用于运行雷达系统的方法与流程

1.本发明涉及一种用于运行雷达系统的方法。


背景技术：

2.由现有技术已知，主要在车辆中使用雷达系统，以便监视车辆的周围环境。这样的雷达系统可以具有至少一个雷达传感器，所述雷达传感器联合运行。所述雷达传感器能实现探测周围环境中的目标对象。为了确定检测到的目标对象的参数、例如目标对象关于车辆的距离、相对速度或方向，可以实施大规模的信号处理。尽管如此，所使用的用于信号处理的硬件的计算能力通常是受限的，从而必须降低信号处理的计算复杂度。此外，由于在道路交通中越来越多地使用雷达系统，可能更频繁地出现不同车辆的雷达传感器的相互干扰。这些干扰、如干涉可能决定性地损害雷达系统的功能能力。
3.因此，雷达系统越来越普及所带来的缺点在于：不同的雷达系统可能相互负面影响。由于相互影响的雷达系统所引起的这种干扰也被称为干涉。
4.在此通常还存在无法在雷达系统中可靠地探测或消除所述干扰的问题。
5.由文献de 10 2013 210 256 a1已知一种雷达系统，其中联合使用两个fmcw雷达传感器。


技术实现要素：

6.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，提出一种用于探测和降低干扰、如干涉的改进的技术方案。
7.上述目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现。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。
8.所述目的特别是通过一种用于运行具有至少两个雷达传感器的雷达系统的方法来实现。在此特别规定，优选依次以所提供的顺序或以任意顺序实施以下步骤，也可以重复实施单个和/或所有步骤：
[0009]-在雷达传感器中实施信号发送，以便(通过雷达传感器)分别发送至少一个雷达信号，优选通过相应的雷达传感器的至少一个发射天线特别是以电磁信号的形式发送到雷达传感器之外的周围环境中；
[0010]-在雷达传感器中实施信号处理，以便由雷达传感器分别确定检测信息，该检测信息特定于每次发送的雷达信号、特别是特定于所发送的、在目标对象上反射的且由于信号传播时间延迟的雷达信号，所述雷达信号例如可以通过雷达传感器的至少一个接收天线接收；
[0011]-实施干扰分析，以便在所述雷达传感器中分别根据相应的检测信息探测至少一个干扰，优选地，可以在相应的雷达传感器中集中地对于所有检测信息或者单独地对于相应的检测信息实施干扰分析；
[0012]-提供至少一个或至少两个或至少四个或至少六个适配选项，用于通过适配所述
信号发送来避免所述至少一个所探测的干扰；
[0013]-对于雷达传感器中的每个雷达传感器、特别是通过所述雷达传感器中的每个雷达传感器实施对所述至少一个适配选项的评估；
[0014]-根据所述评估在不同的雷达传感器之间实施对适配选项的调整；
[0015]-根据所述调整、特别是仅当用于大多数雷达传感器的适配选项引起干扰降低时按照所述至少一个适配选项实施对信号发送的适配，和/或通过选择如下适配选项来实施对信号发送的适配，所述适配选项对于所述雷达传感器中的大多数引起干扰降低。
[0016]
这具有如下优点，即，对于适配不仅考虑在一个雷达传感器中的干扰的影响，而且也考虑对其它雷达传感器的影响。
[0017]
在信号发送时，对于每个雷达传感器可以分别通过雷达传感器的至少一个发射天线发送雷达信号作为发射信号s(t)。每个发射信号s(t)在此可以包括多个频率调制的斜坡(啁啾)，所述频率调制的斜坡在下文中也被称为部分信号。随后，在目标对象上反射的且由于信号传播时间τ延迟的发射信号s(t)可以作为接收信号e(t)在雷达传感器的至少一个接收天线处被接收。于是可以在信号处理时和/或在信号处理之前就已经规定，对于每个雷达传感器，由发射信号s(t)和接收信号e(t)的混合获得频率为fb＝f
s-fe的基带信号b(t)。在此，fb取决于信号传播时间τ并且因此取决于目标对象的距离r。当两个雷达系统在相同的时刻在相同的频率范围内(在空间上彼此靠近)发射时，干扰以干涉的形式出现。
[0018]
干扰可能主要涉及由于外部雷达系统的干涉。为了避免雷达系统的雷达传感器彼此内部干涉，还可以设有另外的措施。例如使不同雷达传感器的雷达信号在时间上彼此错开或在不同的频率范围内发送。就此而言，可以说雷达信号在频率-时间-空间中错开布置。在此，可以在多个预定义的时间窗(采集时隙)中进行时间布置。以外部干涉形式的干扰也可能布置在该频率-时间-空间中。例如可以通过干扰分析来确定干扰的布置。为了避免干扰，可以在频率-时间-空间中适配雷达信号的布置，以便在其中避开干扰。换言之，可以通过一个或多个适配选项，有针对性地在频率-时间-空间中通过延迟发送和/或变换雷达信号的中心频率来避开干扰。每个适配选项在此可以代表延迟和/或中心频率的另外的参数化，所述另外的参数化适合避开干扰。尽管如此为了此外防止内部干涉，必须同步地适配雷达信号。对所述雷达传感器之一的雷达信号在频率-时间-空间中的布置的适配于是以相同的方式引起对另外的雷达传感器的雷达信号的布置的适配。于是无法再无干扰地仅避开一个单独同步的雷达传感器，因为否则可能发生与相邻采集时隙中(即用于雷达信号的时间窗中)的啁啾序列的重合。因此，雷达传感器不再能自给自足地决定其在频率-时间-空间中的最佳避开策略。全部雷达传感器必须例如应用发送信号的相同的时间延迟，以便能够继续无重叠地同步运行。最好的避开策略必须特别是与全部雷达传感器联合调整，因为发射信号的时间延迟根据干扰情形可能对于每个雷达传感器不同地产生影响。
[0019]
每个雷达传感器可以具有不同的视野并且因此被不同的干扰影响。为了在通过各个雷达传感器评估时分别以适配策略的形式来评估所述至少一个、并且特别是多个适配选项，可以规定以下步骤。例如可以将最大延迟时间设为tx
delaymax
并且将其分成n
tx
个延迟步长。于是这些延迟步长中的每个延迟步长对应于一个适配选项。雷达系统的每个雷达传感器可以根据所述至少一个探测到的干扰在频率-时间-空间中通过干扰分析所预测的位置来评估n
tx
个可能的延迟步长中的每个延迟步长的影响并且存储n
tx
个评估结果。
[0020]
然后，可以在调整时将这n
tx
个评估结果传送给雷达系统的所有其它雷达传感器。于是，对于每个雷达传感器都存在所有其它雷达传感器的评估结果。于是，可以这样进行信号发送的适配，使得将理想的延迟步长选择为适配选项，该适配选项引起对于所有雷达传感器的最佳结果。
[0021]
此外，可能有利的是，在评估时对于每个适配选项、即例如对于频率-时间-空间中的啁啾序列的每个潜在的位置或者为每个潜在的时间窗根据探测到的干扰来确定干涉值。所述干涉值例如可以确定为在按照适配选项适配时所述干扰对雷达信号的影响程度。因此，所述干涉值表示对于相应的雷达传感器的适配选项的影响的度量。当按照适配选项接收潜在位置处的雷达信号时，雷达传感器的干涉值例如正比于该雷达传感器的雷达信号和干扰的重叠。因此，对于每个雷达传感器，对于每个适配选项存在干涉值。随后，对于每个适配选项可以将用于不同雷达传感器的干涉值相加，不同的雷达传感器的干涉值必要时可以不同地加权。从功能安全(fusa)的角度来看处于临界情形的雷达传感器必要时可以获得更高的加权。然后可以通过比较累加的干涉值确定理想的适配选项、例如理想的时间窗，所述理想的适配选项引起对于全部雷达传感器的最佳结果。为此例如可设想根据求和法的最小值搜索。此外，也可以选择用于选出适配选项的其他手段，例如具有如下标准的组合：没有雷达传感器被允许具有最高的干涉值。
[0022]
可以规定，通过所述雷达传感器中的每个雷达传感器自给自足地、即独立于其它雷达传感器地实施雷达信号的发送和/或信号处理和/或干扰分析和/或评估。由此，通过雷达传感器仅根据该雷达传感器的相应的检测信息分别实施信号处理和/或干扰分析和/或评估。因此，在这些步骤中一个雷达传感器还不考虑其它雷达传感器的检测信息。在调整步骤中才对于一个雷达传感器能考虑其它雷达传感器的这些步骤的结果。由所述第一雷达传感器例如确定第一检测信息，从而对于第一雷达传感器，可以仅根据第一检测信息实施信号处理和/或干扰分析和/或评估。由第二雷达传感器例如确定第二检测信息，从而对于第二雷达传感器，可以仅根据第二检测信息实施信号处理和/或干扰分析和/或评估。在调整时才既考虑第一雷达传感器的评估结果也考虑第二雷达传感器的评估结果。
[0023]
此外还可能的是，同步地运行各雷达传感器，以便分别在信号发送时同步地发送所述至少一个雷达信号，从而不同的雷达传感器的雷达信号在时间上错开地和/或彼此频率错开地(即关于中心频率错开地)发送。在另一个可能性中可以规定，不同的雷达传感器的雷达信号至少部分地在时间上并行地并且这样在频率-时间-空间中错开地发送，使得雷达信号的部分信号、特别是频率调制的斜坡在频率方面无重叠地发送。具体地，按照本发明的方法可以用于避免在(特别是车辆的)同步的雷达传感器与外部的雷达传感器之间的干涉。因此，同步的雷达传感器形成传感器联合，以便避免各雷达传感器彼此干扰。这特别是当例如在车辆的不同侧上使用多个雷达传感器来监视周围环境时是有意义的。
[0024]
雷达信号例如包括多个按顺序发送的信号序列(也称为啁啾或频率调制斜坡)。所述啁啾可以分别被频率调制并且因此具有变化的频率。在此例如使用线性的频率调制，其中在相应的啁啾中在预给定的带宽之内线性地改变频率。如果特别是不同车辆的(在空间上彼此靠近的)两个雷达系统在相同的时刻在相同的频率范围内发射，则可能出现干涉。干扰信号可以在时域中以基带信号b(t)中的最高值(峰值)的形式出现并且因此导致频率范围中的基带信号b(t)的频谱a(f)提高。
[0025]
为了实施对所述至少一个目标对象的探测，可以在相应的雷达传感器中根据接收信号e(t)、并且特别是根据基带信号b(t)确定检测信息。所述检测信息例如由数字化的基带信号b(t)或者由基带信号b(t)的频率分析得出。相应地，所述检测信息可以是数字信息，即数据值。如果在雷达信号中发送由n个啁啾组成的序列，则每个啁啾的持续时间为t1/n。在持续时间t1之后，可以在持续时间t2-t1之内处理所述检测信息。因此，整个测量周期具有持续时间t2，从而可以以t2为间隔重复发送雷达信号s(t)。因此，t2定义雷达信号间隔。通过不同的雷达传感器可以发送不同的发射信号s1(t)和s2(t)，这些发射信号例如在t1的起始时刻方面不同。
[0026]
此外可设想的是，对信号发送的适配实施以下适配中的至少一个适配：
[0027]-按照所述至少一个适配选项中的至少一个第一适配选项，特别是通过变换雷达信号的中心频率来适配频率范围，在所述频率范围中发送雷达信号；
[0028]-按照所述至少一个适配选项中的至少一个第二适配选项，特别是通过适配雷达信号的起始时刻(例如t1)来适配时间延迟，以所述时间延迟发送雷达信号。
[0029]
在此，也可以设有多个第一和/或第二适配选项，所述第一和/或第二适配选项分别定义时间延迟(如不同的开始时刻和/或时间窗)和/或中心频率的不同参数。所述评估用于确定这些参数对于相应的各个雷达传感器的影响，即对雷达传感器的单独的影响。接着，在调整时可以观察对所有雷达传感器的整体影响。因为在雷达传感器的联合中自由可变地确定中心频率和/或延迟是没有意义的，因此实施对雷达传感器的调整，以便改善适配的整体影响。
[0030]
此外，在本发明的范围内能够有利的是，对所有雷达传感器相同地实施信号发送的适配。备选地或附加地，在本发明的范围内可以规定，通过适配信号发送，对所有雷达传感器以相同的程度实施时间延迟的适配，以所述时间延迟发送雷达信号来避免干扰。此外，备选或附加于此地可以规定，通过适配频率范围的信号发送，对所有雷达传感器以相同的程度改变发送雷达信号的频率范围。因此，传感器无法再自给自足地决定其在频率-时间-空间中的最佳避开策略。于是，全部传感器必须应用雷达信号的相同的时间延迟，以便能够继续无重叠地同步运行。
[0031]
此外可设想的是，将干扰分析的结果用作检测信息的干扰的预测。在此能够实现如下优点，即，通过干扰分析、例如通过使用神经网络和/或考虑之前的干扰分析，能实现更可靠且必要时更快速地识别干扰。这能够通过如下方式决定，即，不(仅)识别正在存在的干扰，而且通过干扰分析甚至能实现预测干扰。为此，可以这样实施干扰分析，即，根据之前的干扰分析来识别检测信息中的干扰的重复的走向和/或重复的模式和/或时间相关性。因此，如果在反馈回路的意义上进行神经元的在时间上的关联(如在循环神经网络中那样)，则所述神经网络能够实现。以这种方式，可以在检测信息中确定时间编码的信息，所述信息特定于干扰并且因此也能实现对干扰的预测。在此，除了当前的检测信息之外，在干扰分析中必要时也可以考虑雷达系统的时间上在前的检测周期的检测信息。
[0032]
此外，在本发明的范围内可设想的是，在雷达传感器中根据相应的检测信息通过如下方式分别探测至少一个干扰，即，干扰分析分别包括神经网络的应用，以便以通过神经网络来说明将来将存在干扰的干扰频率范围的方式提供对干扰的预测。在此利用：特别是以干涉形式的干扰仅影响有限的频率范围。因此，可以根据频率范围可靠地表征干扰。为了
训练用于这种工作原理的神经网络，可以将事先确定的检测信息用作训练数据，在所述训练数据中手动地标记干扰的频率范围。作为用于训练的训练数据，于是可以这样使用检测信息，使得将处于具有手动标记的频率范围(即地面实况)的检测信息之前的检测信息用作输入，以便按照这种方式预测干扰的将来存在。
[0033]
优选地，在本发明的范围内可以规定，根据雷达系统的当前检测周期的检测信息进行干扰分析，以便作为干扰分析的结果获得干扰频率范围的说明，在所述干扰频率范围中在时间上在当前检测周期之后的检测周期中预测干扰，对信号发送的适配优选包括对雷达信号的频率范围的自动的至少部分的适配，从而在至少部分地处于预测的干扰频率范围之外的频率范围中发送雷达信号。按照这种方式可以在至少部分地处于所预测的干扰频率范围之外的频率范围中发送雷达信号。因此，所述至少一个频率范围可以实施为至少部分可变的频率范围。这能实现可靠地减小干扰，因为绕过干扰频率范围。
[0034]
此外可以规定，对于不同的雷达传感器的检测信息分别单独地并且特别是自给自足地实施干扰分析，并且在调整时考虑所述雷达传感器中的每个雷达传感器的评估结果。因此，在适配时可以考虑对整个雷达系统的整体影响。
[0035]
根据另一个可能性可以规定，对于所述雷达传感器中的每个雷达传感器实施对所述至少一个适配选项的评估包括以下步骤：
[0036]-根据至少一个通过所述干扰分析探测的当前的和/或预测的干扰，以对雷达传感器的干扰影响的形式评估每个适配选项的影响。
[0037]
在此(例如在调整时)可以将评估的结果传送给另外的雷达传感器。
[0038]
有利地，在本发明中可以规定，所述雷达系统是车辆的部分。车辆例如是轿车和/或载重车，其可以借助雷达系统提供至少一种车辆功能、例如驾驶辅助系统。
[0039]
可选地也可设想，所述雷达传感器分别具有用于至少实施评估的处理设备，和/或所述雷达系统实施用于探测在雷达系统、特别是车辆的雷达系统的周围环境中的至少一个目标对象，所述雷达系统具有用于周围环境的不同周围环境区域的至少两个雷达传感器。备选地或附加地可设想，所述雷达系统具有至少四个雷达传感器或至少六个雷达传感器。
[0040]
此外可选地，所述至少一个神经网络可以包括至少一个卷积神经网络(cnn)，所述卷积神经网络优选获得检测信息作为输入并且其输出用作循环神经网络的输入。这能实现例如减少用于通过循环神经网络(rnn)处理的检测信息的数据量和/或对其预估以用于提取关于干扰的信息。由此能够改进通过rnn处理的效率。为此，例如利用训练数据来训练cnn，所述训练数据由输入数据(输入)和所属的输出数据(输出)组成。在“监督学习”的范围内，输出数据可以包含在所属的输入数据中所预期的正确输出。输入数据例如是未改变的检测信息，而输出数据是检测信息的缩小(缩放)版本或干扰的标记。按照这种方式训练cnn，作为输出提供用于rnn的优化的输入。
附图说明
[0041]
本发明的另外的优点、特征和细节由以下描述得出，其中参考附图详细地描述本发明的实施例。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征可以分别本身单独地或以任意组合对于本发明是重要的。图中：
[0042]
图1以侧视图示出具有雷达系统的车辆的示意图，
[0043]
图2以俯视图示出具有雷达系统的车辆的示意图，
[0044]
图3示出信号发送的示意图，
[0045]
图4示出在信号发送时的干扰的示意图，
[0046]
图5示出按照适配选项适配信号发送的示意图，
[0047]
图6示出按照另一个适配选项适配信号发送的另一个示意图，
[0048]
图7示出按照另一个适配选项适配信号发送的另一个示意图，
[0049]
图8示出对各方法步骤的示意性的可视化。
具体实施方式
[0050]
在以下附图中，对于相同的技术特征，即使在不同的实施例中也使用同一附图标记。
[0051]
在图1中示意性地示出车辆1的雷达系统2，在所述雷达系统中多个雷达传感器21、22、23分别设有处理设备3。在图2中示意性地示出雷达系统2的另外的雷达传感器24、25、26。处理设备3可以分别用于实施按照本发明的用于运行具有至少两个雷达传感器21、22、23、24、25、26的雷达系统2的方法的步骤。为此，所述处理设备3例如实施为电子数据处理设备，所述电子数据处理设备具有至少一个用于实施各方法步骤的处理器。此外，所述处理设备3可以彼此通信、特别是以便彼此交换评估104的结果。
[0052]
如在图8中示出，可以实施以下步骤：
[0053]-在雷达传感器21、22、23、24、25、26处实施信号发送101，以便分别将至少一个(在图2中可视化的)雷达信号211、212、213、214、215、216发送到周围环境6中，
[0054]-在雷达传感器21、22、23、24、25、26处实施信号处理102，以便由雷达传感器21、22、23、24、25、26分别确定相应地特定于所发送的雷达信号211、212、213、214、215、216的检测信息231、232、233、234，
[0055]-实施干扰分析103，以便在雷达传感器21、22、23、24、25、26处分别根据相应的(例如四个、但有利的更多个)检测信息231、232、233、234来探测至少一个干扰251，
[0056]-提供至少一个适配选项110，用于通过适配所述信号发送来避免至少一个所探测的干扰251，
[0057]-对所述雷达传感器21、22、23、24、25、26中的每个雷达传感器实施对所述至少一个适配选项110的评估104，
[0058]-根据评估104在不同的雷达传感器21、22、23、24、25、26之间实施对适配选项110的调整105，
[0059]-根据调整105按照所述至少一个适配选项110实施对信号发送101的适配106。
[0060]
如在图3中示出，雷达传感器21、22、23、24、25、26可以同步运行，以便分别在信号发送101时同步地发送所述至少一个雷达信号211、212、213、214、215、216，从而不同的雷达传感器21、22、23、24、25、26的雷达信号211、212、213、214、215、216彼此在时间上错开地和/或频率错开地发送。在此，在频率-时间空间250(即雷达信号211、212、213、214、215、216的频率f关于时间t)中示例性地示出第一雷达信号211、第二雷达信号212、第三雷达信号213和第四雷达信号214，这些雷达信号由雷达传感器21、22、23、24、25、26中的不同雷达传感器在信号发送101时发送。为了影响相互的干扰，不同的雷达传感器21、22、23、24、25、26的雷
达信号211、212、213、214、215、216至少部分地在时间上并行地并且在频率-时间空间250中这样错开地发送，使得雷达信号211、212、213、214、215、216的部分信号241(特别是频率调制的斜坡)在频率f方面无重叠地发送。所述部分信号241同样以其频率f示出，其中实线代表第一或第三雷达信号211、213的部分信号241，而虚线代表第二或第四雷达信号212、214的部分信号241。此外示出不同雷达信号211、213或212、214的部分信号241的交替发送。因此，不同雷达信号211、213或212、214在时间上彼此错开地发送。此外，雷达信号对211、212和213、214彼此频率错开地设置。因此确保所述部分信号241中没有部分信号在信号发送101期间在频率方面存在重叠。
[0061]
在图4中示出干扰251，所述干扰占据频率-时间空间250中的确定的范围。与雷达信号211、212的相交是明显的。这使得需要在频率-时间-空间250中适配雷达信号211、212。为了简化，以下在仅考虑前两个雷达信号211、212的情况下观察该适配。
[0062]
按照图5，按照所述至少一个适配选项110中的第一适配选项来适配106信号发送101可以包括(特别是通过变换雷达信号211、212的中心频率)适配发送雷达信号211、212的频率范围。按照图6，按照至少一个适配选项110中的第二适配选项来适配106信号发送101可以包括(特别是通过适配雷达信号211、212的起始时刻)适配时间延迟，以所述时间延迟发送雷达信号211、212。在图7中示出另一个第二适配选项110。该适配将由第一雷达传感器21对第一雷达信号211进行正面评估，然而对于第二雷达传感器22，将继续对第二雷达信号212引起干扰。调整105相应地导致在图6中示出的适配选项110、即相应的延迟是优选的。
[0063]
对各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可以在不离开本发明的范围的情况下自由地相互组合。
[0064]
附图标记列表
[0065]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车辆
[0066]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
雷达系统
[0067]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理设备
[0068]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
目标对象
[0069]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
周围环境
[0070]
101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号发送
[0071]
102
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理
[0072]
103
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
干扰分析
[0073]
104
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
评估
[0074]
105
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
调整
[0075]
106
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
适配
[0076]
110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
适配选项
[0077]
241
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
部分信号
[0078]
250
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
频率-时间-空间
[0079]
251
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
干扰
[0080]fꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
频率
[0081]
21、22、23、24、25、26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
雷达传感器
[0082]
211、212、213、214、215、216
ꢀꢀꢀ
雷达信号、发射信号
[0083]
231、232、233、234
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测信息