确定车辆雷达系统中的对象运动和加速度矢量技术方案

本公开涉及一种车辆雷达系统(3)，对于多个雷达周期中的每一个，该车辆雷达系统被布置成为第一多个检测(9、20)提供测量的方位角(θ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定车辆雷达系统中的对象运动和加速度矢量公开内容的描述本公开涉及一种车辆雷达系统。对于多个雷达周期中的每一个，车辆雷达系统被布置成为第一多个检测提供测量的方位角和测量的径向速度。许多车辆雷达系统包括雷达收发器，其被布置用于生成利用组成雷达系统的相应天线发射、反射和接收的雷达信号。雷达信号可例如为FMCW(调频连续波)信号的形式。雷达提供有关环境及其参与者的重要信息，包括移动对象和静止环境，以实现诸如速度控制和防撞的自动化车辆系统，以及诸如自动对准、在线保险杠面板校准、自主运动估计、场景理解、车道保持辅助(LKA)和自动驾驶(AD)等其他自动化车辆系统。在每个雷达周期，接收到的雷达信号都会提供大量雷达检测，并且对于每个检测，都提供了径向(多普勒)速度Vd、径向距离r和方位角θ。可以将检测分组成被跟踪的对象，从而提供延展对象的公共运动状态。对象的运动状态描述了例如从自主车辆到对象的距离，对象相对于自主车辆的完备、相对或绝对速度矢量，以及对象相对于自主车辆的完备、相对或绝对加速度矢量。被跟踪对象的运动状态不断更新，以反映对象运动的变化。例如，如果被跟踪对象制动或以其他方式改变其速度，则运动状态中包含的加速度矢量和速度矢量的量值将增大。可以假设属于某个延展对象的那些检测具有相同的速度矢量。因此，为了能够确定所获取的检测中哪些具有相同的速度矢量，从而可以确定它们属于某个延展对象，期望以简单且可靠的方式在尽可能少的雷达周期中获得用于所有检测的速度和加速度的完备矢量。因此，本公开的目的是提供一种车辆雷达系统，该车辆雷达系统适于以简单且可靠的方式在尽可能少的雷达周期中确定速度和加速度的完备矢量。该目的通过车辆雷达系统来实现，对于多个雷达周期中的每一个，该车辆雷达系统被布置成为第一多个检测提供测量的方位角和测量的径向速度。对于所述多个雷达周期中的每一个，雷达系统被布置成针对待确定的分量集合中包含的两个速度分量中的每一个，从所述第一多个检测中选择一个检测，其中两个速度分量限定相对速度的完整速度矢量，以针对至少一个对应的加速度分量中的每一个，从第二多个检测中选择一个检测，并计算所选检测的所述分量。对于所述多个雷达周期中的每一个，雷达系统还被布置成使用所述计算的分量来针对所述第一多个检测中的其他检测的至少一部分的每一个来确定计算的径向速度，确定每个计算的径向速度与测量的径向速度之间的误差，并且确定内点数，其中内点对应于低于内点阈值的误差。该目的还通过用于车辆雷达系统的方法来实现，其中对于多个雷达周期中的每一个，该方法包括获取与对象相关联的多个检测的测量方位角和测量径向速度，针对待确定的分量集合中包含的两个速度分量中的每一个从所述第一多个检测中选择一个检测，其中两个速度分量限定相对速度的完整速度矢量，并且针对至少一个对应的加速度分量中的每一个从第二多个检测中选择一个检测，并且计算所选检测的所述分量。对于所述多个雷达周期中的每一个，该方法还包括使用所述计算的分量来针对所述第一多个检测中的其他检测的至少一部分的每一个来确定计算的径向速度，确定每个计算的径向速度与测量的径向速度之间的误差，并且确定内点数，其中内点对应于低于内点阈值的误差。该方法包括针对所述多个雷达周期中的所有雷达周期重复以上步骤；然后，该方法包括选择产生最大内点数的分量集合。雷达系统还被布置成选择产生最大内点数的分量集合。根据一些方面，雷达系统适于将与由所选分量集合产生的内点相对应的那些检测进行分组，使得这些检测形成延展对象。根据一些方面，第二多个检测与第一多个检测相同。根据一些方面，第二多个检测属于另一个雷达周期。雷达系统被布置成首先计算所选检测的速度分量，然后使用计算的速度分量计算所述至少一个加速度分量。根据一些方面，雷达系统被布置成通过由以下表达式对所述分量求解来计算这些分量Vdm＝(Vx+axΔt)cos(θm)+(Vy+ayΔt)sin(θm)对于每个所选检测，其中θm构成雷达系统参考线与朝向所考虑的检测的方向之间的被测角度。根据一些方面，雷达系统适于代入和其中|Vr|是相对速度vr的量值，从而通过由以下表达式对所述分量求解来计算这些分量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。大体上，对象跟踪性能以及自主动力学估计得到了提高。此外，可以同时使用来自多个周期的检测，这使得即使在检测次数少且存在噪声和异常值的情况下算法也是稳健的。附图说明现在参考附图更详细地描述本公开，附图中：图1示出了自主车辆和目标车辆的示意性顶视图；图2示出了加速的目标对象的示意图；图3示出了加速的目标对象的径向多普勒速度作为方位角的函数的图示；图4示出了根据本公开的方法的流程图。具体实施方式图1示意性地示出了自主车辆1的顶视图，该自主车辆被布置成以速度vego在方向D上行驶，在此与系统x轴21重合。车辆1包括车辆雷达系统3，该车辆雷达系统继而包括收发器布置4和控制单元5。车辆雷达系统3被布置成通过传输信号2a和接收反射信号2b并以先前公知的方式使用多普勒效应，将单个目标与周围环境区别开和/或分辨单个目标与周围环境，收发器布置4具有一定视场11。因此，车辆雷达系统3被布置成通过使用多普勒信号处理以先前已知的方式同时采样和分析接收信号2b的相位和幅度，提供关于可能的目标对象6的方位角和径向速度的数据。雷达信号可例如为以77GHz工作的FMCW(调频连续波)多普勒信号的形式。使用车辆雷达系统3，例如通过多普勒频率和多普勒相移，确定测量的径向速度vdm，即多普勒速度。此外，对于多个检测9、20(为清楚起见，在图1中仅示出几个)中的每一个，获取在观察的径向方向与雷达系统参考线诸如x轴21之间的测量方位角θm，以及在收发器布置4与检测9之间的测量径向距离rm，其中在总数为M≥N的检测9、20中，有N个检测9属于目标对象6。可以将检测9中的一些分组成被跟踪的对象，从而提供延展对象10的公共运动状态。对象的运动状态描述了例如从自主车辆1到目标对象6的距离，对象相对于自主车辆的完备、相对或绝对速度矢量，以及对象相对于自主车辆的完备、相对或绝对加速度矢量。被跟踪对象的运动状态不断更新，以反映对象运动的变化。为了能够识别属于某个延展对象10的那些检测9并对其进行分组，期望确定哪些检测具有相同的速度矢量，这将针对第一示例进行描述。目标对象6及其对应的检测9具有相对速度vt，该相对速度具有速度x分量vx和速度y分量vy。x分量vx平行于x轴21延伸，并且y分量vy平行于y轴22延伸，y轴又垂直于x轴21延伸。对于速度x分量vx，存在对应的加速度x分量ax，并且对于速度y分量vy，存在对应的加速度y分量ay。假设从延展对象接收到的所有检测9具有相同的速度方向，则通过将相对速度矢量vt映射到径向上来得到这些检测9中的每一个的测量的径向速度Vdm。这通过下式得到：Vdm＝V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆雷达系统(3)，其中对于多个雷达周期中的每一个，所述雷达系统(3)被布置成为第一多个检测(9、20)提供测量的方位角(θ

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171212 EP 17206670.61.一种车辆雷达系统(3)，其中对于多个雷达周期中的每一个，所述雷达系统(3)被布置成为第一多个检测(9、20)提供测量的方位角(θm)和测量的径向速度(vdm)，其特征在于，对于所述多个雷达周期中的每一个，所述雷达系统(3)被布置成：
-针对待确定的分量集合(vx、vy、ax、ay；a)中包含的两个速度分量(vx、vy)中的每一个，从所述第一多个检测(9、20)中选择一个检测，其中所述两个速度分量(vx、vy)限定相对速度(vr)的完整速度矢量；
-针对至少一个对应的加速度分量(ax、ay；a)中的每一个，从第二多个检测(9、20)中选择一个检测；
-计算所选检测的所述分量(vx、vy、ax、ay；a)；
-使用所述计算的分量(vx、vy、ax、ay；a)，针对所述第一多个检测(9、20)中的其他检测的至少一部分的每一个来确定计算的径向速度(vdc)；
-确定每个计算的径向速度(vdc)与所述测量的径向速度(vdm)之间的误差；
-确定内点数，其中内点对应于低于内点阈值的误差；
其中所述雷达系统(3)还被布置成选择产生最大内点数的分量集合(vx、vy、ax、ay；a)。


2.根据权利要求1所述的车辆雷达系统(3)，其中所述雷达系统(3)适于将与由所选分量集合(vx、vy、ax、ay；a)产生的内点相对应的检测(9)进行分组，使得所述检测(9)形成延展对象(10)。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的车辆雷达系统(3)，其中所述第二多个检测(9、20)与所述第一多个检测相同。


4.根据权利要求1或2中任一项所述的车辆雷达系统(3)，其中所述第二多个检测属于另一个雷达周期，其中所述雷达系统(3)被布置成：
-首先计算所述所选检测的所述速度分量(vx、vy)；
-然后使用所述计算的速度分量(vx、vy)计算所述至少一个加速度分量(ax、ay；a)。


5.根据权利要求4所述的车辆雷达系统(3)，其中所述第二多个检测属于前一雷达周期。


6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆雷达系统(3)，其中所述雷达系统(3)被布置成通过由以下表达式对所述分量(vx、vy、ax、ay；a)求解来计算所述分量
Vdm＝(Vx+axΔt)cos(θm)+(Vy+ayΔt)sin(θm)
对于每个所选检测，其中θm构成雷达系统参考线(21)与朝向所考虑的所述检测(9)的方向之间的被测角度。


7.根据权利要求6所述的车辆雷达系统(3)，其中所述雷达系统(3)适于代入和其中|Vr|是相对速度vr的量值，使得通过由以下表达式对所述分量(vx、vy、ax、ay；a)求解来计算所述分量

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【专利技术属性】
技术研发人员：M·霍夫曼，H·乌尔·拉赫曼·帕拉查，
申请(专利权)人：维宁尔瑞典公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE