用于在雷达系统中调整校正信息的方法与流程

1.本发明涉及一种用于在雷达系统中调整校正信息的方法。此外，本发明涉及一种用于实施所述方法的雷达系统。


背景技术：

2.由现有技术已知，在车辆中可以使用用于探测在车辆的周围环境中的对象的雷达传感器。按照这种方式可以检测对象的距离和必要时也可以检测对象的速度。此外已知，在此也可以通过角度信息检测对象的方向。为了精确地确定方向，要求已知雷达传感器在车辆上的定向。然而，由于在装配时的公差或误差和/或也由于在车辆上的老化或改变，所述定向可能偏离于预定的定向。这可能影响方向确定的可靠性。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的在于至少部分地消除上述缺点。本发明的目的特别是在于，提供一种在车辆的雷达系统中的改善的对象探测。
4.上述目的通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求14的特征的雷达系统实现。本发明的另外的特征和细节由相应的从属权利要求、说明书和附图得出。在此，结合按照本发明的方法描述的特征和细节当然也适用于结合按照本发明的雷达系统，并且相应地反之亦然，从而关于对各个发明方面的公开总是可以相互参考。
5.所述目的特别是通过一种用于在车辆的雷达系统中自动调整校正信息的方法实现。所述车辆例如实施为机动车、特别是轿车和/或载重机动车。所述车辆例如实施为电动车或混合动力车或自动驾驶车辆。在此，雷达系统可选地可以用于提供车辆的辅助功能或自动驾驶功能。
6.在按照本发明的方法中，特别是实施以下步骤，优选相继地和/或重复地实施，优选地每次重复相当于一个检测周期：
[0007]-通过雷达系统的雷达传感器实施对至少一个检测信息的至少一次检测，所述检测信息至少特定于关于在车辆的周围环境中的至少一个所探测的对象的角度信息和距离信息，
[0008]-根据所述检测信息实施对周围环境中的参考对象、特别是所探测的对象中的参考对象的识别，
[0009]-根据所述检测信息实施对关于参考对象的距离信息、特别是雷达传感器距参考对象的距离的求取，
[0010]-根据所求取的关于参考对象的距离信息实施对校正信息的调整，以便提供(特别是对于所探测的另外的对象)的角度信息的校正。
[0011]
这具有如下优点，即，根据关于距参考对象的距离的距离信息并且特别是独立地通过雷达系统(即在没有手动干预的情况下)，能够非常精确且可靠地初始地和/或不断地调整校正信息。在此，对角度信息的校正可以在补偿雷达传感器的装配角度(安装角度)与
预先给定的理想装配角度的偏差的意义上进行。为此，可以使用与参考对象的距离关系。
[0012]
可选地可以规定，所述校正信息被实施为关于所述雷达传感器在车辆上定向的信息，特别是关于雷达传感器的装配角度的信息，优选是关于雷达传感器的在装配在车辆上的状态下的定向的仰角和/或装配位置误差的装配角度的信息。所述校正信息可以实施用于实施对角度信息的校正，以便根据角度信息确定所探测的对象中的至少一个对象关于雷达传感器的方向。为此有利的是，尽可能精确地了解雷达传感器的定向。所述校正信息相应地可以理解为关于雷达传感器的定向的信息。然而，这不是手动(例如通过在车辆处的测量)规定的，而是自动且独立地通过雷达系统规定的。因此，即使在定向改变的情况下也可以实时地保持校正信息。
[0013]
按照本发明的一种有利的进一步扩展方案可以规定，通过以下步骤调整所述校正信息：
[0014]-由至少一次先前的调整提供校正信息(特别是在存在的情况下，否则可以使用校正信息的初始值)，
[0015]-根据所求取的关于参考对象的距离信息、优选通过根据参考对象的预先已知高度和/或根据雷达传感器在车辆上的装配高度和/或根据由距离信息所测得的参考对象距雷达传感器的距离进行的计算，实施对当前的校正角度的确定，
[0016]-使校正信息适应于当前的校正角度，优选地，将当前的校正角度加权地考虑用于所述校正信息。
[0017]
这具有如下优点，即，根据校正信息或校正角度提供角度信息的参考，并且不断地更新，亦即可以适配于当前的情况。
[0018]
在本发明的范围内可以规定，通过以下步骤实施对角度信息的(所提供的)校正，以用于所述检测信息的当前的和/或至少一次后续的检测：
[0019]-根据所述检测信息求取关于所述至少一个所探测的对象的角度信息，
[0020]-将角度信息与校正信息进行比较。
[0021]
例如可以通过如下方式提供校正，即，根据校正角度调整校正信息。所述校正信息为此有利地包括代表校正角度的值，并且可以将其数值地包含到根据角度信息对所探测的对象的方向的计算中。因此，所述比较可以理解为(例如通过加法的)在计算上的包含。按照这种方式能够可靠地进行角度信息的校正。
[0022]
此外可能的是，在雷达系统的运行期间重复地实施各步骤，以便特别是重复地且自动地和/或独立地通过雷达系统实施对校正信息的调整，从而优选在每次重复时，特别是根据当前的校正角度来更新校正信息。因此，在雷达系统的运行期间可以重复地且自动地实施校正信息的调整，以便根据距参考对象的距离关系来调整校正信息。通过持续的更新能够实现的优点在于，也考虑雷达传感器(例如由于在车辆上的老化或改变引起的)装配位置的改变。为此例如可以在每个检测周期中进行调整或更新。因此，所述调整在雷达系统的持续的自校准的意义上相当于“自动对准”。
[0023]
此外有利地，对于所述检测信息的每次检测都实施对校正信息的调整。因此，可以在每个检测周期中进行校正信息的调整。
[0024]
此外可设想的是，所述参考对象以地面反射的方式实施。为了将所探测的对象识别为地面反射，可以以分析对象的方向的方式来实施分类。例如，如果角度信息例如指示仰
角小于0，则可以根据到对象的仰角来识别地面反射。使用地面反射能够是有利的，因为这提供能够在多种情况下确定的非常准确的参考。
[0025]
此外有利的是，所述识别通过从所探测的对象中选择作为如下对象的参考对象进行，所述对象作为静止目标被检测和/或仅在车辆行驶时和/或在车辆之下被检测。按照这种方式可以分类，根据所述分类选择地面作为参考对象。地面例如是车辆所在的行车道。
[0026]
此外，在本发明的范围内可设想的是，在所述调整中，将校正信息形成为校正值，该校正值优选特定于校正角度并且特别是相应于该校正角度，优选地，可以将所述校正角度添加到角度信息上，以用于对于所述检测和特别优选地每次检测进行校正。因此，通过将角度信息始终与参考对象相关联，能够简单地补偿雷达传感器的定向的偏差。
[0027]
优选地，在本发明的范围内可以规定，所述参照对象以所探测的具有基本上恒定的对象高度的对象的方式实施，特别是以行车道上的侧向建筑物、优选护栏或诸如此类的方式实施。(例如护栏所提供的)恒定的对象高度具有如下优点，该高度可以用作用于改善角度信息的参考。
[0028]
此外，在本发明的范围内可选地所述识别可以通过从所探测的对象中选择作为如下对象的参考对象进行，所述对象作为静止目标被检测和/或在所述车辆的预先给定的最小速度下被检测和/或当所述车辆位于预先给定的路段、特别是高速公路上时被检测和/或具有高信噪比地被检测和/或在车辆侧面的位置被检测。信噪比对于不同的所探测的对象来说可以是不同的，必要时使用阈值，以便选择具有特定于参考对象的信噪比的对象。最小速度可以特定于高速公路上的速度。最小速度例如可以是速度为至少20km/h或至少40km/h或至少60km/h或至少100km/h或至少120km/h。此外，参考对象可以是仰角(即对象的方向)大于0并且因此是位于车辆上方的对象。
[0029]
此外有利地，在实施求取时实施以下步骤：
[0030]-以参考对象的(所测量的)对象高度关于(雷达传感器)距参考对象的(特别是增加的)距离的高度变化曲线的方式求取距离信息，优选通过计算近似值、如特定于距参考对象的距离的检测信息值的变化曲线的线性回归来求取距离信息，
[0031]
和/或为了调整所述校正信息，实施以下步骤：
[0032]-确定特定于角度偏差的参数，特别是高度变化曲线的斜率，
[0033]-根据所述参数确定校正角度，
[0034]-根据所述校正角度调整校正信息。
[0035]
所述角度偏差例如是雷达传感器的定向与理想的(水平)定向的偏差。这种偏差导致：不同于参考对象本来恒定的对象高度，所测量的对象高度随着雷达传感器距参考对象的距离增加而增长。因此，所述斜率可以用于量化角度偏差并且因此确定校正信息。
[0036]
在另外的可能性中可以规定，通过比较所求取的距离信息与雷达传感器在车辆上的预先已知的装配高度来进行校正信息的调整。为此，例如可以根据预先已知的装配高度和雷达传感器与参考对象之间的距离来实施校正角度的计算。
[0037]
同样为本发明的技术方案的是一种用于车辆的雷达系统、例如连续波雷达系统、特别是fmcw雷达系统，优选用于探测车辆的周围环境中的对象，所述雷达系统具有用于通过雷达系统的雷达传感器检测至少一个检测信息的检测器件。所述检测信息可以至少特定于关于车辆的周围环境中的至少一个所探测的对象的距离信息和角度信息。所述雷达系统
可以设置在车辆的尾部区域上、特别是以便探测作为车辆的周围环境的在车辆的后方区域中的对象。
[0038]
所述角度信息可以是关于到对象的方向的信息，而所述距离信息可以是关于到对象的距离的信息，这些信息例如通过处理、例如对检测信息的频率分析来求取。
[0039]
可以规定，所述雷达系统还包括：
[0040]-识别器件，用于根据所述检测信息识别周围环境中的参考对象，
[0041]-求取器件，用于根据所述检测信息求取关于参考对象、特别是关于到参考对象的距离的距离信息，
[0042]-调整器件，用于根据所求取的关于参考对象的距离信息调整校正信息，以便提供对所述角度信息的校正。
[0043]
因此，根据本发明的雷达系统带来与参照根据本发明的方法详细描述的优点相同的优点。此外，所述雷达系统可以适合于实施按照本发明的方法。因此，所述雷达系统可以包括处理设备、特别是具有计算机程序的处理设备，所述处理设备包括检测器件和/或识别器件和/或求取器件和/或调整器件，以便实施按照本发明的方法的各步骤。
[0044]
本发明的另外的优点、特征和细节由以下描述得出，其中参照附图详细地描述本发明的实施例。在此，在权利要求书中和在说明书中提到的特征可以相应地本身单独地或以任意组合地对于本发明是重要的。
附图说明
[0045]
图1示出用于将按照本发明的方法可视化的示意图，
[0046]
图2示出具有按照本发明的雷达系统的车辆的示意性侧视图，
[0047]
图3示出按照本发明的雷达系统的各部分的示意图，
[0048]
图4示出用于使校正角度可视化的示图，
[0049]
图5示出用于阐述根据按照本发明的方法的调整的示图。
具体实施方式
[0050]
在以下各图中，即使在不同的实施例中，对于相同的技术特征也使用相同的附图标记。
[0051]
在图1中示意性地示出按照本发明的方法的步骤。在此，所述方法用于在车辆1的雷达系统5中自动调整204校正信息115。按照第一方法步骤201，通过雷达系统5的雷达传感器6检测至少一个检测信息100。在此，所述检测信息100可以至少关于车辆的周围环境50中的至少一个所探测的对象2的角度信息106和距离信息105是特定的。换言之，可以由检测信息100通过(对于这样的雷达系统本身已知的)方法来求取关于距所探测的对象2的距离的距离信息105以及关于对象2相对于雷达传感器6的角度(即方向)的角度信息106。该角度特别是可以相当于通过对象2反射的雷达信号到雷达传感器6上的入射角。同样已知的是，由所述检测信息100可以求取所述对象2相对于雷达传感器6的相对速度。
[0052]
在按照本发明的雷达系统5中，可以通过如下方式实现检测201，即雷达系统5和特别是雷达传感器6发出雷达信号，该雷达信号可以通过所述至少一个目标2反射，并且然后通过雷达传感器6接收。为此，所述雷达传感器6可以具有多个分别接收雷达信号的天线。按
照这种方式，能够根据所接收的雷达信号的运行时间差或相位差来可靠地(相互间)确定角度信息106。雷达系统例如可以构成为连续波雷达、特别是fmcw雷达(英语为frequency modulated continuous wave radar，频率调制连续波雷达)，从而所发送的雷达信号可以具有频率调制的信号形状。具体地，所发送的雷达信号可以实施为啁啾信号(chrip-signal)。检测信息100例如可以通过将所接收的雷达信号向下混频到基带中并且接着例如通过模拟数字转换器进行数字化来获得。不言而喻地，另外的或与此不同的处理步骤同样包括在本发明中。
[0053]
在存在检测信息100后，接着可以按照第二方法步骤202根据所述检测信息100实施对周围环境50中的参考对象3的识别。例如可以通过处理检测信息100(如至少一个频率变换)利用所属的距离、角度和/或速度信息来求取所探测的对象2。为了识别202参考对象3可以规定，根据预先给定的标准来分析所探测的对象2。例如，仅考虑其角度信息106指示负角和因此位于车辆1之下的对象2。按照这种方式，将所述参考对象3识别为特定对象2、如地平面。在此可设想的是，也考虑另外的对象类型作为参考对象3，只要这些对象类型在对象高度方面具有限定的特性和/或具有距雷达传感器6的距离特性并且因此适合作为角度信息106的参考。
[0054]
接着，按照第三方法步骤203，根据所述检测信息100可以实施对关于参考对象3的距离信息105的求取203。换言之，求取参考对象3到雷达传感器6的至少一个距离。在此可以涉及一个唯一的距离值或者涉及不同的距离值。所述不同的距离值例如可以在延伸的参考对象3(如护栏)的情况下确定。也可能的是，在车辆1前进时求取关于时间的不同的距离值。
[0055]
按照第四方法步骤204，根据所求取的关于参考对象3的距离信息105实施对校正信息115的调整204，以便提供(亦即对于当前的和/或接下来的)角度信息106的校正。因此可能的是，根据所述校正信息115并且特别是根据关于参考对象3的距离信息105来校正所探测的另外的对象2的角度信息106。
[0056]
因此，该校正能够是必要的，因为在装配雷达传感器6之后，由于公差和诸如此类的原因而不知道雷达传感器6在车辆1上的精确定向。换言之，装配角度——或者普遍地说——装配位置是未知的。而雷达传感器6在车辆1上的装配高度可以是已知的。校正信息115可以相应地实施为关于雷达传感器6的装配角度的信息、特别是在装配在车辆1上的状态下的定向的仰角和/或装配位置误差的装配角度的信息。
[0057]
在图2中进一步说明这种关联。在此，雷达传感器6以预先已知的高度h装配在车辆1上。能看出雷达传感器6的倾斜，该倾斜在图4中用角度110(以下称为校正角度110)给出。示意性地也示出可能的参考对象3、如车辆1所在的地平面或者道路边缘上的侧向建筑物。
[0058]
在图3中示出，按照本发明的方法也可以通过处理设备300、如车辆1的控制设备实施。为此，所述处理设备300可以具有：用于实施检测201的检测器件301、用于实施识别202的识别器件302、用于实施求取203的求取器件303以及用于实施调整204的调整器件304。不同的器件301至304可以构造为适于实施计算机程序的单独的器件或者一个共同的器件。相应地，处理设备300可以构成为数据处理设备、如计算机。
[0059]
可以通过如下方式调整204校正信息115，即，首先由至少一次先前的调整提供目前为止的校正信息115。如果不存在之前的调整，则也可以使用预先定义的初始值，和/或由以下描述的校正角度110初次确定校正信息115。接着，可以根据所求取的关于参考对象3的
距离信息105实施对当前的校正角度110的确定。然后使校正信息115适应于当前的校正角度110，其中，可以将当前的校正角度110加权地考虑用于校正信息115。由此，校正信息115的过去值得到比当前值更高的权重，从而能够提高容许误差。
[0060]
按照图4，可以通过以下各步骤进行角度信息106的校正以用于检测信息100的此次和/或至少一次后续的检测201，即首先根据检测信息100实施对关于所述至少一个所探测的对象2的角度信息106的求取，以便接着比较该角度信息106与校正信息115。具体地，校正信息115在此可以构成为特定于校正角度110的校正值，该校正角度被添加到角度信息106上以用于校正所述检测201。这特别是当参考对象3以地面反射(即地平面3)的形式实施时是有意义的。在此可以利用以下距离关系：
[0061]
sin(a)＝h/r，
[0062]
其中h表示雷达传感器6与地平面3之间的最短距离、即高度，而r则表示与由地平面3反射的雷达信号相对应的在雷达传感器6与地平面3之间的距离。h的值可以是预先已知的和/或在装配雷达传感器3之后进行测量，并且r可以根据检测信息100由关于所探测的参考对象3的距离信息105来求取。在此，角度a表示参考角度111、亦即特别是所反射的雷达信号关于水平面的入射角。由此可以求取(当前的)校正角度110，例如作为所计算的角度a与由检测信息100求取(即测量)的关于参考对象3的角度信息106的差。接着，所述校正角度110可以用于通过添加到另外的所检测的对象2的角度信息106上来实施校正。这种校正由于使用数学上鲁棒的距离关系是特别可靠的。参考对象3与雷达传感器6之间非精确的速度关系虽然可以用于对参考对象3进行分类，亦即用于识别，然而除此之外对于确定校正角度110来说不是必需的。因此可以进一步提高可靠性。
[0063]
此外，所述参考对象3可选地可以以行车道上的侧向建筑(特别是护栏或诸如此类)的方式实施。按照图5，在实施求取203时，可以以参考对象3的对象高度ho关于距参考对象3的增加的距离r的高度变化曲线的方式来求取距离信息105。检测信息100可能受到噪声影响，从而对象高度ho的所测量的高度值相应地分散(通过图5中的点示出)。因此可以规定，由高度值计算近似值、如线性回归，以便获得所示出的具有恒定斜率的高度变化曲线。在参考对象3的对象高度ho、由角度信息106求取的距参考对象3的仰角b与由距离信息105求取的距参考对象3的距离r之间的理想关系在此例如为：
[0064]
ho＝h(即传感器的高度) r*sin(b)
[0065]
在雷达传感器6理想地定向在水平线上的情况下，参考对象3的对象高度ho对于距参考对象3的不同距离r来说将不变。然而在图5中能看出，对象高度ho的变化曲线关于不同的距离r变化，并且因此存在不等于0的斜率。在此，对于非常小的仰角b适用的是，该斜率近似地相当于校正角度110(能在图4中清楚地看出)。因此，该斜率可以用于确定校正角度110并且因此也用于调整校正信息115，以用于校正另外的对象2的角度信息106。
[0066]
对实施方式的前述阐述仅在示例的范围内描述本发明。不言而喻地，只要技术上有意义，这些实施方式的各个特征在不离开本发明的范围的情况下可以自由地相互组合。
[0067]
附图标记列表
[0068]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
车辆
[0069]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
对象
[0070]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
参考对象、地平面、建筑物
[0071]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
雷达系统
[0072]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
雷达传感器
[0073]
50
ꢀꢀꢀꢀ
周围环境
[0074]
100
ꢀꢀꢀ
检测信息
[0075]
105
ꢀꢀꢀ
距离信息
[0076]
106
ꢀꢀꢀ
角度信息
[0077]
110
ꢀꢀꢀ
校正角度
[0078]
111
ꢀꢀꢀ
参考角度
[0079]
115
ꢀꢀꢀ
校正信息
[0080]
201
ꢀꢀꢀ
检测
[0081]
202
ꢀꢀꢀ
识别
[0082]
203
ꢀꢀꢀ
求取
[0083]
204
ꢀꢀꢀ
调整
[0084]
300
ꢀꢀꢀ
处理设备
[0085]
301
ꢀꢀꢀ
检测器件
[0086]
302
ꢀꢀꢀ
识别器件
[0087]
303
ꢀꢀꢀ
求取器件
[0088]
304
ꢀꢀꢀ
调整器件
[0089]hꢀꢀꢀꢀꢀ
高度
[0090]
ho
ꢀꢀꢀꢀ
对象高度
[0091]rꢀꢀꢀꢀ
距离