借助雷达传感器估计扩展雷达对象的笛卡尔速度制造技术

一种用于雷达传感器、尤其用于机动车的雷达传感器的方法，该方法具有以下步骤：针对各个分析处理通道(i)并且针对各个单个的雷达目标，根据在各个分析处理通道(i)中获得的信号来确定各个雷达目标的各个个体径向速度(v

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助雷达传感器估计扩展雷达对象的笛卡尔速度
本专利技术涉及一种用于雷达传感器、尤其用于机动车的雷达传感器的方法，本专利技术还涉及一种雷达传感器、尤其用于机动车的雷达传感器，其中，所述雷达传感器具有天线装置，该天线装置具有在一个方向上定位在不同位置处的多个天线。
技术介绍
常规的雷达传感器在极坐标中探测雷达目标。例如，测量径向距离、径向相对速度以及方位角和/或仰角形式的角度。横向速度(或切向速度)或角速度的确定只能通过所观察的角度随时间的变化或在对扩展雷达对象使用复杂对象模型的情况下来进行。雷达传感器在机动车中例如用于测量至位于自身车辆前方的车辆或其他雷达目标的距离、相对速度和方位角。于是，多个天线例如彼此间隔一定距离地布置在水平线上，使得所定位的雷达目标的不同方位角导致雷达信号的传播长度上的差异，雷达信号从雷达目标直至各个天线经过所述传播长度。这种传播长度差异导致信号的幅度和相位上的相应差异，所述信号由天线接收并且在对应的分析处理通道中被分析处理。为了进行角度估计充分利用以下情况：由不同接收天线获得的信号的幅度关系和相位关系以特征性的方式取决于雷达目标的角度。然后，可以通过将在不同通道中接收到的(复)幅度与天线图中的各个幅度进行比较来确定雷达信号的入射角并因此可以确定雷达目标的方位角。以相应的方式，还可以借助竖直地彼此上下布置的天线来估计雷达目标的仰角。为了在对象追踪中处理横向行驶的、扩展的雷达对象而提出：基于扩展雷达对象的假设和点目标至雷达对象的相应分配来共同地处理点目标，并且由分配给对象的n个点目标的不同的所观测的径向速度v1，...，vn和各个所测量的角度α1，...，αn根据如下超定方程组来估计扩展对象的速度(vx,vy)的实际方向：该超定方程组写为vM＝Mv。借助平方均值技术将该解求取为
技术实现思路
在雷达传感器的性能进一步提高过程中，将可以以提高的分辨率进行d、v估计。可用的传感器参数(即天线装置的尺寸或孔径)的增加也将能够实现角度估计的精度的提高和角度分离的改善。在使用具有线性频率斜坡的FMCW(调频连续波)测量方法以及借助离散傅立叶变换(尤其FFT(快速傅立叶变换))来分析处理接收信号的情况下，傅立叶变换的距离窗口的宽度相应于距离差Δr，其中Δr＝c/(2F)，其中，c是光速，F是FMCW发送信号的线性频率斜坡的频率偏移。在此，该距离差也称为距离分辨率。因此，“距离分辨率”应理解为如下最小距离差：(在相同的相对速度情况下)在该最小距离差情况下，在雷达传感器的给定运行方式情况下，仍可以将雷达传感器的距离的两个测量值映射到独立的窗口上。在执行FFT时，距离分辨率相应于FFT中的两个距离窗口的间距、即距离窗口的宽度。在此及下文中，术语“距离分辨率”和“距离窗口的宽度”可以同义地使用。与此不同，“距离可分离性”理解为距离窗口的宽度的两倍。如果将雷达传感器的带宽增大，则例如在发送信号的频率偏移为F＝2GHz的情况下，能够实现Δr＝7.5cm的距离分辨率。如果同时将孔径或(在MIMO(多入多出)雷达传感器的情况下的虚拟孔径增加到类似数量级的值上，则取决于雷达目标的角度，各个天线或分析处理通道的接收信号之间的传播长度差已经可以如此大，使得在分析处理通道的傅立叶频谱中，(视分析处理通道而定)关于所接收的信号的幅度和/或相位的信息不仅包含在通过检测到的雷达目标的d、v估计所确定的频率窗口中，而且包含在一个或多个相邻的频率窗口中。在直接处于前面的雷达目标的距离为5m且中间天线位置与外部天线位置之间的偏移例如为40mm的情况下，得出约0.5°的角度差。如果雷达目标具有例如2.7m/s(10km/h)的横向速度，则在中间的天线位置处看不出相对速度，然而在外部天线位置处看出0.025m/s的径向相对速度或在另一侧看出-0.025m/s的径向相对速度。FFT的窗口尺寸为0.1m/s(测量的速度分辨率)相应于在相应的三个分析处理通道中的-1/4窗口、0窗口或+1/4窗口的频率位置偏移。本专利技术的任务是提出一种方法和一种雷达传感器，借助该方法和该雷达传感器能够实现点目标与扩展雷达对象的直接关联。本专利技术的另一任务是提出一种方法和一种雷达传感器，借助该方法和该雷达传感器能够实现扩展雷达对象的速度(尤其笛卡尔速度)的快速和简单的估计。为了解决所述任务中的至少一个，根据本专利技术的用于雷达传感器、尤其用于机动车的雷达传感器(所述雷达传感器具有带有多个天线的天线装置，所述多个天线在一个方向上布置在不同位置处)的方法包括以下步骤：针对各个分析处理通道(所述分析处理通道相应于在一个方向上的相关的发送和接收天线的不同中间天线位置)并且针对各个单个的雷达目标，根据在各个分析处理通道中获得的信号来确定各个雷达目标的个体径向速度，该个体径向速度被分配给各个分析处理通道；针对各个雷达目标，基于雷达目标的所确定的个体径向速度来估计各个雷达目标的各个速度，其中，所述各个速度包括关于相对于雷达传感器在前进方向上的速度和切向速度的信息；至少根据雷达目标的所估计的速度，将雷达目标分配成属于扩展雷达对象。所估计的速度包括关于相对于雷达传感器在前进方向上的速度和切向速度的信息(即包括二维速度)。所述速度尤其可以是笛卡尔速度(即在正交坐标系中说明的速度)。对于直接在前进方向上定向的雷达传感器，切向速度相应于横向速度。这使得那个基于具有单个发送信号调制周期的单个测量(尤其例如对于具有频率斜坡或快速线性调频序列形式的频率调制模式的发送信号)来估计各个雷达目标的(笛卡尔)速度。尤其可以基于各个分析处理通道中的径向速度的单个测量来由各个频谱估计雷达目标的(笛卡尔)速度。因此，可以非常快速地进行速度测量和雷达目标至扩展雷达对象的分配(关联)。尤其可以直接针对单个雷达目标进行(笛卡尔)速度的测量，并且可以根据在发送信号的单个调制周期内或频率斜坡内的雷达目标的检测进行(笛卡尔)速度的测量。由此，即使在仅在一个周期内或几个周期内可见并且因此难以通过复杂对象模型来处理的对象(例如快速横向运动的对象或在道路边缘的建筑物)的情况下，也能够测量笛卡尔速度并且实施至扩展对象的关联。这使得能够实现驾驶员辅助系统或用于自动化驾驶的系统的(尤其在相对较短距离处的雷达目标的情况下的)明显更快的反应。这对于保护弱势交通参与者(VRU，英语：vulnerableroadusers)、例如行人是特别有利的。雷达目标应理解为仅分配有单个位置的反射中心，这与分配有多个反射中心的扩展雷达对象不同。术语“雷达目标”与“点目标”同义地使用。在该方法中，由至少一个天线发送雷达传感器的发送信号，并且由至少一个天线接收信号。在一种有利的实施方式中，所发送的信号以斜坡的形式进行频率调制。在一种有利的实施方式中，雷达传感器是FMCW雷达传感器。该方法可以进一步包括以下步骤：基于所分配的雷达目标的所确定的个体径向速度来估计扩展雷达对象的速度。因此，这涉及一种用于估计扩展雷达对象的速度的方法。与传统方法相比，这能够实现对扩展对象的更快且改善的速度估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于雷达传感器、尤其用于机动车的雷达传感器的方法，所述雷达传感器具有天线装置，所述天线装置具有在一个方向上布置在不同位置处的多个天线(10，12)，所述方法具有以下步骤：/n针对各个分析处理通道(i)并且针对各个单个的雷达目标，所述各个分析处理通道相应于在一个方向上的相关的发送和接收天线(22，10，12)的不同中间天线位置((0,y

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180215 DE 102018202294.11.一种用于雷达传感器、尤其用于机动车的雷达传感器的方法，所述雷达传感器具有天线装置，所述天线装置具有在一个方向上布置在不同位置处的多个天线(10，12)，所述方法具有以下步骤：
针对各个分析处理通道(i)并且针对各个单个的雷达目标，所述各个分析处理通道相应于在一个方向上的相关的发送和接收天线(22，10，12)的不同中间天线位置((0,yi))，根据在各个分析处理通道(i)中获得的信号来确定各个雷达目标的各个个体径向速度(vr,i)，所述各个个体径向速度被分配给各个分析处理通道(i)；
针对各个雷达目标，基于所述雷达目标的所确定的个体径向速度(vr,i)来估计所述各个雷达目标的各个速度((vx,vy))，其中，所述速度((vx,vy))包括关于相对于所述雷达传感器在前进方向上的速度(vx)和切向速度(vy)的信息；
至少根据所述雷达目标的所估计的速度((vx,vy))，将雷达目标分配成属于扩展雷达对象。


2.根据权利要求1所述的方法，在所述方法中，在针对各个雷达目标估计各个雷达目标的各个速度((vx,vy))的步骤中，估计各个雷达目标的各个笛卡尔速度((vx,vy))。


3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法具有以下步骤：
基于所分配的雷达目标的所确定的个体径向速度((vx,vy))来估计所述扩展雷达对象的速度((vx,obj,vy,obj))。


4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，所述方法具有以下步骤
针对各个分析处理通道(i)并且针对各个单个的雷达目标，确定所述各个雷达目标的各个个体纵横角(θi)，所述各个个体纵横角被分配给所述各个分析处理通道；
其中，在估计各个雷达目标的各个速度((vx,vy))的步骤中，基于所述雷达目标的所确定的个体径向速度(vr,i)并且基于所述雷达目标的所确定的个体纵横角(θi)来估计所述各个雷达目标的速度((vx,vy))。


5.根据权利要求4所述的方法，在所述方法中，在确定各个雷达目标的各个个体纵横角(θi)的步骤中，基于所述雷达目标的所估计的纵横角(θ)并且基于所述雷达目标的所估计的距离(d)，在考虑各个分析处理通道(i)的相关的中间天线位置(yi)的情况下确定所述雷达目标的各个个体纵横角(θi)。


6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，在所述方法中，在针对各个分析处理通道(i)确定各个雷达目标的各个个体径向速度(vr,i)的步骤中，基于所述分析处理通道(i)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·朔尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE