Title:
ERFASSEN EINER ABRUPTEN VERZÖGERUNG UNTER VERWENDUNG DES DOPPLER-EFFEKTES DER SIGNALÄNDERUNG
Kind Code:
A1


Abstract:

Beispiele für Techniken zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals sind offenbart. In einer exemplarischen Implementierung gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann ein computerimplementiertes Verfahren das Einrichten einer Funkverbindung zwischen einem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver durch eine Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Das Verfahren kann ferner das kontinuierliche Berechnen eines Dopplers des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Erfassen einer Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Ermitteln durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine abrupte Verzögerung anzeigt. embedded image




Inventors:
Riess, Eilon (Herzliya Pituach, IL)
Philosof, Tal (Herzliya Pituach, IL)
Application Number:
DE102018101588A
Publication Date:
08/02/2018
Filing Date:
01/24/2018
Assignee:
GM Global Technology Operations LLC (Mich., Detroit, US)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
LKGLOBAL | Lorenz & Kopf PartG mbB Patentanwälte, 80333, München, DE
Claims:
Computerimplementiertes Verfahren zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals, worin das Verfahren umfasst:
das Herstellen einer Funkverbindung zwischen einem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver durch eine Verarbeitungsvorrichtung;
das kontinuierliches Berechnen eines Dopplers des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung;
das Erfassen einer Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung; und
das Ermitteln, durch die Verarbeitungsvorrichtung, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine abrupte Verzögerung anzeigt.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend:
in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine abrupte Verzögerung anzeigt, das Senden eines Notfallalarms von dem Transceiver in dem Fahrzeug.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend:
in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals nicht auf eine abrupte Verzögerung hinweist, das Fortsetzen der kontinuierlichen Berechnung des Dopplers des empfangenen Signals.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, worin das Erfassen der Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals das Ermitteln einer ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals umfasst.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 4, worin das Ermitteln, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine abrupte Verzögerung anzeigt, ferner das Vergleichen der ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Schwellenwert umfasst.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 5, worin das Ändern im Doppler indikativ für eine abrupte Verzögerung ist, wenn die erste Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals den Schwellenwert überschreitet.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erfassen einer abrupten Verzögerung aus einem geschätzten Doppler-Koeffizienten Dc, der durch die folgende Gleichung gegeben ist: Dc=Geschwindigkeit[ms] cos αc[ms]×f[GHz]×109,embedded imageworin Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, α ein Winkel zwischen einem Fahrzeugweg und einer Ausbreitungsrichtung des empfangenen Signals ist, c ist eine Lichtgeschwindigkeit, und f ist eine Frequenz der Funkverbindung.

Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, worin die kontinuierliche Berechnung des Dopplers des empfangenen Signals ferner eine Zeitmittelung der Schätzung des Dopplers umfasst.

System zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs basierend auf einer abrupten Änderung der Doppler-Schätzung für ein empfangenes Signal, worin das System umfasst:
einen Transceiver in dem Fahrzeug, worin der Transceiver eine Funkverbindung zwischen dem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver herstellt; und
ein Doppler-Schätzmodul, das konfiguriert ist zum:
Schätzen eines Doppler-Koeffizienten eines Dopplers des empfangenen Signals;
Berechnen einer ersten Ableitung des Doppler-Koeffizienten; und
Ermitteln, ob die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten der Funkverbindung eine abrupte Verzögerung anzeigt.

System nach Anspruch 9, worin das Berechnen des Dopplers des empfangenen Signals durch die folgende Gleichung gegeben ist: Dcnorm=Geschwindigkeit[ms] cos αc[ms]×109,embedded imageworin DCnorm=DCf,embedded imageGeschwindigkeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, α ist ein Winkel zwischen einem Fahrzeugweg und einer Ausbreitungsrichtung des empfangenen Signals, und c eine Lichtgeschwindigkeit ist.

Description:
EINLEITUNG

Die vorliegende Offenbarung betrifft das Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung des Doppler-Effektes eines empfangenen Signals.

Ein Fahrzeug, wie ein Auto, Motorrad, ein Boot oder eine andere Art von Automobil, kann mit Kommunikationsvorrichtungen ausgestattet sein (z. B. einem zellularen Transceiver, einem dedizierten Kurzbereichskommunikations-Transceiver (DSRC-Transceiver), einem Wi-Fi-Transceiver usw.). Diese Kommunikationsvorrichtungen senden und empfangen Daten zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Transceiver, beispielsweise einem Funkturm, der von dem Fahrzeug entfernt ist. Doppler beschreibt eine Änderung einer empfangenen Signalfrequenz, die aufgrund einer relativen Bewegung zwischen einem Sender und einem Empfänger auftritt. Wenn es eine relative Bewegung zwischen zwei Enden einer drahtlosen Verbindung gibt, wie die drahtlose Verbindung zwischen einem sich bewegenden Fahrzeug und einem Funkturm, wird eine Doppler-Frequenzverschiebung erzeugt, die für eine gegebene Frequenz eine lineare Funktion der relativen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.

KURZDARSTELLUNG

In einer exemplarischen Ausführungsform kann ein Computer, der zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppleränderung eines empfangenen Signals implementiert ist, das Herstellen einer Funkverbindung zwischen einem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver durch eine Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Das Verfahren kann ferner das kontinuierliche Berechnen des Doppler-Werts des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Zusätzlich kann das Verfahren das Erfassen einer Änderung des Dopplers des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Ferner kann das Verfahren das Ermitteln durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten, ob die Änderung des Doppler-Werts des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt.

Ein exemplarisches computerimplementiertes Verfahren kann ferner in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt, das Senden einer Notfallwarnung von dem Transceiver in dem Fahrzeug beinhalten. Ein exemplarisches computerimplementiertes Verfahren kann ferner in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals nicht auf eine Kollision hinweist, weiterhin kontinuierliche Berechnung des Dopplers des empfangenen Signals beinhalten. In einigen exemplarischen computerimplementierten Verfahren umfasst das Erfassen der Änderung des Dopplers des empfangenen Signals das Ermitteln einer ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals. In einigen exemplarischen computerimplementierten Verfahren umfasst das Ermitteln, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt, ferner das Vergleichen der ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Schwellenwert. In einigen exemplarischen computerimplementierten Verfahren ist die Änderung des Dopplers indikativ für eine Kollision, wenn die erste Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals den Schwellenwert überschreitet. Einige computerimplementierte Verfahren beinhalten ferner das Erfassen einer abrupten Verzögerung aus einem geschätzten Doppler-Koeffizienten Dc, der durch die folgende Gleichung gegeben ist: Dc=Geschwindigkeit[ms] cos αc[ms]×f[GHz]×109,embedded imageworin Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, α ein Winkel zwischen einem Fahrzeugweg und einer Ausbreitungsrichtung des empfangenen Signals ist, c ist eine Lichtgeschwindigkeit, und f ist eine Frequenz der Funkverbindung. In einigen Beispielen umfassen computerimplementierte Verfahren, die kontinuierlich den Doppler des empfangenen Signals berechnen, ferner eine Zeitmittelung der Schätzung des Dopplers.

In einer anderen exemplarischen Ausführungsform kann ein System zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs basierend auf einer scharfen Änderung der Doppler-Schätzung einen Transceiver in dem Fahrzeug beinhalten, wobei der Transceiver eine Funkverbindung zwischen dem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver einrichtet. Das System kann ferner ein Doppler-Schätzmodul beinhalten, das zum Schätzen des Doppler-Koeffizienten des empfangenen Signals konfiguriert ist; Berechnen einer ersten Ableitung des Doppler-Koeffizienten; und Ermitteln, ob die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten eine Kollision anzeigt.

In einigen exemplarischen Systemen ist ein geschätzter Doppler des empfangenen Signals durch die folgende Gleichung gegeben: Dcnorm=Geschwindigkeit[ms] cos αc[ms]×109,embedded imageworin Dcnorm=Dcfembedded imageund Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, α ist ein Winkel zwischen einem Fahrzeugweg und der Ausbreitungsrichtung des empfangenen Signals, und c ist eine Lichtgeschwindigkeit. In einigen exemplarischen Systemen wird das Berechnen der ersten Ableitung des Doppler-Koeffizienten unter Verwendung der folgenden Gleichung durchgeführt: ΔDopplerΔZeit=DopplerZeitDc(t2)Dc(t1)(t2t1).embedded imageworin t2 ≥ t1.

In einigen exemplarischen Systemen umfasst das Ermitteln, ob die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten eine Kollision anzeigt, ferner das Vergleichen der ersten Ableitung des Doppler-Koeffizienten mit einem Schwellenwert. In einigen exemplarischen Systemen zeigt die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten eine Kollision an, wenn die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten den Schwellenwert überschreitet.

In noch einer anderen exemplarischen Ausführungsform kann ein Computerprogrammprodukt zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals ein computerlesbares Speichermedium mit darin enthaltenen Programmanweisungen beinhalten, wobei das computerlesbare Speichermedium an sich kein transitorisches Signal ist, die Programmanweisungen, die durch eine Verarbeitungsvorrichtung ausführbar sind, um zu bewirken, dass die Verarbeitungsvorrichtung ein Verfahren ausführt. Das Verfahren kann das Herstellen einer Funkverbindung zwischen einem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver durch eine Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Das Verfahren kann ferner das kontinuierliche Berechnen des Dopplers des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Zusätzlich kann das Verfahren das Erfassen einer Änderung des Dopplers des empfangenen Signals durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten. Ferner kann das Verfahren das Ermitteln durch die Verarbeitungsvorrichtung beinhalten, ob die Änderung des Dopplers des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt.

Ein exemplarisches computerimplementiertes Verfahren kann ferner in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt, das Senden einer Notfallwarnung von dem Transceiver in dem Fahrzeug beinhalten. Ein exemplarisches computerimplementiertes Verfahren kann ferner in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals nicht auf eine Kollision hinweist, weiterhin kontinuierliche Berechnung des Dopplers des empfangenen Signals beinhalten. In einigen exemplarischen computerimplementierten Verfahren umfasst das Erfassen der Änderung des Dopplers des empfangenen Signals das Ermitteln einer ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals. In einigen exemplarischen computerimplementierten Verfahren umfasst das Ermitteln, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt, ferner das Vergleichen der ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Schwellenwert. In einigen exemplarischen computerimplementierten Verfahren ist die Änderung des Dopplersignals indikativ für eine Kollision, wenn die erste Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals den Schwellenwert überschreitet. Einige computerimplementierte Verfahren beinhalten ferner das Erfassen einer abrupten Verzögerung aus einem geschätzten Doppler-Koeffizienten Dc, der durch die folgende Gleichung gegeben ist: Dc=Geschwindigkeit[ms] cos αc[ms]×f[GHz]×109,embedded imageworin Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, α ein Winkel zwischen einem Fahrzeugweg und einer Ausbreitungsrichtung des empfangenen Signals ist, c ist eine Lichtgeschwindigkeit, und f ist eine Frequenz der Funkverbindung.

Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.

Figurenliste

Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei:

  • 1 eine Umgebung zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 2 ein Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 3A und 3B grafische Darstellungen von Geschwindigkeit über Zeit bzw. Doppler über Zeit gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
  • 4 eine grafische Darstellung der Änderung der Dopplerfrequenz über die Zeit gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 5A eine grafische Darstellung eines Rausch-Doppler-Signals über die Zeit gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 5B eine grafische Darstellung eines zeitlich gemittelten Rausch-Doppler-Signals über die Zeit gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals gemäß einer exemplarischen Ausführungsform veranschaulicht; und
  • 7 ein Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems zum Implementieren der hierin beschriebenen Techniken gemäß einer exemplarischen Ausführungsform veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.

Die hierin beschriebenen technischen Lösungen können das Ermitteln einer Änderung des Doppler-Signals und die Verwendung der Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug mit verschiedenen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen ausgestattet sein, um unter Verwendung einer Vielzahl von drahtlosen Datenkommunikationsprotokollen, wie z. B. dedizierten Kurzstreckenkommunikationen (DSRC), Wi-Fi, Mobilfunk usw., Daten zu senden und zu empfangen. Diese Kommunikationsvorrichtungen senden und empfangen Daten zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Transceiver (der als ein „entfernter Transceiver“ bezeichnet wird), wie beispielsweise einem Funkturm, der von dem Fahrzeug entfernt ist.

In bestehenden Implementierungen kann ein Fahrzeug dedizierte Hardware zum Erfassen einer abrupten Verzögerung des Fahrzeugs beinhalten. Eine plötzliche Verzögerung kann anzeigen, dass das Fahrzeug einen Unfall hatte. Wenn das Fahrzeug beispielsweise mit einem anderen Fahrzeug, einem stationären Objekt oder dergleichen kollidiert, kann das Fahrzeug als Ergebnis der Kollision eine plötzliche abrupte Verzögerung erfahren.

Dementsprechend ermöglichen die hierin beschriebenen technischen Lösungen in einer Ausführungsform eine Kollisionsidentifizierung ohne zusätzliche Hardware. Insbesondere stellen die hierin offenbarten technischen Lösungen eine zusätzliche Technik zum Erfassen einer abrupten Verzögerung ohne zusätzliche Hardware bereit, indem eine Änderung in einem Doppler eines empfangenen Signals zwischen einer der Fahrzeugkommunikationsvorrichtungen und dem zugehörigen entfernten Transceiver bestimmt wird. Darüber hinaus erfüllen die beschriebenen technischen Lösungen die Automotive Safety Integrity Level B Kollisionserfassungsanforderungen (ASIL-B Kollisionserfassungsanforderungen).

Im Allgemeinen ist Doppler eine Funktion der relativen Geschwindigkeit zwischen einem Sender und einem Empfänger und der Signalwellenlänge. Der Doppler-Koeffizient ist durch die folgende Gleichung gegeben: Dc[Hz]=Geschwindigkeit[ms]×cos αWellenlänge[m],embedded imageworin die Wellenlänge eine Funktion der Frequenz f und Signalgeschwindigkeit v wie folgt ist: wavelength[m]=vf.embedded image

Für elektromagnetische Signale, die sich mit Lichtgeschwindigkeit c bewegen, kann die Wellenlänge wie folgt berechnet werden: Wellenlänge=cf=3×108[ms]f=310×f[GHz].embedded image

Der normalisierte Doppler-Koeffizient (Dcnorm)embedded imageist gegeben durch: Dcnorm=Geschwindigkeit[ms]cos αc[ms]×109.embedded image

Der normalisierte Doppler-Koeffizient ist für die Trägerfrequenz unwissend und auf GHz normiert. Dementsprechend, Dcnorm=Dc/f[GHz].embedded image

1 veranschaulicht eine Umgebung 100 zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs 110 unter Verwendung eines Dopplers des empfangenen Signals. Insbesondere kann das Fahrzeug 110 ein Verarbeitungssystem 200 von 2 zum Erfassen der abrupten Verzögerung des Fahrzeugs 110 unter Verwendung des Dopplers des empfangenen Signals beinhalten. Das Verarbeitungssystem 200 kann einen Transceiver 202, eine Antenne 204 und ein Doppler-Berechnungsmodul 206 beinhalten. Das System 200 kann in einem Fahrzeug, wie einem Auto, Lastwagen, Lieferwagen, Bus, Motorrad, Boot, Flugzeug oder einem anderen geeigneten Fahrzeug, angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass in anderen Ausführungsformen andere Anzahlen von Transceivern und/oder Antennen implementiert werden können.

Insbesondere beinhaltet die Umgebung 100 ein Fahrzeug 110, das bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit entlang eines Fahrzeugwegs 112 fährt. Das Fahrzeug 110 kann einen Transceiver 202 und eine Antenne 204 beinhalten, die eine Funkverbindung 122 mit einem entfernten Transceiver 120 herstellt, der ein fester oder beweglicher Transceiver einer beliebigen drahtlosen Technologie (z. B. Mobilfunk, Wi-Fi, DSRC usw.) sein kann. Die Funkverbindung 122 ermöglicht dem Fahrzeug 110, ein Signal von dem entfernten Transceiver 120 zu empfangen. Wie veranschaulicht, befindet sich der Fahrzeugweg 112 in einem Winkel α in Bezug auf die Ausbreitung der Funkverbindung 122.

Als ein mögliches Beispiel bewegt sich das Fahrzeug 110 mit einer Geschwindigkeit von 90 km/h direkt zu dem entfernten Transceiver 120 (d. h. α = 0) mit einem Transceiver 202, der bei 700 MHz (0,7 GHz) arbeitet. In diesem Beispiel verwenden die Wellenlänge und der Doppler einen geschätzten Doppler-Koeffizienten wie folgt: Wellenlänge[m]=cf=31080,7109=3100,7=0,43m.embedded imageDc=Geschwindigkeit[ms] cos αc[ms]f[GHz]109=253×108109=58,33 Hzembedded imageDcnorm=Dcf[GHz]=58,30,7=83,33embedded image

Das Doppler-Berechnungsmodul 206 empfängt von dem Transceivermodul 202 eine augenblickliche Dopplerschätzung des empfangenen Signals der Funkverbindung 122, das Doppler-Berechnungsmodul 206 erfasst und berechnet Änderungen im Doppler, um zu bestimmen, wann eine abrupte Verzögerung auftritt, die eine Kollision anzeigen kann. Im Falle einer Kollision wird die Doppler-Änderung erkannt. So verringert sich beispielsweise in dem Fall, in dem die Verzögerung Δv/Δt von 90 km/h (25 m/s) auf 0 km/h in 100 ms 5 m/s beträgt (d. h. eine Verzögerung von 50 m/s2) die Änderung des Doppler-Koeffizienten (bei 0,7 GHz) in 0,5 s von 58,33 Hz auf nahezu 9 Hz. Dies ist in den 3A und 3B veranschaulicht, die grafische Darstellungen 300A bzw. 300B der Geschwindigkeit gegen die Zeit und des Dopplers gegen die Zeit darstellen. Wie in den grafischen Darstellungen 300A und 300B gezeigt, nimmt, wenn die Geschwindigkeit mit der Zeit abnimmt, auch der Doppler mit der Zeit ab.

Um eine Kollision zu erfassen, wertet das Doppler-Berechnungsmodul 206 die Doppler-Änderung oder die erste Ableitung (in Bezug auf die Zeit) des Doppler-Koeffizienten aus. So wird beispielsweise die Änderung des Doppler-Wertes über die Zeitänderung als die erste Ableitung des Doppler-Signals in Bezug auf die Zeit dargestellt. In ähnlicher Weise wird die Änderung des Doppler-Koeffizienten über die Zeitänderung als die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten in Bezug auf die Zeit dargestellt. In dem obigen Beispiel ist die erste Ableitung des Dopplers bezüglich der Zeit wie folgt: ΔDcΔZeit=DcZeitDc(t2)Dc(t1)(t2t1)=116 Hzsembedded imageworin t2 ≥ t1.

In ähnlicher Weise ist die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten in Bezug auf die Zeit wie folgt: ΔDcnormΔZeit=DcnormZeit=166,6.embedded image

In Beispielen berechnet das Doppler-Berechnungsmodul 206 die erste Ableitung des Doppler-Koeffizienten DC, der für das oben in 4 beschriebene Beispiel in dargestellt ist. Insbesondere veranschaulicht 4 eine grafische Darstellung 400 des Minus der Änderung des Doppler-Koeffizienten über die Zeit.

Eine Kollision kann durch das Auftreten einer von zwei unabhängigen Bedingungen angezeigt werden. In einer ersten Bedingung kann eine Änderung des Minus des Doppler-Koeffizienten einen Schwellenwert überschreiten, der anzeigt, dass eine Kollision aufgetreten ist. So kann beispielsweise eine Kollision angezeigt werden, indem die Änderung des Minus des Doppler-Koeffizienten in Bezug auf die Zeit größer als ein Schwellenwert ist. Wenn beispielsweise der Schwellenwert 50 Hz/s beträgt und das Minus der Änderung des Doppler-Koeffizienten in Bezug auf die Zeit 116 Hz/s beträgt, wie im obigen Beispiel, wird der Schwellenwert überschritten, und das Doppler-Berechnungsmodul 206 bestimmt, dass eine Kollision aufgetreten ist.

In ähnlicher Weise kann eine Kollision angezeigt werden, indem die Änderung des Minuswertes des normalisierten Doppler-Koeffizienten in Bezug auf die Zeit größer als ein Schwellenwert ist. Wenn beispielsweise der Schwellenwert 100 ist und das Minus der Änderung des normierten Doppler-Koeffizienten in Bezug auf die Zeit 166,6 beträgt, wie im obigen Beispiel, wird der Schwellenwert überschritten, und das Doppler-Berechnungsmodul 206 bestimmt, dass eine Kollision aufgetreten ist.

Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann der Schwellenwert eine Funktion des Frequenzträgers, des Kollisionsprofils (d. h. einer Verzögerungskurve), der Kriterien für Airbagauslösung, der Doppler-Signalzuverlässigkeit/Schätzqualität und dergleichen sein. Als ein zusätzliches Beispiel kann für ein Fahrzeug mit einem Transceiver, der bei 2 GHz arbeitet, ein Prioritätsverzögerungs-Untergrenzwert von 10 m/s effizient guter Qualität der Schwellenwert 66 Hz/s sein. Es sollte beachtet werden, dass der Schwellenwert für das Minus der Doppler-Koeffizientenänderung und/oder der Schwellenwert für die normalisierte Doppler-Koeffizienten-Änderung einstellbar sind.

Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann die Mittelwertbildung des Doppler-Signals (das in dem Doppler-Berechnungsmodul 206 von dem Transceivermodul 202 empfangen wird) oder der ersten Ableitung des Doppler-Koeffizienten Dc über die Zeit eine genauere Anzeige einer Kollision bereitstellen. Wenn beispielsweise das Doppler-Signal Materialrauschen aufweist, erhöht eine Mittelwertbildung des Doppler-Signals im Laufe der Zeit die Zuverlässigkeit. Als ein solches Beispiel veranschaulicht 5A eine grafische Darstellung 500A eines Rausch-Doppler-Signals über die Zeit, und 5B veranschaulicht eine grafische Darstellung 500B eines zeitlich gemittelten Rausch-Doppler-Signals über die Zeit gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die grafische Darstellung 500B zeigt an, dass selbst bei Mittelwertbildung (d. h. mit einer längeren Verzögerungsschätzzeit) beobachtet werden kann, dass der Doppler des Fahrzeugs in nicht mehr als einer Sekunde von 60 Hz auf ungefähr Null Hz geändert wurde, was auf eine Kollision hinweist.

6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer abrupten Verzögerung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Doppler-Änderung eines empfangenen Signals gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. Das Verfahren 600 kann zum Beispiel durch das Doppler-Änderungsberechnungsmodul des Verarbeitungssystems 200 von 2, durch das Verarbeitungssystem 20 von 7 oder durch ein anderes geeignetes Verarbeitungssystem oder Gerät implementiert werden.

Bei Block 602 beinhaltet das Verfahren 600 das Herstellen einer Funkverbindung zwischen einem Transceiver in dem Fahrzeug und einem entfernten Transceiver. Bei Block 604 beinhaltet das Verfahren 600 das kontinuierliche Berechnen eines Dopplers des empfangenen Signals.

Bei Block 606 beinhaltet das Verfahren 600 das Erfassen einer Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals. In einigen Beispielen beinhaltet das Erfassen der Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals das Ermitteln einer ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals.

Bei Block 608 beinhaltet das Verfahren 600 das Ermitteln, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine abrupte Verzögerung (d. h. eine Kollision) anzeigt. In einigen Beispielen beinhaltet das Ermitteln, ob die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt, ferner das Vergleichen der ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals mit einem Schwellenwert. Eine Kollision kann angezeigt werden, wenn das Minus der ersten Ableitung des Dopplers des empfangenen Signals den Schwellenwert überschreitet.

In einigen Beispielen kann das Verfahren 600 ferner in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Änderung in dem Doppler des empfangenen Signals eine Kollision anzeigt, das Senden eines Notfallalarms von dem Transceiver in dem Fahrzeug beinhalten. Es sollte jedoch beachtet werden, dass ein anderer Transceiver verwendet werden kann, um den Notfallalarm zu senden. Wenn keine Kollision festgestellt wird, kann das Verfahren 600 weiterhin ein Doppler-Signal berechnen (etwa wenn das Fahrzeug die Position, Geschwindigkeit, Ausrichtung usw. ändert).

Zusätzliche Verfahren können ebenfalls enthalten sein, und es sollte verstanden werden, dass die in 6 gezeigten Verfahren Veranschaulichungen darstellen, und dass andere Verfahren hinzugefügt werden können oder existierende Verfahren entfernt, modifiziert oder neu angeordnet werden können, ohne von dem Umfang und Erfindungsgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit jeder anderen Art von Computerumgebung implementiert werden kann, die jetzt bekannt ist oder in Zukunft entwickelt wird. So veranschaulicht beispielsweise 7 ein Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems 20 zum Implementieren der hierin beschriebenen Techniken. In Beispielen weist das Verarbeitungssystem 20 eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (Prozessoren) 21a, 21b, 21c usw. auf (kollektiv oder allgemein als Prozessor(en) 21 und/oder als Verarbeitungsvorrichtung(en) bezeichnet). In Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann jeder Prozessor 21 einen Mikroprozessor mit reduziertem Befehlssatz (RISC) enthalten. Die Prozessoren 21 sind über einen Systembus 33 mit einem Systemspeicher (z. B. einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 24) und verschiedenen anderen Komponenten verbunden. Der Nur-Lese-Speicher (ROM) 22 ist mit dem Systembus 33 gekoppelt und kann ein Basis-Eingabe-/Ausgabe-System (BIOS) enthalten, das bestimmte Grundfunktionen des Verarbeitungssystems 20 steuert.

Ferner sind ein Eingabe/Ausgabe-Adapter (I/O-Adapter) 27 und ein Kommunikationsadapter 26, der mit dem Systembus 33 gekoppelt ist, dargestellt. Der I/O-Adapter 27 kann ein Small Computer System Interface-Adapter (SCSI-Adapter) sein, der mit einer Festplatte 23 und/oder einem Bandspeicherlaufwerk 25 oder einer anderen ähnlichen Komponente kommuniziert. Der I/O-Adapter 27, die Festplatte 23 und die Bandspeichervorrichtung 25 werden hierin kollektiv als Massenspeicher 34 bezeichnet. Das Betriebssystem 40 zur Ausführung auf dem Verarbeitungssystem 20 kann in dem Massenspeicher 34 gespeichert sein. Ein Netzwerkadapter 26 verbindet den Systembus 33 mit einem externen Netzwerk 36, wodurch das Verarbeitungssystem 20 mit anderen derartigen Systemen kommunizieren kann.

Eine Anzeige (z. B. ein Monitor) 35 ist mit dem Systembus 33 über den Anzeigeadapter 32 verbunden, der einen Grafikadapter enthalten kann, um die Leistung von grafikintensiven Anwendungen und eine Video-Steuerung zu verbessern. In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können die Adapter 26, 27 und/oder 32 mit einem oder mehreren I/O-Bussen verbunden sein, die über eine Zwischenbusbrücke (nicht dargestellt) mit dem Systembus 33 verbunden sind. Geeignete I/O-Busse zum Anschließen von Peripheriegeräten, wie zum Beispiel Festplattensteuerungen, Netzwerkadaptern und Grafikadaptern, umfassen üblicherweise gemeinsame Protokolle, wie Peripheral Component Interconnect (PCI). Zusätzliche Eingabe-/Ausgabegeräte sind als über den Benutzerschnittstellenadapter 28 und den Anzeigeadapter 32 mit dem Systembus 33 verbunden gezeigt. Eine Tastatur 29, eine Maus 30 und ein Lautsprecher 31 können mit dem Systembus 33 über den Benutzerschnittstellenadapter 28 verbunden sein, der zum Beispiel einen Super-I/O-Chip enthalten kann, der mehrere Geräteadapter in eine einzige integrierte Schaltung integriert.

In einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung enthält das Verarbeitungssystem 20 eine Grafikverarbeitungseinheit 37. Die Grafikverarbeitungseinheit 37 ist eine spezialisierte elektronische Schaltung, die entworfen ist, um Speicher zu manipulieren und zu ändern, um die Erzeugung von Bildern in einem Bildspeicher zu beschleunigen, die zur Ausgabe an eine Anzeige vorgesehen sind. Im Allgemeinen ist die Grafikverarbeitungseinheit 37 bei der Manipulation von Computergrafiken und Bildverarbeitung sehr effizient und weist eine hochparallele Struktur auf, die sie effektiver als Allzweck-CPUs für Algorithmen macht, bei denen die Verarbeitung großer Datenblöcke parallel erfolgt.

Somit beinhaltet das Verarbeitungssystem 20, wie es hierin konfiguriert ist, Verarbeitungskapazität in Form von Prozessoren 21, Speicherfähigkeit einschließlich Systemspeicher (z. B. RAM 24) und Massenspeicher 34, Eingabemittel, wie Tastatur 29 und Maus 30 und Ausgabefähigkeiten, einschließlich Lautsprecher 31 und Display 35. In einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung speichern ein Teil des Systemspeichers (z. B. RAM 24) und der Massenspeicher 34 gemeinsam ein Betriebssystem, um die Funktionen der verschiedenen Komponenten, die in Verarbeitungssystem 20 gezeigt sind, zu koordinieren.

Die vorliegenden Techniken können als ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt implementiert werden. Das Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Speichermedium (oder Medien) mit darauf enthaltenen computerlesbaren Programmbefehlen, um zu bewirken, dass ein Prozessor Aspekte der vorliegenden Offenbarung durchführt.

Das computerlesbare Speichermedium kann ein physisches Gerät sein, das Anweisungen für die Verwendung durch ein Befehlsausführungsgerät ablegen und speichern kann. Das computerlesbare Speichermedium kann beispielsweise ein elektronisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät, ein optisches Speichergerät, ein elektromagnetisches Speichergerät, ein Halbleiterspeichergerät oder eine geeignete Kombination der vorstehend genannten sein. ist aber nicht darauf beschränkt. Eine nicht erschöpfende Liste von spezifischeren Beispielen des computerlesbaren Speichermediums beinhaltet Folgendes: eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM), einen tragbaren CD-ROM-Speicher (CD-ROM), eine digitale Vielseitigkeitsdiskette (DVD), einen Memory-Stick, eine Diskette, eine mechanisch codierte Vorrichtung, wie z. B. Lochkarten oder erhöhte Strukturen in einer Nut mit darauf aufgezeichneten Anweisungen oder eine geeignete Kombination der vorstehend genannten. Ein computerlesbares Speichermedium ist, wie es hierin verwendet wird, nicht schlichtweg als transitorisches Signal, wie etwa Funkwellen oder andere sich frei ausbreitende elektromagnetische Wellen, elektromagnetische Wellen, die sich durch einen Wellenleiter oder andere Übertragungsmedien ausbreiten (z. B. Lichtimpulse, die ein faseroptisches Kabel durchlaufen) oder elektrische Signale, die durch einen Draht übertragen werden, zu verstehen.

Die hierin beschriebenen computerlesbaren Programmbefehle können von einem computerlesbaren Speichermedium oder einem externen Computer oder einem externen Speichergerät über ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, ein lokales Netzwerk, ein Großraumnetzwerk und/oder ein drahtloses Netzwerk, auf entsprechende Rechen-/Verarbeitungsgeräte heruntergeladen werden. Das Netzwerk kann Kupferübertragungskabel, optische Übertragungsfasern, drahtlose Übertragung, Router, Firewalls, Switches, Gateway-Computer und/oder Edge-Server umfassen. Eine Netzwerkadapterkarte oder Netzwerkschnittstelle in jedem der Rechen-/Verarbeitungsgeräte empfängt computerlesbare Programmbefehle aus dem Netzwerk und leitet die computerlesbaren Programmbefehle zur Speicherung in einem computerlesbaren Speichermedium innerhalb des jeweiligen Rechen-/Verarbeitungsgeräts weiter.

Bei den computerlesbaren Programmbefehlen zur Durchführung von Operationen der vorliegenden Offenbarung kann es sich um Assembler-Befehle, Befehls-Set-Architektur („Instruction-Set-Architecture - ISA“)-Befehle, Maschinenbefehle, maschinenabhängige Befehle, Mikrocode, Firmware-Befehle, Zustandseinstelldaten oder entweder einen Quellcode oder einen Objektcode handeln, der in einer beliebigen Kombination aus einer oder mehreren Programmiersprachen, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache, wie z. B. Smalltalk, C++ oder dergleichen, sowie konventionellen prozeduralen Programmiersprachen, wie z. B. der Programmiersprache „C“ oder ähnlichen Programmiersprachen, geschrieben ist. Die computerlesbaren Programmbefehle können vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teils auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder ganz auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In dem letzteren Szenario kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers über eine beliebige Art von Netzwerk, darunter auch mit einem lokalen Netzwerk (LAN) oder einem Großraumnetzwerk (WAN), verbunden sein bzw. die Verbindung zu einem externen Computer kann (zum Beispiel mithilfe eines Internetdienstanbieters über das Internet) hergestellt werden. In einigen Beispielen können elektronische Schaltungen, die beispielsweise programmierbare Logikschaltungen, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) oder programmierbare Logik-Arrays (PLA) beinhalten, die computerlesbaren Programmbefehle ausführen, indem sie Zustandsinformationen der computerlesbaren Programmbefehle verwenden, um die elektronischen Schaltungen zu personalisieren und Aspekte der vorliegenden Offenbarung durchzuführen.

Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden hierin mit Bezug auf Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmbefehle implementiert werden kann.

Diese computerlesbaren Programmbefehle können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Herstellung einer Maschine zur Verfügung gestellt werden, sodass die Befehle, die über den Prozessor des Computers oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der in dem Ablaufdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder der in den Blöcken spezifizierten Funktionen/Aktionen erzeugen. Diese computerlesbaren Programmbefehle können zudem in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, das einen Computer, eine programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder andere Vorrichtungen in einer bestimmten Weise ausführen kann, sodass das computerlesbare Speichermedium mit den darin gespeicherten Befehlen einen Herstellungsgegenstand umfasst, der Befehle beinhaltet, die Aspekte der in dem Ablaufdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder der in den Blöcken spezifizierten Funktion/Aktion implementieren.

Die computerlesbaren Programmbefehle können zudem auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine andere Vorrichtung geladen werden, um zu bewirken, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder einem anderen Gerät durchgeführt wird, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, sodass die Befehle, die auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder einem anderen Gerät ausgeführt werden, um die im Ablaufdiagramm und/oder Blockdiagrammblock in den Blöcken spezifizierten Funktionen/Aktionen implementieren zu implementieren.

Das Ablaufdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedener Aspekten der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablaufdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil von Befehlen darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Befehle zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in dem Block aufgeführten Funktionen in anderer Reihenfolge als in den Figuren angegeben auftreten. So können beispielsweise zwei nacheinander dargestellte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, bzw. die Blöcke können je nach der jeweiligen Funktionalität zum Teil in umgekehrter Abfolge ausgeführt werden. Es wird auch angemerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Ablaufdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Ablaufdiagrammdarstellungen durch Spezialhardware-basierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen oder Aktionen oder Kombinationen von Spezialhardware und Computerbefehlen ausführen, implementiert werden kann.

Die Beschreibungen der verschiedenen Beispiele der vorliegenden Offenbarung wurden zu Zwecken der Veranschaulichung vorgestellt, sind aber nicht als erschöpfend oder beschränkt auf die offenbarten Ausführungsformen gedacht. Viele Modifikationen und Variationen sind für den Fachmann offensichtlich, ohne von dem Umfang und dem Gedanken der beschriebenen Techniken abzuweichen. Die hier verwendete Terminologie wurde ausgewählt, um die Prinzipien der vorliegenden Techniken, die praktische Anwendung oder technische Verbesserung gegenüber Technologien, die auf dem Markt gefunden wurden, am besten zu erläutern oder anderen Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die hierin offenbarten Techniken zu verstehen.

Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegenden Techniken nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen enthält, die in den Umfang der Anmeldung fallen.