Title:
Verfahren zur Detektion eines Störeinflusses bei einem Radarsignal
Kind Code:
A1


Abstract:

Verfahren (100) zur Detektion eines Störeinflusses bei einem Radarsignal (10) bei einem Fahrzeug (1), mit den nachfolgenden Schritten:
Bereitstellen wenigstens eines Spektrums (20) aus dem Radarsignal (10), wobei das Spektrum (20) mindestens zweidimensional ausgeführt ist,
Auswerten des Spektrums (20), sodass wenigstens ein Merkmal aus dem Spektrum (20) ermittelt wird, wobei das Merkmal für eine Textur (21) im Spektrum (20) spezifisch ist,
Detektieren des Störeinflusses anhand des wenigstens einen ermittelten Merkmals. embedded image




Inventors:
Fei, Tai (59555, Lippstadt, DE)
Application Number:
DE102016123207A
Publication Date:
06/07/2018
Filing Date:
12/01/2016
Assignee:
HELLA GmbH & Co. KGaA, 59557 (DE)
International Classes:



Foreign References:
63808872002-04-30
200803095162008-12-18
Claims:
Verfahren (100) zur Detektion eines Störeinflusses bei einem Radarsignal (10) bei einem Fahrzeug (1), gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte:
- Bereitstellen wenigstens eines Spektrums (20) aus dem Radarsignal (10), wobei das Spektrum (20) mindestens zweidimensional ausgeführt ist,
- Auswerten des Spektrums (20), sodass wenigstens ein Merkmal aus dem Spektrum (20) ermittelt wird, wobei das Merkmal für eine Textur (21) im Spektrum (20) spezifisch ist,
- Detektieren des Störeinflusses anhand des wenigstens einen ermittelten Merkmals.

Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Störeinfluss ein Interferenz-Einfluss ist, welcher mit wenigstens einem Signal (6) wenigstens eines externen Radarsystems (5) korreliert ist.

Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Auswerten des Spektrums (20) eine wenigstens zweidimensionale periodische Struktur (22) im Spektrum (20) ausgewertet wird, wobei das wenigstens eine ermittelte Merkmal für wenigstens eine Eigenschaft der periodischen Struktur (22) spezifisch ist.

Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Auswerten des Spektrums (20) benachbarte Werte des Spektrums (20) in wenigstens zwei Dimensionen miteinander verglichen werden, insbesondere durch wenigstens eine mathematische Operation.

Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine ermittelte Merkmal durch den Vergleich von benachbarten Werten des Spektrums (20) in wenigstens zwei Dimensionen dadurch ermittelt wird, dass eine Grauwertübergangsmatrix bei dem Spektrum (20) ausgewertet wird.

Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektieren des Störeinflusses anhand einer Schwellenwertmethode erfolgt, wobei vorzugsweise hierzu wenigstens ein Wert, welcher für das wenigstens eine ermittelte Merkmal spezifisch ist, mit wenigstens einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird.

Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsignal (10) durch ein Radarsystem (200) mit wenigstens einem Radarsensor (220), insbesondere im Heck- und/oder Frontbereich des Fahrzeuges (1), ermittelt wird.

Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radarsignal (10) mit wenigstens einem Objekt (2) außerhalb des Fahrzeuges (1) korreliert ist, wobei wenigstens eine erste Dimension des Spektrums (20) für einen Abstand zum Objekt (2) und wenigstens eine zweite Dimension des Spektrums (20) für eine Relativgeschwindigkeit zum Objekt (2) spezifisch ist.

Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bereitstellen des wenigstens einen Spektrums (20) zumindest die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
- Aussenden eines Sendesignals (30) mit mehreren Frequenzrampen (31) innerhalb einer Zeitdauer (T1), wobei eine Sendefrequenz der Frequenzrampen (31) moduliert wird,
- Empfangen eines Empfangssignals (40), welches mit dem Sendesignal (30) korreliert ist, und insbesondere für einen Abstand zu einem Objekt (2) außerhalb des Fahrzeuges (1), an welchem das Sendesignal (30) zumindest teilweise reflektiert wird, spezifisch ist,
- Bestimmen wenigstens eines Basisbandsignals (11), welches mindestens zweidimensional ausgeführt ist, aus dem Empfangssignal (40), wobei vorzugsweise wenigstens eine erste Dimension des Basisbandsignals (11) mit einer Abtastung, insbesondere einer Abtastwertanzahl (M) der Abtastwerte pro Frequenzrampe (31), und wenigstens eine zweite Dimension des Basisbandsignals (11) mit einer Rampenanzahl (N) der Frequenzrampen (31) innerhalb der Zeitdauer (T1) korreliert ist,
- Transformieren des Basisbandsignals (11) in einen wenigstens zweidimensionalen Frequenzbereich, sodass das Spektrum (20) bestimmt wird, wobei vorzugsweise wenigstens eine erste Dimension des Spektrums (20) für den Abstand zum Objekt (2) und wenigstens eine zweite Dimension des Spektrums (20) für eine Relativgeschwindigkeit zum Objekt (2) spezifisch ist.

Radarsystem (200) mit
- wenigstens einem Radarsensor (220) zur Erfassung eines Radarsignals (10), und
- wenigstens einer Verarbeitungsvorrichtung (210), wobei die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.

Computerprogrammprodukt, welches dazu ausgeführt ist, bei Ablauf auf einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zumindest zur Detektion eines Störeinflusses bei einem Radarsignal bei einem Fahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Radarsystem sowie ein Computerprogrammprodukt.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass durch ein Radarsystem eines Fahrzeuges Objekte außerhalb des Fahrzeuges, bspw. weitere vorausfahrende Fahrzeuge, erfasst werden können. Anhand eines Radarsignals kann dabei ein Abstand und/oder eine Relativgeschwindigkeit zum Objekt bestimmt werden.

Wenn allerdings die weiteren Fahrzeuge ebenfalls ein Radarsystem aufweisen, welches ggf. in einem gleichen oder ähnlichen Frequenzbereich betrieben wird, können Störeinflüsse bei der Erfassung und/oder Auswertung des Radarsignals auftreten. Diese Störeinflüsse sind bspw. Interferenzen, welche durch die Überlagerungen des Radarsignals mit einem externen Radarsignal hervorgerufen werden können. Diese Störeinflüsse können zu einer erschwerten Erfassung der Objekte führen, wobei ggf. eine technisch aufwendige Kompensation von Fehldetektionen notwendig werden kann.

Herkömmliche Methoden zur Detektion der Störeinflüsse, welche ein Zeitsignal des Radarsignals auswerten, sind dabei oft komplex und ggf. aufwendig umsetzbar.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte und/oder vereinfachte und/oder zuverlässigere Detektion von Störeinflüssen zu ermöglichen.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Radarsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem sowie dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zumindest zur Detektion eines Störeinflusses, insbesondere zur Auswertung und/oder Reduzierung und/oder Kompensation des Störeinflusses, bei einem Radarsignal bei einem Fahrzeug.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest einer der nachfolgenden Schritte durchgeführt wird, wobei vorzugsweise die Schritte nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei bevorzugt einzelne Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:

  • - Bereitstellen wenigstens eines Spektrums aus dem Radarsignal, wobei vorzugsweise das Spektrum mindestens zweidimensional ausgeführt ist,
  • - Auswerten des Spektrums, sodass vorzugsweise wenigstens ein Merkmal aus dem Spektrum ermittelt wird, wobei bevorzugt das Merkmal für eine Textur im Spektrum spezifisch ist, und besonders bevorzugt anhand des Merkmals wenigstens eine Eigenschaft der Textur beschrieben und/oder ausgewertet wird,
  • - Detektieren, insbesondere Identifizieren, und/oder Auswerten und/oder Reduzieren und/oder Kompensieren des Störeinflusses anhand des wenigstens einen ermittelten Merkmals.

Mit anderen Worten kann durch die Auswertung des Spektrums anhand des Merkmals bzw. der Textur ein Störeinfluss zumindest detektiert werden. Dies hat den Vorteil, dass Störeinflüsse, welche die Auswertung des Radarsignals erschweren können, wesentlich zuverlässiger und/oder einfacher detektiert werden. Der Störeinfluss kann dabei bspw. eine Interferenz bei dem Radarsignal sein, welche eine Abstandserfassung zu Objekten anhand des Radarsignals verfälscht und/oder erschwert. Die zuverlässige Detektion ermöglicht es bspw., dass eine darauffolgende Auswertung des Radarsignals anhand der Detektion verbessert und/oder korrigiert werden kann. Bspw. kann dazu der detektierte Störeinfluss zumindest teilweise bei dem Radarsignal (bzw. aus dem Spektrum und/oder einem Basisbandsignal) herausgefiltert werden. Insbesondere erfolgt hierbei auf Grundlage der Detektion und/oder Auswertung eine Ansteuerung des Fahrzeuges, bspw. einer Abstandsautomatik, vorzugsweise eine Ansteuerung eines Bremssystems des Fahrzeuges. Entsprechend kann auch die Sicherheit bei dem Betrieb des Fahrzeuges durch das erfindungsgemäße Verfahren verbessert werden.

Es kann möglich sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren zumindest teilweise automatisiert und/oder durch eine Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere durch eine Datenverarbeitungsanlage und/oder durch einen Computer und/oder durch eine Elektronik, vorzugsweise durch wenigstens einen Mikroprozessor, ausgeführt wird. Insbesondere ist dabei die Verarbeitungsvorrichtung zumindest teilweise in dem Fahrzeug integriert und/oder Teil einer Fahrzeugelektronik. Bspw. ist die Verarbeitungsvorrichtung mit wenigstens einem Radarsensor verbunden, um ein Empfangssignal (als Radarsignal) zu erfassen. Dies ermöglicht eine zuverlässige und schnelle Verarbeitung eines Radarsignals zur Detektion des Störeinflusses.

Es kann ferner möglich sein, dass der Störeinfluss ein Interferenz-Einfluss ist, welcher mit wenigstens einem Signal wenigstens eines externen Radarsystems korreliert ist. Mit anderen Worten kann das Signal des externen Radarsystems mit dem ausgesendeten Radarsignal (insbesondere Sendesignal) und/oder empfangenen Radarsignal (insbesondere Empfangssignal) des (internen) Radarsystems interferieren, sodass der Störeinfluss entsteht. Vorzugsweise wird das Radarsignal durch das interne Radarsystem des Fahrzeuges erfasst, wobei der Störeinfluss das erfasste Radarsignal beeinflusst. Insbesondere ist das wenigstens eine externe Radarsystem an wenigstens einem weiteren Fahrzeug angeordnet, welches sich in der Nähe zum Fahrzeug mit dem (internen) Radarsystem befindet, das das Radarsignal erfasst (im Folgenden als erfassendes Fahrzeug bezeichnet). Bspw. kann sich wenigstens eines der weiteren Fahrzeuge (in Fahrzeugrichtung) vor oder hinter dem erfassenden Fahrzeug befinden, sodass unterschiedliche Radarsignale vom Störeinfluss betroffen sein können. Bspw. kann ein Radarsignal betroffen sein, welches zur Überwachung des vorderen Außenbereiches des Fahrzeuges dient (z. B. von vorausfahrenden weiteren Fahrzeugen), und/oder ein weiteres Radarsignal betroffen sein, welches zur Überwachung eines rückwärtigen, insbesondere hinteren Außenbereichs des Fahrzeuges (z. B. von hinter dem Fahrzeug befindlichen weiteren Fahrzeugen) dient. Durch die Detektion des Störeinflusses kann somit eine zuverlässige Detektion von Objekten, insbesondere weiteren Fahrzeugen, in einigen oder sämtlichen Fahrzeugrichtungen in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung erfolgen.

Das Radarsystem kann bspw. als ein 24 GHz-Radarsystem oder als ein 77 GHz-Radarsystem ausgeführt sein. Das Fahrzeug kann bspw. als ein Kraftfahrzeug, insbesondere als Personenkraftfahrzeug und/oder Elektrofahrzeug und/oder selbstfahrendes (autonomes) Fahrzeug, ausgeführt sein.

Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass bei dem Auswerten des Spektrums eine wenigstens zweidimensionale periodische Struktur im Spektrum ausgewertet wird, wobei das wenigstens eine ermittelte Merkmal für wenigstens eine Eigenschaft der periodischen Struktur spezifisch ist. Insbesondere umfasst dabei die periodische Struktur eine periodische Wiederholung eines Musters im Spektrum. Bspw. ist es möglich, dass zur Detektion des Störeinflusses bestimmte Eigenschaften dieser Struktur identifiziert werden, bspw. durch eine Mustererkennung oder dergleichen. Die zu identifizierenden Eigenschaften können dabei bspw. durch eine Vorgabe, insbesondere einer digitalen Vorgabe, vorbestimmt sein, und zur Detektion herangezogen werden. Somit kann insbesondere eine Analyse des Spektrums erfolgen, um ein Analyseergebnis zu bestimmen, welches indiziert, ob das Muster im Spektrum vorhanden ist oder nicht vorhanden ist. Da ggf. keine eindeutige Aussage anhand der Identifizierung der Eigenschaften möglich ist, kann es vorgesehen sein, dass zur Beurteilung ein Schwellenwert bei der Analyse ausgewertet wird und/oder das Analyseergebnis eine relative Aussage umfasst. Bspw. umfasst die relative Aussage eine prozentuale Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Muster vorhanden ist, sodass ggf. anhand eines Vergleichs dieser Aussage mit dem Schwellenwert eine Entscheidung für ein Ergebnis der Detektion getroffen werden kann.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn bei dem Auswerten des Spektrums benachbarte Werte des Spektrums in wenigstens zwei Dimensionen miteinander verglichen werden, insbesondere durch wenigstens eine mathematische Operation. Eine solche Operation umfasst bspw. eine Summenbildung und/oder eine Division oder dergleichen. Insbesondere kann durch den Vergleich ein Auswertungsergebnis und/oder das Merkmal bestimmt werden, welches für eine zweidimensionale Eigenschaft und/oder für eine Charakterisierung der Textur spezifisch ist. Somit kann die Detektion sehr zuverlässig erfolgen.

In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine ermittelte Merkmal durch den Vergleich von benachbarten Werten des Spektrums in wenigstens zwei Dimensionen dadurch ermittelt wird, dass eine Grauwertübergangsmatrix bei dem Spektrum ausgewertet wird. Somit ist eine besonders zuverlässige Detektion möglich.

Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Detektieren des Störeinflusses anhand einer Schwellenwertmethode erfolgt, wobei vorzugsweise hierzu wenigstens ein Wert, welcher für das wenigstens eine ermittelte Merkmal spezifisch ist, mit wenigstens einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird. Die Schwellenwerte können dabei bspw. empirisch ermittelt und/oder persistent gespeichert sein, um für den Vergleich abrufbar zu sein. Anhand des Vergleich kann bspw. der Störeinfluss positiv detektiert werden. So kann bspw. dann, wenn der Wert den Schwellenwert übersteigt (bzw. der Wert größer als der Schwellenwert ist), eine positive Detektion des Störeinflusses erfolgen (d. h., der Störeinfluss wird als vorhanden detektiert). Weiter kann bspw. dann, wenn der Wert den Schwellenwert nicht übersteigt (bzw. der Wert kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist), eine negative Detektion des Störeinflusses erfolgen (d. h. der Störeinfluss wird nicht positiv detektiert bzw. als nicht vorhanden detektiert). Auch kann es möglich sein, dass unterschiedliche Schwellenwerte für unterschiedliche Merkmale vorgegeben und verglichen werden. Alternativ oder zusätzlich kann es möglich sein, dass ein Klassifikator angewendet wird, um den Störeinfluss zu detektieren. Insbesondere kann als Klassifikator eine Supported Vector Machine oder dergleichen eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige und schnelle Detektion des Störeinflusses, insbesondere zur Entdeckung einer Interferenz bei dem Radarsignal.

Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Radarsignal durch wenigstens ein Radarsystem mit wenigstens einem Radarsensor, insbesondere im Heck- und/oder Frontbereich des Fahrzeuges, ermittelt wird. Bspw. kann hierzu ein Bereich vor dem Fahrzeug und/oder hinter dem Fahrzeug und/oder seitlich des Fahrzeuges durch das Radarsystem überwacht werden, indem bspw. das Radarsignal (bspw. das Sendesignal) in eine vordere oder hintere oder seitliche Richtung des Fahrzeuges ausgestrahlt wird. Dies ermöglicht einen besonders sicheren Betrieb des Fahrzeuges.

Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Radarsignal mit wenigstens einem Objekt außerhalb des Fahrzeuges korreliert ist, wobei vorzugsweise wenigstens eine erste Dimension des Spektrums für einen Abstand zum Objekt und wenigstens eine zweite Dimension des Spektrums für eine Relativgeschwindigkeit zum Objekt spezifisch ist. Bspw. kann aus dem bzw. anhand des Radarsignals ein Basisbandsignal ermittelt werden, welches ein Zeitsignal für das Radarsignal darstellt. Weiter kann aus dem Basisbandsignal das Spektrum ermittelt werden, welches bspw. zweidimensional berechnet wird, und dann auch als Abstands-Geschwindigkeits-Bild bezeichnet wird. Dieses ermöglicht eine einfache und zuverlässige Detektion von Objekten im Außenbereich des Fahrzeuges.

Es kann ferner möglich sein, dass zum Bereitstellen des wenigstens einen Spektrums wenigstens einer der nachfolgenden Schritte durchgeführt wird, wobei vorzugsweise die Schritte nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden:

  • - Aussenden eines Sendesignals mit mehreren (insbesondere N) Frequenzrampen innerhalb einer Zeitdauer, wobei vorzugsweise eine Sendefrequenz der Frequenzrampen moduliert wird,
  • - Empfangen eines Empfangssignals, welches mit dem Sendesignal korreliert ist, und insbesondere für einen Abstand zu einem Objekt außerhalb des Fahrzeuges, an welchem das Sendesignal zumindest teilweise reflektiert wird, spezifisch ist,
  • - Bestimmen wenigstens eines Basisbandsignals, welches mindestens zweidimensional ausgeführt ist, aus dem Empfangssignal, wobei vorzugsweise wenigstens eine erste Dimension des Basisbandsignals mit einer Abtastung, insbesondere einer Abtastwertanzahl der Abtastwerte pro Frequenzrampe, und wenigstens eine zweite Dimension des Basisbandsignals mit einer Rampenanzahl der Frequenzrampen innerhalb der Zeitdauer korreliert ist,
  • - Transformieren des Basisbandsignals in einen wenigstens zweidimensionalen Frequenzbereich, sodass das Spektrum bestimmt wird, wobei vorzugsweise wenigstens eine erste Dimension des Spektrums für den Abstand zum Objekt und wenigstens eine zweite Dimension des Spektrums für eine Relativgeschwindigkeit zum Objekt spezifisch ist.

Dies hat den Vorteil, dass zuverlässig eine Erfassung von Objekten, insbesondere eines weiteren Fahrzeuges, in der Umgebung des Fahrzeuges möglich ist. Insbesondere ist hierbei das Sendesignal das Primärsignal des Radarsystems und/oder das Empfangssignal das vom Objekt zumindest teilweise reflektierte Sekundärsignal des Radarsystems.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Radarsystem mit

  • - wenigstens einem Radarsensor zum Aussenden und/oder zur Erfassung eines Radarsignals, und
  • - wenigstens einer (insbesondere elektronischen) Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere einem Computer oder einem Mikroprozessor.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße Radarsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das Computerprogrammprodukt dazu ausgeführt ist, bei Ablauf auf einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.

Bspw. ist das Computerprogrammprodukt als ein computerlesbares Medium wie eine DVD oder als eine Firmware oder dergleichen ausgebildet, und umfasst insbesondere ein Computerprogramm.

Die elektronische Datenverarbeitungsanlage ist bspw. die Verarbeitungsvorrichtung, und umfasst vorzugsweise einen Prozessor oder eine Elektronik oder dergleichen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

  • 1 eine Darstellung von Teilen eines erfindungsgemäßen Radarsystems,
  • 2 eine Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 eine Darstellung eines Sendesignals,
  • 4 eine weitere Darstellung von Teilen eines erfindungsgemäßen Radarsystems,
  • 5 eine weitere Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 6 eine Darstellung eines Basisbandsignals und eines Spektrums ohne Störeinfluss,
  • 7 eine Darstellung eines Basisbandsignals und eines Spektrums mit Störeinfluss.

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Radarsystem 200 an einem Fahrzeug 1 gezeigt. Beispielhaft ist das Radarsystem 200 in einem Heckbereich und in einem Frontbereich des Fahrzeuges 1 vorgesehen. Alternativ ist es auch denkbar, dass andere oder weitere Positionen des Fahrzeuges 1 das Radarsystem 200 aufweisen. Das Radarsystem 200 nutzt dabei ein Radarsignal 10, um Objekte 2 in der Umgebung des Fahrzeuges 1 zu erfassen, d. h. bspw. einen Abstand und/oder eine Relativgeschwindigkeit zu den Objekten 2 zu bestimmen. Das Fahrzeug 1 mit dem erfindungsgemäßen Radarsystem 200 wird im Folgenden auch erfassendes Fahrzeug genannt.

Dabei kann es möglich sein, dass die Objekte 2 zumindest teilweise als weitere Fahrzeuge 1 mit jeweils wenigstens einem externen Radarsystem 5 ausgeführt sind. Das externe Radarsystem 5 nutzt wiederum ein externes Radarsignal 6, welches ggf. mit dem (internen) Radarsignal 10 des (erfassenden) Fahrzeuges 1 interferiert. Auf diese Weise kann es zu Störeinflüssen auf das Radarsignal 10 kommen.

In 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 visualisiert. Dabei erfolgt gemäß einem ersten Verfahrensschritt 101 ein Bereitstellen wenigstens eines Spektrums 20 aus dem Radarsignal 10, wobei das Spektrum 20 mindestens zweidimensional ausgeführt ist. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird das Spektrum 20 ausgewertet, sodass wenigstens ein Merkmal aus dem Spektrum 20 ermittelt wird, wobei das Merkmal für eine Textur 21 im Spektrum 20 spezifisch ist. Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 103 erfolgt ein Detektieren des Störeinflusses anhand des wenigstens einen ermittelten Merkmals.

3 zeigt schematisch ein Sendesignal 30, welches bspw. durch ein erfindungsgemäßes Radarsystem 200 ausgesendet werden kann. Als Sendeschema für das Sendesignal 30 werden schnell aufeinanderfolgende Rampen genutzt. Hierbei werden innerhalb eines Zyklus der (ersten) Zeitdauer T1 genau N Frequenzrampen 31 der Dauer T1/N hintereinander ausgesendet. (N entspricht dabei der Rampenanzahl, f entspricht in 3 der Frequenz.) Die aktuelle Sendefrequenz der Frequenzrampen 31 wird dabei innerhalb der Sendebandbreite B linear verändert (lineare Frequenzmodulation). Die Verarbeitung der gleichzeitig in der (ersten) Zeitdauer T1 empfangenen Daten erfolgt anschließend in der Zeitspanne T2 - T1 (T2 entspricht einer zweiten Zeitdauer), sodass der gesamte Messzyklus einer (zweiten) Zeitdauer T2 entspricht. Die Verarbeitung ist in 3 durch einen horizontalen Doppelpfeil gekennzeichnet.

In 4 sind schematisch Teile eines erfindungsgemäßen Radarsystems 200 gezeigt, insbesondere ein Radarsensor 220. Der Radarsensor 220 kann dabei wenigstens eine Sendeantenne 222 und wenigstens eine oder wenigstens zwei oder wenigstens drei Empfangsantennen 221 aufweisen. Des Weiteren ist eine Verarbeitungsvorrichtung 210 schematisch gezeigt, welche elektrisch oder elektronisch mit den Antennen verbunden ist. Bspw. kann es vorgesehen sein, dass die Empfangsantennen 221 äquidistant angeordnet sind. Vorzugsweise arbeiten die Sendeantennen 222 gemäß einem Zeitmultiplex-Verfahren (d. h. insbesondere durch abwechselndes, zeitversetztes Senden des gleichen Signals).

Insbesondere wird somit durch die wenigstens eine Sendeantenne 222 ein Sendesignal 30 ausgesandt, welches an wenigstens einem Objekt 2 zumindest teilweise reflektiert werden kann. Das reflektierte Sendesignal 30 wird dann durch die wenigstens eine Empfangsantenne 221 als Empfangssignal 40 empfangen. Anschließend kann es vorgesehen sein, dass das Empfangssignal 40 mit dem Sendesignal 30 in ein Basisband herunter gemischt und abgetastet wird. Das Empfangssignal 40 kann somit digital in der Form einer zweidimensionalen M x N Matrix, insbesondere als Basisbandsignal 11, abgespeichert werden, wie in 5 veranschaulicht ist. M entspricht dabei der Abtastwertanzahl (M Abtastwerte pro Rampe) und N der Rampenanzahl. Anschließend kann eine Transformation des derart gespeicherten zweidimensionalen Basisbandsignals 11 in einen wenigstens zweidimensionalen Frequenzbereich erfolgen. Hieraus resultiert das zweidimensionale Spektrum 20. Dies ist ebenfalls in 5 schematisch visualisiert.

Insbesondere stellt dabei das resultierende Signal bzw. das Spektrum 20 eine Überlagerung von Reflektionen von relevanten Zielen und ggf. unerwünschten Signalen dar, welche bspw. in der Radartechnik auch als Clutter bezeichnet werden. Ein derartiges Spektrum 20 ist in 6 schematisch gezeigt. Dieses Spektrum 20 weist allerdings nicht den Störeinfluss auf, welcher insbesondere durch Interferenzen erzeugt wird.

Insbesondere ergibt sich für ein relevantes Ziel (ein Objekt 2, an welchem das Radarsignal reflektiert wird) ein Signal, insbesondere Spektrum 20, bestehend aus zwei Basisfrequenzen. Bspw. umfasst das Spektrum 20 zwei Dimensionen, wobei eine erste Dimension gemäß einer ersten Frequenz (überwiegend oder ausschließlich) abhängig ist von dem Abstand zu einem Objekt 2 und eine zweite Dimension gemäß einer zweiten Frequenz (überwiegend oder ausschließlich) abhängig ist von der Relativgeschwindigkeit zum Objekt 2. Insbesondere kann außerdem mittels Differenzphasen zwischen den Empfangsantennen 221 an der Stelle des auszuwertenden Frequenz-Tupels die Laufzeitdifferenz des reflektierten Signals und somit der Azimutwinkel bestimmt.

7 zeigt ein durch einen Störeinfluss gestörtes Basisbandsignal 11 sowie das entsprechende Spektrum 20. Insbesondere ist dabei die Textur 21 spezifisch für, d. h. indiziert, den Störeinfluss, insbesondere eine Interferenz mit einem externen Radarsignal 6 eines externen Radarsystems 5. Die Textur 21 ist dabei in 7 als schräge Struktur 22 mit einer gestrichelten Linie verdeutlicht. Der Störeinfluss im Basisbandsignal 11 ist ebenfalls mit einer gestrichelten Linie verdeutlicht. Um diese Textur 21 zuverlässig zu erfassen, kann bspw. wenigstens ein Merkmal ermittelt werden, durch welches die Textur beschrieben werden kann. Bspw. können hierzu Merkmale verwendet werden, welche durch eine Grauwertübergangsmatrix P (engl. gray level co-occurrence matrix) hergeleitet werden. Das Ziel ist hierbei, die Grauwertverhältnisse in der näheren Umgebung der jeweiligen Pixel bzw. Werte (des Spektrums 20) zu beschreiben. Bei einer solchen Auswertung ergeben sich Unterschiede der Auswertungsergebnisse für Spektren 20 mit Interferenz (bzw. ohne Störeinfluss) und Spektren 20 ohne Interferenz (bzw. ohne Störeinfluss).

Die Auswertung kann bspw. durch wenigstens eine der nachfolgenden Auswertungsmethoden durchgeführt werden, um so ein Auswertungsergebnis und/oder wenigstens ein Merkmal zu ermitteln:

  • - Bestimmen einer normalisierten Grauwertübergangsmatrix p, bspw. durch Anwendung der nachstehenden Formel (Ng ist die Anzahl von Grauwerten): p(i,j)=P(i,j)i=1Ngj=1NgP(i,j),embedded image
  • - Bestimmen von einem Angular Second Moment f1 f1=j=1Ngi=1Ngp(i,j)2.embedded image
  • - Bestimmen einer Korrelation f2 f2=j=1Ngi=1Ng(ij)p(i,j)μxμyσxσy,embedded image(wobei µx µy σx und σy die Mittelwerte und die Standardabweichungen von px(i)=j=1Ngp(i,j) und py(j)=i=1Ngp(i,j)embedded imagesind):
  • - Bestimmen einer Entropie f3: f3=i=1Ngj=1Ngp(i,j)log2p(i,j).embedded image

Vorzugsweise kann dann das Auswertungsergebnis (bspw. f1, f2 und/oder f3) durch eine Schwellenwertmethode ausgewertet werden. Die ermittelten Werte (bei dem Auswertungsergebnis) für ein Spektrum 20 bzw. ein Radarsignal 10 mit Störeinfluss unterscheiden sich dabei deutlich von den Werten für ein Spektrum 20 bzw. ein Radarsignal 10 ohne Störeinfluss. Die Schwellenwerte für die Schwellenwertmethoden können dabei spezifisch und/oder empirisch für die jeweiligen Auswertungsmethoden definiert sein.

Um Ausreißer bei der Schwellenwertmethode zu vermeiden, kann ggf. alternativ oder zusätzlich zur Schwellenwertmethode ein Klassifikator verwendet werden und/oder es können Merkmale kombiniert werden. So kann bspw. durch Klassifikatoren, z.B. durch Nutzung einer Supported Vector Machine, eine Grenzfläche in einem hochdimensionalen Raum gefunden werden. Damit kann durch die Bestimmung der relativen Lage von einem Punkt in dem Raum, der für das Radarsignal 10 spezifisch ist, zur Grenzfläche ein Störeinfluss detektiert werden.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1
Fahrzeug
2
Objekt
5
externes Radarsystem
6
externes Radarsignal
10
Radarsignal
11
Basisbandsignal
20
Spektrum
21
Textur
22
Struktur
30
Sendesignal
31
Frequenzrampe
40
Empfangssignal
100
Verfahren
101
erster Verfahrensschritt
102
zweiter Verfahrensschritt
103
dritter Verfahrensschritt
200
Radarsystem
210
Verarbeitungsvorrichtung
220
Radarsensor
221
Empfangsantenne
222
Sendeantenne
B
Sendebandbreite
M
Abtastwertanzahl
N
Rampenanzahl
T1
Zeitdauer
T2
Zeitdauer