用于车辆雷达系统的增强的竖直对象检测技术方案

本公开涉及一种车辆雷达传感器单元(2)，该车辆雷达传感器单元被布置成获得多个雷达检测，并且包括天线装置(3)、发射器单元(4)、接收器单元(5)和处理单元(6)。该天线装置(3)包括至少两个发射器天线(7,8)和至少两个接收器天线(9,10,11,12)，其中两个发射器天线(7,8)具有其相应相位中心(17,18)之间的竖直间距(h)，该竖直间距超过所发射的信号的自由空间波长的一半。处理单元(5)被布置成：‑通过在多个雷达周期期间跟踪离每个雷达检测的径向距离(r)的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；‑确定与第一径向速度最佳匹配的第二径向速度；‑跟踪随径向距离(r)变化的多个实测高度(z)；并且‑在所跟踪的实测高度(z)之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度(ZGT)。

Enhanced vertical object detection for vehicle radar system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆雷达系统的增强的竖直对象检测公开内容的描述本公开涉及一种车辆雷达传感器单元，该车辆雷达传感器单元包括天线装置、发射器单元、接收器单元和处理单元。天线装置包括至少两个发射器天线和至少两个接收器天线，其中两个发射器天线具有其相应相位中心之间的竖直间距。如今，车辆雷达系统被布置成检测对象以便实现诸如速度控制和防撞之类的功能，以及其他功能。随着对可靠性的要求不断提高，希望将不重要的障碍物如桥梁和跨线桥与用于实现所述功能的道路上的重要对象区分开。文献WO2016/055455描述了使用至少两个可切换的发射天线(它们具有其对应相位中心的不同竖直位置)以及串联布置的多个接收天线。发射天线的相位中心相对于彼此竖直地偏移一定值，该值小于或等于所发射的信号的自由空间波长的一半。然而，希望发射天线的相位中心之间具有更大的竖直偏移，这是由于这会产生更大的有效天线孔径，从而提高准确性。然而，发射天线的相位中心之间更大的竖直偏移会产生几何模糊。因此需要被布置用于检测高度的车辆雷达系统，其中该系统与现有技术相比提高了准确性。这通过车辆雷达传感器单元实现，该车辆雷达传感器单元包括天线装置、发射器单元、接收器单元和处理单元。天线装置包括至少两个发射器天线和至少两个接收器天线，其中两个发射器天线具有其相应相位中心之间的第一水平间距以及其相应相位中心之间的竖直间距。车辆雷达传感器单元被布置成发射TDM(时分复用)信号并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距超过所发射的信号的自由空间波长的一半。所述处理单元被布置成：-通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度。-通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度。-在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离变化的多个实测高度。-在所跟踪的实测高度之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度。这也通过用于车辆雷达传感器单元的方法实现，该车辆雷达传感器单元使用具有至少两个发射器天线和至少两个接收器天线的天线装置。两个发射器天线具有其相应相位中心之间的第一水平间距以及其相应相位中心之间的竖直间距。车辆雷达传感器单元用于发射TDM(时分复用)信号并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测。竖直间距超过所发射的信号的自由空间波长的一半。该方法包括：通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度。通过选择与第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度。在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离变化的多个实测高度。在所跟踪的实测高度之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度。根据一些方面，所述处理单元被布置成对方程求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号的自由空间波长，并且其中Δm＝(m-mGT)，其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。根据一些方面，所述处理单元被布置成根据以下不等式确定几何模糊指数m：其他示例在从属权利要求中公开。通过本公开获得了多个优点。主要获得了被布置用于检测高度的车辆雷达系统，其中该系统与现有技术相比提高了准确性。附图说明现在将参考附图更详细地描述本公开，在附图中：图1示出了具有雷达传感器单元的车辆的示意性俯视图；图2示出了雷达传感器单元的示意性表示；图3示出了车辆的示意性侧视图；图4示出了天线装置的示意性表示；图5示出了所发射的线性调频信号的示意性表示；并且图6示出了根据本公开的方法的流程图。具体实施方式参考图1，其示出了第一示例，主车辆1包括车辆雷达传感器单元2，该车辆雷达传感器单元继而包括天线装置3、发射器单元4、接收器单元5和处理单元6。主车辆1以一定主车辆速度vh移动，并且在车辆的路径附近存在目标对象检测点13，其中车辆雷达传感器单元2检测到目标对象24。车辆雷达传感器单元2被布置用于以先前已知种类的包括多个频率斜坡的FMCW(调频连续波)线性调频信号14a、14b的形式生成和发射扫频信号，并且接收所反射的信号，其中所发射的线性调频信号14a、14b已由目标对象24反射。参考图2，为雷达传感器单元2呈现了示意图，公开了天线装置3包括第一发射器天线7、第二发射器天线8、第一接收器天线9、第二接收器天线10、第三接收器天线11和第四接收器天线12。发射器单元4和接收器单元5彼此连接并连接到处理单元6，该处理单元包括雷达控制单元15，该雷达控制单元继而具有数字信号处理能力。处理单元6连接到雷达传感器单元端口16，该雷达传感器单元端口被布置用于从雷达传感器单元2接收信号并向该雷达传感器单元发送信号。发射器天线7、8具有其相应相位中心17、18之间的第一水平间距S1以及其相应相位中心17、18之间的竖直间距h，使得第二发射器天线8定位在比第一发射器天线7更高的位置处。接收器天线具有其相应相位中心19、20之间的第二水平间距S2(为清楚起见，仅对第一接收器天线9和第二接收器天线10进行指示)并且不具有其相应相位中心19、20之间的竖直间距。天线7、8；9、10；11、12被示意性地指示为线性微带贴片天线阵列，但其他天线构型当然也是可能的，诸如偶极天线。为清楚起见，仅指示了一些贴片21、22、23。一个或多个天线根据一些方面由一个或多个阵列天线构成或另选地由单个天线元件构成。参考图3，其示出了车辆1的侧视图，目标对象24定位在一定高度z处，其中对应于实际高度的高度z的值被表示为zGT，其中GT代表标注真实(GroundTruth)。竖直间距h容许以一定高度角el检测标高。重新参考图1，目标对象检测点13在第一时刻具有第一位置x1、y1，并且由于车辆移动，对应的随后目标对象检测点13’在随后第二时刻具有第二位置x2、y2。相应地，第一距离r后跟第二距离r’，并且第一方位角az后跟第二方位角az’，其中针对在车辆的向前运行方向上延伸的参考线25来测量方位角az、az’。这样，通过两个或更多个连续检测来跟随目标对象24，换句话讲，使用跟踪器在多个帧内跟踪和跟随检测点。跟踪器(其也可由点跟踪器构成)一般由跟踪算法构成，该跟踪算法被布置成跟踪对象上的多个特征，例如拐角、最近点、最左边等。此类跟踪算法具有用于预期测量和运动行为的一定模型，并且包括时域滤波；根据一些方面，通过使用经典(扩展)卡尔曼滤波来进行。其具有每个特征点的不同状态(例如位置、速度和加速度)，并且被布置成使用测量值来计算这些状态。一般来讲，特征点跟踪器可包含多个跟踪，其中每个跟踪对应于该模型的一个时刻。这样，为多个帧确定了位置x1、y1；x2、y2。参考图4，其示出了天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆雷达传感器单元(2)，所述车辆雷达传感器单元包括天线装置(3)、发射器单元(4)、接收器单元(5)和处理单元(6)，其中所述天线装置(3)包括至少两个发射器天线(7,8)和至少两个接收器天线(9,10,11,12)，其中两个发射器天线(7,8)具有其相应相位中心(17,18)之间的第一水平间距(S1)以及其相应相位中心(17,18)之间的竖直间距(h)，其中所述车辆雷达传感器单元(2)被布置成发射TDM(时分复用)信号(14a,14b)并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测，其特征在于所述竖直间距(h)超过所发射的信号的自由空间波长的一半，其中所述处理单元(5)被布置成：/n-通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离(r)的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；/n-通过选择与所述第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度；/n-在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离(r)变化的多个实测高度(z)；并且/n-在所跟踪的实测高度(z)之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度(z

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170609 EP 17175314.81.一种车辆雷达传感器单元(2)，所述车辆雷达传感器单元包括天线装置(3)、发射器单元(4)、接收器单元(5)和处理单元(6)，其中所述天线装置(3)包括至少两个发射器天线(7,8)和至少两个接收器天线(9,10,11,12)，其中两个发射器天线(7,8)具有其相应相位中心(17,18)之间的第一水平间距(S1)以及其相应相位中心(17,18)之间的竖直间距(h)，其中所述车辆雷达传感器单元(2)被布置成发射TDM(时分复用)信号(14a,14b)并且在多个雷达周期期间接收已由一个或多个对象反射的信号，使得获得多个雷达检测，其特征在于所述竖直间距(h)超过所发射的信号的自由空间波长的一半，其中所述处理单元(5)被布置成：
-通过在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪离每个雷达检测的径向距离(r)的变化来确定每个雷达检测的第一径向速度；
-通过选择与所述第一径向速度最佳匹配的实测径向速度来确定第二径向速度；
-在多个雷达周期期间的每个雷达周期内跟踪随径向距离(r)变化的多个实测高度(z)；并且
-在所跟踪的实测高度(z)之中选择因雷达周期的不同而具有最小变化的实测高度(zGT)。


2.根据权利要求1所述的车辆雷达传感器单元(2)，其特征在于所述处理单元(5)被布置成对方程



求解Δm，其中zm是实测高度，λ是所发射的信号(14a,14b)的自由空间波长，并且其中
Δm＝(m-mGT)，
其中m表示几何模糊指数，并且mGT表示对应于正确几何模糊指数的标注真实几何模糊指数。


3.根据权利要求2所述的车辆雷达传感器单元(2)，其特征在于所述处理单元(5)被布置成确定



其中uel,k,m表示基于k和m的sinel，其中el是一定目标对象检测点(13,13’)的高度角，并且是整数，其中此外，Φel,k是两个通道之间的实测相位。


4.根据权利要求2或3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维特，M·格雷戈，J·莫斯，
申请(专利权)人：维宁尔瑞典公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE