用于对车辆前方的对象进行分类的极化雷达系统和方法技术方案

一种用于对车辆(76)前方的对象(66)进行分类的极化雷达系统(10)包括：雷达发射器单元，其用于发射至少两种不同极化的雷达波；雷达接收单元(22)，其用于接收至少两种不同极化的雷达波；雷达信号生成单元(32)，其用于生成并且提供要由所述至少一个雷达发射器单元(12)发射的雷达波；信号处理电路(38)，其用于处理所生成的要被发射的雷达波以及所接收的雷达波；以及信号评估单元(56)。所述信号评估单元(56)被配置为：从所述信号处理电路(38)接收经处理的信号以基于所接收的经处理的信号来估计针对预定对象参数集合的值，并且在检测到针对所述对象参数集合的估计值与多个预定对象参数集合中的一个的匹配后从多个预定对象类别中选择对象类别。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对车辆前方的对象进行分类的极化雷达系统和方法
本专利技术涉及一种用于对车辆前方的对象进行分类的极化雷达系统、和一种通过使用这样的极化雷达系统对车辆前方的对象进行分类的方法、以及一种用于控制所述方法的自动执行的软件模块。
技术介绍
在外部汽车应用中采用雷达技术以便通过利用适当的警告促进车辆的驾驶员的最佳反应来提供改善的安全性在本领域中是已知的。例如，专利申请公开JP2004085564A描述了一种用于确定道路表面的状况的装置和方法。在该方法中，无线电波被辐射到由无线电波反射器覆盖的道路，并且所反射的无线电波被接收。基于所接收的无线电波相对于所辐射的无线电波的变化，确定了道路上的水或冰的存在或不存在。此外，欧洲专利申请EP2653882A1描述了一种使用雷达技术用于道路状况识别、具体用于检测由沥青上的水、冰或雪引起的低摩擦斑点的方法。所述方法包括：以各种入射角度测量来自沥青样本的单基(雷达发射器和接收器被共同定位)反向散射，通过计算针对不同极化的反向散射的信号的比率来消除未知参数的影响，并且通过比较在vv(垂直)-极化与hh(水平)-极化处的反向散射系数的比率基于沥青的反向散射性质的变化来识别水和冰。用于道路状况识别的24GHz雷达被描述为对于检测低摩擦斑点是可行的。专利申请EP2653882A1进一步列举了关于采用汽车雷达用于使用双基(发射器和接收器被布置在不同位置处)散射测量的道路状况识别的若干研究，其中，利用24GHz和76GHz处的相干极化雷达来测量来自道路表面的散射。然后根据在雷达极化的领域中是公知量的Stokes或Mueller矩阵的特征值来识别道路状况。雷达极化涉及测量当雷达频率电磁波在其遇到雷达目标或散射表面并且被反射之后被再极化时所述电磁波的极化状态。在雷达极化中，雷达波在散射状况下的极化状态通常通过包括复数矩阵的形式化来描述。在形式上，入射的雷达波能够通过二分量矢量来描述，其中，矢量分量分别表示沿着水平方向和垂直方向的复合电场。所反射或散射的雷达波能够由另一二分量矢量来描述，其中，矢量分量表示沿着水平方向和垂直方向的复合电场。以这种方式，每个散射对象被认为是极化变换器，并且从所发射的波矢量到所接收的波矢量的变换能够被描述为将被称为散射矩阵的矩阵应用于表示入射雷达波的矢量。对角矩阵元素通常被称为共极化，非对角元素被称为交叉极化。该矩阵包含关于散射过程和散射器自身的所有信息。散射矩阵或等价矩阵(例如，已知的协方差矩阵和相干矩阵)的元素是可观察的幂指数。不同的相关矩阵形式化存在并且被用于雷达极化中，诸如Jones矩阵、S-矩阵、MüllerM-矩阵和KennaughK-矩阵。通过测量散射矩阵或等价物，能够计算针对入射波的任意极化的散射雷达波的强度和极化。例如，Wolfgang-MartinBoerner在PolSARprov3.0-LectureNotes上的“BasicConceptsinRadarPolarimetry”(能从http://earth.esa.int/landtraining07/polsar_basic_concepts.pdf获得)一文中能够找到处置散射矩阵和提取所观察的幂指数的所测量的散射矩阵中包含的信息的数学方法的概述。该文档由此应当以引用方式被完全并入本文，具有用于以引用方式的司法允许并入的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够通过促进车辆的驾驶员关于可能危险的驾驶情况的最佳反应来生成改善的安全性的雷达系统。在本专利技术的一个方面中，该目的是通过被配置用于对车辆前方的对象进行分类的极化雷达系统来实现的。如在本申请中所使用的短语“被配置为”应当被具体理解为被特定地编程、布局、装备或布置。如在本申请中所使用的术语“车辆”应当被具体理解为涵盖乘用汽车、卡车和公共汽车。所述极化雷达系统包括至少一个雷达发射器单元、至少一个雷达接收单元、雷达信号生成单元、信号处理电路以及信号评估单元。所述至少一个雷达发射器单元被配置用于发射至少两种不同极化的雷达波。所述至少一个雷达接收单元被配置用于接收至少两种不同极化的雷达波。所述雷达信号生成单元被配置为生成并且提供要由所述至少一个雷达发射器单元发射的雷达波。所述信号处理电路被配置用于处理所生成的要被发射的雷达波以及所接收的雷达波。所述信号评估单元被配置为：从所述信号处理电路接收经处理的信号；并且根据所接收的经处理的信号来估计针对对象的介电常数的值或者基于所接收的经处理的信号来估计针对包括对象的介电常数的预定对象参数集合的值。所述信号评估单元还被配置为：在检测到介电常数的估计值与多个介电常数中的特定介电常数的匹配后，从多个预定对象类别中选择与所述特定介电常数相对应的对象类别；或者在检测到针对所述对象参数集合的估计值与特定的预定对象参数集合的匹配后，从来自多个预定对象类别的多个预定对象参数集合中选择包括对象的所述介电常数的所述特定的预定对象参数集合。如在本申请中所使用的术语“接收的雷达波”应当被具体理解为从所发射的雷达波被对象反射或散射而生成的雷达波。这例如能够通过至少一个雷达发射器单元和至少一个雷达接收单元的适当布置来确保。如在本申请中所使用的术语“对象参数”应当被具体地理解为针对特定对象特有的参数，并且由此能够同于区别特定对象与其他对象。对象参数的范例包括但不限于：尺寸、距离、沿着视线的速度、到达角度、粗糙度、散射情况以及电性质(诸如，例如介电常数)。所发射的雷达波被理解为沿着车辆前方的方向被发射，能够从那里预期可能产生危险驾驶情况的对象。以这种方式，能够提供用于汽车应用的具有低数量的假阴性类别结果和低数量的假阳性类别结果的雷达系统。分类可以包括以下类别组，所述类别组包括但不限于：“浮油”、“黑冰”、“雪”、“道路隆起”、“小动物”(诸如小野兽)、“大动物”(大野兽)和“步行者”。优选地，预定对象参数集合包括针对对象参数集合的每个参数的预定范围。如在本申请中所使用的术语“匹配”应当被具体理解为使得：针对对象参数集合的所有参数，针对预定对象参数集合的对象参数的每个估计值应当处在针对所述参数的预定范围之内。同样优选地，所述至少一个雷达发射器单元能够提供连续波(CW)雷达能量。在优选实施例中，所述极化雷达系统还包括用于生成要由所述至少一个雷达发射器单元发射的经频率调制的(FM)雷达波(更优选的：频率调制的连续波(FMCW))的调制器件，并且此外包括用于对所接收的雷达波进行解调的解调器件。由此，绝对速度和距离能够作为特性和重要对象参数被添加到对象参数集合，因此促进改善的分类性能。优选地，所生成的要被发射的经频率调制的雷达波被实时地线性调制。所述至少一个雷达发射器单元的雷达频率例如可以被向上或被向下回转为锯齿波或三角波。在所述极化雷达系统的一些实施例中，所述信号评估单元包括微控制器，所述微控制器具有至少一个处理器单元和至少一个数字数据存储单元，所述处理器单元能对所述数字数据存储单元进行数据存取。以这种方式，能够实现利用极化雷达系统对车辆前方的对象进行分类的自动测量流程。如果所述微控制器还包括被电气地连接到所述雷达接收单元的模数转换器，则能够实现快速的并且不被干扰的数字信号处理。这样装备的微控制器当今以许多变型方式并且以经济的价格在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对车辆(76)前方的对象(66)进行分类的极化雷达系统(10)，所述雷达系统(10)包括：‑至少一个雷达发射器单元(12)，其被配置用于发射至少两种不同极化的雷达波，‑至少一个雷达接收单元(22)，其被配置用于接收至少两种不同极化的雷达波，‑雷达信号生成单元(32)，其被配置为生成并且提供要由所述至少一个雷达发射器单元(12)发射的雷达波，‑信号处理电路(38)，其被配置用于处理所生成的要被发射的雷达波和所接收的雷达波，以及‑信号评估单元(56)，其被配置为：从所述信号处理电路(38)接收经处理的信号；并且根据所接收的经处理的信号来估计针对对象的介电常数的值；并且在检测到介电常数的估计值与多个介电常数中的特定介电常数的匹配后，从多个预定对象类别中选择与所述特定介电常数相对应的对象类别。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 LU 933021.一种用于对车辆(76)前方的对象(66)进行分类的极化雷达系统(10)，所述雷达系统(10)包括：-至少一个雷达发射器单元(12)，其被配置用于发射至少两种不同极化的雷达波，-至少一个雷达接收单元(22)，其被配置用于接收至少两种不同极化的雷达波，-雷达信号生成单元(32)，其被配置为生成并且提供要由所述至少一个雷达发射器单元(12)发射的雷达波，-信号处理电路(38)，其被配置用于处理所生成的要被发射的雷达波和所接收的雷达波，以及-信号评估单元(56)，其被配置为：从所述信号处理电路(38)接收经处理的信号；并且根据所接收的经处理的信号来估计针对对象的介电常数的值；并且在检测到介电常数的估计值与多个介电常数中的特定介电常数的匹配后，从多个预定对象类别中选择与所述特定介电常数相对应的对象类别。2.根据权利要求1所述的极化雷达系统(10)，其中，所述信号评估单元被配置为：基于所接收的经处理的信号来估计针对包括所述对象的所述介电常数的预定对象参数集合的值；并且在检测到针对所述对象参数集合的估计值与多个预定对象参数集合中的包括所述对象的所述介电常数的特定的预定对象参数集合的匹配后，从多个预定对象类别中选择与所述特定的预定对象参数集合相对应的对象类别。3.根据权利要求1或2所述的极化雷达系统(10)，还包括用于生成要由所述至少一个雷达发射器单元(12)发射的经频率调制的雷达波的调制器件(40、42)，并且包括用于对所接收的雷达波进行解调的解调器件(44、46)。4.根据权利要求1或2或3所述的极化雷达系统(10)，其中，所述信号评估单元(56)包括微控制器(58)，所述微控制器具有至少一个处理器单元(60)和至少一个数字数据存储单元(62)，所述处理器单元(60)能对所述数字数据存储单元进行数据存取。5.根据前述权利要求中的任一项所述的极化雷达系统(10)，其中，所述至少一个雷达发射器单元(12)包括能被布置在所述车辆(76)的前方区域(78)中的至少一个发射天线(18、20)，并且其中，所述至少一个雷达接收单元(22)包括能被布置在所述车辆(76)的所述前方区域(78)中的至少一个接收天线(28、30)。6.根据前述权利要求中的任一项所述的极化雷达系统(10)，其中，所述信号评估单元(56)被配置为从多个预定对象类别中实时地选择对象类别。7.根据前述权利要求中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·本卡德拉，O·戈麦斯，J·兰德韦尔，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU