälen akzeptable Erkennraten zu erzielen.Environments or disturbed channels to achieve acceptable recognition rates.
Bei der so genannten„decision fusion“ erfolgt die Zusammenführung erst nachdem alle Signalverarbeitungs- und Mustererkennungsschritte durchgeführt wurden. In the so-called "decision fusion", the merge takes place only after all signal processing and pattern recognition steps have been carried out.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Datenfusionsvorrichtung dazu ausgelegt, die von den Teil-Sensorsystemen erzeugten Sensordaten auf einer Rohdatenebene oder auf einer Spektrenebene zu fusionieren. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuervorrichtung als eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen ausgebildet. Vorteilhaft ist jedem Teil- Sensorsystem mindestens eine der Steuereinrichtungen zum Versetzen des jeweiligen Teil-Sensorsystems in den Schweigebetrieb zugeordnet. According to a further advantageous development, the data fusion device is designed to fuse the sensor data generated by the partial sensor systems on a raw data plane or on a spectral plane. According to a further advantageous development, the control device is designed as a plurality of control devices. Advantageously, each sub-sensor system is assigned at least one of the control devices for offsetting the respective sub-sensor system into the silent mode.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Steuereinrichtungen als Microcontroller ausgebildet. According to a further advantageous development, the control devices are designed as microcontrollers.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die According to a further advantageous embodiment, the
Datenfusionsvorrichtung eine Datenschnittstelle zwischen mindestens zwei der Mehrzahl der Steuereinrichtungen. Data fusion device, a data interface between at least two of the plurality of control devices.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Steuervorrichtung eine zentrale Steuereinrichtung für mindestens zwei der Teil-Sensorsysteme umfasst oder besteht aus einer zentralen Steuereinrichtung für alle Teil- Sensorsysteme. According to a further advantageous embodiment, the control device comprises a central control device for at least two of the sub-sensor systems comprises or consists of a central control device for all sub-sensor systems.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die According to a further advantageous embodiment, the
Antennenanordnungen von zumindest zwei Teil-Sensorsystemen zueinander punktsymmetrisch, achsensymmetrisch und/oder rotationssymmetrisch angeordnet. Antenna arrangements of at least two sub-sensor systems to each other point symmetrical, axisymmetric and / or rotationally symmetrical.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist jedes Teil-Sensorsystem eine eigene unabhängige Spannungsversorgungseinrichtung aufweist, welche über einen gemeinsamen Steckverbinder des Radarsensor-Systems mit elektrischer Energie speisbar ist. According to a further advantageous development, each partial sensor system has its own independent voltage supply device, which can be fed with electrical energy via a common plug connector of the radar sensor system.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Radarsensor-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; The present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures of the drawings. Show it: 1 is a schematic block diagram of a radar sensor system according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 schematisch ein Detail eines Radarsensor-Systems gemäß einer Fig. 2 shows schematically a detail of a radar sensor system according to a
möglichen Ausführungsform;  possible embodiment;
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer möglichen Konkretisierung einer Elektronikarchitektur eines Radarsensor-Systems gemäß Fig. 1 und/oder Fig. 2; und 3 shows a schematic block diagram of a possible concretization of an electronic architecture of a radar sensor system according to FIG. 1 and / or FIG. 2; and
Fig. 4 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Betreiben eines Radarsensor-Systems gemäß einer weiteren 4 is a schematic flowchart for explaining a method of operating a radar sensor system according to another
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.  Embodiment of the present invention.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll insbesondere nicht, sofern nichts anderes angegeben ist, eine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - provided with the same reference numerals. The numbering of method steps is for the sake of clarity and, in particular, should not, unless otherwise indicated, imply a particular chronological order. In particular, several can
Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden. Procedural steps are carried out simultaneously.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Radarsensor-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. FIG. 1 shows a schematic block diagram of a radar sensor system according to an embodiment of the present invention.
Wie in Figur 1 ersichtlich, weist das Radarsensor-System 100 mindestens ein erstes Teil-Sensorsystem 10 und ein zweites Teil-Sensorsystem 20 jeweils zum Erzeugen von Sensordaten auf. Jedes Teil-Sensorsystem 10, 20 weist eine Antennenanordnung 13, 23 mit je mindestens einer Empfangsantenne und je mindestens einer Sendeantenne auf. In Figur 1 gezeigt, dass das erste Teil- Sensorsystem 10 eine Antennenanordnung 13 umfasst und dass das zweite Teil- Sensorsystem 20 eine Antennenanordnung 23 umfasst. Es soll verstanden werden, dass das Radarsensor-System 100 auch mehr als zwei Teil- Sensorsysteme 10, 20 aufweisen kann, beispielsweise drei, vier, acht oder noch mehr Teil-Sensorsysteme 10, 20. As can be seen in FIG. 1, the radar sensor system 100 has at least one first partial sensor system 10 and one second partial sensor system 20 for generating sensor data. Each sub-sensor system 10, 20 has an antenna arrangement 13, 23, each having at least one receiving antenna and at least one transmitting antenna. FIG. 1 shows that the first partial sensor system 10 comprises an antenna arrangement 13 and that the second partial sensor system 20 comprises an antenna arrangement 23. It should be understood that the radar sensor system 100 also includes more than two subsystems. Sensor systems 10, 20 may have, for example, three, four, eight or even more partial sensor systems 10, 20th
Wie im Folgenden erläutert werden wird, sind besonders symmetrische As will be explained below, are particularly symmetrical
Anordnungen der Antennenanordnungen 13, 23 der einzelnen Teil- Sensorsysteme 10, 20 zueinander bevorzugt. Somit werden bevorzugt gerade, besonders bevorzugt durch vier teilbare Anzahlen von Teil-Sensorsystemen 10, 20 verwendet, sodass sich die Antennenanordnungen 13, 23 der Teil- Sensorsysteme 10, 20 gemäß einer oder sogar zwei Spiegelsymmetrien zueinander anordnen lassen. Arrangements of the antenna assemblies 13, 23 of the individual partial sensor systems 10, 20 to each other preferred. Thus, it is preferred to use straight, particularly preferably four, divisible numbers of partial sensor systems 10, 20 so that the antenna arrangements 13, 23 of the partial sensor systems 10, 20 can be arranged according to one or even two mirror symmetries relative to one another.
Das Radarsensor-System 100 umfasst weiterhin eine Steuervorrichtung 50, durch welche jedes Teil-Sensorsystem 10, 20 unabhängig von jedem anderen Teil-Sensorsystem 10, 20 aus einem Normalbetrieb in einen Schweigebetrieb versetzbar ist. The radar sensor system 100 further comprises a control device 50, by means of which each sub-sensor system 10, 20 can be set from a normal operation to a silent operation independently of any other sub-sensor system 10, 20.
Die Steuervorrichtung 50 ist in Figur 1, ebenfalls schematisch, als einzelner Block gezeigt. Bei einigen besonders vorteilhaften Ausführungsformen besteht die Steuervorrichtung 50 aus einer Mehrzahl von einzelnen, voneinander getrennten Steuereinrichtungen, von denen jedem Teil-Sensorsystem 10, 20 mindestens eine zugeordnet ist. Solche Ausführungsformen werden folgenden beispielsweise mit Bezug auf Figur 2 näher erläutert werden. The control device 50 is shown in Figure 1, also schematically, as a single block. In some particularly advantageous embodiments, the control device 50 consists of a plurality of individual, separate control devices, of which each sub-sensor system 10, 20 is associated with at least one. Such embodiments will be explained in more detail below, for example, with reference to FIG.
Das Radarsensor-System 100 umfasst weiterhin einen Taktgeber 60, welcher den Teil-Sensorsystemen 10, 20 ein gemeinsames Taktsignal 71 bereitstellt. The radar sensor system 100 further comprises a clock generator 60, which provides the partial sensor systems 10, 20 with a common clock signal 71.
Eine Datenfusionsvorrichtung 30 des Radarsensor-Systems 100 ist derart mit den Teil-Sensorsystemen 10, 20 gekoppelt, dass die von den Teil- Sensorsystemen erzeugten Sensordaten zum Erzeugen der Ausgabedaten des Radarsensor-Systems 100 miteinander fusioniert werden können. Die A data fusion device 30 of the radar sensor system 100 is coupled to the partial sensor systems 10, 20 such that the sensor data generated by the partial sensor systems for generating the output data of the radar sensor system 100 can be fused together. The
Datenfusionsvorrichtung 30 ist dazu ausgelegt und eingerichtet, die Sensordaten ausschließlich derjenigen Teil-Sensorsysteme 10, 20 miteinander zu fusionieren, welche sich in dem Normalbetrieb befinden, d. h., welchen aktuell nicht in den Schweigebetrieb versetzt sind. Befindet sich das Radarsensor-System 100 somit im Gutfall, d.h. in einem Zustand in welchem alle Teil-Sensorsysteme 10, 20 fehlerfrei funktionieren, werden die Sensordaten aller Teil-Sensorsysteme 10, 20 mittels der Data fusion device 30 is designed and configured to fuse the sensor data excluding those partial sensor systems 10, 20 which are in normal operation, ie, which are not currently placed in the silent mode. If the radar sensor system 100 is thus in good condition, ie in a state in which all the sub-sensor systems 10, 20 function without errors, the sensor data of all sub-sensor systems 10, 20 by means of
Datenfusionsvorrichtung 30 miteinander fusioniert. Befindet sich jedoch das Radarsensor-System 100 in einem Notbetrieb, d. h. wurde mindestens ein Teil- Sensorsysteme in den Schweigebetrieb versetzt, werden die Sensordaten der in den Schweigebetrieb versetzten Teil-Sensorsysteme 10, 20 nicht mit den Sensordaten der anderen Teil-Systeme 10, 20 fusioniert. Data fusion device 30 fused together. However, if the radar sensor system 100 is in emergency mode, i. H. If at least one partial sensor system has been put into the silent mode, the sensor data of the partial sensor systems 10, 20 offset into the silent mode are not fused with the sensor data of the other partial systems 10, 20.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Teil-Sensorsystem 10, 20, welches von der Steuervorrichtung 50 in den Schweigebetrieb versetzt wurde, der Datenfusionsvorrichtung 30 seine Sensordaten nicht mehr bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung 50 die This can be achieved, for example, by virtue of the fact that a partial sensor system 10, 20 which has been put into the silent mode by the control device 50 no longer provides its data to the data fusion device 30. Alternatively or additionally, the control device 50 may be the
Datenfusionsvorrichtung 30 über all diejenigen Teil-Sensorsysteme informieren, die derzeit in den Schweigebetrieb versetzt sind und/oder welche jemals in den Schweigebetrieb versetzt worden. Die Datenfusionsvorrichtung 30 kann so ausgebildet sein, dass sie diejenigen Sensordaten, welche die Data fusion device 30 to inform all those sub-sensor systems that are currently placed in the silent mode and / or which has ever been put into the silent mode. The data fusion device 30 may be configured to receive the sensor data including the
Datenfusionsvorrichtung 30 von Teil-Sensorsystemen 10, 20 erhält, welche durch die Steuervorrichtung 50 als in den Schweigebetrieb versetzt indiziert werden, bei dem Erzeugen der Ausgabedaten nicht berücksichtigt, also insbesondere etwa nicht mit anderen Sensordaten fusioniert. Data fusion device 30 of sub-sensor systems 10, 20 receives, which are indicated by the control device 50 as offset into the silent operation, not taken into account in the generation of the output data, that is in particular approximately not fused with other sensor data.
Weiter alternativ kann vorgesehen sein, dass jedes Teil-Sensorsystem 10, 20, welches in den Schweigebetrieb versetzt wurde, dies der Further alternatively, it can be provided that each partial sensor system 10, 20, which has been put into the silent mode, that of the
Datenfusionsvorrichtung 30 selbst mitteilt, beispielsweise als Teil der Data fusion device 30 itself informs, for example as part of
Sensordaten oder als ein den Sensordaten, welche an die Sensor data or as the sensor data, which to the
Datenfusionsvorrichtung 30 übermittelt werden, angehängtes Statussignal. Die Datenfusionsvorrichtung 30 kann somit zu ausgelegt sein, dass derart bezeichnete Sensordaten von der Datenfusionsvorrichtung 30 nicht Data fusion device 30 are transmitted attached status signal. The data fusion device 30 may thus be configured such that sensor data so designated does not come from the data fusion device 30
berücksichtigt werden. be taken into account.
Die Datenfusionsvorrichtung 30 kann von den Teil-Sensorsystemen 10, 20 separat ausgebildet sein. Bei einigen vorteilhaften Ausführungsformen ist die Datenfusionsvorrichtung 30 jedoch verteilt ausgebildet und angeordnet und umfasst neben einer jeweiligen Recheneinheit eines jeweiligen Teil- Sensorsystems 10, 20 noch Datenleitungen zwischen den einzelnen Teil- Sensorsystemen 10, 20, bevorzugt direkte Datenverbindungen zwischen den einzelnen Teil-Sensorsystemen 10, 20. The data fusion device 30 may be formed separately from the partial sensor systems 10, 20. In some advantageous embodiments, however, the data fusion device 30 is designed and arranged to be distributed and, in addition to a respective arithmetic unit, includes a respective sub-unit. Sensor system 10, 20 still data lines between the individual sub-sensor systems 10, 20, preferably direct data connections between the individual sub-sensor systems 10, 20th
Ebenfalls denkbar ist, dass die Datenfusionsvorrichtung 30 in die It is also conceivable that the data fusion device 30 in the
Steuervorrichtung 50 integriert ist. Somit kann die Steuervorrichtung 50 als ein Zentralsteuergerät agieren, mit welchem die Teil-Sensorsysteme 10, 20 vorteilhaft permanent in Kontakt stehen: die Steuervorrichtung 50 kann jederzeit jedes Teil-Sensorsysteme 10, 20 in den Schweigebetrieb versetzen. Dazu erhält die Steuervorrichtung 50 vorteilhaft kontinuierlich, oder zumindest regelmäßig, Daten, beispielsweise die Sensordaten der jeweiligen Teil-Sensorsysteme 10,Control device 50 is integrated. Thus, the control device 50 can act as a central control device with which the partial sensor systems 10, 20 advantageously permanently in contact: the control device 50 can at any time put each sub-sensor systems 10, 20 in the silent mode. For this purpose, the control device 50 advantageously receives continuously, or at least regularly, data, for example the sensor data of the respective sub-sensor systems 10,
20, anhand derer die Steuervorrichtung 50 bestimmt, ob das jeweilige Teil- Sensorsystem 10, 20 in dem Normalbetrieb verbleiben kann oder ob es in den Schweigebetrieb versetzt wird (oder, umgekehrt, ob ein in den Schweigebetrieb versetztes Teil-Sensorsystem 10, 20 wieder in den Normalbetrieb versetzt wird). 20, on the basis of which the control device 50 determines whether the respective sub-sensor system 10, 20 can remain in normal operation or whether it is put into the silent mode (or, vice versa, if a put into the pig operation partial sensor system 10, 20 back in normal operation is put).
Wird für die Datenfusionsvorrichtung 30 ein separates, zentrales Bauteil für mehrere der Teil-Sensorsysteme 10, 20 oder sogar für alle der Teil- Sensorsysteme 10, 20 verwendet, ergibt sich der Vorteil, dass diese zentrale Datenfusionsvorrichtung in effizienter Weise mit mehr Rechenleistung If a separate, central component is used for the data fusion device 30 for a plurality of the partial sensor systems 10, 20 or even for all of the partial sensor systems 10, 20, the advantage arises that this central data fusion device efficiently with more computing power
ausgebildet werden kann, wodurch insgesamt Platz gespart und gleichzeitig die verfügbare Rechenleistung erhöht werden kann. Zudem kann auf diese Weise ein Verschaltungsaufwand reduziert werden, da einige oder alle der direkten Datenleitungen zwischen den Teil-Sensorsystemen 10, 20 entfallen können. can be formed, which saves overall space and at the same time the available computing power can be increased. In addition, a Verschaltungsaufwand can be reduced in this way, since some or all of the direct data lines between the sub-sensor systems 10, 20 can be omitted.
Ist ein Radarsensor-System 100 beispielsweise mit vier Teil-Sensorsystemen 10, 20 ausgebildet, und soll jedes Teil-Sensorsystem 10, 20 mit jedem anderen Teil- Sensorsystem 10, 20 direkte Datenverbindungen verwenden können, damit eine Recheneinheit jedes Teil-Sensorsystems 10, 20 jeweils die eigenen Sensordaten mit den Sensordaten aller anderen Teil-Sensorsysteme 10, 20 in dem For example, if a radar sensor system 100 is configured with four sub-sensor systems 10, 20, then each sub-sensor system 10, 20 should be able to use direct data links with each other sub-sensor system 10, 20, thus one arithmetic unit of each sub-sensor system 10, 20 each own sensor data with the sensor data of all other sub-sensor systems 10, 20 in the
Normalbetrieb fusionieren kann, werden somit insgesamt sechs direkte Normal business can merge, thus a total of six direct
Datenleitungen zwischen den Teil-Sensorsystemen 10, 20 nötig. Bei N Teil- Sensorsystemen 10, 20 beträgt die Zahl der notwendigen direkten Data lines between the sub-sensor systems 10, 20 necessary. For N partial sensor systems 10, 20, the number of required direct
Datenverbindungen zwischen allen Teil-Sensorsystemen 10, 20 entsprechend N*(N-l)/2. Damit zu vergleichen ist der Fall, bei dem sämtliche Teil-Sensorsysteme 10, 20 jeweils nur mit einer zentralen Datenfusionsvorrichtung 30 kommunizieren. Data connections between all sub-sensor systems 10, 20 corresponding to N * (Nl) / 2. This is to be compared with the case in which all sub-sensor systems 10, 20 each communicate only with a central data fusion device 30.
Hierfür werden nur N Datenleitungen benötigt, nämlich jeweils eine zwischen jedem Teil-Sensorsystem 10, 20 und der Datenfusionsvorrichtung 30. Bei N Teil- Sensorsystemen werden somit lediglich N Datenleitungen benötigt. For this purpose, only N data lines are required, namely one between each partial sensor system 10, 20 and the data fusion device 30. In the case of N partial sensor systems, only N data lines are required.
Ein Vorteil von Ausführungsformen mit direkten Datenleitungen zwischen allen Teil-Sensorsystemen 10, 20 ist jedoch, dass diese Ausführungsformen eine besonders hohe Redundanz aufweisen und nicht die eine, zentrale However, an advantage of embodiments with direct data lines between all sub-sensor systems 10, 20 is that these embodiments have a particularly high redundancy and not the one, central
Datenfusionsvorrichtung 30 (welche in die Steuervorrichtung 50 integriert sein kann, aber nicht muss) eine gemeinsame Fehlerquelle darstellt. Data fusion device 30 (which may or may not be integrated with controller 50) is a common source of error.
Wie bereits erwähnt, ist eine möglichst permanente Kommunikation, zumindest jedoch eine regelmäßige Kommunikation, zwischen den einzelnen Teil- Sensorsystemen 10, 20 erstrebenswert, um auf einer möglichst niedrigen Signalebene, insbesondere einer rohdatennahen Ebene, die Sensordaten fusionieren zu können. As already mentioned, communication that is as permanent as possible, or at least regular communication, between the individual sub-sensor systems 10, 20 is desirable in order to be able to fuse the sensor data on the lowest possible signal level, in particular on a raw data-near level.
Die Datenfusionsvorrichtung 30 ist insbesondere dazu ausgelegt, die von den Teil-Sensorsystemen 10, 20 erzeugten Sensordaten auf einer Rohdatenebene oder auf einer Spektrenebene zu fusionieren. Mit anderen Worten können insbesondere entweder die rohen Sensordaten selbst fusioniert werden The data fusion device 30 is in particular designed to fuse the sensor data generated by the partial sensor systems 10, 20 on a raw data plane or on a spectral plane. In other words, in particular either the raw sensor data itself can be fused
(Rohdatenebene), oder es können komplexe Signale oder Spektren ermittelt werden, welche dann miteinander fusioniert werden (Spektrenebene). (Raw data level), or complex signals or spectra can be determined, which are then fused together (spectral level).
Idealerweise erfolgt die Fusion auf Rohdatenebene, was jedoch eine hohe Performanz der Datenleitungen, beispielsweise mit mehreren Gbps oder viel Speicher erfordert, wobei diese beiden Lösungen verhältnismäßig aufwendig sind. Um diesen Aufwand zu reduzieren, kann vorteilhaft eine Kommunikation zwischen den Teil-Sensorsystemen 10, 20 mit zwischen einem und 1000 Mbps, insbesondere zwischen 200 und 800 Mbps, besonders bevorzugt zwischen 300 und 700 Mbps, verwendet werden, um die Sensordaten auf einer Ebene zu fusionieren, bevor eine nachfolgende Winkelschätzung erfolgt. Vorteilhaft wird in jedem Teil-Sensorsystem 10, 20 das gesamte Datenaufkommen aller Teil-Sensorsysteme 10, 20 in dem Normalbetrieb gespiegelt, sodass auch in dieser Hinsicht ein hoher Grad an Redundanz vorliegt. Ideally, the merger is done at the raw data level, which, however, requires high performance of the data lines, for example, at several Gbps or a lot of memory, these two solutions being relatively expensive. In order to reduce this effort, advantageously a communication between the sub-sensor systems 10, 20 with between one and 1000 Mbps, in particular between 200 and 800 Mbps, particularly preferably between 300 and 700 Mbps, can be used to increase the sensor data on one level merge before a subsequent angle estimation occurs. Advantageously, in each sub-sensor system 10, 20, the entire data volume of all sub-sensor systems 10, 20 is mirrored in normal operation, so that a high degree of redundancy is also present in this regard.
Besonders bevorzugt sind die Antennenanordnungen 13, 23 der Teil- Sensorsysteme 10, 20 zueinander gemäß mindestens eine Art von Symmetrie angeordnet. Bei beispielsweise zwei Antennenanordnungen 13, 23 können die Antennenanordnungen insbesondere spiegelsymmetrisch bezüglich einer Spiegelsymmetrieachse angeordnet sein, beispielsweise wie im Folgenden mit Bezug auf Figur 2 und Figur 3 erläutert werden wird. Particularly preferably, the antenna arrangements 13, 23 of the partial sensor systems 10, 20 are arranged relative to one another in accordance with at least one type of symmetry. In the case of, for example, two antenna arrangements 13, 23, the antenna arrangements can be arranged in particular mirror-symmetrically with respect to a mirror symmetry axis, for example as will be explained below with reference to FIG. 2 and FIG.
Wenn beispielsweise vier Antennenanordnungen 13, 23 des Radarsensor- Systems 100 vorgesehen sind, ist eine Anordnung mit zwei For example, when four antenna arrays 13, 23 of the radar sensor system 100 are provided, there is an arrangement with two
Spiegelsymmetrieachsen vorteilhaft, sodass in zwei Raumdimensionen im Gutfall des Radarsensor-Systems eine hohe Genauigkeit erzielt werden kann und im Schweigebetrieb eine hohe Redundanz besteht, um Ausfälle (bedingt durch in den Schweigebetrieb versetzte Teil-Sensorsysteme) ausgleichen zu können. Mirror symmetry axes advantageous so that in two space dimensions in good case of the radar sensor system, a high accuracy can be achieved and in the silent operation, a high degree of redundancy, to compensate for failures (due to offset in the silent operation partial sensor systems).
Auch eine punktsymmetrische Anordnung einiger oder aller Also a point-symmetrical arrangement of some or all
Antennenanordnungen 13, 23 von Teil-Sensorsystemen 10, 20 kann vorteilhaft sein. Es sind jedoch auch Anordnungen der Antennenanordnungen 13, 23 der Teil-Sensorsysteme 10, 20 zueinander denkbar, welche keine Symmetrie aufweisen, sondern welche beispielsweise verschachtelt sind oder eine pseudozufällige Anordnung haben. Antenna arrangements 13, 23 of sub-sensor systems 10, 20 may be advantageous. However, arrangements of the antenna arrangements 13, 23 of the partial sensor systems 10, 20 are also conceivable with respect to one another, which have no symmetry, but which are, for example, nested or have a pseudo-random arrangement.
In Figur 2 ist ein Detail eines Radarsensor-Systems 100 gemäß einer möglichen Ausführungsform dargestellt, wobei die erste Antennenanordnung 13 des ersten Teil-Sensorsystems 10 zu der zweiten Antennenanordnung 23 des zweiten Teil- Sensorsystems 20 bezüglich einer Spiegelsymmetrieachse S FIG. 2 shows a detail of a radar sensor system 100 according to a possible embodiment, the first antenna arrangement 13 of the first sub-sensor system 10 being connected to the second antenna arrangement 23 of the second sub-sensor system 20 with respect to a mirror symmetry axis S
spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet ist. Wie in Figur 2 is designed and arranged mirror-symmetrically. As in FIG. 2
gekennzeichnet ist, gehören links der Spiegelsymmetrieachse S abgebildete Elemente zu der ersten Antennenanordnung 13 des ersten Teil-Sensorsystems 10, und rechts von der Spiegelsymmetrieachse S abgebildete Elemente zu der zweiten Antennenanordnung 23 des zweiten Teil-Sensorsystems 20. Im Folgenden wird die Anordnung (d.h. insbesondere Ausrichtung und 1, elements to the first antenna arrangement 13 of the first sub-sensor system 10 are shown to the left of the mirror symmetry axis S, and elements to the second antenna arrangement 23 of the second sub-sensor system 20 to the right of the mirror symmetry axis S belong. In the following, the arrangement (ie, in particular alignment and
Positionierung) der Antennenanordnungen 13, 23 zueinander anhand eines Beispiels beschrieben, gemäß welchem diese Antennenanordnungen 13, 23 bzw. das Radarsensor-System 100 als Teil eines Fahrzeugs ausgebildet sind. Hierbei soll in Figur 2 die horizontale Richtung (d. h. von links nach rechts) der horizontalen Richtung beim Fahren eines Fahrzeugs entsprechen, und die vertikale Richtung, d. h. von oben nach unten in Figur 2, soll einer vertikalen Richtung beim Fahren des Fahrzeugs entsprechen, d. h. unterschiedlichen Höhen über der Fahrbahn. Somit sind verteilte Anordnungen von Positioning) of the antenna assemblies 13, 23 described to each other by means of an example, according to which these antenna assemblies 13, 23 and the radar sensor system 100 are formed as part of a vehicle. Here, in Fig. 2, the horizontal direction (i.e., from left to right) is to correspond to the horizontal direction when driving a vehicle, and the vertical direction, that is, from the left to the right direction. H. from top to bottom in Figure 2, to correspond to a vertical direction when driving the vehicle, d. H. different heights above the roadway. Thus, distributed arrangements of
Empfangsantennen und/oder Sendeantennen in der horizontalen Richtung dazu geeignet, den sogenannten Azimutwinkel von Objekten bezüglich des Fahrzeugs zu bestimmen. Eine Anordnungsverteilung von Empfangsantennen und/oder Sendeantennen in vertikaler Richtung hingegen ist dazu geeignet, besonders genau den sogenannten Elevationswinkel von Objekten bezüglich des Fahrzeugs zu bestimmen. Receiving antennas and / or transmitting antennas in the horizontal direction suitable for determining the so-called azimuth angle of objects with respect to the vehicle. On the other hand, an arrangement distribution of receiving antennas and / or transmitting antennas in the vertical direction is suitable for particularly precisely determining the so-called elevation angle of objects with respect to the vehicle.
Wie in Figur 2 weiterhin dargestellt, umfasst jede dieser beiden As further illustrated in Figure 2, each of these two includes
Antennenanordnungen 13, 23 jeweils mehrere Empfangsantennen, kollektiv als RX bezeichnet und mehrere Sendeantennen, kollektiv als TX bezeichnet. Antenna arrangements 13, 23 each a plurality of receiving antennas, collectively referred to as RX and a plurality of transmit antennas, collectively referred to as TX.
Vorteilhaft sind die Empfangsantennen RX beider Antennenanordnungen 13, 23 parallel zueinander in einer Linie angeordnet, im Beispiel in Figur 2 in Advantageously, the receiving antennas RX of both antenna arrangements 13, 23 are arranged parallel to one another in a line, in the example in FIG. 2 in FIG
horizontaler Richtung. Wie bereits erwähnt, wird auf diese Weise eine besonders hohe Auflösung in horizontaler Richtung bereitgestellt, d. h., der Azimutwinkel bezüglich des Fahrzeugs von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs kann durch das Radarsensor-System 100 besonders genau bestimmt werden. Bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel umfasst die erste Antennenanordnungen 13 acht Empfangsantennen RX, welche beispielsweise als Spaltenantennen ausgebildet sind. horizontal direction. As already mentioned, a particularly high resolution in the horizontal direction is provided in this way, i. That is, the azimuth angle with respect to the vehicle of objects around the vehicle can be determined particularly accurately by the radar sensor system 100. In the example shown in FIG. 2, the first antenna arrangements 13 comprise eight receiving antennas RX, which are designed, for example, as columnar antennas.
Zusätzlich zu den Empfangsantennen RX umfasst die erste Antennenanordnung 13 weiterhin vier Empfangsantennen TX, welche gemäß Figur 2 ebenfalls als Spaltenantennen ausgebildet sind, wobei prinzipiell auch andere Formen von Antennen möglich sind. Wie in Figur 2 weiter gezeigt ist, sind vorteilhaft je zwei der Sendeantennen TX so ausgerichtet, dass sie jeweils entlang ihrer Spaltenrichtung kollinear mit jeweils genau einer anderen Sendeantenne TX angeordnet sind. Die beiden Paare von kollinear liegenden Sendeantennen TX sind voneinander in horizontaler Richtung sowie zusätzlich auch in vertikaler Richtung verschoben. Mit anderen Worten liegen in vertikaler Richtung keine zwei der Sendeantennen genau gleich auf. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass sich jeweils zwei in vertikaler Richtung benachbarte Sendeantenne TX in vertikaler Richtung teilweise überlappen. Auf diese Weise kann in vertikaler Richtung eine besonders genaue Auflösung erzielt werden, sodass der In addition to the receiving antennas RX, the first antenna arrangement 13 furthermore comprises four receiving antennas TX, which according to FIG. 2 are likewise designed as column antennas, wherein in principle also other forms of antennas are possible. As further shown in FIG. 2, two of the transmission antennas TX are advantageously aligned in such a way that they each follow their direction Column direction collinear with exactly one other transmitting antenna TX are arranged. The two pairs of collinear transmit antennas TX are shifted from each other in the horizontal direction and additionally also in the vertical direction. In other words, in the vertical direction, no two of the transmit antennas are exactly the same. Advantageously, it can be provided that in each case two adjacent transmitting antenna TX in the vertical direction partially overlap in the vertical direction. In this way, a particularly accurate resolution can be achieved in the vertical direction, so that the
Elevationswinkel von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs durch das Elevation angle of objects around the vehicle through the
Radarsensor-System 100 besonders genau bestimmt werden kann. Mit anderen Worten kann die Elevationsperformance der Ausgabedaten das Radarsensor- Systems 100 auf diese Weise verbessert werden. Radar sensor system 100 can be determined very accurately. In other words, the elevation performance of the output data of the radar sensor system 100 can be improved in this way.
Wie bereits erwähnt, sind die erste Antennenanordnung 13 und die zweite Antennenanordnung 23 zueinander bezüglich einer Spiegelsymmetrieachse S spiegelbildlich ausgebildet und angeordnet. As already mentioned, the first antenna arrangement 13 and the second antenna arrangement 23 are mirror-inverted with respect to a mirror symmetry axis S and arranged.
Die Sendeantennen TX jeder Antennenanordnung 13, 23 sind, in horizontaler Richtung, jeweils weiter entfernt von der Spiegelsymmetrieachse S als die jeweiligen Empfangsantennen RX der entsprechenden Antennenanordnung 13, 23. Die Empfangsantennen RX der ersten Antennenanordnung 13 sind nicht zueinander parallel und in Reihe angeordnet, sondern auch mit den ebenso angeordneten Empfangsantennen RX der zweiten Antennenanordnung 23, sodass das Radarsensor-System gemäß Figur 2 insgesamt sechzehn zueinander parallel in einer Reihe angeordnete Empfangsantennen RX umfasst. The transmitting antennas TX of each antenna array 13, 23 are, in the horizontal direction, farther from the mirror symmetry axis S than the respective receiving antennas RX of the corresponding antenna array 13, 23. The receiving antennas RX of the first antenna array 13 are not arranged parallel to each other and in series, but instead also with the similarly arranged receiving antennas RX of the second antenna arrangement 23, so that the radar sensor system according to FIG. 2 comprises a total of sixteen receiving antennas RX arranged parallel to one another in a row.
Auch in vertikaler Richtung sind die jeweiligen Sendeantenne TX vorteilhaft so angeordnet, dass keine der Sendeantennen TX in vertikaler Richtung gleichauf mit irgendeiner der Empfangsantenne RX angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Auflösung in vertikaler Richtung, d. h. die Elevation Performance der Ausgabedaten, weiter verbessert werden. Es kann vorgesehen sein, dass jeweils eine der Empfangsantennen TX der Antennenanordnungen 13, 23 in vertikaler Richtung die zueinander parallel angeordneten Empfangsantenne RX überlappt, insbesondere dass ein Großteil der Ausdehnung der entsprechenden Also, in the vertical direction, the respective transmission antennas TX are advantageously arranged so that none of the transmission antennas TX are vertically aligned with any of the reception antennas RX. In this way, the resolution in the vertical direction, i. H. the elevation performance of the output data, further improved. It may be provided that in each case one of the receiving antennas TX of the antenna arrangements 13, 23 overlaps in the vertical direction the mutually parallel receiving antenna RX, in particular that a large part of the extent of the corresponding
Sendeantenne TX in vertikaler Richtung einen Großteil der Ausdehnung der Empfangsantenne RX überlappt. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Sendeantenne TX, welche vertikal derjenigen Sendeantenne TX benachbart ist, welche die Empfangsantenne RX überlappt, so angeordnet ist, dass sie in vertikaler Richtung unmittelbar an die Empfangsantennen RX anschließt, jedoch in horizontaler Richtung von diesen beabstandet ist. Transmitting antenna TX in the vertical direction a major part of the extent of Reception antenna RX overlaps. It may further be provided that the transmitting antenna TX, which is vertically adjacent to the transmitting antenna TX, which overlaps the receiving antenna RX, is arranged so that it directly adjoins the receiving antennas RX in the vertical direction, but is horizontally spaced therefrom.
Aus den Beispielen von Figur 2 ist klar ersichtlich, dass, wenn eines der beiden Teil-Sensorsysteme 10, 20 aus dem Normalbetrieb in den Schweigebetrieb versetzt wird, das jeweils übrig bleibende Teil-Sensorsystem 10, 20 ermöglicht, dass die Ausgabedaten des Radarsensor-Systems in vertikaler Richtung mit unveränderter Auflösung und in horizontaler Richtung mit verringerter, beispielsweise halbierter, Auflösung bereitgestellt werden können. It is clearly evident from the examples of FIG. 2 that, when one of the two sub-sensor systems 10, 20 is put into silent mode from normal operation, the respectively remaining sub-sensor system 10, 20 enables the output data of the radar sensor system can be provided in the vertical direction with unaltered resolution and in the horizontal direction with reduced, for example halved, resolution.
Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform ist somit insbesondere für The embodiment shown in Figure 2 is thus in particular for
Radarsensor-Systeme 100 geeignet, bei welchen besonders die Elevations- Performance auch im Notbetrieb des Radarsensor-Systems 100 bedeutsam ist. Stattdessen kann das Radarsensor-System auch mit zwei Teil-Sensorsystemen 10, 20 ausgebildet werden, deren Antennenanordnungen 13, 23 bezüglich einer Spiegelsymmetrieachse S spiegelsymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind, wobei sich diese Spiegelsymmetrieachse S in horizontaler Richtung erstreckt. In diesem Falle wäre somit das Radarsensor-System 100 besonders gut dafür geeignet, eine gleichbleibende Azimut- Performance bereitzustellen, während sich in dem Notbetrieb die Elevations- Performance entsprechend der Anzahl der einen Schweigebetrieb versetzten Teil-Sensorsysteme 10, 20 verringern würde. Radar sensor systems 100 suitable in which particularly the elevation performance in emergency operation of the radar sensor system 100 is significant. Instead, the radar sensor system can also be formed with two partial sensor systems 10, 20 whose antenna arrangements 13, 23 are designed and arranged mirror-symmetrically with respect to a mirror symmetry axis S, this mirror symmetry axis S extending in the horizontal direction. In this case, therefore, the radar sensor system 100 would be particularly well suited to provide a constant azimuth performance, while in the emergency operation, the elevation performance would decrease according to the number of sub-sensor systems 10, 20 offset to a silent operation.
Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass ein Radarsensor-System 100 mit vier oder sechzehn, oder einer anderen durch vier teilbaren, Anzahl von Teil- Sensorsystemen 10, 20 vorteilhaft ist, da ein solches Radarsensor-System Antennenanordnungen 13, 23 umfassen kann, welche zueinander sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung spiegelsymmetrisch angeordnet sind oder, allgemeiner gesagt, welche zueinander bezüglich zwei aufeinander senkrecht stehenden Spiegelsymmetrieachsen S spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Bei solchen Anordnungen würde selbst bei Ausfall eines Teil-Sensorsystems noch sowohl nahezu die volle Elevationsperformance als auch nahezu die volle Azimutperformance erzielt werden. Demgegenüber hat ein Radarsensor-System 100 mit nur zwei Teil-Sensorsystemen 10, 20 den Vorteil der geringeren Dimensionierung und der geringeren Kosten. From the above, it can be seen that a radar sensor system 100 having four, sixteen, or another divisible by four, number of sub-sensor systems 10, 20 is advantageous, since such a radar sensor system may include antenna arrays 13, 23, which are arranged mirror-symmetrically to each other both in the horizontal direction and in the vertical direction or, more generally, which are arranged mirror images of each other with respect to two mutually perpendicular mirror symmetry axes S. In such arrangements, even in the event of failure of a sub-sensor system, both nearly full elevation performance and near full azimuth performance would still be achieved. In contrast, has a radar sensor system 100 with only two partial sensor systems 10, 20 has the advantage of smaller dimensions and lower costs.
Die spiegelbildlich gleiche, oder zumindest weitgehend ähnliche, Ausgestaltung der Antennenanordnungen 13, 23 der einzelnen Teil-Sensorsysteme 10, 20 hat den weiteren Vorteil, dass im Notbetrieb des Radarsensor-Systems 100, d. h. wenn ein oder mehrere Teil-Sensorsysteme 10, 20 in den Schweigebetrieb versetzt sind, während andere Teil-Sensorsysteme 10, 20 noch im Normalbetrieb sind, sich die Qualität und/oder weitere Eigenschaften der Ausgabedaten des Radarsensor-Systems 100 möglichst wenig in Abhängigkeit davon The mirror image of the same, or at least substantially similar, embodiment of the antenna assemblies 13, 23 of the individual partial sensor systems 10, 20 has the further advantage that in emergency operation of the radar sensor system 100, d. H. if one or more sub-sensor systems 10, 20 are put into the silent mode, while other sub-sensor systems 10, 20 are still in normal operation, the quality and / or other characteristics of the output data of the radar sensor system 100 as little as possible
unterscheiden, welche(s) Teil-Sensorsystem (e) 10, 20 genau in den which part sensor system (s) 10, 20 exactly in the
Schweigebetrieb versetzt wurde. Schweigsbetrieb was shifted.
Die anhand von Figur 2 vorgestellte Ausführungsform hat beispielsweise den Vorteil, dass, egal welches der Teil-Sensorsysteme 10, 20 ausfällt, jeweils die gleiche Verringerung der Azimut- Performance und die gleiche Veränderung (nämlich keine) der Elevations- Performance stattfindet. Letzteres ist dadurch bedingt, dass es zu jeder Sendeantenenne TX jedes der beiden Teil- Sensorsystem 10, 20 in Fig. 2 jeweils mindestens eine Sendeantenne TX des anderen der beiden Teil-Sensorsysteme 10, 20 gibt, welche auf derselben vertikalen Höhe angeordnet ist, und dass es zu jeder Empfangsantenne RX jedes der beiden Teil-Sensorsystem 10, 20 in Fig. 2 jeweils mindestens eine Empfangsantenne RX des anderen der beiden Teil-Sensorsysteme 10, 20 gibt, welche auf derselben vertikalen Höhe angeordnet ist. The embodiment presented with reference to FIG. 2 has the advantage, for example, that no matter which of the partial sensor systems 10, 20 fails, in each case the same reduction of the azimuth performance and the same change (namely none) of the elevation performance takes place. The latter is due to the fact that there are at least one transmission antenna TX of the other of the two sub-sensor systems 10, 20, which is arranged at the same vertical height, for each transmission antenna TX of each of the two sub-sensor systems 10, 20 in FIG in that there are at least one receiving antenna RX of the other of the two partial sensor systems 10, 20, which is arranged at the same vertical height, for each receiving antenna RX of each of the two partial sensor systems 10, 20 in FIG.
Figur 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer möglichen Konkretisierung einer Elektronikarchitektur eines Radarsensor-Systems 100 gemäß Figur 1 und Figur 2. FIG. 3 shows a schematic block diagram of a possible concretization of an electronic architecture of a radar sensor system 100 according to FIG. 1 and FIG. 2.
Die Trennung des Radarsensor-Systems 100 in zwei voneinander separate Teil- Sensorsysteme 10, 20 ist in Figur 3 als eine im Wesentlichen horizontal verlaufende, gestrichelte Kurve angedeutet. Elemente oberhalb dieser Kurve werden zu dem ersten Teil-Sensorsystem 10 gezählt bzw. sind als Teil des ersten Teil-Systems 10 ausgebildet. Elemente unterhalb dieser Kurve werden dem zweiten Teil-Sensorsystem 20 zugeordnet bzw. sind als Teil des zweiten Teil-Sensorsystems 20 ausgebildet. The separation of the radar sensor system 100 into two separate partial sensor systems 10, 20 is indicated in FIG. 3 as a substantially horizontally extending, dashed curve. Elements above this curve are counted to the first sub-sensor system 10 or are formed as part of the first sub-system 10. Elements below this curve will be associated with the second partial sensor system 20 or are formed as part of the second partial sensor system 20.
Die in Figur 2 zusammenfassend als TX bezeichneten Sendeantennen sind bei der Elektronikarchitektur gemäß Figur 3 zu Blöcken von jeweils vier The transmit antennas, referred to collectively in FIG. 2 as TX, in the electronic architecture according to FIG. 3 are blocks of four in each case
Sendeantennen zusammengefasst und mit 11 bzw. 21 bezeichnet. Der Transmit antennas summarized and denoted by 11 and 21, respectively. The
Sendeantennenblock 11 der ersten Antennenanordnung 13 ist dem ersten Teil- Sensorsystems 10 zugeordnet und als Teil dessen ausgebildet. Der Transmitting antenna block 11 of the first antenna array 13 is associated with and formed as part of the first sub-sensor system 10. The
Sendeantennenblock 21 der zweiten Antennenanordnung 23 ist dem zweiten Teil-Sensorsystems 20 zugeordnet und als Teil dessen ausgebildet. Es versteht sich, dass die Antennenanordnungen 13, 23 auch jeweils mehrere Transmitting antenna block 21 of the second antenna array 23 is associated with and formed as part of the second sub-sensor system 20. It is understood that the antenna arrangements 13, 23 each also several
Sendeantennenblöcke, und/oder mit anderen Anzahlen von Sendeantennen TX, aufweisen können, beispielsweise Sendeantennenblöcke mit je zwei Transmit antenna blocks, and / or with other numbers of transmit antennas TX, such as transmit antenna blocks each having two
Sendeantennen und dergleichen. Transmitting antennas and the like.
Die in Figur 2 zusammenfassend als RX bezeichneten Empfangsantennen sind bei der Elektronikarchitektur gemäß Figur 3 zu Blöcken von jeweils acht The receiving antennas, which are collectively referred to as RX in FIG. 2, are blocks of eight each in the electronic architecture according to FIG
Empfangsantennen zusammengefasst und mit 12 bzw. 22 bezeichnet. Der Empfangsantennenblock 12 der ersten Antennenanordnung 13 ist dem ersten Teil-Sensorsystems 10 zugeordnet und als Teil dessen ausgebildet. Der Reception antennas summarized and designated 12 and 22 respectively. The receive antenna block 12 of the first antenna array 13 is associated with and formed as part of the first sub-sensor system 10. The
Empfangsantennenblock 22 der zweiten Antennenanordnung 23 ist dem zweiten Teil-Sensorsystems 20 zugeordnet und als Teil dessen ausgebildet. Es versteht sich, dass die Antennenanordnungen 13, 23 auch jeweils mehrere Reception antenna block 22 of the second antenna arrangement 23 is associated with the second sub-sensor system 20 and formed as part of it. It is understood that the antenna arrangements 13, 23 each also several
Empfangsantennenblöcke, und/oder mit anderen Anzahlen von Receive antenna blocks, and / or with other numbers of
Empfangsantennen RX, aufweisen können, beispielsweise Reception antennas RX, may have, for example
Empfangsantennenblöcke mit je vier Empfangsantennen oder mit je zwei Empfangsantennen oder dergleichen. Receiving antenna blocks each with four receiving antennas or with two receiving antennas or the like.
Jeweils einer der Sendeantenne Sendeantennenblöcke 11 und jeweils einer der Empfangsantennenblöcke 12 sind gemeinsam jeweils einer integrierten In each case, one of the transmitting antenna transmitting antenna blocks 11 and one of the receiving antenna blocks 12 are each jointly integrated
Schaltung 14, 24 zugeordnet und/oder als Teil dieser integrierten Schaltung 14, 24 ausgebildet. Circuit 14, 24 assigned and / or formed as part of this integrated circuit 14, 24.
Bei den integrierten Schaltungen 14, 24 kann es sich insbesondere um MMICS G.monolithic microwave integrated circuif) handeln. Im Gegensatz hierzu wird bei vielen im Stand der Technik bekannten Radar-Sensorsystemen aus The integrated circuits 14, 24 may in particular be MMICS G.monolithic microwave integrated circuits. In contrast, at Many known in the art radar sensor systems
Kostengründen die Elektronik für alle Sendeantennen und Empfangsantennen auf einer einzigen integrierten Schaltung integriert, sodass im Fehlerfall dieser integrierten Schaltung typischerweise alle Sendeantenne und alle For reasons of cost, the electronics for all transmitting antennas and receiving antennas integrated on a single integrated circuit, so that in the event of failure of this integrated circuit, typically all transmitting antenna and all
Empfangsantenne von einem Schweigebetrieb erfasst werden. Receiving antenna are detected by a Schweigebetrieb.
In den integrierten Schaltungen 14, 24 können vorteilhaft beispielsweise HF- Module mit Signalerzeugung, Sender, Empfänger mit Basisbandkette und/oder Analog-Digital-Konverter und dergleichen integriert sein. Die Kombination der Sende-und Empfangs-Antennenblöcke 11, 21, jeweils mit der zugehörigen integrierten Schaltung 14, 24 kann auch als Radarfrontend bezeichnet werden. In the integrated circuits 14, 24 may advantageously be integrated, for example, RF modules with signal generation, transmitter, receiver with baseband chain and / or analog-to-digital converter and the like. The combination of the transmitting and receiving antenna blocks 11, 21, in each case with the associated integrated circuit 14, 24, can also be referred to as a radar front end.
In Figur 3 ist ebenfalls erläutert, wie der mit Bezug auf Figur 1 bereits erläuterte Taktgeber 60 den integrierten Schaltungen 14, 24 das gemeinsame Taktsignal 71 zur Verfügung stellt. FIG. 3 also explains how the clock 60 already explained with reference to FIG. 1 provides the integrated clock signal 71 to the integrated circuits 14, 24.
Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform, welche eine Variante der gemäß Figur 1 beschriebenen Ausführungsform ist, umfasst die Steuervorrichtung 50 eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen 15, 25, wobei jedem Teil-Sensorsystem mindestens eine der Steuereinrichtungen 15, 25 zum Versetzen des jeweiligen Teil-Sensorsystems 10, 20 in den Schweigebetrieb zugeordnet ist. Wie anhand von Figur 3 illustriert, ist dabei vorteilhaft eine erste Steuereinrichtung 15 dem ersten Teil-Sensorsystem 10 zugeordnet, insbesondere als Teil dessen ausgebildet, und eine zweite Steuereinrichtung 25 dem zweiten Teil- Sensorsystem 20 zugeordnet, insbesondere als Teil dessen ausgebildet. In the embodiment shown in FIG. 3, which is a variant of the embodiment described according to FIG. 1, the control device 50 comprises a plurality of control devices 15, 25, wherein each partial sensor system comprises at least one of the control devices 15, 25 for offsetting the respective sub-sensor system 10, 20 is assigned to the Schweigebetrieb. As illustrated with reference to FIG. 3, a first control device 15 is advantageously assigned to the first partial sensor system 10, in particular as a part thereof, and a second control device 25 is assigned to the second partial sensor system 20, in particular as a part thereof.
Bevorzugt sind die Steuereinrichtungen 15, 25 als Microcontroller ausgebildet. Die Steuereinrichtungen 15, 25 können jedoch alternativ oder zusätzlich auch Anwendung integrierte spezifische Schaltungen, FPGA oder dergleichen mehr umfassen oder als solche ausgebildet sein. Preferably, the control devices 15, 25 are designed as microcontrollers. However, the control devices 15, 25 may alternatively or additionally also comprise or be configured as an application for integrated specific circuits, FPGAs or the like.
Wie anhand von Figur 3 weiterhin illustriert ist, umfasst die As further illustrated by FIG. 3, FIG
Datenfusionsvorrichtung 30 eine direkte Datenschnittstelle zwischen den Steuereinrichtungen 15, 25, welche zum Austausch der Sensordaten der einzelnen Teil-Sensorsysteme 10, 20 zu deren Fusionieren dient. Jede der Steuereinrichtungen 15, 25 ist über eine jeweilige Data fusion device 30 a direct data interface between the control means 15, 25, which serves to exchange the sensor data of the individual partial sensor systems 10, 20 for their fusion. Each of the Control devices 15, 25 is via a respective
Spannungsversorgungseinrichtung 16, 26 mit einer Versorgungsspannung versorgt. Optional können die einzelnen Spannungsversorgungseinrichtungen 16, 26 mittels mindestens (bevorzugt genau eines) Verbindungssteckers 40 an ein gemeinsames Bussystem angeschlossen sein oder werden, beispielsweise an ein Fahrzeug- Bussystem wie etwa den häufig verwendeten CAN-Bus.  Voltage supply device 16, 26 supplied with a supply voltage. Optionally, the individual power supply devices 16, 26 may be connected to a common bus system by means of at least (preferably exactly one) connector plug 40, for example to a vehicle bus system such as the frequently used CAN bus.
Das Fusionieren der Sensordaten erfolgt vorteilhaft in beiden (bzw. in allen, falls mehr als zwei Teil-Sensorsysteme 10, 20 bereitgestellt sind) Steuereinrichtungen 15, 25, sodass im Gutfall, wenn beide Teil-Sensorsysteme 10, 20 Fehlerfall funktionieren, jede der Steuereinrichtungen 15, 25 inhaltlich dieselben The fusion of the sensor data is advantageously carried out in both (or in all, if more than two sub-sensor systems 10, 20 are provided) control devices 15, 25, so that in good case, if both sub-sensor systems 10, 20 error case work, each of the control devices 15, 25 the same content
Ausgabedaten erzeugen und ausgeben kann. Mit anderen Worten kann eine vollständige Spiegelung innerhalb jeder der Steuereinrichtungen 15, 25 vorliegen. Can generate and output output data. In other words, there may be a complete reflection within each of the controllers 15, 25.
In dem Fall, dass eines der beiden Teil-Sensorsysteme 10, 20 in den In the case that one of the two sub-sensor systems 10, 20 in the
Schweigebetrieb versetzt wird, werden dessen Sensordaten nicht mehr für das Fusionieren der Sensordaten verwendet; im anhand von Figur 3 beschriebenen Fall mit genau zwei Teil-Sensorsystemen 10, 20 findet somit kein Fusionieren von Sensordaten mehr statt und es werden lediglich die Sensordaten des nicht in den Schweigebetrieb versetzten Teil-Sensorsystems 10, 20 als Ausgabedaten verwendet und/oder weiterverarbeitet. Is switched off, its sensor data is no longer used for the fusion of the sensor data; in the case described with reference to FIG 3 with exactly two sub-sensor systems 10, 20 thus no fusion of sensor data takes place and it is only the sensor data of not offset in the silent operation partial sensor system 10, 20 used as output data and / or further processed.
In Figur 3 ist ebenfalls veranschaulicht, dass die Steuereinrichtungen 15, 25 die Ausgabedaten über verschiedene Systeme ausgeben können, beispielsweise ebenfalls an das gemeinsame Bussystem. Dies kann beispielsweise über CAN- Schnittstellen, Ethernet-Schnittstellen 18, 28 und/oder Flexray-Schnittstellen 19, 29 erfolgen. FIG. 3 also illustrates that the control devices 15, 25 can output the output data via various systems, for example likewise to the common bus system. This can be done, for example, via CAN interfaces, Ethernet interfaces 18, 28 and / or Flexray interfaces 19, 29.
Alternativ zum in Figur 3 beispielhaft gezeigten Fall mit genau einem As an alternative to the case shown by way of example in FIG. 3 with exactly one
Verbindungsstecker 40 können auch mehrere Verbindungstecker, nämlich insbesondere pro Teil-Sensorsystem 10, 20 jeweils mindestens ein Connector 40 can also be several connector, namely in particular per sub-sensor system 10, 20 each at least one
Verbindungsstecker, bereitgestellt werden. Figur 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Betreiben eines Radarsensor-Systems gemäß einer weiteren Connector, be provided. FIG. 4 shows a schematic flowchart for explaining a method for operating a radar sensor system according to another
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System gemäß Figur 4 ist insbesondere zum Betreiben des Radarsensor-Systems 100 verwendbar. Somit kann das anhand von Figur 4 erläuterte Verfahren gemäß allen in Bezug auf das Radarsensor-System 100 im Voranstehenden erläuterten Modifikationen und Weiterbildungen angepasst werden und umgekehrt. Embodiment of the present invention. The system according to FIG. 4 can be used in particular for operating the radar sensor system 100. Thus, the method explained with reference to FIG. 4 can be adapted according to all the modifications and developments explained above in relation to the radar sensor system 100, and vice versa.
Jegliche Bezugnahme bei der nachfolgenden Beschreibung des Any reference in the following description of the
erfindungsgemäßen Verfahrens ist erläuternder Natur bedeutet nicht inventive method is illustrative nature does not mean
notwendigerweise, dass das Verfahren auf die Verwendung genau dieser Komponente eingeschränkt ist. Wann immer im Folgenden Bezugszeichen der vorangehenden Figuren 1 bis 3 erwähnt werden, soll ebenfalls verstanden werden, dass dies vornehmlich der Erläuterung dient und nicht bedeuten soll, dass das Verfahren auf die Verwendung genau dieser Elemente eingeschränkt ist. necessarily, that the method is restricted to the use of precisely this component. Whenever reference numerals of the preceding Figures 1 to 3 are mentioned below, it should also be understood that this is intended primarily to illustrate and not to imply that the method is limited to the use of precisely these elements.
In einem Schritt S10 werden vor einem ersten Teil-Sensorsystem 10 eines Radarsensor-Systems 100 Sensordaten empfangen, wobei das erste Teil- Sensorsystem 10 eine Antennenanordnung 13 mit mindestens einer In a step S10, sensor data is received in front of a first partial sensor system 10 of a radar sensor system 100, the first partial sensor system 10 having an antenna arrangement 13 with at least one
Empfangsantenne RX und mindestens einer Sendeantenne TX umfasst. Receiving antenna RX and at least one transmitting antenna TX includes.
In einem Schritt S20 wird von mindestens einen zweiten Teil-Sensorsystem 20 des Radarsensor-Systems 100 Sensordaten empfangen, wobei der zweite Teil- Sensorsystem 20 eigene zweite Antennenanordnung 23 mit mindestens einer Empfangsantenne RX und mindestens einer Sendeantenne TX umfasst. Das erste und das zweite Teil-Sensorsystem 10, 20 können, insbesondere was die Anordnung und Ausgestaltung der Antennenanordnungen 13, 23 betrifft, vorteilhaft so ausgebildet sein wie im Voranstehenden mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde. Die Schritte S10 und S20 können insbesondere zeitgleich erfolgen, ggfs, auch zeitgleich mit weiteren der erläuterten In a step S20, at least one second partial sensor system 20 of the radar sensor system 100 receives sensor data, the second partial sensor system 20 having its own second antenna arrangement 23 with at least one receiving antenna RX and at least one transmitting antenna TX. The first and the second partial sensor system 10, 20 can, in particular as regards the arrangement and configuration of the antenna arrangements 13, 23, advantageously be designed as described above with reference to FIGS. 1 to 3. The steps S10 and S20 can in particular be carried out at the same time, if necessary, also at the same time as further explained
Verfahrensschritte. Process steps.
In einem Schritt S30 wird den Teil-Sensorsystemen 10, 20 ein gemeinsames Taktsignal 71 bereitgestellt, beispielsweise wie im Voranstehenden mit Bezug auf den Taktgeber 60 beschrieben. Das Bereitstellen S30 des Taktsignals 71 erfolgt bevorzugt regelmäßig, kontinuierlich und/oder über einen längeren Zeitraum hinweg. In a step S30, the sub-sensor systems 10, 20 are provided with a common clock signal 71, for example as described above with reference to FIG the clock 60 described. The provision S30 of the clock signal 71 preferably takes place regularly, continuously and / or over a relatively long period of time.
In einem Schritt S40 wird zumindest eines der Teil-Sensorsysteme 10, 20 unabhängig von den anderen Teil-Sensorsystemen 10, 20 aus einem In a step S40, at least one of the sub-sensor systems 10, 20 is independent of the other sub-sensor systems 10, 20 of a
Normalbetrieb in einen Schweigebetrieb versetzt, insbesondere wie im Normal operation in a Schweigebetrieb added, in particular as in
Voranstehenden mit Bezug auf die Steuervorrichtung 50 beschrieben wurde. The foregoing has been described with respect to the control device 50.
In einem Schritt S50 werden die Sensordaten ausschließlich derjenigen Teil- Sensorsysteme 10, 20, welche sich in dem Normalbetrieb befinden, zum In a step S50, the sensor data are exclusive of those partial sensor systems 10, 20 which are in normal operation
Erzeugen von Ausgabedaten miteinander fusioniert, insbesondere wie im Voranstehenden mit Bezug auf die Datenfusionsvorrichtung 30 beschrieben wurde. Generation of output data fused together, in particular as described above with respect to the data fusion device 30.
In einem Schritt S60 werden die erzeugten Ausgabedaten ausgegeben, beispielsweise an einen Verbindungstecker 40 wie im Voranstehenden beschrieben wurde, beispielsweise an einen Verbindungstecker 40, welcher zur Verbindung mit einem Fahrzeug ausgebildet ist. Die erzeugten Ausgabedaten können auch auf andere Weise an ein Fahrzeug ausgegeben werden, etwa drahtlos. In a step S60, the generated output data is outputted, for example, to a connector plug 40 as described above, for example, to a connector plug 40 adapted to be connected to a vehicle. The generated output data may also be otherwise output to a vehicle, such as wirelessly.
Es soll verstanden werden, dass das genannte Verfahren nicht auf Radarsensor- Systeme mit genau zwei Teil-Sensorsystem in 10, 20 beschränkt ist sondern ebenso gut auf Radarsensor-Systeme 100 mit mehr als zwei Teil- Sensorsystemen 10, 20 angewendet werden kann, wie dies auch bereits im Voranstehenden ausführlich erläutert wurde. It should be understood that the foregoing method is not limited to radar sensor systems having exactly two sub-sensor systems in FIGS. 10, 20 but may equally well be applied to radar sensor systems 100 having more than two sub-sensor systems 10, 20 as well has already been explained in detail in the foregoing.
Bevorzugt umfasst das Verfahren auch einen Schritt S70, in welchem Preferably, the method also comprises a step S70, in which
mindestens ein Teil-Sensorsystem 10, 20, welches in den Schweigebetrieb versetzt wurde, wieder in den Normalbetrieb versetzt wird. Den Schritten S40 des Versetzens in den Schweigebetrieb und S70 des besetzten Sinne Normalbetrieb können jeweils Unter- Sch ritte zugehören, in welchen Sensordaten der Teil- Sensorsysteme 10, 20 ausgewertet werden und basierend auf den Sensordaten bestimmt wird, ob das jeweilige Teil-Sensorsystem 10, 20 in den Normalbetrieb zu versetzen ist, im Normalbetrieb weiterbetrieben werden soll, in den at least one partial sensor system 10, 20, which has been put into the silent mode, is returned to normal operation. The steps S40 of shifting into the silent mode and S70 of the occupied normal mode can each include sub-steps in which sensor data of the sub-sensor systems 10, 20 are evaluated and determined based on the sensor data, whether the respective sub-sensor system 10, 20 in normal operation is to be moved in normal operation, in the
Schweigebetrieb zu versetzen ist und/oder im Schweigebetrieb weiter betrieben werden soll. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Schweinsbetrieb is to be offset and / or continues to operate in the Schweigebetrieb. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

Claims

Ansprüche claims
1. Radarsensor-System (100), mit: 1. Radar sensor system (100), with:
mindestens einem ersten Teil-Sensorsystem (10) und einem zweiten Teil- Sensorsystem (20) jeweils zum Erzeugen von Sensordaten, wobei jedes Teil- Sensorsystem (10, 20) eine Antennenanordnung (13, 23) mit mindestens einer Empfangsantenne (RX) und mindestens einer Sendeantenne (TX) umfasst; einer Steuervorrichtung (50), durch welche jedes Teil-Sensorsysteme (10, 20) unabhängig aus einem Normalbetrieb in einen Schweigebetrieb versetzbar ist;; und at least a first sub-sensor system (10) and a second sub-sensor system (20) each for generating sensor data, each sub-sensor system (10, 20) having an antenna arrangement (13, 23) with at least one receiving antenna (RX) and at least a transmitting antenna (TX); a control device (50), by means of which each sub-sensor system (10, 20) is independently displaceable from a normal operation into a silent operation; and
einer Datenfusionsvorrichtung (30), welche dazu ausgelegt ist, die Sensordaten ausschließlich der Teil-Sensorsysteme (10, 20) in dem Normalbetrieb zum Erzeugen von Ausgabedaten miteinander zu fusionieren. a data fusion device (30) adapted to fuse together the sensor data excluding the partial sensor systems (10, 20) in normal operation to generate output data.
2. Radarsensor-System (100) nach Anspruch 1, 2. radar sensor system (100) according to claim 1,
wobei die Datenfusionsvorrichtung (30) dazu ausgelegt ist, die von den Teil- Sensorsystemen (10, 20) erzeugten Sensordaten auf einer rohdatennahen Ebene zu fusionieren. wherein the data fusion device (30) is adapted to fuse the sensor data generated by the sub-sensor systems (10, 20) at a raw-data-level.
3. Radarsensor-System (100) nach Anspruch 2, 3. radar sensor system (100) according to claim 2,
wobei die Datenfusionsvorrichtung dazu ausgelegt ist, die von den Teil- Sensorsystemen erzeugten Sensordaten auf einer Rohdatenebene oder auf einer Spektrenebene zu fusionieren. wherein the data fusion device is configured to fuse the sensor data generated by the sub-sensor systems at a raw data level or at a spectral level.
4. Radarsensor-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Radar sensor system (100) according to one of claims 1 to 3,
wobei die Steuervorrichtung als eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen ausgebildet ist und wobei jedem Teil-Sensorsystem mindestens eine der Steuereinrichtungen zum Versetzen des jeweiligen Teil-Sensorsystems in den Schweigebetrieb zugeordnet ist. wherein the control device is designed as a plurality of control devices and wherein each sub-sensor system is associated with at least one of the control means for offsetting the respective sub-sensor system in the Schweigebetrieb.
5. Radarsensor-System (100) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtungen als Microcontroller ausgebildet sind 5. radar sensor system (100) according to claim 4, wherein the control devices are designed as microcontrollers
6. Radarsensor-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. radar sensor system (100) according to one of claims 1 to 5,
wobei die Datenfusionsvorrichtung eine Datenschnittstelle zwischen mindestens zwei der Mehrzahl der Steuereinrichtungen umfasst. wherein the data fusion device comprises a data interface between at least two of the plurality of control devices.
7. Radarsensor-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. Radar sensor system (100) according to one of claims 1 to 6,
wobei die Steuervorrichtung eine zentrale Steuereinrichtung für mindestens zwei der Teil-Sensorsysteme umfasst oder aus einer zentralen Steuereinrichtung für alle Teil-Sensorsysteme besteht. wherein the control device comprises a central control device for at least two of the sub-sensor systems or consists of a central control device for all sub-sensor systems.
8. Radarsensor-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Radar sensor system (100) according to one of claims 1 to 7,
wobei die Antennenanordnungen von zumindest zwei Teil-Sensorsystemen zueinander punktsymmetrisch, achsensymmetrisch und/oder wherein the antenna arrangements of at least two partial sensor systems are point symmetrical with respect to each other, axisymmetric and / or
rotationssymmetrisch angeordnet sind. are arranged rotationally symmetrically.
9. Radarsensor-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Radar sensor system (100) according to one of claims 1 to 8,
wobei jedes Teil-Sensorsystem (10, 20) eine eigene unabhängige wherein each sub-sensor system (10, 20) has its own independent
Spannungsversorgungseinrichtung (16, 26) aufweist, welche über einen gemeinsamen Steckverbinder (40) des Radarsensor-Systems (100) mit elektrischer Energie speisbar ist. Voltage supply device (16, 26), which via a common connector (40) of the radar sensor system (100) can be fed with electrical energy.
10. Verfahren zum Betreiben eines Radarsensor-Systems (100), mit den Schritten: 10. A method of operating a radar sensor system (100), comprising the steps of:
Empfangen (S10) von Sensordaten eines ersten Teil-Sensorsystems (10) eines Radarsensor-Systems (100);  Receiving (S10) sensor data of a first sub-sensor system (10) of a radar sensor system (100);
Empfangen (S20) von Sensordaten eines zweiten Teil-Sensorsystems (20) des Radarsensor-Systems (100);  Receiving (S20) sensor data of a second sub-sensor system (20) of the radar sensor system (100);
Bereitstellen (S30) eines gemeinsamen Taktsignals (71) an die Teil- Sensorsysteme (10, 20);  Providing (S30) a common clock signal (71) to the sub-sensor systems (10, 20);
Versetzen (S40) zumindest eines der Teil-Sensorsysteme (10, 20) unabhängig von den anderen Teil-Sensorsystemen (10, 20) aus einem Normalbetrieb in einen Schweigebetrieb; Fusionieren (S50), unter Verwendung des gemeinsamen Taktsignals (71), der Sensordaten ausschließlich derjenigen Teil-Sensorsysteme (10, 20), welche sich in dem Normalbetrieb befinden, zum Erzeugen von Ausgabedaten; und Placing (S40) at least one of the sub-sensor systems (10, 20) independently of the other sub-sensor systems (10, 20) from normal operation into a silent operation; Fusing (S50), using the common clock signal (71), the sensor data excluding those sub-sensor systems (10, 20) which are in normal operation to generate output data; and
Ausgeben (S60) der erzeugten Ausgabedaten. Outputting (S60) the generated output data.
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