Title:
Radaranlage, Verfahren zum Betreiben einer Radaranlage und Fahrzeug mit einer Radaranlage
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaranlage (10) und insbesondere eine mobile Radaranlage für ein Fahrzeug (1), Kraftfahrzeug oder dergleichen, mit: einer Sendeempfangsanordnung (18), welche einen Sendeempfangsbereich (19) definiert und zum Aussenden und/oder Empfangen von Radarsignalen ausgebildet ist, und mit einer Lagesensoreinheit (20), welche orts- und drehfest zum Sendeempfangsbereich (19) angeordnet und zur Erzeugung und Bereitstellung eines oder mehrerer für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) repräsentativer Signale ausgebildet ist.





Inventors:
Pontes, Juan (70372, Stuttgart, DE)
Application Number:
DE102016207213A
Publication Date:
11/02/2017
Filing Date:
04/28/2016
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
G01S7/40; G01S13/86
Domestic Patent References:
DE102013208735A1N/A2014-11-13
DE102010037161A1N/A2011-09-15
DE102010051493A1N/A2011-07-07
DE102007043909A1N/A2009-03-26
DE19934197A1N/A2001-01-25
Claims:
1. Radaranlage (10) und insbesondere mobile Radaranlage für ein Fahrzeug (1), Kraftfahrzeug oder dergleichen,
mit:
– einer Sendeempfangsanordnung (18), welche einen Sendeempfangsbereich (19) definiert und zum Aussenden und/oder Empfangen von Radarsignalen ausgebildet ist, und
– einer Lagesensoreinheit (20), welche orts- und drehfest zum Sendeempfangsbereich (19) angeordnet und zur Erzeugung und Bereitstellung eines oder mehrerer für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) repräsentativer Signale ausgebildet ist.

2. Radaranlage (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Lagesensoreinheit (20) einen oder mehrere Sensoren (21) aufweist, insbesondere aus der Gruppe, die gebildet wird von Positionssensoren, Lagesensoren, Orientierungssensoren, Inertialsensoren, Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren.

3. Radaranlage (10) nach Anspruch 1 oder 2,
bei welcher der Sendeempfangsbereich (19)
– im Wesentlichen ein Teil einer Ebene ist, insbesondere einer Abstrahlebene und/oder einer Empfangsebene, und/oder
– gebildet wird von einem Träger (11), insbesondere nach Art einer Platine oder dergleichen, zum Haltern der Sendeempfangsanordnung (18) oder eines Teils davon und/oder in orts- und drehfester Relation zu einem Träger (11), jeweils vorzugsweise zu einer Oberfläche (11-1) eines Trägers (11).

4. Radaranlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche eine Steuereinheit (30) zur Steuerung des Betriebs der Radaranlage (10) aufweist.

5. Radaranlage (10) nach Anspruch 4, bei welcher die Steuereinheit (30) zum Empfang von Signalen der Lagesensoreinheit (20) und/oder zu deren Bewertung ausgebildet ist, insbesondere zu einem Vergleich einer tatsächlichen Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung zu (18) zu einer Solllage, -position und/oder -orientierung.

6. Radaranlage (10) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Steuereinheit (30) ausgebildet ist, eine Anpassung der Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) zu bewirken und/oder zu veranlassen, insbesondere auf der Grundlage des Vergleichs.

7. Radaranlage (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welcher die Steuereinheit (30) ausgebildet ist, eine Anpassung der Sendecharakteristik und/oder der Empfangscharakteristik zu bewirken und/oder zu veranlassen, insbesondere durch Steuerung von einem oder von mehreren Empfangselementen (14) einer Empfangsanordnung (12) und/oder von einem oder mehreren Sendeelementen (15) einer Sendeanordnung (13) der Sendeempfangsanordnung (18) und/oder zur Anpassung der Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18).

8. Radaranlage (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, welche eine Ausrichteinheit (40) aufweist, welche zur Ausrichtung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) in Bezug auf dessen Lage, Position und/oder Orientierung ausgebildet ist und dazu insbesondere durch die Steuereinheit (30) steuerbar ist und/oder eine Bewegungseinrichtung (23) zum gesteuerten Bewegen des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) aufweist.

9. Radaranlage (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, welche – insbesondere über die Steuereinheit (30) – ausgebildet ist:
– zu einer Justage oder Nachjustage eines des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) und insbesondere eines Empfangs- und/oder Sendediagramms,
– zu einer Zielplausibilisierung, insbesondere basierend auf einem Vergleich einer mittleren Lage, Position und/oder Orientierung zu einer aktuellen Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18),
– zum Ausschließen von Montagefehlern, insbesondere durch Ausführen einer initialen Ausrichtung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) nach Abschluss einer Montage der Radaranlage (10), und/oder
– zur Identifikation von Fehllagen des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18),
insbesondere jeweils in Ruhe und/oder in Betrieb oder bei Bewegung der Radaranlage (10) in einem montierten Zustand und/oder unter Einbeziehung externer Einrichtungen und Daten.

10. Verfahren zum Betreiben einer Radaranlage (10) und insbesondere einer mobilen Radaranlage für ein Fahrzeug (1), Kraftfahrzeug oder dergleichen,
– wobei die Radaranlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist und
– wobei – insbesondere mittels einer Lagesensoreinheit (20), welche orts- und drehfest zum Sendeempfangsbereich (19) einer Sendeempfangsanordnung (18) angeordnet ist – vor, während und/oder nach einem Aussenden und/oder Empfangen von Radarsignalen ein oder mehrere für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) repräsentative Signale erzeugt, bereitgestellt und für den Betrieb verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem auf der Grundlage der für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) repräsentativen Signale die Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs (19) der Sendeempfangsanordnung (18) überwacht und/oder angepasst wird.

12. Fahrzeug (1) und insbesondere Kraftfahrzeug oder dergleichen, welches eine Radaranlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.

Description:
Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaranlage, ein Verfahren zum Betreiben einer Radaranlage und ein Fahrzeug mit einer Radaranlage. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine mobile Radaranlage für ein Fahrzeug, ein Kraftfahrzeug oder dergleichen, ein Verfahren zum Betreiben einer mobilen Radaranlage für ein oder an einem Fahrzeug, Kraftfahrzeug oder dergleichen sowie ein Fahrzeug und insbesondere ein Kraftfahrzeug oder dergleichen, welches mit einer mobilen Radaranlage ausgerüstet ist.

Bei vielen mobilen Anwendungen, insbesondere im Bereich der Fahrzeugtechnik, vorzugsweise im Bereich von Kraftfahrzeugen und Pkws, werden z.B. im Zusammenhang mit Fahrassistenzsystemen vermehrt radarbasierte Systeme eingesetzt, um den Benutzer oder Führer eines Fahrzeuges bei seiner Tätigkeit zu unterstützen und um steigenden Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden.

Problematisch bei herkömmlichen mobilen Radaranlagen und insbesondere bei deren Radarsensoren ist die Abhängigkeit deren Leistungsvermögens von der korrekten Ausrichtung der Anlage in Bezug auf ein gewünschtes Sichtfeld. Herkömmlicherweise müssen Fehler in der Ausrichtung in einem Trial-and-Error-Verfahren elektronisch oder manuell korrigiert werden. Dies ist insbesondere bei Fehlern nach einer Endmontage an einem Fahrzeug mit einem entsprechenden personellen und zeitlichen Mehraufwand verbunden und steigert somit die Kosten bei Herstellung und Wartung entsprechender Einrichtungen.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Radaranlage mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auf Grund der Bereitstellung von Signalen, die charakteristisch sind für eine Position, Lage und/oder Orientierung eines Sendeempfangsbereichs der Radaranlage, eine Fehljustage automatisch erkannt, bewertet und korrigiert werden kann. Dies wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 dadurch erreicht, dass ein Radaranlage und insbesondere eine mobile Radaranlage für ein Fahrzeug, ein Kraftfahrzeug oder dergleichen geschaffen werden, mit einer Sendeempfangsanordnung, welche einen Sendeempfangsbereich definiert und welche zum Aussenden und/oder Empfangen von Radarsignalen ausgebildet ist, und mit einer Lagesensoreinheit, welche orts- und drehfest zum Sendeempfangsbereich angeordnet und zur Erzeugung und Bereitstellung eines oder mehrerer für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung repräsentativer Signale ausgebildet ist. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Lagesensoreinheit ist eine direkte Kontrolle über die erzeugten Signale, die für eine Position, Lage und/oder Orientierung eines Sendeempfangsbereichs der zu Grunde liegenden Sendeempfangsanordnung charakteristisch sind, möglich. Ein derartiges Vorgehen kann auch on-board erfolgen, so dass z B. auch zeitaufwendige Werkstatttermine zur Wartung oder dergleichen obsolet werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Möglichkeit zur zweidimensionalen Korrektur der Position, Lage und/oder Orientierung einer Radaranlage und insbesondere des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung einer Radaranlage.

Um die Detektion der für die Position, Lage und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung besonders zuverlässig zu gestalten, weist die Lagesensoreinheit einen oder mehrere Sensoren auf, insbesondere aus der Gruppe, die gebildet wird von Positionssensoren, Lagesensoren, Orientierungssensoren, Inertialsensoren, Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren.

Die Geometrie der Radaranlage und somit die Überwachung der Radaranlage hinsichtlich Position, Lage und/oder Orientierung lassen sich besonders einfach gestalten, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Radaranlage der Sendeempfangsbereich im Wesentlichen ein Teil einer Ebene ist, insbesondere einer Abstrahlebene und/oder einer Empfangsebene, und/oder gebildet wird von einem Träger, insbesondere nach Art einer Platine oder dergleichen, zum Haltern der Sendeempfangsanordnung oder eines Teils davon und/oder in orts- und drehfester Relation zu einem Träger, jeweils vorzugsweise zu einer Oberfläche eines Trägers.

Obwohl grundsätzlich zunächst die Bereitstellung der für die Position, Lage und/oder Orientierung charakteristischen Signale im Fokus steht, ist es von besonderem Vorteil, wenn diese Signale im Zusammenhang mit einer vorzusehenden Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs der Radaranlage gesehen werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Radaranlage ist die Steuereinheit zum Empfang von Signalen der Lagesensoreinheit und/oder zu deren Bewertung ausgebildet. Die Steuereinheit ist insbesondere zu einem Vergleich einer tatsächlichen Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung zu einer Solllage, -position und/oder -orientierung ausgebildet.

Die Solllage, Sollposition und/oder Sollorientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung der Radaranlage kann von verschiedenen Faktoren abhängig sein und/oder als Datensatz innerhalb der Steuereinheit vorliegen und ggf. in variabler Art und Weise angepasst werden. Die Solldaten können sich z.B. auf einen Beladungszustand, auf einen Bewegungszustand und/oder auf Fahrerpräferenzen beziehen und auch von einer jeweiligen Benutzungs- oder Fahrsituation abhängig sein oder gemacht werden.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Steuereinheit ausgebildet ist, eine Anpassung der Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung zu bewirken und/oder zu veranlassen, insbesondere auf der Grundlage des Vergleichs.

Die Anpassung von Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung der Radaranlage kann auf vielfältige Weise erfolgen.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Radaranlage ist die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Anpassung der Sendecharakteristik und/oder der Empfangscharakteristik zu bewirken und/oder zu veranlassen, insbesondere durch Steuerung von einem oder von mehreren Empfangselementen einer Empfangsanordnung und/oder von einem oder mehreren Sendeelementen einer Sendeanordnung der Sendeempfangsanordnung und/oder zur Anpassung der Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung.

Alternativ oder zusätzlich zu dem eben beschriebenen Vorgehen ist es denkbar, dass die erfindungsgemäße Radaranlage eine Ausrichteinheit aufweist, welche zur Ausrichtung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung in Bezug auf dessen Lage, Position und/oder Orientierung ausgebildet ist und dazu insbesondere durch die Steuereinheit steuerbar ist und/oder eine Bewegungseinrichtung zum gesteuerten Bewegen des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung aufweist.

Mit der erfindungsgemäßen Radaranlage sind verschiedene Szenarien beim Anpassen von Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung denkbar.

So ist es gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Radaranlage vorgesehen, dass diese – insbesondere über eine vorgesehene Steuereinheit – in der Lage ist, einen oder mehrere der folgenden Prozesse hinsichtlich der Anpassung von Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung zu bewirken oder zu veranlassen:

  • – Eine Justage oder Nachjustage eines des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung und insbesondere eines Empfangs- und/oder Sendediagramms.
  • – Eine Zielplausibilisierung, insbesondere basierend auf einem Vergleich einer mittleren Lage, Position und/oder Orientierung zu einer aktuellen Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung.
  • – Ein Ausschließen von Montagefehlern, insbesondere durch Ausführen einer initialen Ausrichtung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung nach Abschluss einer Montage der Radaranlage.
  • – Eine Identifikation von Fehllagen des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung.

Diese und weitere Prozesse können jeweils in Ruhe und/oder im Betrieb oder bei Bewegung der Radaranlage in einem montierten Zustand und/oder unter Einbeziehung externer Einrichtungen und Daten vorgesehen sein.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Radaranlage und insbesondere einer mobilen Radaranlage für ein Fahrzeug, Kraftfahrzeug oder dergleichen.

Dabei ist die Radaranlage erfindungsgemäß ausgebildet.

Insbesondere mittels einer Lagesensoreinheit, welche orts- und drehfest zum Sendeempfangsbereich einer Sendeempfangsanordnung angeordnet ist, wird oder werden vor, während und/oder nach einem Aussenden und/oder Empfangen von Radarsignalen ein oder mehrere für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung repräsentative Signale erzeugt, bereitgestellt und für den Betrieb verwendet.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei diesem auf der Grundlage der für die Position, die Lage und/oder die Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung repräsentativen Signale die Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs der Sendeempfangsanordnung überwacht und/oder angepasst werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Fahrzeug und insbesondere ein Kraftfahrzeug oder dergleichen geschaffen, welches mit einer erfindungsgemäßen Radaranlage ausgestattet ist.

Kurzbeschreibung der Figuren

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.

1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaranlage.

2 und 3 zeigen in schematischer Seitenansicht Anwendungssituationen einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaranlage an einem Fahrzeug in verschiedenen Fahrsituationen.

4 zeigt in schematischer Draufsicht im Vergleich den Bewegungsverlauf der Fokuslage einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radaranlage bei Verwendung an einem sich bewegenden Fahrzeug.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.

Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.

1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaranlage 10.

Dem Kern nach besteht die Radaranlage 10 gemäß 1 aus einem Träger 11 mit einer Oberseite 11-1 und einer Unterseite 11-2. Der Träger 11 kann z.B. als Platine oder dergleichen ausgebildet sein. Auf der Oberseite 11-1 des Trägers 11 sind sämtliche weiteren Komponenten der erfindungsgemäßen Radaranlage 10 montiert und/oder aufgedruckt.

Bei diesen Komponenten handelt es sich um die Bestandteile einer Sendeempfangsanordnung 18 mit einer Empfangsanordnung 12 und einer Sendeanordnung 13, die jeweils aus einer Mehrzahl von Empfangselementen 14 bzw. Sendeelementen 15 bestehen.

Gesteuert werden die einzelnen Empfangselemente 14 und Sendeelemente 15 hier durch separat vorgesehene Steuerungen, nämlich einer Empfangssteuerung 16 bzw. einer Sendesteuerung 17, die jeweils nach Art eines MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) aufgebaut sein können.

Durch die Sendeempfangsanordnung 18 wird ein so genannter Sendeempfangsbereich 19 definiert, hier z.B. in Form einer Sendeempfangsebene, die im Wesentlichen übereinstimmt mit der Oberseite 11-1 des zu Grunde liegenden Trägers 11.

Für den Betrieb der Radaranlage 10 ist eine Steuereinheit 30 ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist die Steuerung als separate Komponente außerhalb des Trägers 11 vorgesehen. Dies ist jedoch nicht zwingend, vielmehr kann im Sinne einer verbesserten Integration die Steuereinheit 30 mit sämtlichen Steuer-/Messleitungen 31 bis 37 auf der Oberseite 11-1 des Trägers 11 zusammen mit sämtlichen anderen Komponenten integriert sein.

Die Steuer- und Messleitungen 31 bis 37 dienen der Kommunikation mit und Steuerung der Sendesteuerung 17, der Empfangssteuerung 16 sowie der vorgesehenen Lagesensoreinheit 20, die ein oder mehrere Sensoren 21 aufweisen kann.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist es denkbar, dass durch entsprechende Aktivierung und Beschaltung der einzelnen Sendeelemente 14 der Sendeanordnung 13 und/oder der einzelnen Empfangselemente 14 der Empfangsanordnung 12 eine Anpassung des Sendeempfangsbereichs 19 der Sendeempfangsanordnung 18 hinsichtlich Lage, Position und/oder Orientierung erfolgt.

Alternativ oder zusätzlich kann auch die in 1 dargestellte Ausrichteinheit 40 mit der Bewegungseinrichtung 43 zum Zuge kommen. Die Bewegungseinrichtung 43 ist dazu ausgebildet, über die Steuerleitung 32 durch die Steuereinheit 30 gesteuert ein Verschwenken des Trägers 11 und damit eine Anpassung der Lage, Position und/oder Orientierung des Sendeempfangsbereichs 19 in Bezug auf die Bezugsebene 41 durch Anpassen des Ausrichtwinkels 42 zu bewirken.

Eine derartige Anpassung von Lage, Position und/oder Orientierung kann – sei diese bewirkt durch eine elektronisch gesteuerte Konfigurationsänderung der Sendeempfangscharakteristik und/oder durch eine mechanische Anpassung mittels der Bewegungseinrichtung 43 – auch instantan während der Bewegung an und mit einem Fahrzeug 1 erfolgen.

Die 2 und 3 zeigen in diesem Zusammenhang in den jeweiligen Teilfiguren A und B unterschiedliche Bewegungszustände eines zu Grunde liegenden Fahrzeugs 1, an welchem an dessen Karosserie 2 im Frontbereich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaranlage 10 angebracht ist.

Im jeweiligen normalen Fahrzustand gemäß der jeweiligen 2A und 3A ist die Sendeempfangscharakteristik der Radaranlage 10 strikt nach vorne und in der Horizontalen und im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet.

Die Teil2B und 3B zeigen einen Zustand der Beschleunigung bzw. der Abbremsung des zu Grunde liegenden Fahrzeugs 1, wodurch die Sendeempfangscharakteristik der vorgesehenen Radaranlage 10 instantan mit der jeweiligen Nickbewegung des Fahrzeugs 1 mit verschwenkt wird und somit von einer Sollcharakteristik 50 abweicht.

Mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen kann eine Neuausrichtung des Sendeempfangsbereichs 19 der zu Grunde liegenden Sendeempfangsanordnung 18 der Radaranlage 10 unmittelbar erfolgen, nämlich jeweils unter Bezugnahme auf die in den 2B und 3B mit Pfeilen eingezeichneten Ausrichtbewegungen 45, die die Sendeempfangscharakteristik und also den Sendeempfangsbereich 19 der Sendeempfangsanordnung 18 der Radaranlage 10 in die durch die gestrichelte Linie dargestellte Sollausrichtung 50 zurückführen.

4 zeigt in Draufsicht schematisch den Verlauf 60 einer Straße, auf welchem ein Fahrzeug 1 gemäß den 2A bis 3B in Bewegung ist.

Durch die instantane Bewegung des Fahrzeugs 1 ergibt sich ebenfalls ein instantanes Verschwenken der Richtcharakteristik des Sendeempfangsbereichs 19 der Sendeempfangsanordnung 18 der zu Grunde liegenden Radaranlage 10, wie dies in 4 mit dem Verlauf der Spur 62 dargestellt ist.

Um die mit der Spur 62 im Zusammenhang stehende Zitterbewegung der Charakteristik des Sendeempfangsbereichs 19 zu vermeiden, kann erfindungsgemäß beim Nachausrichten der Radaranlage 10 und ihres Sendeempfangsbereichs 18 auf eine mittlere Bewegung gemäß der Spur 61 zurückgegriffen werden. Während der Bewegung des Fahrzeugs 1 entlang der Straße gemäß dem Verlauf der Spur 60 kann also eine instantane Bewegung des Sendeempfangsbereichs 19 gemäß der Spur 62 instantan auf einen gemittelten Verlauf gemäß Spur 61 korrigiert werden, so dass die Sendeempfangscharakteristik des Sendeempfangsbereichs 19 ruhiger und im Wesentlichen dem Verlauf der Straße gemäß Spur 60 folgend verläuft.

Selbstverständlich muss bei dem Vorgehen gemäß 4 die gemittelte Bewegung gemäß der Spur 61 ständig aktualisiert werden.

Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:
Die Ausrichtung einer Radaranlage 10 und insbesondere von deren Radarsensoren und/oder Empfangselementen 14 einer Empfangsanordnung sowie Sendeelementen 15 einer Sendeanordnung 13 ist ausschlaggebend für die Performanz, insbesondere die vertikale Ausrichtung ist dabei von Belang.

Als Beispiel kann eine in Elevation geneigte Radaranlage 10 einen reduzierten Sichtbereich aufweisen. Dies kann entstehen durch eine falsche Montage oder durch unerwünschte Fahrsituationen wie unregelmäßigen Fahrbahnen oder starke Beschleunigungen bzw. Bremsungen. Aus diesem Grund wird bei Radaranlagen 10 die Anwendung von Antennendesigns angestrebt, die entweder das gleiche Azimutdiagramm bei unterschiedlichen Elevationslagen aufweisen oder auf abtastenden oder scannenden Antennen beruhen. In beiden Fällen werden große Kompromisse eingegangen, welche zu einer Einschränkung der Radarperformanz und/oder zu einer Erhöhung des Entwicklungsaufwands führen.

Eine weitere Maßnahme, die herkömmlicherweise eingeführt wurden, um eine falsche Ausrichtung der Antenne auszuschließen, besteht in gewissen Montageanforderungen bei den OEMs. Die Einhaltung dieser Anforderungen ist aber oft auch unerwünscht, weil dieses Vorgehen zu zusätzlichen Kosten führen kann.

Daraus resultiert der Wunsch nach justagefreien und hinsichtlich der Elevation robusten Radaranlagen 10.

Durch diese Erfindung soll eine Radaranlage 10 in die Lage versetzt werden, (1) die Reichweite und/oder das Sendeantennendiagramm während der Fahrt anzupassen, (2) Ausrichtungsinformation zu beschaffen und/oder zu nutzen, um eine bessere Plausibilisierung von Zielen zu ermöglichen, (3) Fehleinbauten in der Linie bei den OEMs zu reduzieren oder zu vermeiden und (4) z.B. im Zusammenhang mit einem zusätzlichem Inertialsensor eine Fehllage zu identifizieren.

Diese Erfindung basiert unter anderem auf der Integration eines Beschleunigungs- bzw. Inertialsensors 20, 21 z.B. auf einer Radarleiterplatte, wo sich die abstrahlenden Elemente 15 befinden.

In 1 ist ein Fall gezeigt, bei welchem ein Lagesensor 20 mit Sensorelementen 21 exemplarisch auf die Vorderseite 11-1 einer Radarleiterplatte als Träger 11 mit Microstripstrukturen ausgebildet ist. Durch die Integration eines solchen Sensors 20 und seiner Segmente 21 liegt die Lageinformation und dadurch wiederum die Ausrichtung der Platine als Träger 11 bzw. der Antennen als Empfangsanordnung 12 oder Sendeanordnung 13 vor.

Die Antennenausrichtung erlaubt dann, in unterschiedlichen Szenarien Schlüsse darüber zu ziehen, ob die Antenne der Sende-/Empfangsanordnung 12, 13 richtig eingebaut ist oder eine andere Abstrahl- bzw. Empfangsebene genutzt werden muss, z.B. im Fall von unregelmäßigen Fahrbahnen.

Im Zusammenhang mit einer in Elevation schwenkfähigen Antenne der Sende-/Empfangsanordnung 12, 13 erhöht sich dadurch die Performanz der Radarablage 10. Weiterhin erhöht sich auch die Zuverlässigkeit und reduziert sich der Montageaufwand solcher Radaranlagen 10.

Für die Bestimmung der Radarlage 10 kann ein Beschleunigungs- bzw. Inertialsensor 20 mit Segmenten 21 auf die Abstrahlebene 19 eines planaren Antennensystems 12, 13 bzw. auf einer dazu parallelen oder senkrechten Fläche angebracht werden.

Hier ist mit Abstrahlebene 19 die Fläche gemeint, durch welche sich die Abstrahlrichtung ergibt.

Im Fall von Microstripantennen ist dies das Substrat. Dadurch lässt sich aus der Bestimmung der Lage dieser Fläche die Abstrahlrichtung der Antenne 12, 13 ableiten, im Fall von Broadband-Arrayantennen zum Beispiel 90° senkrecht zur Fläche.

Mit der Abstrahlrichtung können dann die obigen Aufgaben (1) und (2) gelöst werden, während die obigen Aufgaben (3) und (4) allein mit der Lageinformation gelöst werden.

Bei allen von dieser Erfindung abgedeckten Aufgaben kann je nach Fahrzeug 1 ein System zwischen einem 1-Achsenbeschleunigungssensor mit einem Freiheitsgrad (1-DoF: Degrees of Freedom) bis zu einem 6-DoF-Sensor bestehend aus einem 3-Achsenbeschleunigungssensor und einem 3-Achsen-Drehratensensor ausgewählt werden.

Je aufwendiger der Sensor ist, desto größer ist der Performanzgewinn.

Im Fall eines 1-DoF-Sensors bietet aber die Aufnahme der Beschleunigung in z-Richtung das größte Korrekturpotential.

Aus diesem Grund befassen sich die folgenden Abschnitte primär mit einer Korrektur in Elevationsrichtung, also z-Richtung.

Weiterhin wird ab jetzt der Begriff Sensor synonym gesetzt für den Beschleunigungs- oder Inertialsensor. Das Wort Radar wird dagegen anstelle vom Radarsensor verwendet.

Im Folgenden werden die Lösungen zu den einzelnen Aufgaben dieser Erfindung detailliert beschrieben:

  • (1) Nachjustieren des Sendediagramms: Die Hauptstrahlrichtung einer Radarantenne 12, 13 bildet im idealen Fall immer die gleiche Winkelelevation zur Fahrbahn. Verändert sich die Ausrichtung des Radars gegenüber der Fahrbahn in der vertikalen Richtung, so bildet sich aus der Hauptstrahlrichtung und der Fahrbahn ein anderer Winkel als gewünscht. Demzufolge verschlechtert sich die Sensorperformanz. Dieses Phänomen ist in den 2A und 2B für ein beschleunigendes Fahrzeug 1 und in den 3A und 3B für ein abbremsendes Fahrzeug 1 angedeutet. Um mit dieser Situation umzugehen, wird der am Radar eingebaute Beschleunigungssensor 20, 21 wie oben erwähnt eingesetzt, um eine Mittelung der letzten Radarpositionen über die Zeit zu bilden. Die Differenz aus dieser Mittelung und der aktuellen Ausrichtung wird dann verwendet, um die Radarantenne 12, 13 in gleichem Maße nachzujustieren. Voraussetzung hierfür ist ein in der Elevation digital-beamforming-fähiges System. Die Zeit der Mittelung kann je nach System optimiert werden, ist von Straßen- und Fahrprofil abhängig und soll deutlich länger als die nötige Abtastzeit sein. Die Abtastzeit des Beschleunigungssensors 20, 21 muss so gewählt werden, dass möglichst feine Unterschiede in der Antennenausrichtung erfasst werden. Beispielhaft kann eine Abtastrate von 20 Hz vorausgesetzt sein. Damit ergibt sich eine relative Messgenauigkeit von 1 mg. Eine solche Mittelung mit Differenzbildung ist in 4 gezeigt.
  • (2) Zielplausibilisierung: Basierend auf der Differenz der gemittelten Ausrichtung und der aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugs 1, wie im vorherigen Abschnitt erläutert, können bessere Algorithmen zur Bestimmung von relevanten Zielen angegeben werden. Hierfür muss die Information der vom Radar-HW detektierten Ziele mit der Lageinformation kombiniert werden.
  • (3) Ausschließen von Montagefehlern: Aktuell wird bei der Montage von Radaranlagen 10 meistens eine Justage des Radars notwendig, die mit Zusatzkosten verbunden ist. Grund hierfür ist, dass eine korrekte Ausrichtung für eine ausreichende Performanz notwendig ist. Ein Sensor 20, 21 zur Bestimmung der Radarlage ermöglicht die Bestimmung der absoluten Lage des Radars nach der Montage. Resultiert ein zu großer Unterschied zwischen der Ist-Lage und der Soll-Lage kann der Radar nachjustiert werden. Bleibt dagegen der Radar innerhalb einer vordefinierten Montagetoleranz, erfolgt eine justagefreie Montage.
  • (4) Identifikation von Fehllagen: Der Aufbau einer Radaranlage mit integriertem Beschleunigungs- bzw. Inertialsensor 20, 21 zusammen mit einem ESP oder ABS+ System erlaubt, dass die Lage des Radars mit der Lage des ESP bzw. ABS+ ECU abgeglichen wird. Aus dem Abgleich können Probleme identifiziert werden, wie z.B. eine Fehlmontage. Dafür muss sowohl der Sensor 20, 21 im Radar wie auch der Sensor 20, 21 auf die ESP bzw. ABS+ ECU Offset kompensiert sein. Mit dieser Offsetkompensation kann die absolute Lage ggf. mit einer Genauigkeit von 0,7° bestimmt werden, wenn z.B. die kompensierte Offset-Drift 15 mg beträgt. Die Differenz beider offsetkompensierter Signale aus dem Sensor im Radar und dem Sensor im ESP bzw. ABS + ECU kann dann maximal 1,4° betragen. Sollte die Abweichung zwischen den Sensoren größer sein als 1,4°, so wird das Radarsystem ausgeschaltet und dem Fahrer die Notwendigkeit einer Reparatur bekannt gegeben.