车辆雷达系统中的多级到达角估计技术方案

一种车辆中的系统包括雷达系统，该雷达系统具有天线元件的均匀线性阵列(ULA)和天线元件的均匀矩形阵列(URA),以接收由发射的射频能量产生的反射信号。ULA垂直于URA布置。处理电路使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角，并且使用一个或多个仰角和由天线元件的URA接收的反射信号来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。一个或多个仰角中的每个和相应的一个方位角被称为来自物体的反射信号的到达角(AOA)。车辆操作的控制基于每个物体的每个AOA。制基于每个物体的每个AOA。制基于每个物体的每个AOA。

【技术实现步骤摘要】
车辆雷达系统中的多级到达角估计


[0001]本主题公开涉及车辆雷达系统中的多级到达角(AOA)估计。

技术介绍

[0002]车辆(例如汽车、卡车、建筑设备、农场设备、自动化工厂设备)越来越多地使用传感器来获取关于车辆及其周围的信息。获得关于车辆的信息的示例性传感器包括惯性测量单元(IMU)和方向盘角度传感器。获得关于车辆周围区域的信息的示例性传感器包括相机、雷达系统和激光雷达系统。该信息可有助于半自主操作(例如自适应巡航控制、自动制动)、自主操作或对驾驶员的警告。不同的传感器提供不同的信息。
[0003]雷达系统包括发射射频能量的发射元件。当发射的信号遇到物体时，一些能量被反射回来。雷达系统向每个检测到的物体提供距离和AOA，并且还可以向每个物体提供距离变化率(即相对速度或多普勒)。AOA指的是每个天线接收反射信号的角度(相对于天线视轴)。当反射高度相关时，AOA估计可能具有挑战性。因此，期望在车辆雷达系统中提供多级AOA估计。

技术实现思路

[0004]在一示例性实施例中，一种车辆中的系统包括雷达系统。雷达系统包括接收由发射的射频能量产生的反射信号的天线元件的均匀线性阵列(ULA),以及接收由发射的射频能量产生的反射信号的天线元件的均匀矩形阵列(URA),其中天线元件的ULA垂直于天线元件的URA布置。该系统还包括处理电路，以使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角，使用一个或多个仰角和由天线元件的URA接收的反射信号来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。一个或多个仰角中的每个和相应的一个方位角被称为来自物体的反射信号的到达角(AOA)。处理电路还基于每个物体的每个AOA来控制车辆的操作。
[0005]除了这里描述的一个或多个特征之外，在[x,y,z]坐标系中，ULA的天线元件位于相同的(x,y)坐标和不同的z坐标。
[0006]除了这里描述的一个或多个特征之外，URA的天线元件以行和列位于不同的(x,y)坐标和相同的z坐标。
[0007]除了这里描述的一个或多个特征之外，ULA的天线元件位于[0,0,z
i
]，URA的天线元件位于[x
j
,y
k
,0]，索引i的值为1到M，其中M是ULA的天线元件的数量，索引j的值为1到M
l
，索引k的值为0到M
r
，其中URA的天线元件的数量是M
l
和M
r
的乘积。
[0008]除了这里描述的一个或多个特征之外，处理电路通过计算一个或多个仰角中的每个，使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角。
[0009]除了这里描述的一个或多个特征之外，处理电路基于计算接收信号模型来计算一个或多个仰角中的每个。
[0010]除了这里描述的一个或多个特征之外，接收信号模型包括由ULA的天线元件接收
的反射信号的样本和复正态噪声矢量。
[0011]除了这里描述的一个或多个特征之外，处理电路通过计算对应于一个或多个仰角中的每个的方位角来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。
[0012]除了这里描述的一个或多个特征之外，处理电路基于计算接收信号模型来计算对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。
[0013]除了这里描述的一个或多个特征之外，接收信号模型包括由URA的天线元件接收的反射信号的样本和复正态噪声矢量。
[0014]在另一示例性实施例中，一种在车辆中组装系统的方法包括组装雷达系统。组装雷达系统包括形成天线元件的均匀线性阵列(ULA)以接收由发射的射频能量产生的反射信号，以及形成天线元件的均匀矩形阵列(URA)以接收由发射的射频能量产生的反射信号。形成天线元件的ULA和天线元件的URA包括垂直于天线元件的URA布置天线元件的ULA。该方法还包括配置处理电路以使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角，使用一个或多个仰角和由天线元件的URA接收的反射信号来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。一个或多个仰角中的每个和相应的一个方位角被称为来自物体的反射信号的到达角(AOA)。处理电路还配置成基于每个物体的每个AOA来控制车辆的操作。
[0015]除了这里描述的一个或多个特征之外，在[x,y,z]坐标系中，形成天线元件的ULA包括将ULA的天线元件定位在相同的(x,y)坐标和不同的z坐标。
[0016]除了这里描述的一个或多个特征之外，形成天线元件的URA包括将URA的天线元件以行和列定位在不同的(x,y)坐标和相同的z坐标。
[0017]除了这里描述的一个或多个特征之外，将ULA的天线元件定位在[0,0,z
i
]，将URA的天线元件定位在[x
j
,y
k
,0]，索引i的值为1到M，其中M是ULA的天线元件的数量，索引j的值为1到M
l
，索引k的值为0到M
r
，其中URA的天线元件的数量是M
l
和M
r
的乘积。
[0018]除了这里描述的一个或多个特征之外，配置处理电路包括处理电路通过计算一个或多个仰角中的每个，使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角。
[0019]除了本文描述的一个或多个特征之外，配置处理电路包括处理电路基于计算接收信号模型来计算一个或多个仰角中的每个。
[0020]除了这里描述的一个或多个特征之外，计算接收信号模型包括接收信号模型包括由ULA的天线元件接收的反射信号的样本和复正态噪声矢量。
[0021]除了这里描述的一个或多个特征之外，配置处理电路包括处理电路通过计算对应于一个或多个仰角中的每个的方位角来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。
[0022]除了这里描述的一个或多个特征之外，配置处理电路包括处理电路基于计算接收信号模型来计算对应于一个或多个仰角中的每个的方位角。
[0023]除了这里描述的一个或多个特征之外，计算接收信号模型包括接收信号模型包括由URA的天线元件接收的反射信号的样本和复正态噪声矢量。
[0024]当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0025]其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考
附图，其中：
[0026]图1是根据一个或多个实施例的具有执行多级到达角(AOA)估计的雷达系统的车辆；
[0027]图2详细描述了根据一个或多个实施例的用于执行多级AOA估计的雷达系统的各方面；以及
[0028]图3是根据一个或多个实施例的执行多级AOA估计的方法的流程图。
具体实施方式
[0029]以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆中的系统，包括：雷达系统，包括：天线元件的均匀线性阵列(ULA)，配置为接收由发射的射频能量产生的反射信号；以及天线元件的均匀矩形阵列(URA)，配置为接收由发射的射频能量产生的反射信号，其中天线元件的ULA布置成垂直于天线元件的URA；以及处理电路，配置为使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角，使用一个或多个仰角和由天线元件的URA接收的反射信号来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角，其中一个或多个仰角中的每个和相应的一个方位角被称为来自物体的反射信号的到达角(AOA),并基于每个物体的每个AOA来控制车辆的操作。2.根据权利要求1所述的系统，其中，在[x,y,z]坐标系中，所述ULA的天线元件位于相同的(x,y)坐标和不同的z坐标，所述URA的天线元件以行和列位于不同的(x,y)坐标和相同的z坐标，ULA的天线元件位于[0,0,z
i
]。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述URA的天线元件位于[x
j
,y
k
,0]，索引i的值为1到M，其中，M是所述ULA的天线元件的数量，索引j的值为1到M
l
，索引k的值为0到M
r
，其中URA的天线元件的数量是M
l
和M
r
的乘积。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路配置为通过计算所述一个或多个仰角中的每个，使用由天线元件的ULA接收的反射信号来估计一个或多个仰角，所述处理电路配置为基于计算接收信号模型来计算一个或多个仰角中的每个，并且所述接收信号模型包括由ULA的天线元件接收的反射信号的样本和复正态噪声矢量。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理电路配置为通过计算对应于所述一个或多个仰角中的每个的方位角来估计对应于一个或多个仰角中的每个的方位角，所述处理电路配置为基于计算接收信号模型来计算对应于一个或多个仰角中的每个的方位角，并且所述接收信号模型包括由所述URA的天线元件接收的反射信号的样本和复正态噪声矢量。6.一种在车辆中组装系统的方法，该方法包括：组装雷达系统，包括：形成天线元件的均匀线性阵列(ULA),其配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：O巴尔沙洛姆，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：