Title:
Verfahren und Vorrichtung zur rechnerisch effizienten Zielerfassung und Nachführung unter Verwendung eines Radars
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verarbeitung elektromagnetischer Signale und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwaltung der Berechnungskosten der Radar-Signalverarbeitung bei einem Fahrzeug-Radar. Das System arbeitet mit einem Goertzel-Filter, der beim Ermitteln einer Frequenz für ein Radarecho hilft. Zusätzlich verwendet das System einen DFT-Betrieb zum Nachführen stationärer Objekte und einen FFT-Betrieb zum Verfolgen bewegter Objekte.




Inventors:
Bialer, Oded (Herzliya Pituach, IL)
Bilik, Igal (Herzliya Pituach, IL)
Pokrass, Alexander (Herzliya Pituach, IL)
Application Number:
DE102017119182A
Publication Date:
03/01/2018
Filing Date:
08/22/2017
Assignee:
GM Global Technology Operations, LLC (Mich., Detroit, US)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Manitz Finsterwald Patentanwälte PartmbB, 80336, München, DE
Claims:
1. Verfahren, umfassend:
– das Empfangen eines ersten Radarsignals über eine erste Zeitdauer,
– das Durchführen einer ersten schnellen Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über eine erste Bandbreite zum Erzeugen eines ersten gefilterten Radarsignals;
– das Ermitteln, ob das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt anzeigt;
– das Empfangen des Radarsignals über eine zweite Zeitdauer; und
– das Durchführen einer diskreten Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über die erste Bandbreite in Reaktion auf das Ermitteln, dass das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt anzeigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Ermitteln, dass das erste gefilterte Radarsignal ein bewegtes Ziel anzeigt, und Nachführen des bewegten Ziels mit einer verkürzten schnellen Fourier-Transformation des Radarsignals über die erste Bandbreite.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Filtern des ersten gefilterten Radarsignals mit einem Goertzel-Algorithmus und Anpassung der ersten Bandbreite zur Abschätzung des Spitzensignals.

4. Vorrichtung, umfassend:
– einen Sender zum Übertragen eines gepulsten Radarsignals,
– einen Empfänger zum Empfangen eines Radarsignals über eine erste Zeitdauer und eine zweite Zeitdauer, worin das Radarsignal eine Reflexion des gepulsten Radarsignals ist;
– einen Prozessor zum Ausführen einer schnellen Fourier-Transformation auf besagtem Radarsignal über eine erste Bandbreite zum Erzeugen eines ersten gefilterten Radarsignals, das Ermitteln, ob das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Hindernis anzeigt und das Durchführen einer diskreten Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über die erste Bandbreite in Reaktion auf das Ermitteln, dass das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt anzeigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin der Prozessor weiterhin bestimmt, ob das erste gefilterte Radarsignal ein bewegliches Objekt anzeigt, und das Durchführen einer zweiten schnellen Fourier-Transformation in Reaktion auf das Ermitteln, dass das erste gefilterte Radarsignal ein bewegliches Objekt anzeigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die zweite schnelle Fourier-Transformation eine kürzere Länge als die erste schnelle Fourier-Transformation hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin der Prozessor weiterhin ein Steuersignal zur Steuerung erzeugt, um ein autonomes Fahrzeug in Reaktion auf das Ermitteln des stationären Objekts zu steuern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, weiter umfassend:
– einen Speicher zum Speichern des ersten gefilterten Radarsignals;
– einen Referenzsignalgenerator zum Erzeugen eines Referenzsignals in Reaktion auf ein Phasenverschiebungssignal;
– einen Bandpass-Filter zum Filtern des ersten gefilterten Radarsignals zum Erzeugen eines zweiten gefilterten Radarsignals, worin der Bandpass-Filter einen Frequenzgang in Reaktion auf das Phasenverschiebungssignal hat; und
– einen Spitzendetektor zur Bestimmung einer Amplitude des zweiten gefilterten Radarsignals, worin der Spitzendetektor ferner aktiv ist zum Erzeugen eines Steuersignals, welches eine Amplitude anzeigt, und Verbinden des Steuersignals mit dem Referenzsignalgenerator, worin der Referenzsignalgenerator das Referenzsignal in Reaktion auf das Steuersignal anpasst.

9. Verfahren, umfassend:
– das Empfangen eines ersten Radarsignals über eine erste Zeitdauer in einem ersten Sichtfeld;
– das Verarbeiten des ersten Radarsignals mit einer schnellen Fourier-Transformation;
– das Empfangen eines zweiten Radarsignals über eine zweite Zeitdauer in dem ersten Sichtfeld; und
– das Verarbeiten des zweiten Radarsignals mit einer diskreten Fourier-Transformation;

10. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend das Ermitteln, dass das erste Radarsignal ein bewegtes Ziel anzeigt, und das Nachführen des bewegten Ziels mit einer verkürzten schnellen Fourier-Transformation des Radarsignals über die erste Bandbreite.

Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verarbeitung elektromagnetischer Signale und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwaltung der Berechnungskosten der Radar-Signalverarbeitung bei einem Fahrzeug-Radar.

Hintergrund-Informationen

Bestimmte Fahrzeuge verwenden heute Radarsystemen zur Navigation oder Objekterkennung. So nutzen beispielsweise bestimmte Fahrzeuge Radarsysteme, um andere Fahrzeuge, Fußgänger oder sonstige Objekte auf einer Straße zu erkennen, auf der das Fahrzeug fährt, und verwenden diese Informationen zur autonomen Navigation um diese Objekte. Radarsysteme können zum Beispiel in dieser Weise zum Implementieren automatischer Bremssysteme, adaptiver Geschwindigkeitsregelung und Systeme zur Kollisionsvermeidung sowie für andere Fahrzeug-Funktionen verwendet werden. Bestimmte Fahrzeug-Radarsysteme, genannt MIMO (Multiple Input Multiple Output) Radarsysteme, haben mehrere Sender und Empfänger. Während Radarsysteme im Allgemeinen für solche Fahrzeug-Funktionen nützlich sind, haben vorhandene Radarsysteme in bestimmten Situationen möglicherweise bestimmte Beschränkungen.

Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Techniken für die Leistung von Radarsystemen in Fahrzeugen bereitzustellen, beispielsweise zum Minimieren der Berechnungskosten der Verarbeitung empfangener Radarsignale. Ebenso wünschenswert ist die Bereitstellung von Verfahren, Systemen und Fahrzeugen, die derartige Techniken anwenden. Andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals einen Sender zum Übertragen eines gepulsten Radarsignals, einen Empfänger zum Empfangen eines Radarsignals über eine erste Zeitdauer und eine zweite Zeitdauer, worin das Radarsignal eine Reflexion des gepulsten Radarsignals ist, einen Prozessor zum Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über eine erste Bandbreite zum Erzeugen eines ersten gefilterten Radarsignals, das Ermitteln, ob das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt anzeigt, und zum Durchführen einer diskreten Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über die erste Bandbreite in Reaktion auf das Ermitteln, dass das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt zeigt.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Empfang eines Radarsignals über eine erste Zeitdauer, das Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über eine erste Bandbreite zum Erzeugen eines ersten gefilterten Radarsignals, das Ermitteln, ob das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt anzeigt, das Empfangen des Radarsignals über eine zweite Zeitdauer und das Durchführen einer diskreten Fourier-Transformation des besagten Radarsignals über die erste Bandbreite in Reaktion auf das Ermitteln, dass das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt zeigt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die zuvor genannten sowie weitere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung und die Art und Weise, diese zu erzielen, werden augenscheinlicher, und die Erfindung wird besser verstanden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, worin:

1 ein Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform 100 von einer Umgebung zur Umsetzung des vorliegenden Systems und Verfahrens ist;

2 eine exemplarische Ausführungsform eines Steuersystems veranschaulicht;

3. ein exemplarisches Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems für das Radarsignal veranschaulicht;

4. eine grafische Darstellung des Frequenzgangs eines Goertzel-Filters gemäß einem exemplarischen System und Verfahren zeigt;

5 ein alternatives exemplarisches Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems für das Radarsignal zeigt;

6 ein Flussdiagramm gemäß einem exemplarischen Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals zeigt.

Die hierin dargestellten Beispiele zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, und solche Beispiele sollen in keiner Weise als einschränkend für den Umfang der Erfindung ausgelegt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben in keiner Weise einschränken. Darüber hinaus besteht keine Intention, irgendeiner Theorie verpflichtet zu sein, die im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellt ist.

Die vorliegende Anmeldung lehrt ein Verfahren und System zur Reduzierung des rechentechnischen Aufwands eines Radarsystems unter Beibehaltung hoher Leistung durch eine einfache und wenig komplexe, genaue Ziel-Lokalisierung und Nachführung in Bereich, Doppler und Winkel ohne Verwendung eines Frequenzvervielfachers. Das Radarsystem nutzt üblicherweise die Berechnung einer schnellen Fourier-Transformation (FFT), um den Bereich und Doppler eines Ziels zu erhalten. Das Anheften an das Ziel kann mittels eines Kalman-Filters durchgeführt werden. Die Genauigkeit der Zielortung und Nachführung hängt von der FFT-Länge ab. Eine Erhöhung der FFT-Länge führt zu einer Vergrößerung der Systemkomplexität und Kosten.

Das aktuell beschriebene System und Verfahren implementiert einen Multi-Lösungs-Ansatz mit niedriger Auflösung bei der Suche und hoher Auflösung im Nachführungsmodus. Das vorliegende System kann oder kann nicht die Verwendung eines Goertzel-Filters im Nachführungsmodus lehren, um das maximale Signal bei der gewünschten Frequenz zu erhalten. Das System und Verfahren profitiert von einer kurzen FFT bei der Suche/Erkennung und einer langen DFT während des Nachführungsmodus. Das System und Verfahren profitiert weiter von der einfachen Realisierbarkeit, welche im Gegensatz zur Implementierung eines Frequenzvervielfachers die Frequenzabstimmung durch Änderung nur einer geringen Anzahl von Filterparametern erleichtert.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere 1 ist ein Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform 100 von einer Umgebung zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Fahrzeug 110 ist mit einem Radarsystem ausgestattet, welches elektromagnetische Wellen 140 überträgt und empfängt. Das Radarsystem dient zur Lokalisierung von Objekten in der Nähe des Fahrzeugs, damit die Systeme innerhalb des Fahrzeugs das Fahrzeug mit Bezug auf die georteten Objekte steuern können. Einige Objekte können stationär 130 und einige können mobil 120 sein. Weiterhin ist das Fahrzeug 110 auch mit einem Steuersystem zur Implementierung des Radarsystems ausgestattet.

Nun zu 2, wo eine exemplarische Ausführungsform eines Steuersystems 200 gezeigt ist. Das Steuersystem 200 arbeitet, um eine selektive Auswertung von empfangenen Radarsignalen des Radarsystems 203 basierend auf zusätzlichen Informationen von einem oder mehreren zusätzlichen Sensoren 204 mit einer anderen Modalität vom Radarsystem 203 bereitzustellen. Das Steuersystem besteht üblicherweise aus einer Sensoranordnung 202 und einer Steuerung 205. Während das Steuersystem 200, das Radarsystem 203 und die zusätzlichen Sensoren 204 als Teil des gleichen Systems dargestellt sind, wird erkannt werden, dass diese Merkmale bei bestimmten Ausführungsformen zwei oder mehr Systeme umfassen können. Außerdem kann das Steuersystem 200 in verschiedenen Ausführungsformen ganz oder einen Teil davon umfassen und/oder mit verschiedenen anderen Fahrzeugvorrichtungen und -systemen gekoppelt sein, unter anderem einer Stellglied-Einheit und/oder einem elektronischen Steuersystem.

Die Sensoranordnung 202 enthält das Radarsystem 203 und den einen oder die mehreren zusätzlichen Sensoren 204. In der dargestellten Ausführungsform enthalten die zusätzlichen Sensoren 204 eine oder mehrere Kameras 210 und eines oder mehrere Lidar-Systeme (LIDAR) 212. Die Kamera(s) 210 und LIDAR-System(e) 212 erfassen die jeweiligen Sensorinformationen zum Identifizieren von Objekten auf oder nahe einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, wie ein anderes Fahrzeug auf der Straße und/oder Leitplanken oder ein anderes Objekt neben der Straße.

Das Radarsystem 203 enthält einem Sender 220 (hierin auch als Sendekanal bezeichnet) und einen Empfänger 222 (hierin auch als Empfangskanal bezeichnet). Der Sender 220 überträgt Radarsignale vom Radarsystem 203. Nachdem die übertragenen Radarsignale auf eines oder mehrere Objekte auf oder nahe einer Straße treffen, auf der das Fahrzeug fährt, und in Richtung des Radarsystems 203 reflektiert/umgelenkt werden, werden die umgelenkten Radarsignale vom Empfänger 222 des Radarsystems 103 zur Verarbeitung empfangen.

Weiterhin enthält das Radarsystem 203 unter anderen möglichen Funktionen auch eine Schnittstelleneinheit 224 und eine Verarbeitungseinheit 226 oder einen Prozessor. Die Schnittstelleneinheit 224 empfängt Informationen von den zusätzlichen Sensoren 204 (z. B. von der einen oder den mehreren Kameras 210 und LIDAR-Systemen 212). Die Verarbeitungseinheit 226 verarbeitet und analysiert und interpretiert selektiv die empfangenen Radarsignale zusammen mit den Informationen von den zusätzlichen Sensoren 204. Die Verarbeitungseinheit 226 der dargestellten Ausführungsform ist in der Lage, eines oder mehrere Programme (d. h. laufende Software) auszuführen, um verschiedene im Programm(en) codierte Aufgabenanweisungen durchzuführen.

Die Verarbeitungseinheit 226 kann ein Mikroprozessor, Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (“ASIC”) oder andere geeignete Vorrichtung sein, wie Fachleute erkennen werden. Das Radarsystem 203 kann mehrere Verarbeitungseinheiten 226 enthalten, die zusammen oder getrennt arbeiten, wie ebenfalls von Fachleuten zu erkennen ist.

Die Steuerung 205 ist mit dem Radarsystem 203 und den zusätzlichen Sensoren 204 der Sensoranordnung 202 verbunden. Ähnlich zur vorangehenden Diskussion kann die Steuerung 204 in bestimmten Ausführungsformen ganz oder teilweise innerhalb oder als Teil des Radarsystems 203 ausgeführt sein. Zusätzlich kann die Steuerung 205 in bestimmten Ausführungsformen ebenfalls mit einem oder mehreren anderen Fahrzeugsystemen verbunden sein. Die Steuerung 205 empfängt die erfassten oder vom Radarsystem 203 und den zusätzlichen Sensoren 204 ermittelten Informationen. Zusätzlich verarbeitet die Steuerung 205 und analysiert und interpretiert selektiv die empfangenen Radarsignale zusammen mit den Informationen von den zusätzlichen Sensoren 204. Die Steuerung 205 umfasst ein Computersystem. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 205 auch eines oder mehrere Radarsysteme 203, zusätzliche Sensor(en) 204 und/oder eines oder mehrere andere Systeme enthalten. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Steuerung 205 anderweitig von der in 2 abgebildeten Ausführungsform abweichen kann. So kann beispielsweise die Steuerung 205 mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen in einem Fahrzeug verbunden sein oder diese anderweitig verwenden.

In der abgebildeten exemplarischen Ausführungsform enthält das Computersystem der Steuerung 205 einen Prozessor 230, einen Speicher 232, eine Schnittstelle 234, ein Speichergerät 236 und einen Bus 238. Der Prozessor 230 führt die Berechnungen und Steuerfunktionen der Steuerung 205 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelnen integrierten Schaltkreisen, wie z. B. einen Mikroprozessor oder eine geeignete Anzahl integrierter Schaltkreisvorrichtungen und/oder Leiterplatten, umfassen, die zusammenwirken, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit auszuführen. Während des Betriebs führt der Prozessor 230 eines oder mehrere Programme 240 aus, die im Speicher 232 enthalten sind, und steuert somit den allgemeinen Betrieb der Steuerung 205 und des Computersystems der Steuerung 205.

Bei dem Speicher 232 kann es sich um eine beliebige Art eines geeigneten Speichers handeln. Dies würde die verschiedenen Arten von dynamischem Random Access Memory (DRAM), wie SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen nichtflüchtigen Speicherarten (PROM, EPROM und Flash) umfassen. Bei bestimmten Beispielen befindet sich der Speicher 232 auf dem gleichen Computerchip, wie der Prozessor 230, und/oder ist mit diesem zusammengelegt. In der abgebildeten Ausführungsform speichert der Speicher 232 das vorgenannte Programm 240 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 242 zur Prüfung der Fahrspur.

Der Bus 238 dient zur Übertragung von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems der Steuereinheit 205. Die Schnittstelle 234 ermöglicht die Kommunikation mit dem Computersystem der Steuereinheit 205, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens und einer geeigneten Vorrichtung umgesetzt werden. In einer Ausführungsform erhält die Schnittstelle 234 die zusätzlichen Daten von den zusätzlichen Sensoren 204 (z. B. Kameradaten von Kamera 210 und LIDAR-Daten vom LIDAR-System 212) zur Verwendung bei der selektiven Auswertung der empfangenen Radarsignale des Radarsystems 203. Die Schnittstelle 234 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 234 kann zudem eine oder mehrere Netzwerkschnittstelle(n) für die Kommunikation mit Technikern enthalten und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen für die Verbindung mit Speichervorrichtungen, wie z. B. dem Speichergerät 236.

Bei dem Speichergerät 236 kann es sich um eine geeignete Art von Speichervorrichtung, darunter auch um Direktzugriffsspeichergeräte, wie z. B. Festplattenlaufwerke, Flashsysteme, Diskettenlaufwerke und optische Speicherplatten, handeln. In einer exemplarischen Ausführungsform umfasst das Speichergerät 236 ein Programmprodukt, aus dem der Speicher 232 ein Programm 240 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführt. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Programmprodukt, wie nachfolgend erläutert, direkt im Speicher und/oder anderweitig für den Speicher 232 zugreifbar und/oder auf einer Speicherplatte oder einem Plattenlaufwerk abgelegt sein.

Der Bus 238 kann aus allen zur Verbindung von Computersystemen und Komponenten geeigneten physischen oder logischen Mitteln bestehen. Dies schließt ohne Einschränkung auch direkt verdrahtete Verbindungen, Faseroptik, sowie Infrarot- und Drahtlosbustechnologien ein. Während des Betriebs wird das Programm 240 im Speicher 232 abgelegt und vom Prozessor 230 ausgeführt.

Nun zu 3, wo ein exemplarisches Blockdiagramm des Radar-Signalverarbeitungssystems 300 gezeigt ist. Die Radar-Verarbeitungssystem kann mit diskreten Komponenten, einer integrierten Schaltung, Software oder einer beliebigen Kombination davon ausgeführt sein. Ein Speicher 310 dient zur Speicherung der Radarechos. Die Radarechos oder Abtastungen sind digitale Darstellungen der übertragenen elektromagnetischen Signale, die von einem Ziel reflektiert und über eine Antenne und den Radar-Empfänger empfangen wurden. Der Speicher 310 kann eine Vielzahl von Radarechos speichern und fungiert als Zwischenspeicher für den Signalverarbeitungs-Prozessor 320. Die Radarechos werden digitalisiert und im Speicher 310 abgelegt, etwa einem Random Access Memory (RAM), und über eine Speicheradresse indiziert. Wenn gefordert, werden die Radarechos mit einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen verbunden.

Der Radar-Signalprozessor 320 greift auf die Radarechos im Speicher zu und arbeitet daran, die exakte Ziel-Lokalisierung und Nachführung in Bereich, Doppler und/oder Winkel auszuführen. Nach der Verarbeitung gibt der Radarsignal-Prozessor ein Ziel-Nachführungssignal mit einer Frequenz und Amplitude aus. Gemäß einem exemplarischen System wendet der Radar-Signalprozessor zuerst einen Goertzel-Filter 330 auf das abgefragte Radarecho an. Der Goertzel-Filter 330 ist eine digitale Technik der Signalverarbeitung zur Auswertung von individuellen Termen einer diskreten Fourier-Transformation (DFT). Die Goertzel-Filter 330 analysiert eine wählbare Frequenz aus einem diskreten Signal. Das Ändern numerischer Parameter des Goertzel-Filters verändert den Frequenzgang des Filters. Die Ausgabe des Goertzel-Filters 330 ist ein schmalbandiges digitales Signal.

Die Ausgabe des Goertzel-Filters ist mit einem Maximum-Schätzer 340 verbunden, der eine Maximalamplitude für das schmalbandige digitale Signal bestimmt. Der Maximum-Schätzer 340 kann ein Spitzendetektor oder dergleichen sein, und kann ferner verbunden werden mit einem Steuersignal für einen Soll-Frequenz-Schätzer 350 und zur Verbindung des schmalbandigen digitalen Signals mit nachfolgenden Radarsignal-Verarbeitungssystemen. Das mit dem Soll-Frequenz-Schätzer 350 verbundene Steuersignal kann eine Gleichspannung gleich einem Spitzenwert des schmalbandigen digitalen Signals oder eine numerische Darstellung des Spitzenwertes des schmalbandigen digitalen Signals sein.

Der Soll-Frequenz-Schätzer 350 arbeitet, um ein indikatives Steuersignal für den Spitzenwert des schmalbandigen digitalen Signals zu empfangen und ein Parameter-Steuersignal zu erzeugen, das indikativ für die geschätzte Frequenz des schmalbandigen digitalen Signals ist. Der Soll-Frequenz-Schätzer 350 schätzt dann die Frequenz des schmalbandigen digitalen Signals in Reaktion auf die Kombination des Steuersignals und des zuvor berechneten Parameter-Steuersignals. So kann beispielsweise in einem exemplarischen Verfahren, wenn das zuvor berechnete Parameter-Steuersignal dazu führt, dass die Mittenfrequenz des Goertzel-Filters in der Frequenz nach unten verschoben wird und das Steuersignal einen Abfall der Amplitude anzeigt, der Soll-Frequenz-Schätzer 350 ermitteln, dass die Mittenfrequenz tatsächlich höher als zuvor berechnet ist. Die Parameter werden angepasst, bis das Steuersignal einen maximalen Spitzenwert anzeigt und somit angibt, dass der Goertzel-Filter zentriert auf die Frequenz des Gegenstand-Radarechos ist.

Der Goertzel-Parameter-Rechner 360 reagiert auf das Parameter-Steuersignal und kann die vom Goertzel-Filter verwendeten Parameter berechnen. Die Anpassung der Parameter verändert den Frequenzgang des Filters und/oder die Mittenfrequenz und/oder Bandbreite.

Nun zu 4, wo eine grafische Darstellung des Frequenzgangs eines Goertzel-Filters gemäß einem exemplarischen System und Verfahrens gezeigt ist. Der erste Graph 410 zeigt einen Frequenzgang eines Goertzel-Filters, wenn die Mittenfrequenz des Filters gleichen Abstand zwischen zwei Oberwellen eines Radarsignals hat.

Das führt dazu, dass ein Spitzenwert einer der Oberwellen teilweise durch den Filter abgeschwächt wird und damit eine geringere Spitzenamplitude hat.

Der zweite Graph 420 zeigt den Frequenzgang des Goertzel-Filters mit dem in der Frequenz nach unten verschobenen Frequenzgang. Der Spitzenwert des gewünschten Signals Ai hat eine erhöhte Spitzenamplitude, weil das Signal Ai durch den Goertzel-Filter weniger gedämpft wird. Der dritte Graph 430 zeigt, dass der Frequenzgang noch weiter verschoben wurde, bis der Spitzenwert ein Maximum erreicht hat und deshalb die Frequenz des gewünschten Signals Ai nahe der Mittenfrequenz des Goertzel-Filters liegt.

Nun zu 5, wo ein alternatives exemplarisches Blockdiagramm des Radar-Signalverarbeitungssystems 500 gezeigt ist. Die Radar-Verarbeitungssystem kann mit diskreten Komponenten, einer integrierten Schaltung, Software oder einer beliebigen Kombination davon ausgeführt sein. Ein Speicher 510 dient zur Speicherung der Radarechos. Die Radarechos oder Abtastungen sind digitale Darstellungen der übertragenen elektromagnetischen Signale, die von einem Ziel reflektiert und über eine Antenne und den Radar-Empfänger empfangen wurden. Der Speicher 510 kann eine Vielzahl von Radarechos speichern und fungiert als Zwischenspeicher für den Signalverarbeitungs-Prozessor 520. Die Radarechos werden digitalisiert und im Speicher 510 abgelegt, etwa einem Random Access Memory (RAM), und über eine Speicheradresse indiziert. Wenn gefordert, werden die Radarechos mit einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen verbunden.

Ein Mischer 530 empfängt Radarechos aus dem Speicher 510 und verschiebt die Frequenz der Radarechos in Reaktion auf ein Steuersignal vom F-variablen Generator 570. Das in der Frequenz verschobene Radarecho wird auf einen Goertzel-Filter 540 zur Bandpass-Filterung angewendet. Der Goertzel-Filter 540 ist eine digitale Technik der Signalverarbeitung zur Auswertung von individuellen Termen einer diskreten Fourier-Transformation (DFT). Der Goertzel-Filter 540 analysiert eine wählbare Frequenz aus einem diskreten Signal. Das Ändern numerischer Parameter des Goertzel-Filters 540 verändert den Frequenzgang des Filters. Die Ausgabe des Goertzel-Filters 540 ist ein schmalbandiges digitales Signal.

Die Ausgabe des Goertzel-Filters 540 ist mit einem Maximum-Schätzer 550 verbunden, der eine Maximalamplitude für das schmalbandige digitale Signal bestimmt. Der Maximum-Schätzer 550 kann ein Spitzendetektor oder dergleichen sein, und kann ferner verbunden werden mit einem Steuersignal für eine Frequenz-Steuerung 560 und zur Verbindung des schmalbandigen digitalen Signals mit nachfolgenden Radarsignal-Verarbeitungssystemen. Das mit der Frequenz-Steuerung 560 verbundene Steuersignal kann eine Gleichspannung gleich einem Spitzenwert des schmalbandigen digitalen Signals oder eine numerische Darstellung des Spitzenwertes des schmalbandigen digitalen Signals sein.

Die Frequenz-Steuerung 560 arbeitet zum Erzeugen eines Frequenz-Steuersignals in Reaktion auf das Steuersignal vom Maximum-Schätzer 550. Das Frequenz-Steuersignal ist mit dem F-variablen Generator 570 verbunden, sodass das Steuersignal an den Mischer 530 angewendet wird und die Reaktion des Goertzel-Filters 540 verändert, um eine Spitzenamplitude beim Maximum-Detektor 550 zu erzielen. Wie bereits beschrieben, wird die gewünschte Radarecho-Mittenfrequenz mit der Mittenfrequenz des Goertzel-Filters 540 abgestimmt.

Nun zu 6, wo ein Flussdiagramm 600 gemäß einem exemplarischen Verfahren zur Verarbeitung eines Radarsignals gezeigt ist. Das Verfahren empfängt zuerst ein Radarsignal 605 über einen erste Zeitdauer 610. Dieses Radarsignal kann in einem Speicher oder dergleichen abgelegt werden. Das Verfahren führt dann eine schnelle Fourier-Transformation des Radarsignals über eine erste Bandbreite aus, um ein erstes gefiltertes Radarsignals 620 zu erzeugen. Das Verfahren bestimmt dann, ob das erste gefilterte Radarsignal ein stationäres Objekt 630 anzeigt. Wenn bestimmt worden ist, dass das Radarsignal ein stationäres Ziel zeigt, wird das Radarsignal dann verarbeitet mittels Durchführung einer diskreten Fourier-Transformation auf dem besagten Radarsignal über die erste Bandbreite 640. Wenn bestimmt worden ist, dass das Radarsignal kein stationäres Ziel zeigt und daher ein bewegtes Ziel anzeigt, wird das Radarsignal nachfolgend unter Verwendung einer schnellen Fourrier-Transformation verarbeitet. Nachdem das Radarsignal verarbeitet ist, wartet das Verfahren auf ein zweites empfangenes Radarsignal über eine zweite Zeitdauer.

Während diese exemplarische Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht flüchtigen computerlesbaren Signalträgermedien verbreitet werden können, die verwendet werden, um das Programm und die zugehörigen Befehle zu speichern und deren Verbreitung auszuführen, wie ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium, welches das Programm und Computerbefehle enthält, die darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 230) zu veranlassen, das Programm auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann vielerlei Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung in gleicher Weise, unabhängig von der spezifischen für die Verbreitung verwendeten Art von computerlesbarem Signalträgermedium, Anwendung findet. Zu den Beispielen für Signalträgermedien gehören: beschreibbare Medien, wie z. B. Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Speicherplatten, sowie Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Ebenso wird erkannt werden, dass das Computersystem der Steuerung 205 sich auch anderweitig von der in 2 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise darin, dass das Computersystem der Steuerung 205 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen in Verbindung stehen oder diese anderweitig nutzen kann.