具有子带的雷达系统的制作方法

具有子带的雷达系统


背景技术：

1.本公开涉及适于汽车应用的雷达系统。公开了雷达系统和用于操作雷达系统的方法。
2.雷达收发器通常是布置用于在专用雷达频带中发射和接收雷达信号的装置。雷达收发器通常用于车辆，以用于监测车辆周围环境。自动巡航控制(acc)功能、紧急制动(eb)功能、高级驾驶员辅助系统(adas)和自主驾驶(ad)是其中雷达数据表示车辆控制基于其的重要信息来源的应用的一些示例。
3.许多专用汽车雷达频带允许未协调的传输，这意味着两个或更多个雷达收发器可以在同一频带中同时发射，并且因此彼此干扰。
4.ep 3244229讨论了干扰对调频连续波(fmcw)雷达系统的一般影响，并且提出了用于修复干扰雷达信号的方法。
5.尽管先前提出的修复方法通常具有优异的效率，但需要进一步改进车辆雷达系统以便减少干扰，并且可能提供避免雷达干扰的较低成本手段。


技术实现要素：

6.本公开的目的是提供改进的雷达系统，其中与已知车辆雷达系统(诸如基于未协调的fmcw传输的未协调的汽车雷达)相比，减少或完全移除干扰。
7.该目的由用于车辆的雷达系统获得，该雷达系统包括控制单元和多个雷达收发器。每个雷达收发器与主要指向方向和某一频率子带相关联，其中子带一起形成某一专用频带。控制单元适于限定将完全转向区间0
°‑
360
°
划分为区段的行驶方向区间，将对应的子带分配给每个行驶方向区间，并且确定本车辆行驶方向。控制单元进一步适于根据包括本车辆行驶方向的行驶方向区间将对应的子带分配给雷达收发器中的每个雷达收发器。
8.以该方式，某一专用频带被划分为被分配给所讨论的雷达收发器的子带，这使得能够减少干扰。根据一些方面，子带是不重叠的。
9.根据一些方面，控制单元适于当通过边界时在执行子带的偏移之前应用滞后。
10.以该方式，避免了不需要的子带切换。
11.根据一些方面，雷达系统包括被分配另一专用频带的前置雷达收发器。
12.以该方式，可以独立地使用远程雷达。
13.根据一些方面，控制单元适于当经历前置雷达干扰时执行信号修复和/或具有前置雷达收发器的斜极化方向。
14.以这种方式，可以校正干扰，使得前置雷达收发器可以有效且可靠的方式工作。
15.根据一些方面，雷达系统包括第一前角雷达收发器、第二前角雷达收发器、第一后角雷达收发器和第二后角雷达收发器。角雷达收发器根据包括本车辆行驶方向的行驶方向区间被分配对应的子带。
16.以这种方式，某一专用频带可以被划分为四个频带。无论它们的相应位置如何，以这种方式配备的车辆将不会引起相互干扰。
17.根据一些方面，雷达系统包括至少一个侧向雷达收发器，其中控制单元适于将子带分配给每个侧向雷达收发器，该子带对应于目前根据包括本车辆行驶方向的行驶方向区间被分配给相邻雷达收发器的子带。
18.以该方式，可以获得专用侧向雷达覆盖范围。
19.根据一些方面，控制单元适于在侧向雷达收发器与角雷达收发器之间对当前子带的使用进行时间复用。
20.以该方式，避免了侧向雷达收发器与相邻角雷达收发器之间的干扰。
21.根据一些方面，控制单元适于确定已经根据包括本车辆行驶方向的行驶方向区间被分配对应的子带的雷达收发器是受到干扰还是将引起干扰。如果不是这种情况，则控制单元适于将两个或更多个子带分配给该雷达收发器。
22.以该方式，某一专用频带的较大部分可用于每个角雷达收发器。
23.根据一些方面，控制单元适于借助于gnss(全球导航卫星系统)数据来确定本车辆行驶方向。
24.根据一些方面，控制单元适于通过确定主要道路延伸方向来确定本车辆行驶方向。
25.以该方式，避免了不需要的子带切换。
26.本文还公开了与上述优点相关的车辆和方法。
27.通常，除非本文另外明确定义，否则权利要求书中使用的所有术语均根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确指出，否则对“一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有参考都应被公开地解释为是指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确指出，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。当研究所附权利要求书和以下描述时，本公开的另外的特征和优点将变得显而易见。在不脱离本公开的范围的情况下，技术人员认识到，可以组合本公开的不同特征以创建除以下描述的实施方案之外的实施方案。
附图说明
28.现在参考附图更详细地描述本公开，在附图中：
29.图1示意性地示出了交通场景；
30.图2示意性地示出了车辆的顶视图；
31.图3示意性地示出了具有行驶方向区间的车辆的顶视图；
32.图4a-图4f示出了不同的车辆取向；
33.图5示意性地示出了交通场景；
34.图6示出了示例性车辆雷达系统；
35.图7示意性地示出了控制单元；
36.图8示出了示例性计算机程序产品；并且
37.图9是示出方法的流程图。
具体实施方式
38.现在将参考附图更全面地描述本公开的各方面。然而，本文所公开的不同的装置
和方法可以许多种不同的形式实现，并且不应被理解为限于本文阐述的方面。在全文中，同样的附图标记在附图中是指同样的元件。
39.本文所用的术语仅用于描述本公开的方面，并非旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。
40.图1示出了交通场景100，其中车辆110、120、130、140在道路101上行进。每个车辆包括一个或多个雷达收发器，该一个或多个雷达收发器以未协调的方式在共用频带中传输，这意味着雷达可能不知不觉地彼此干扰。
41.在图1中，车辆120和车辆130的前置雷达收发器可以彼此产生干扰，并且车辆110和车辆140的前置雷达收发器可以彼此产生干扰。车辆120还包括后视角雷达收发器，该后视角雷达收发器可以干扰例如车辆110的前置雷达收发器。
42.如图2所示，并且还参考图6，存在具有本车辆行驶方向f的自主车辆200，该自主车辆包括雷达系统210，该雷达系统继而包括第一前角雷达收发器202、第二前角雷达收发器203、第一后角雷达收发器204和第二后角雷达收发器205和控制单元208。每个角雷达收发器202、203、204、205与对应的覆盖范围主要或视轴方向p1、p2、p3、p4相关联，在该对应的覆盖范围主要或视轴方向周围，以已知方式获得相互不同的雷达覆盖范围。角雷达收发器202、203、204、205适于以第一专用雷达频带操作，诸如例如77ghz-81ghz频带。
43.第一专用雷达频带在四个角雷达收发器之间均匀地划分，使得获取四个适当地不重叠的子带a、b、c、d，该子带中的每个子带具有1ghz带宽，如图2中用点划线示意性地指示的。
44.还参考图3，示出了根据本公开的示例，控制单元208适于限定将完全转向区间0
°‑
360
°
划分为区段的行驶方向区间301、302、303、304，并且将对应的子带a、b、c、d分配给每个行驶方向区间301、302、303、304。控制单元208进一步适于确定本车辆行驶方向f，并且根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间将对应的子带a、b、c、d分配给雷达收发器202、203、204、205中的每个雷达收发器。
45.每个子带a、b、c、d与自主车辆200(并且因此雷达系统210)相对于固定方向(诸如磁北n或关于地图)的某一对应的地理取向相关联。根据本车辆行驶方向f确定地理取向。每个角雷达收发器202、203、204、205根据本车辆行驶方向f被分配某一子带a、b、c、d。当自主车辆201并且因此雷达系统210已转向360
°
时，所有角雷达收发器202、203、204、205已被分配给所有子带a、b、c、d。
46.根据一些方面，继续参考图3，固定方向是磁北n，其中0
°
对应于固定方向n。将行驶方向区间301、302、303、304布置成使得第一行驶方向区间301以第一角度区间45
°‑
135
°
限定，第二行驶方向区间302以第二角度区间45
°‑
135
°
限定，第三行驶方向区间303以第三角度区间135
°‑
225
°
限定，并且第四行驶方向区间304以第四角度区间225
°‑
315
°
限定。在图3中，“rt”代表“雷达收发器”，并且“sb”代表“子带”。
47.根据一些方面，角度区间可以具有相互不同的大小，并且还部分重叠。角度区间应覆盖360
°
的完全转向的至少大部分，并且最适当地完整的360
°
的完全转向。
48.另外在图4a-图4f中示出了根据图3中的示例的本公开，其中自主车辆顺时针转向。从图4a到图4b，四个子带a、b、c、d被分配给相同的角雷达收发器，第一子带a和第二子带b相应地被分配给第一前角雷达收发器202和第二前角雷达收发器203，并且第三子带c和第
四子带d相应地被分配给第一后角雷达收发器204和第二后角雷达收发器205。
49.在图4c中，四个子带a、b、c、d已偏移，使得第二子带b和第四子带d相应地被分配给第一前角雷达收发器202和第二前角雷达收发器203，并且第一子带a和第三子带c相应地被分配给第一后角雷达收发器204和第二后角雷达收发器205。在图4d中，继续转向，但尚未到这样的程度：子带从其相关联的角雷达收发器切换。然而，几乎达到用于偏移子带的边界或极限。
50.在图4e中，四个子带a、b、c、d已偏移，使得第四子带d和第三子带c相应地被分配给第一前角雷达收发器202和第二前角雷达收发器203，并且第二子带b和第一子带a相应地被分配给第一后角雷达收发器204和第二后角雷达收发器205。在图4f中，继续转向，但未到这样的程度：子带从其相关联的角雷达收发器切换。然而，几乎达到用于偏移子带的边界或极限。
51.在图5中示出了交通情况400，其中自主车辆200遇到迎面而来的车辆200a和通过的车辆200b。自主车辆200也由后方车辆200c跟随。所有车辆200、200a、200b、200c均根据本公开配备，每个车辆具有根据本车辆取向被分配给其对应的角雷达收发器202、203、204、205；202a、203a、204a、205a；202b、203b、204b,205b；202c、203c、204c、205c的频率子带a、b、c、d。
52.遵循图5，车辆200、200a、200b、200c中的任何一个车辆的子带a、b、c、d都不与其他车辆200、200a、200b、200c、200d中的任何一个车辆的子带a、b、c、d重叠，并且因此无论车辆位置如何，车辆200、200a、200b、200c中的任何一个车辆的角雷达收发器202、203、204、205；202a、203a、204a、205a；202b、203b、204b,205b；202c、203c、204c、205c之间不存在干扰。
53.根据一些方面，雷达系统210包括前置雷达收发器201，该前置雷达收发器适于以第二专用雷达频带操作，诸如例如可用于车辆远程雷达应用的76ghz-77ghz频带。该频带具有在欧洲国家中更高允许的等效全向辐射功率(eirp)的有益效果，这实现前置远程雷达应用，诸如自适应巡航控制。
54.根据一些方面，任选地，自主车辆200包括第一侧向雷达收发器206和第二侧向雷达收发器207。第一侧向雷达收发器和第二侧向雷达收发器布置在车辆的相对两侧上，其中它们被配置为覆盖从车辆前进方向f侧向延伸的视场。
55.在自主车辆包括前置雷达收发器201的情况下，其他车辆200a、200b、200c中的每个车辆包括对应的前置雷达收发器201a、2021b、201c。每个前置雷达收发器201、201a、2021b、201c适于以第二专用雷达频带操作，这意味着可能存在干扰。在图5中的情况下，将在自主车辆200和迎面而来的车辆200a的对应的前置雷达收发器之间存在干扰，并且将在通过的车辆200b和后方车辆200c的对应的前置雷达收发器之间存在干扰。这种干扰可以通过常规干扰消除方法减轻，诸如例如借助于ep3244229中描述的修复方法。例如，使用斜极化、调度和cdma(码分多址)技术中的至少一者也可用于抵消干扰。面向彼此的具有 45
°
的斜天线极化的两个前置雷达将具有相互正交的极化。
56.干扰也可以由未根据本公开配备的其他车辆引起，并且然后可以通过常规干扰消除方法来减轻干扰，诸如例如借助于ep 3244229中描述的修复方法。
57.根据一些方面，在侧向雷达收发器206、207如图2所示呈现的情况下，侧向收发器206、207将被分配给与和其相邻的(即定位在与侧向雷达收发器相同的一侧上)前角雷达收
发器或后角雷达收发器相同的子带。这意味着，例如，第一侧向雷达收发器206被分配给与第一前角雷达收发器202或第一后角雷达收发器204相同的子带。
58.根据一些方面，侧向雷达收发器206、207可以时间复用的方式被分配给与相邻角雷达收发器相同的子带。这意味着侧向雷达收发器和相邻角雷达收发器共享相同的子带，但在不同的时隙处，使得不出现相互干扰裸片。
59.子带可以根据一些方面受到一些重叠，但应至少大部分不重叠。子带中的一个或多个子带可具有相互不同的带宽。
60.根据一些方面，控制单元208适于借助于由罗盘装置211获得的罗盘数据和/或任何合适种类的gnss(全球导航卫星系统)装置212来记录自主车辆的取向。根据一些方面，控制单元208适于借助于从任何合适种类的gnss装置获取的地图数据来记录自主车辆的取向。地图数据可用于确定用于确定自主车辆的取向的道路主要延伸。作为示例，参考图3，如果道路被确定为主要在向西方向上延伸，则行驶方向被确定为包括在第四行驶方向区间304中。
61.借助于所获取的自主车辆取向，对应于本车辆行驶方向f，控制单元208适于控制在某个时刻要将哪个子带a、b、c、d分配给哪个角雷达收发器202、203、204、205。
62.当自主车辆200在这样的方向上行进时存在潜在歧义，其中使用的子带可以随着道路的小方向变化而改变。这意味着当本车辆行驶方向f位于用于偏移子带a、b、c、d的边界或极限周围时，子带a、b、c、d在角雷达收发器202、203、204、205之间来回偏移，诸如例如如图4b、图4d和图4f所示；还参见图3，其中边界位于角度45
°
、135
°
、225
°
和315
°
周围。根据一些方面，在此类情况下，控制单元208使用汽车领先和/或滞后的平均化来避免不需要的子带切换。此外，使用映射信息的算法可以用于决定道路主要在某个方向上延伸并且因此调整轴承阈值以确保通道不以有害的方式改变。
63.根据一些方面，可以在未被确定为受到干扰或引起干扰的每个角雷达收发器处使用两个或更多个子带或整个第一专用雷达频带。例如，这意味着只要自主车辆200在道路上单独行进，就不需要将第一专用雷达频带划分为子带a、b、c、d，但是每个角雷达收发器和可能的每个侧向雷达收发器都可以使用整个第一专用雷达频带。当可以采取措施以避免引起与其他车辆中的雷达收发器的干扰时，也可以使用这种类型的通道重叠。
64.一旦一个或多个雷达收发器已经被确定为受到干扰或引起干扰，就根据如上所述的本公开应用子带a、b、c、d。
65.本公开可以应用于任何合适的雷达收发器，并且子带的数目可以具有任何合适的数目，而保持本公开的功能，即在环境中的其他车辆或其他物品处的其他雷达收发器的子带是相互不同的，使得干扰最小化。
66.图7根据多个功能单元示意性地示出了根据实施方案的控制单元208的部件。使用能够执行存储在计算机程序产品(例如，以存储介质730的形式)中的软件指令的合适的中央处理单元(cpu)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、专用硬件加速器等中的一种或多种的任何组合提供处理电路710。还可提供处理电路710作为至少一个专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)。
67.具体地，处理电路710被配置为导致控制单元208执行一组操作或步骤。上文结合各种雷达收发器和方法讨论了这些操作或步骤。例如，存储介质1030可存储该组操作，并且
处理电路710可被配置为从存储介质730检索该组操作以导致控制单元208执行该组操作。可提供该组操作作为一组可执行指令。因此，处理电路710由此被布置成执行如本文所公开的方法和操作。
68.存储介质730还可包括永久存储装置，该永久存储装置例如可以是磁性存储器、光学存储器、固态存储器或者甚至远程安装的存储器中的任一种或组合。
69.控制单元208还可包括用于与至少一个其他单元通信的通信接口720。因此，雷达接口720可包括一个或多个发射器和接收器，该发射器和接收器包括模拟和数字部件以及用于有线或无线通信的合适数量的端口。
70.处理电路710适于例如通过向外部单元和存储介质730发送数据和控制信号，通过从外部单元接收数据和报告以及通过从存储介质730检索数据和指令来控制控制单元208的一般操作。省略了控制单元208的其他部件以及相关功能，以免模糊本文所呈现的概念。
71.图8示出了计算机程序产品810，该计算机程序产品包括布置在计算机可读介质830上以执行本文公开的任何方法的计算机可执行指令820。
72.参考图9，本公开还涉及一种用于操作车辆201中的雷达系统210的方法，该雷达系统210具有多个雷达收发器202、203、204、205，该多个雷达收发器与主要指向方向p1、p2、p3、p4和某一频率子带a、b、c、d相关联。子带a、b、c、d一起形成某一专用频带。该方法包括：限定s100将完全转向区间0
°‑
360
°
划分为区段的行驶方向区间；将对应的子带a、b、c、d分配s200给每个行驶方向区间；以及确定s300本车辆行驶方向f。该方法还包括根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间将对应的子带a、b、c、d分配s400给雷达收发器202、203、204、205中的每个雷达收发器。
73.根据一些方面，该方法包括当通过边界时在执行子带的偏移之前应用s401滞后。
74.根据一些方面，该方法包括确定已经根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间被分配对应的子带的雷达收发器202、203、204、205是受到干扰还是将引起干扰。如果不是这种情况，则该方法包括将两个或更多个子带a、b、c、d分配给该雷达收发器202、203、204、205。
75.根据一些方面，该方法包括借助于gnss(全球导航卫星系统)数据和/或通过确定主要道路延伸方向来确定s301本车辆行驶方向f。
76.本公开不限于讨论的示例，而可以在所附权利要求书的范围内自由变化。例如，专用频带可以是任何合适的频带，并且子带可以具有适合于本公开的任何划分。
77.雷达收发器可以具有任何合适的类型，并且可以根据一些方面包括合适的装置，诸如天线、发射器、接收器、控制单元等。
78.控制单元208可以由一个单元构成或由两个或更多个分布式子单元构成。
79.通常，本公开涉及一种用于车辆200的雷达系统210，该雷达系统包括控制单元208和多个雷达收发器202、203、204、205。每个雷达收发器202、203、204、205与主要指向方向p1、p2、p3、p4和某一频率子带a、b、c、d相关联，其中子带a、b、c、d一起形成某一专用频带。控制单元208适于限定将完全转向区间0
°‑
360
°
划分为区段的行驶方向区间，
80.将对应的子带a、b、c、d分配给每个行驶方向区间，以及确定本车辆行驶方向f。控制单元208进一步适于根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间将对应的子带a、b、c、d分配给雷达收发器202、203、204、205中的每个雷达收发器。
81.根据一些方面，控制单元208适于当通过边界时在执行子带的偏移之前应用滞后。
82.根据一些方面，雷达系统210包括被分配另一专用频带的前置雷达收发器201。
83.根据一些方面，控制单元208适于当经历前置雷达干扰时执行信号修复和/或具有前置雷达收发器201的斜极化方向。
84.根据一些方面，雷达系统210包括第一前角雷达收发器202、第二前角雷达收发器203、第一后角雷达收发器204和第二后角雷达收发器205，这些角雷达收发器根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间被分配对应的子带。
85.根据一些方面，雷达系统210包括至少一个侧向雷达收发器206、207，其中控制单元208适于将子带分配给每个侧向雷达收发器206、207，该子带对应于目前根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间被分配给相邻雷达收发器202、203、204、205的子带。
86.根据一些方面，控制单元208适于在侧向雷达收发器206、207与角雷达收发器202、203、204、205之间对当前子带的使用进行时间复用。
87.根据一些方面，控制单元208适于确定已经根据包括本车辆行驶方向f的行驶方向区间被分配对应的子带的雷达收发器202、203、204、205是受到干扰还是将引起干扰。如果不是这种情况，则控制单元208适于将两个或更多个子带a、b、c、d分配给雷达收发器202、203、204、205。
88.根据一些方面，控制单元208适于借助于gnss(全球导航卫星系统)数据来确定本车辆行驶方向f。
89.根据一些方面，控制单元208适于通过确定主要道路延伸方向来确定本车辆行驶方向f。