DE10350553A1 - Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt - Google Patents

Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt Download PDF

Info

Publication number
DE10350553A1
DE10350553A1 DE10350553A DE10350553A DE10350553A1 DE 10350553 A1 DE10350553 A1 DE 10350553A1 DE 10350553 A DE10350553 A DE 10350553A DE 10350553 A DE10350553 A DE 10350553A DE 10350553 A1 DE10350553 A1 DE 10350553A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
unit
signals
oscillator
pulse
pulse switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10350553A
Other languages
English (en)
Inventor
Tore Tönnesen
Martin Reiche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10350553A priority Critical patent/DE10350553A1/de
Priority to FR0452447A priority patent/FR2861849B1/fr
Priority to GB0423989A priority patent/GB2408163B/en
Priority to US10/978,132 priority patent/US7012561B2/en
Publication of DE10350553A1 publication Critical patent/DE10350553A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/581Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/582Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/18Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein range gates are used
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9314Parking operations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9315Monitoring blind spots
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9321Velocity regulation, e.g. cruise control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/288Coherent receivers
    • G01S7/2886Coherent receivers using I/Q processing

Abstract

Um eine Vorrichtung (100) sowie ein Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, wobei ein Erfassungsbereich bzw. ein Detektionstor mit einer Scangeschwindigkeit über einen Messbereich verschoben wird, so weiterzuentwickeln, dass eine zieleindeutige Geschwindigkeitsmessung bei durchlaufendem Detektionsbetrieb mit kleiner Latenzzeit und Resistenz gegen Fluktuationen gewährleistet ist, wird vorgeschlagen, DOLLAR A - dass die Empfangsschaltung (70), insbesondere mittels mindestens einer dem Ausgangsanschluss (34c) der I/Q-Mischeinheit (34) nachgeschalteten Leistungsteilereinheit (36), in mindestens zwei voneinander unabhängig betreibbare Kanäle (72, 74) aufgeteilt ist, von denen DOLLAR A - der erste Kanal (72) der Empfangsschaltung (70) dafür ausgelegt ist, den Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor mit konstanter Scangeschwindigkeit über den gesamten Messbereich zu verschieben und DOLLAR A - der zweite Kanal (74) der Empfangsschaltung (70) dafür ausgelegt ist, den Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor DOLLAR A - mit variabler, insbesondere reduzierbarer Scangeschwindigkeit über den Messbereich zu verschieben und/oder DOLLAR A - für eine vorgebbare Zeitspanne bei verschwindender Scangeschwindigkeit auf eine vorgebbare Position innerhalb des Messbereichs zu setzen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerfen von mindestens einem Objekt vorgesehene Vorrichtung, insbesondere Pulsradarvorrichtung, bei der ein Erfassungsbereich bzw. ein Detektionstor mit einer Scangeschwindigkeit über einen Meßbereich verschiebbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, bei welchem Verfahren ein Erfassungsbereich bzw. ein Detektionstor mit einer Scangeschwindigkeit über einen Meßbereich verschoben wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Eine Sensierung des Umfelds eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, kann grundsätzlich mittels LIDAR (= LIght Detecting And Ranging), mittels RADAR (= RAdio Detecting And Ranging), mittels Video oder auch mittels Ultraschall erfolgen.
  • So ist aus der Druckschrift DE 42 42 700 A1 ein Objektdetektionssystem mit Mikrowellen-Radarsensor bekannt, durch den die Erfassung von insbesondere auch in einer größeren Distanz vorausfahrenden Objekten an einem Fahrzeug ermöglicht wird. Dieser Radarsensor trägt zu einem Fahrzeugsicherheitssystem bei, bei dem ständig Informationen über den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu den vorausfahrenden Fahrzeugen in einem vorgegebenen Winkelbereich verarbeitet werden.
  • In der Druckschrift DE 44 42 189 A1 ist offenbart, dass bei einem System zur Abstandsmessung im Umgebungsbereich von Kraftfahrzeugen Sensoren mit Sendeeinheiten und mit Empfangseinheiten zugleich zum Senden und zum Empfangen von Informationen eingesetzt werden.
  • Unter Zuhilfenahme der Abstandsmessung können gemäß der Druckschrift DE 44 42 189 A1 passive Schutzmaßnahmen für das Kraftfahrzeug, beispielsweise bei einem Front-, Seiten- oder Heckaufprall, aktiviert werden. Mit einem Austausch der erfaßten Informationen kann zum Beispiel eine Beurteilung von Verkehrssituationen zur Aktivierung entsprechender Auslösesysteme durchgeführt werden.
  • Weiterhin ist auch aus der Druckschrift DE 196 16 038 A1 ein Objektdetektionssystem bekannt, bei dem ein optischer Sender für einen Lichtstrahl mit veränderlichem Sendewinkel und ein winkelauflösender optischer Empfänger vorhanden sind. Der ausgesendete Lichtstrahl wird hier derart moduliert, dass aus der Phasendifferenz des gesendeten Lichtstrahls und des empfangenen Lichtstrahls bis zu einer bestimmten Entfernung auch die Lage des Objekts innerhalb des Winkelbereichs des ausgesendeten Lichtstrahls ermittelbar ist.
  • In der Druckschrift DE 196 22 777 A1 ist ein Sensorsystem zur automatischen relativen Positionsbestimmung zwischen zwei Objekten offenbart. Dieses konventionelle Sensorsystem besteht aus einer Kombination eines winkelunabhängigen Sensors und eines winkelabhängigen Sensors. Der nicht winkelauflösende und somit winkelunabhängige Sensor ist als ein Sensor ausgeführt, der über eine Laufzeitmessung den Abstand zu einem Objekt auswertet. Als mögliche Sensoren werden Radar-, Lidar- oder Ultraschallsensoren vorgeschlagen.
  • Der winkelabhängige Sensor besteht aus einer geometrischen Anordnung von optoelektronischen Sendern und Empfängern, die in Form von Lichtschranken angeordnet sind. Die Sensoren, die beide einen gemeinsamen Detektionsbereich abdecken, sind räumlich eng benachbart angeordnet. Um eine relative Position zum Objekt zu bestimmen, wird mittels des winkelunabhängigen Sensors der Abstand zum Objekt und mittels des winkelauflösenden Sensors der Winkel zum Objekt bestimmt.
  • Auf Basis des Abstands und des Winkels zum Objekt ist die relative Position zum Objekt bekannt. Als Alternative zur genannten Anordnung von optoelektronischen Sendern und Empfängern wird eine Verwendung von zwei Sensoren vorgeschlagen, die gemeinsam nach dem Triangulationsprinzip den Winkel zum Objekt bestimmen.
  • Aus der Druckschrift DE 199 49 409 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Objektdetektierung mit mindestens zwei an einem Kraftfahrzeug angebrachten abstandsauflösenden Sensoren bekannt, deren Detektionsbereiche sich zumindest teilweise überlappen.
  • Hierbei sind gemäß der Druckschrift DE 199 49 409 A1 Mittel vorhanden, um relative Positionen möglicher detektierter Objekte bezüglich der Sensoren im Überlappungsbereich nach dem Triangulationsprinzip zu bestimmen; mögliche Scheinobjekte, die durch die Objektbestimmung entstehen, können durch dynamische Objektbeobachtungen ermittelt werden.
  • In der Druckschrift DE 100 11 263 A1 schließlich ist ein Objektdetektionssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei das Objektdetektionssystem mehrere Objektdetektoren und/oder Betriebsmodi aufweist, mit denen unterschiedliche Detektionsreichweiten und/oder Detektionsbereiche erfaßt werden.
  • Hierbei kann gemäß der Druckschrift DE 100 11 263 A1 ein Objektdetektor ein Radarsensor sein, der in einem ersten Betriebsmodus eine relativ große Detektionsreichweite bei relativ kleinem Winkelerfassungsbereich und in einem zweiten Betriebsmodus eine relativ dazu geringe Detektionsreichweite bei vergrößertem Winkelerfassungsbereich aufweist.
  • Es ist darüber hinaus für sich gesehen allgemein bekannt, dass eine Abstandsmessung mit einem sogenannten Pulsradar vorgenommen werden kann, bei dem ein Trägerpuls mit einer rechteckförmigen Umhüllung einer elektromagnetischen Schwingung im Gigahertzbereich ausgesendet wird.
  • Dieser Trägerpuls wird am Zielobjekt reflektiert, und aus der Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Impulses und dem Eintreffen der reflektierten Strahlung kann die Zielentfernung und mit Einschränkungen unter Ausnutzen des Dopplereffekts auch die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts bestimmt werden.
  • Aus der Druckschrift DE 199 26 787 A1 ist eine derartige Pulsradareinrichtung bekannt. Hierbei wird ein Sendeschalter durch die Impulse eines Generators ein- und ausgeschaltet, so dass während der Pulsdauer eine von einem Oszillator generierte und über eine Gabelung auf den Sendeschalter geleitete Hochfrequenzwelle zur Sendeantenne durchschaltet.
  • Ein Empfangsteil erhält gemäß der Druckschrift DE 199 26 787 A1 ebenfalls das Ausgangssignal des Generators. Das Empfangssignal, das heißt ein an einem Objekt reflektierter Radarpuls, wird mit dem Oszillatorsignal, das über einen Empfangsschalter zu einem Mischer gelangt, während eines vorgegebenen Zeittors gemischt und ausgewertet.
  • Auch die Druckschrift US 6 067 040 arbeitet mit einem Sendeschalter, der durch Impulse eines Generators ein- und ausgeschaltet wird. Für den Empfang der reflektierten Radarpulse sind getrennte Züge für I[nphase]/Q[uadratur]-Signale vorgesehen.
  • Wie bei der Pulsradareinrichtung gemäß der Druckschrift DE 199 26 787 A1 , so wird auch gemäß der Druckschrift US 6 067 040 das Empfangssignal nur während eines vorgegebenen Zeittors gemischt und ausgewertet, wozu sich vor einem für die Aufteilung des L[ocal]O[szillator]-Signals auf die Mischer in den empfangsseitigen I[nphase]/Q[uadratur]-Zweigen vorgesehenen Leistungsteiler ein empfangsseitiger Pulsmodulator oder Pulsschalter befindet.
  • Dies hat jedoch den Nachteil, dass kein Mehrempfängersystem realisiert werden kann und keine gleichzeitige Auswertung mehrerer unterschiedlicher Empfangszellen möglich ist.
  • Beim Vorschlag gemäß der Druckschrift DE 101 42 170 A1 hingegen sind zwei getrennt steuerbare empfangsseitige Pulsmodulatoren vorgesehen, über die das kontinuierliche Signal der Hochfrequenzquelle, die auch den sendeseitigen Pulsmodulator steuert, auf jeweils einen empfangsseitigen Mischer schaltbar ist. Dies bedeutet, dass im Gegensatz zum Vorschlag gemäß der Druckschrift US 6 067 040 jeder Mischer in einem Empfangszweig zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit dem Signal der Hochfrequenzquelle beaufschlagt werden und auch unterschiedlich lange mit dem Signal der Hochfrequenzquelle verbunden sein kann. Auf diese Weise werden unterschiedliche Betriebsweisen ermöglicht, die auf relativ einfache Weise umsteuerbar sind.
  • Ein auf dem Aussenden von Impulsen beruhendes Meßprinzip ist beispielsweise auch in dem Fachbuch von Albrecht Ludloff, "Handbuch Radar und Radarsignalverarbeitung", Seiten 2-21 bis 2-44, Vieweg-Verlag, 1993 beschrieben. Als weiterführende Literatur kann auf das Fachbuch von Merrill Ivan Skolnik, "Introduction to Radar Systems", Seiten 74 ff, McGraw-Hill Verlag verwiesen werden.
  • Für das sichere Ansteuern der eingangs erwähnten Insassenschutzsysteme in einem Kraftfahrzeug werden in der Regel eine Vielzahl von Radarsensoren für die einzelnen Konfliktsituationen im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs benötigt; beispielsweise ist eine Kollisionsfrüherkennung (sogenannte Pre-Crash-Erkennung) notwendig, um ein vorzeitiges Erfassen eines Objekts zu ermöglichen, das bei einer Kollision eine Gefahr für die Fahrzeuginsassen darstellt. Hierdurch sollte es möglich sein, Schutzsysteme wie Airbag, Gurtstraffer oder Sidebag rechtzeitig zu aktivieren, um dadurch die größtmögliche Schutzwirkung zu erzielen.
  • Das Erfassen bzw. Überwachen der Verkehrssituation, insbesondere im Nahbereich des Kraftfahrzeugs, kann darüber hinaus auch für eine Vielzahl weiterer Anwendungen nutzbringend sein. Hierzu zählen Einparkhilfen, Hilfen zur Überwachung des sogenannten "toten Winkels" sowie eine Unterstützung des sogenannten "Stop & Go"-Verkehrs, bei dem der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt wird, um automatisch anhalten und anfahren zu können.
  • Hierbei werden üblicherweise eine Vielzahl von Radarsensoren mit jeweils an die Meßaufgabe angepaßten unterschiedlichen Anforderungen verwendet, wobei sich die Anforderungen im wesentlichen in der Reichweite und in der Auswertezeit unterscheiden, denn jede dieser Funktionen weist spezifische Erfassungsbereiche sowie unterschiedliche Meßzykluszeiten auf; zwar lassen sich prinzipiell sogenannte Universalsensoren über ein speziell angepaßtes Bussystem gemeinsam betreiben und mit einer Auswerteeinheit zusammenschalten, jedoch lassen sich oft aus Leistungsgründen nicht alle Entfernungsbereiche innerhalb eines Nahbereichs in einer für eine sichere Funktionsweise relativ kurzen Auswertezeit optimal abarbeiten.
  • Aus diesem Grunde wird in der Druckschrift DE 199 63 005 A1 eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erfassen und zum Auswerten von Objekten im Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen.
  • Hierbei wird gemäß der Druckschrift DE 199 63 005 A1 der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs unter Ausnutzung eines Sendesignals jeweils eines Pulsradarsensors in einem oder mehreren Empfangszweigen derart erfaßt, dass unterschiedliche Entfernungsbereiche parallel und/oder sequentiell ausgewertet werden; gleichwohl ist weder die Vorrichtung noch das Verfahren gemäß der Druckschrift DE 199 63 005 A1 in der Lage, auch eine entsprechende Winkelinformation hinsichtlich des zu detektierenden Objekts zu liefern.
  • Werden also nun für die Erfassung des Umfelds des Fahrzeugs Radarsensoren eingesetzt, so sollen die Entfernung sowie die Geschwindigkeit von Objekten, zum Beispiel von anderen Fahrzeugen, im Detektionsbereich der Radarsensorik detektiert werden. Im Nahbereich werden unter anderem 24 Gigaherfz-Pulsradarsensoren eingesetzt, mittels derer eine Dopplerauswertung durch ein kohärentes Empfängerprinzip vorgenommen werden kann; dies ermöglicht eine Bestimmung der Geschwindigkeit durch das Auswerten der Phasenänderung über die Zeit (= sogenannter "Doppler-Effekt").
  • Konventionellerweise sind verschiedene Verfahren zur Messung von Geschwindigkeiten bekannt:
    Beim sogenannten Range-Rating erfolgt eine Vermessung des radialen Abstands zwischen dem Sensor und dem Objekt in diskreten Zeitabständen des Scanzyklusses, typischerweise zehn Millisekunden. Die zu messende Geschwindigkeit ergibt sich aus dem Differenzenquotienten von Abstandsänderung und Zeitabstand.
  • Allerdings zeitigt das Range-Rating, das heißt der Positionsvergleich aus mehreren Scans im Abstand der Zykluszeit diverse Probleme:
    • – Bei höheren Geschwindigkeiten des Objekts kann es zu Einschränkungen der Eindeutigkeit der Peakzuordnung von Scan zu Scan kommen, denn die Abstandsänderung überschreitet dann die Breite des Detektionstors. Dies führt im Falle von mehreren bewegten Objekten im Detektionsraum dazu, dass die detektierten Radarreflexionen den entsprechenden Objekten nur noch schwer zugeordnet werden können.
    • – Reale Objekte zeigen eine starke Fluktuation ihrer Reflektivität. Dies gilt insbesondere für ein quasioptisches Reflexionsverhalten im Mikrowellenbereich, denn kleinste Änderungen im Anstellwinkel der Reflexionsebene zur Wellenfront bewirken eine starke Änderung des Reflexionsquerschnitts (RCS). Die entstehende Änderung der Signalamplitude ist stochastisch verteilt und kann zu Detektionsausfällen von Scan zu Scan führen. Die eingesetzten Differenzenfilter müssen folglich eine hohe Anzahl von Scans verarbeiten und weisen dadurch eine unerwünscht hohe Latenzzeit auf.
    • – Die Messung der Geschwindigkeit ist ungenau, denn aufeinanderfolgende Messungen am Zielobjekt können Reflexionszentren mit unterschiedlichen radialen Abständen finden; sofern mehrere Reflexe am Objekt innerhalb des Meßtores zu einem Gesamtreflex superponieren, kann sich die Phasenablage der Einzelreflexe von Scan zu Scan stark ändern, so dass sich der Schwerpunkt der superponierten Reflexion stark verschiebt. Dies führt zu einer Meßunschärfe.
  • Bei der sogenannten C[losing]V[elocity]-Messung wird das Detektionstor (sogenanntes Range-Gate) in einem definierten radialen Abstand mit einer Hüllbreite von etwa zwanzig Zentimetern fixiert. Ein dieses Detektionstor durchfahrendes Objekt sorgt für n Phasendrehungen (n = 16 = zwanzig Zentimetern geteilt durch die Wellenlänge λ). Die Phasenänderung über die Zeit ist die Winkelgeschwindigkeit und proportional zur Geschwindigkeit des Objekts.
  • Allerdings zeitigt auch die C[losing]V[elocity]-Messung diverse Probleme:
    • – Während der C[losing]V[elocity]-Messung wird das Detektionstor, dessen Breite etwa zwanzig Zentimeter beträgt und das durch den Scan angesteuert wird, auf einer Position statisch festgehalten; während dieser Messung wird der restliche Detektionsbereich nicht abgescannt. Folglich werden andere, eventuell funktionsrelevante Objekte ignoriert.
    • – Demzufolge muß durch vorheriges Range-Rating im normalen Scanbetrieb mit sehr hoher Güte entschieden werden, dass ein Ziel auf Kollisionskurs vorliegt, um dann die Ereignisumschaltung in den C[losing]V[elocity]-Modus auszulösen.
    • – Sofern es sich um eine Fehlauslösung handelte, muß schnell in den normalen Scanbetrieb zurückgefallen werden. Durch dieses Verfahren können erhebliche Zeiten entstehen, in denen keine Zieldetektion vorliegt.
    • – Falls mehrere Objekte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zeitgleich das Detektionstor durchfahren, erzeugt dies eine Superposition von mehreren Dopplerfrequenzen, wodurch einfache Frequenzzählungsverfahren versagen.
  • Indem bei der sogenannten C[ontinuous]W[ave]-Messung die Faltung des Empfangssignals mit einem Detektionstor ausgesetzt wird und anstelle dessen ein dauerhafter Empfangsbetrieb erfolgt, werden ortsuneindeutig zeitgleich die Dopplerfrequenzen aller sich bewegenden Objekte im Bereich der Meßempfindlichkeit der Sensorik gemessen.
  • Allerdings zeitigt auch die C[ontinuous]W[ave]-Messung diverse Probleme:
    • – Die Vermessung der Geschwindigkeit ist ortsunspezifisch und kann damit nicht eindeutig einem bestimmten Objekt zugeordnet werden.
    • – Die Dopplerfrequenzen mehrerer Objekte superponieren, so dass einfache Frequenzzählungsverfahren scheitern; anstelle dessen erfolgt ein Einsatz von präziser mehrfrequenzfähiger F[ast]F[ourier]T[ransformation].
    • – Der Meßbereich ist nicht definiert abgegrenzt, sondern bestimmt sich aus Antennendiagramm, Empfängerempfindlichkeit sowie Zielgröße (RCS).
  • Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen, Problemen und Unzulänglichkeiten der Geschwindigkeitsmessung beim Range-Rating, beim C[losing]V[elocity]-Betrieb bzw. beim C[ontinuous]W[ave]-Betrieb sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass eine zieleindeutige Geschwindigkeitsmessung bei durchlaufendem Detektionsbetrieb mit kleiner Latenzzeit und Resistenz gegen Fluktuationen gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Lehre gemäß der vorliegenden Erfindung baut demnach auf einer technischen und verfahrensmäßigen Realisierung einer zieleindeutigen Geschwindigkeitsmessung für kohärentes Radar auf, wobei die dargestellte Radararchitektur nach dem superheterodynen Prinzip arbeitet.
  • Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die vorliegende Erfindung sowohl ein Auswerteverfahren als auch die technische Implementierung in einer sogenannten SuperHET-Radararchitektur vorschlägt, deren integraler Bestandteil mindestens ein Superheterodynempfänger sein kann; hierbei handelt es sich um einen Empfänger mit konstanter Signalaufbereitungsfrequenz. Durch Mischung mehrerer Signale, von denen eines vom mindestens einem geräteinternen, aber schwachen Oszillator(-Sender) stammt, wird eine hohe Trennschärfe möglich.
  • Auf diese Weise lassen sich sowohl die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als auch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung von einfachen homodynen Radaren abgrenzen, die konventionellerweise einen Teil des Sendesignals vor Modulation abzweigen, um damit den Empfangsmischer als "Local feed L[ocal]O[szillator]" zu treiben. Bei diesem konventionellen Ansatz werden H[och]F[requenz]-Empfangssignale in einem Schritt kohärent auf die Frequenzablage Null (= "Zero-I[nter]F[requency]") abgemischt.
  • Allerdings ist ein derartiges direktes Abmischen auf Zero-IF vom Rauschpegel her sehr ungünstig, denn Halbleiter weisen ein 1/f-Rauschen auf, das in diesen Frequenzablage (von etwa einhundert Hertz bis etwa zehn Kilohertz) sehr hoch ist; ebenfalls sind Übersprechsignale aus Treiberschaltungen in diesem Frequenzbereich dominant. Die Sensitivität des homodynen Ansatzes ist demzufolge gering.
  • Des weiteren zeichnen sich die Vorrichtung sowie das Verfahren gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass im Gegensatz zur gemäß dem Stand der Technik beschriebenen C[losing]V[elocity]-Messung oder C[ontinuous]W[ave]-Messung eine Auswertung der Phasenänderung und damit der Geschwindigkeit im laufenden Scanbetrieb vorgesehen ist. Das Detektionstor ist also nicht stationär, sondern wird über die Zeit über den Detektionsbereich verschoben.
  • Durch die Überschreitung der Detektionsschwelle von Zielen oder von Objekten, zum Beispiel von Einrichtungen im Umfeld eines Kraftfahrzeugs, von Fußgängern, von parkenden Kraftfahrzeugen, von vorausfahrenden Kraftfahrzeugen oder von Radfahrern, wird der Zeitraum festgelegt, der zum Auswerten einer geschwindigkeitsproportionalen Phasenänderung zur Verfügung steht. Der Empfänger weist mindestens einen I[nphase]/Q[uadratur]-Phasendetektor auf, der die Phase eindeutig über 360 Grad darstellen kann.
  • Dieser Zeitraum ist umgekehrt proportional zur Scan-Geschwindigkeit; so ergibt sich exemplarisch bei einer Scan-Geschwindigkeit von zweitausend Metern pro Sekunde und bei einer Breite des Detektionstors von zwanzig Zentimetern ein Detektionszeitraum von einhundert Mikrosekunden = zwanzig Zentimeter geteilt durch zweitausend Meter pro Sekunde).
  • Dies bedeutet, dass in diesem Zeitraum von zum Beispiel einhundert Mikrosekunden eine komplette Phasendrehung einer Dopplerfrequenz von minimal zehn Kilohertz (= 100μs-1) dargestellt werden kann. Diese Dopplerfrequenz von zehn Kilohertz entspricht bei einer exemplarischen Trägerfrequenz von 24,125 Gigahertz einer Relativgeschwindigkeit von etwa 62 Metern pro Sekunde oder etwa 225 Kilometern pro Stunde. Es wird deutlich, dass die zur Verfügung stehende Zeitbasis ausreicht, um die komplette Periode von relativ hohen Geschwindigkeiten darzustellen.
  • Die Phasenauswertung kann gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung sowohl der vorliegenden Vorrichtung als auch des vorliegenden Verfahrens dadurch geschehen, dass die Phase des I[nphase]/Q[uadratur]-Mischers
    • – auf den fünfzig Prozent-Marken des Radarsignals sowie
    • – auf dem Scheitel des Radarsignals
    ausgewertet wird.
  • Aus der Änderung der Phase über diese drei Meßmarken ergibt sich die Dopplerfrequenz. Es wird im folgenden angenommen, dass eine Mindestphasendrehung von neunzig Grad über die Meßpunkte erfolgen muß, um eine Aussage über die Geschwindigkeit treffen zu können; damit beträgt die Mindestgeschwindigkeit vmin etwa 15,6 Meter pro Sekunde oder etwa 56 Kilometer pro Stunde.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die Scan-Geschwindigkeit nach Durchschreiten der Detektionsschwelle zu reduzieren, zum Beispiel von zweitausend Meter pro Sekunde auf fünfhundert Meter pro Sekunde.
  • Hierdurch kann die Zeitbasis, das heißt der Detektionszeitraum von einhundert Mikrosekunden auf vierhundert Mikrosekunden vergrößert werden, so dass der Meßbereich für die Geschwindigkeit um den Faktor vier nach unten vergrößert wird (→ Mindestgeschwindigkeit vmin = etwa 3,9 Meter pro Sekunde oder etwa 14 Kilometer pro Stunde).
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung wie auch des vorliegenden Verfahrens wird die Phasenauswertung der Kanäle I[nphase] und Q[uadratur] durch eine einfach zu implementierende Fallunterscheidung realisiert:
    Die Phase wird mathematisch korrekt durch den Ausdruck Phi = arctan(I/Q) ermittelt. Die Realisierung des Quotienten I/Q und des Arcustangens dieses Quotienten ist mit Fixed-Point-Microcontrollern nur ungenau und sehr rechenaufwendig möglich. In zweckmäßiger Weise wird aus diesem Grunde vorgeschlagen, eine einfache Fallunterscheidung anzuwenden, die die Phase in Schritten von beispielsweise 45 Grad quantisiert.
  • Diese Art der Fallunterscheidung beruht auf drei einfachen Vergleichsoperationen, aus denen die Phasenablage in den drei Meßmarken (= fünfzig Prozent-Marke der ansteigenden Flanke des Radarsignals; hundert Prozent-Marke des Radarsignals; fünfzig Prozent-Marke der abfallenden Flanke des Radarsignals) ermittelt wird.
  • Figure 00150001
  • Es ergibt sich eine Meßunsicherheit, die umgekehrt proportional zur Zeitbasis und proportional zur Phasenunschärfe ist. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, die Zeitbasis, das heißt den Detektionszeitraum möglichst groß zu wählen.
  • Da die Wahl eines möglichst großen Detektionszeitraums in einem gewissen Widerspruch zur Anforderung der Updaterate des Detektionszyklusses stehen kann, ist gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung zum Auflösen dieses Widerspruchs eine Änderung der Radararchitektur dahingehend vorgesehen, dass zwei voneinander unabhängige Kanäle implementiert werden können.
  • In zweckmäßiger Weise wird der erste Kanal (Sig[nal] out, nicht-kohärent) für den normalen Detektionsscan eingesetzt. Hierbei wird das Detektionstor über den kompletten Meßbereich mit konstanter Scangeschwindigkeit verschoben.
  • Der Scan des zweiten Kanals (Sig[nal] out, kohärent) kann in bevorzugter Weise unabhängig vom ersten Kanal betrieben werden. Das Detektionstor kann also für eine beliebige Dauer auf eine beliebige Position gesetzt werden.
  • Durch die vorstehend dargelegte Vorgehensweise ergibt sich erfindungsgemäß eine Reihe von voneinander unabhängigen oder miteinander kombinierbaren zweckmäßigen Ausgestaltungen, Eigenschaften, Merkmale und Vorteilen:
    • – beliebig lange Meßzeit im zweiten Kanal auf einem Objekt zur präziseren Ermittlung der Geschwindigkeit des Objekts;
    • – der zweite Kanal kann zum Ermitteln der Geschwindigkeit mit beliebigen Meßverfahren eingesetzt werden, so zum Beispiel
    • – mit C[ontinuous]W[ave]-Messung mit feststehendem Detektionstor,
    • – mit Doppler-Auswertung mit langsam scannenden Detektionstor und/oder
    • – mit F[ast]F[ourier]T[ransformation];
    • – unabhängiger Scanbetrieb im ersten Kanal → keine langen Blind- oder Latenzzeiten (vgl. diesbezügliche Problembeschreibung zur C[ontinuous]W[ave]-Messung im vorstehenden Kapitel "Stand der Technik");
    • – Ermittlung der Geschwindigkeit erfolgt zieleindeutig im Detektionstor des zweiten Kanals; die Positionierung des zweiten Meßtors erfolgt über die Information der radialen Zielabstände des ersten Kanals sowie über eine eventuelle Nachführung über die Geschwindigkeitsmessung aus dem zweiten Kanal;
    • – wahlweise kann der Pulsbetrieb im zweiten Kanal unterdrückt werden, so dass zieluneindeutig alle Geschwindigkeitsvektoren sämtlicher Objekte im Detektionsbereich ermittelt werden (C[ontinuous]W[ave]-Messung); die Geschwindigkeitsdiskriminierung kann zum Beispiel durch eine F[ast]F[ourier]T[ransformation] erreicht werden;
    • – durch Kombination
    • – der Ortsinformationen aus dem ersten Kanal,
    • – der zieluneindeutigen, aber hochpräzisen C[ontinuous]W[ave]-Vermessung aus dem zweiten Kanal mit rechenintensiver F[ast]F[ourier]T[ransformation] (bei unterdrücktem Empfangspulsbetrieb) und
    • – schließlich der rechenextensiven, aber ortseindeutigen Vermessung der Geschwindigkeiten mittels Phasenfallunterscheidung
    wird insgesamt eine zieleindeutige rechenextensive präzise Objektgeschwindigkeitsinformation erreicht.
  • Zusammenfassend läßt sich also feststellen, dass ein erfindungswesentliches Merkmal der vorliegenden Vorrichtung wie auch des vorliegenden Verfahrens in der Möglichkeit besteht, Ortsmessungen (durch einen Scan) und parallel dazu Geschwindigkeitsmessungen durchzuführen; demzufolge ist durch die vorliegende Erfindung ein Radarkonzept mit gleichzeitiger Messung der Geschwindigkeit verwirklicht.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung mindestens einer Vorrichtung gemäß der vorstehend dargelegten Art und/oder eines Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten Art zum objekteindeutigen Messen der Geschwindigkeit von mindestens einem Objekt im Umgebungsbereich eines Fortbewegungsmittels, insbesondere bei durchlaufendem Erfassungs- bzw. Detektionsbetrieb
    • – mit geringer Latenzzeit und
    • – mit hoher Resistenz gegen Fluktuationen.
  • Im allgemeinen kann die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der Fahrzeugumfeldsensorik eingesetzt werden, so zum Beispiel zum Messen sowie zum Bestimmen der Winkellage von mindestens einem Objekt, wie sie etwa auch im Rahmen einer Pre-Crash-Sensierung bei einem Kraftfahrzeug relevant ist.
  • Hierbei wird durch eine Sensorik festgestellt, ob es zu einer möglichen Kollision mit dem detektierten Objekt, beispielsweise mit einem anderen Kraftfahrzeug, kommen wird. Falls es zu einer Kollision kommt, wird zusätzlich bestimmt, mit welcher Geschwindigkeit und an welchem Aufschlagpunkt es zur Kollision kommt.
  • In Kenntnis dieser Daten können lebensrettende Millisekunden für den Fahrer des Kraftfahrzeugs gewonnen werden, in denen vorbereitende Maßnahmen beispielsweise bei der Ansteuerung des Airbags oder bei einem Gurtstraffersystem vorgenommen werden können.
  • Weitere mögliche Einsatzgebiete von Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und von Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind Einpark-Assistenzsysteme, eine Tote-Winkel-Detektion oder ein Stop & Go-System als Erweiterung zu einer bestehenden Einrichtung zum automatischen Regeln der Fahrgeschwindigkeit, wie etwa einem A[daptive-]C[ruise-]C[ontrol]-System.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 6 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend anhand des durch 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet, bei dem ein Erfassungsbereich bzw. ein Detektionstor mit einer Scangeschwindigkeit über einen Meßbereich verschoben wird.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Im folgenden wird die Vorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung sowie ein hierauf bezogenes Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und zum Auswerten von einem oder mehreren (Ziel-)Objekten, wie etwa von Einrichtungen im Umfeld eines Kraftfahrzeugs, von Fußgängern, von parkenden Kraftfahrzeugen, von vorausfahrenden Kraftfahrzeugen oder von Radfahrern, anhand 1 beispielhaft erläutert.
  • Die Vorrichtung 100 weist eine erste Oszillatoreinheit 20 auf, die in Form einer Mikrowellen-Oszillatoreinheit ausgebildet ist und mittels derer erste Oszillatorsignale (sogenannte Trägerfrequenz Fcarrier) erzeugt werden können.
  • Dem ersten Oszillator 20 ist ein Sendepfad oder Sendezweig 10 nachgeschaltet, der unter anderem eine als Pulsmodulator ausgebildete Sendepulsschaltereinheit 12 enthält, die mit den ersten Oszillatorsignalen beaufschlagt wird und mittels derer pulsmodulierte Hochfrequenzsignale generiert werden.
  • Diese von der Sendepulsschaltereinheit 12 erzeugten Hochfrequenzsignale werden mittels einer der Sendepulsschaltereinheit 12 nachgeschalteten, ebenfalls auf dem Sendezweig 10 angeordneten Sendeantenne 16 abgestrahlt und am simultan hinsichtlich Position (durch einen Scan) sowie hinsichtlich Geschwindigkeit zu detektierenden Objekt oder Ziel reflektiert.
  • Zum Empfangen der am Objekt oder Ziel reflektierten Signale weist die Vorrichtung 100 einen der ersten Oszillatoreinheit 20 nachgeschalteten Empfangspfad oder Empfangszweig 50 in Form eines R[adio]F[requenz]-Empfangszweig auf. Dementsprechend ist der ersten Oszillatoreinheit 20 eine erste Teilereinheit 18 nachgeschaltet, mittels derer die von der ersten Oszillatoreinheit 20 erzeugten ersten Oszillatorsignale auf den Sendezweig 10 und auf den Empfangszweig 50 verteilt werden.
  • Der Empfangszweig 50 enthält unter anderem eine Empfangsantenne 30; mit den von dieser Empfangsantenneneinheit 30 empfangenen Signalen wird der erste Eingangsanschluß 34a einer der Empfangsantenneneinheit 30 nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit 34 beaufschlagt, die ebenfalls Teil des Empfangszweigs 50 ist.
  • In dieser I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit 34 werden die vom Objekt oder Ziel reflektierten Signale mit den ersten Oszillatorsignalen gemischt, mit denen der zweite Eingangsanschluß 34b der I/Q-Mischeinheit 34 beaufschlagt wird.
  • Wie der Darstellung gemäß 1 entnehmbar ist, weist die Vorrichtung 100 des weiteren eine Taktgenerator- oder Triggereinheit 80 (Symbol "Tx") auf, die in Form einer N[iedrig-]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit ausgestaltet ist und mittels derer Taktsignale erzeugt werden können, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit 12 als auch der Empfangsantenneneinheit 30 nachgeschaltete, den Empfangszweig 50 ebenfalls konstituierende Empfangspulsschaltereinheiten 52, 54 beaufschlagt werden können.
  • Um die Taktsignale, mit denen diese Schalter 52, 54 angesteuert werden, gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit 12 angesteuert wird, definiert zeitlich zu verzögern, ist zwischen der Taktgenerator- oder Triggereinheit 80 und den Empfangspulsschaltereinheiten 52 bzw. 54 jeweils eine Pulsverzögerungseinheit (= sogenannte "delay units" 22 bzw. 24) zwischengeschaltet.
  • Eine Auswertung und Weiterverarbeitung der empfangenen Signale erfolgt gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 mittels einer Empfangsschaltung 70, die als N[iedrig-]F[requenz]-Empfangsschaltung ausgebildet ist. Eine Besonderheit dieser Empfangsschaltung 70 ist nun darin zu sehen, dass diese Empfangsschaltung 70 mittels einer dem Ausgangsanschluß 34c der I/Q-Mischeinheit 34 nachgeschalteten Leistungsteilereinheit 36, in zwei voneinander unabhängig betreibbare Kanäle 72, 74 aufgeteilt wird.
  • Im ersten Kanal 72 der Empfangsschaltung 70 wird der Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor mit konstanter Scangeschwindigkeit über den gesamten Meßbereich verschoben.
  • Hingegen wird im zweiten Kanal 74 der Empfangsschaltung 70 der Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor
    • – mit variabler, insbesondere reduzierbarer Scangeschwindigkeit über den Meßbereich verschoben und
    • – für eine vorgebbare Zeitspanne bei verschwindender Scangeschwindigkeit auf eine vorgebbare Position innerhalb des Meßbereichs gesetzt.
  • Wie aus der Darstellung gemäß 1 des weiteren hervorgeht, werden im ersten Kanal 72 der Empfangsschaltung 70 die empfangenen Signale mittels einer für A[mplituden]M[odulation] ausgelegten Demodulationseinheit 42 demoduliert. Mit diesen demodulierten empfangenen Signalen wird der erste Eingangsanschluß 52a der ersten Empfangspulsschaltereinheit 52 beaufschlagt.
  • Der zweite Eingangsanschluß 52b der ersten Empfangspulsschaltereinheit 52 wird mit den mittels der Taktgenerator- oder Triggereinheit 80 erzeugten sowie mittels des ersten Pulsverzögerungsbausteins 22 (↔ erster Scan oder "Scan 1") definiert zeitlich verzögerten Taktsignalen beaufschlagt, nachdem diese Taktsignale einen ebenfalls im ersten Kanal 72 der Empfangsschaltung 70 zwischen die erste Pulsverzögerungseinheit 22 und die erste Empfangspulsschaltereinheit 52 geschalteten ersten Pulsbaustein 62 durchlaufen haben.
  • Die analogen Signale werden im ersten Kanal 72 der Empfangsschaltung 70 sodann mittels eines dem Ausgangsanschluß 52c der ersten Empfangspulsschaltereinheit 52 nachgeschalteten ersten A[nalog]/D[igital]-Wandlers 82 mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale umgesetzt; diese insbesondere in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale werden schließlich mittels eines der ersten A/D-Wandlereinheit 82 nachgeschalteten (Mikro-)Prozessors 90 digital verarbeitet.
  • Im zweiten Kanal 74 der Empfangsschaltung 70 wird der erste Eingangsanschluß 60a einer zweiten Mischeinheit 60, nämlich eines Zwischenfrequenzmischers, mit den von dem Teiler 36 kommenden empfangenen analogen Signalen beaufschlagt; der zweite Eingangsanschluß 60b der zweiten Mischeinheit 60 wird mit von einer zweiten Oszillatoreinheit 26, nämlich von einem Zwischenfrequenzoszillator, erzeugten zweiten Oszillatorsignalen beaufschlagt.
  • Des weiteren wird im zweiten Kanal 74 der Empfangsschaltung 70, wie aus 1 ersichtlich, der erste Eingangsanschluß 54a der zweiten Empfangspulsschaltereinheit 54 mit den vom Ausgangsanschluß 60c der zweiten Mischeinheit 60 kommenden Signalen beaufschlagt.
  • Der zweite Eingangsanschluß 54b der zweiten Empfangspulsschaltereinheit 54 wird mit den mittels der Taktgenerator- oder Triggereinheit 80 erzeugten sowie mittels des zweiten Pulsverzögerungsbausteins 24 (↔ zweiter Scan oder "Scan 2") definiert zeitlich verzögerten Taktsignalen beaufschlagt, nachdem diese Taktsignale einen ebenfalls im zweiten Kanal 74 der Empfangsschaltung 70 zwischen die zweite Pulsverzögerungseinheit 24 und die zweite Empfangspulsschaltereinheit 54 geschalteten zweiten Pulsbaustein 64 durchlaufen haben.
  • Die empfangenen analogen breitbandigen Signale werden im zweiten Kanal 74 der Empfangsschaltung 70 sodann mittels einer dem Ausgangsanschluß 54c der zweiten Empfangspulsschaltereinheit 54 nachgeschalteten, zum Schmälern der Bandbreite vorgesehenen Tiefpaßfiltereinheit 44 gefiltert und integriert.
  • Diese tiefpaßgefilterten analogen Signale werden mittels eines dem T[ief]P[aß]F[ilter] 44 nachgeschalteten zweiten A[nalog]/D[igital]-Wandlers 84 mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale umgesetzt; diese insbesondere in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale werden mittels der der zweiten A/D-Wandlereinheit 84 nachgeschalteten (Mikro-)Prozessoreinheit 90 digital verarbeitet.
  • Zum Erhöhen des Detektionsbereichs sowie der Empfindlichkeit des Systems 100 ist
    • – der Sendeantenneneinheit 16 eine Sendeverstärkereinheit 14 zum Verstärken der abgestrahlten Hochfrequenzsignale vorgeschaltet und
    • – der Empfangsantenneneinheit 30 eine als Vorverstärker ausgebildete Empfangsverstärkereinheit 32 zum Verstärken der von der Empfangsantenneneinheit 30 empfangenen Signale nachgeschaltet.
  • Allerdings sind diese beiden Verstärker 14, 32 insofern optional, als sie nicht notwendigerweise zur Grundfunktionalität der vorliegenden Erfindung beitragen, das heißt die Vorrichtung 100 kann prinzipiell auch ohne diese beiden Verstärkereinheiten 14, 32 betrieben werden.
  • In der Darstellung gemäß 1 ist des weiteren als erfindungswesentlich offenbart, dass zwischen die erste Oszillatoreinheit 20 und die Sendepulsschaltereinheit 12, im speziellen zwischen die erste Teilereinheit 18 und die Sendepulsschaltereinheit 12, eine erste Mischeinheit 38, die als Aufwärtskonvertierungsmischeinheit (→ "UpConv[ersion]") ausgestaltet ist, sowie eine zum Herausfiltern des unteren Frequenzseitenbands vorgesehene H[och]P[aß]F[iltereinheit] 40 geschaltet sind.
  • Der erste Eingangsanschluß 38a der ersten Mischeinheit 38 ist mit der ersten Oszillatoreinheit 20, im speziellen mit der ersten Tellereinheit 18, verbunden; der zweite Eingangsanschluß 38b der ersten Mischeinheit 38 ist mit der zweiten Oszillatoreinheit 26, im speziellen mit der zweiten Tellereinheit 28 verbunden; der Ausgangsanschluß 38c der ersten Mischeinheit 38 ist mit der Filtereinheit 40 verbunden.
  • Der Hochpaßfilter 40 ist im SuperHET[erodyn]-System im Sendepfad 10 angeordnet, um das untere Seitenband herauszufiltern (ansonsten A[mplituden]M[odulation]); optional kann an dieser Stelle des Sendepfads 10 entweder eine Hochpaßfiltereinheit 40 (vgl. 1) oder eine Tiefpaßfiltereinheit 40 eingesetzt werden, um eines der Seitenbänder herauszufiltern, nämlich
    • – im Falle der Verwendung eines Hochpaßfilters 40 das untere Frequenzseitenband oder
    • – im Falle der Verwendung eines Tiefpaßfilters 40 das obere Frequenzseitenband.
  • Aus diesem Prinzip entsteht insofern ein weiteres eigenständiges erfindungswesentliches Merkmal, als das SuperHET-Prinzip den "internen" Betrieb der Einrichtung 100 bei einer bestimmten Frequenz ermöglicht. Die Leistung wird jedoch mithilfe der Filtereinheit 40 in einem davon unabhängigen Frequenzband ausgesendet.
  • Dies bedeutet im Ergebnis, dass mit der vorliegenden Vorrichtung 100 sowie mit dem vorliegenden Verfahren zum Betreiben der vorliegenden Vorrichtung 100 vorteilhafterweise
    • – der Einsatz günstigerer Bauelemente für die "interne" Fundamentalfrequenz möglich ist und
    • – durch das Einfügen der Filtereinheit 40 Frequenzbänder "flexibel ausgesucht" werden können und demzufolge die Zulassungsfähigkeit des Systems 100 erreicht werden kann.
  • Zusammenfassend läßt sich im Hinblick auf die Funktion sowie das Wirkprinzip der Vorrichtung 100 also feststellen, dass der kohärente heterodyne Ansatz der vorliegenden Erfindung aus den vorgenannten Gründen in einem ersten Schritt das H[och]F[requenz]-Empfangssignal (= "HF-RX") mittels des I[nphase]/Q[uadratur]-Abwärtskonvertierungsmischers oder DownConv(erters) 34 sowie mittels des I[ntermediate]F[requency]-Mischers 60 auf eine Zwischenfrequenz (sogenannte I[ntermediate]F[requency] oder FIntermediate, zum Beispiel zwei Gigahertz oder 2,5 Gigahertz) abmischt, die höher als Null ist.
  • In dieser Zwischenfrequenz ist das 1/f-Rauschen (= sogenannter "flicker noise", der auf eine Vielzahl von Rauschursachen zurückführbar ist und der durch eine spektrale Verteilung mit zur Frequenz reziprok proportionalem Abfall charakterisiert ist) unter das unvermeidbare kT-Rauschen (Produkt kT = von einem Widerstand im thermischen Gleichgewicht pro Hertz Bandbreite verfügbare Rauschleistung) gefallen.
  • Um die Kohärenz zu erhalten, das heißt um den Bezug der Phase zwischen Sendesignal und abgemischten Videosignalen (= notwendige Voraussetzung für eine Dopplerauswertung von Geschwindigkeiten) zu gewährleisten, wird im Sendepfad oder -zweig 10 das Sendesignal ebenfalls mit dem Zwischenfrequenzträger aufgemischt.
  • Aus diesem Grunde wird der Zwischenfrequenzoszillator 26 im Sendepfad 10 durch den Aufwärtskonvertierungsmischer oder UpConv(erter) 38 mit dem Signal des H[igh]F[requency]-Oszillators 20 (sogenannter "Stalo" stable local oscillator, zum Beispiel 24 Gigahertz) auf die endgültige Sendefrequenz von 26 Gigahertz hochgemischt.
  • Bei diesem Mischvorgang entstehen prinzipiell stets ein oberes Seitenband (sogenanntes OSB) und ein unteres Seitenband (sogenanntes USB), also eine Spektrallinie bei 22 Gigahertz und eine Spektrallinie bei 26 Gigahertz, wobei allerdings nur letztere als Sendesignal erwünscht ist.
  • Aus diesem Grunde folgt der Aufwärtskonvertierungsmischeinheit 38 der Hochpaß(filter) 40, der das untere Seitenband, das heißt den Anteil bei 22 Gigahertz unterdrückt. Das Ausgangssignal des Hochpaß(filters) 40 kann nun mittels der Sendepulsmodulatoreinheit 12 moduliert, mittels der Sendeverstärkereinheit 14 verstärkt und der Sendeantenne 16 zugeführt werden.
  • Das Empfangssignal bei 26 Gigahertz wird im Mischer 34 mit dem Stalo 20 auf Zwischenfrequenzablage (= I[ntermediate]F[requency]-Ablage) abgemischt; das Signal wird hierbei zum Beispiel mittels des Empfangsvorverstärkers 32 auf IF-Ablage verstärkt, um es deutlich über das Rauschniveau zu heben; sodann wird das Signal mittels des H[och]F[requenz]-Teilers 36 geteilt, denn es gibt gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Detektion:
    Im in 1 oberen Kanal oder Pfad 74 der Empfangsschaltung 70 wird kohärent über den Mischer 60 (FZ[wischen]F[requenz] = 2,5 Gigahertz) auf Zero-I[ntermediate]F[requency] abgemischt, woraus das Ausgangssignal "SigOut (coherent)" (↔ "FVID-NKD=DC...f" zwischen Zwischenfrequenzmischeinheit 60 und zweiter Empfangspulsschaltereinheit 54) resultiert.
  • Im in 1 unteren Kanal oder Pfad 72 der Empfangsschaltung 70 wird die Einhüllende durch mittels der AM-Demod(ulationseinheit) 42 (FZ[wischen]F[requenz] = 2,5 Gigahertz) bewerkstelligter Hüllkurven-Demodulation zum Beispiel an einer gleichrichtenden Diode zuzüglich Haltekapazität nicht-kohärent ausgekoppelt, woraus das Ausgangssignal "SigOut (non coherent)" (↔ "FVID-NKD=DC...f' zwischen erster Empfangspulsschaltereinheit 52 und erstem A[nalog]/D[igital]-Umsetzer 82) resultiert.
  • Konventionelle, aus dem Stand der Technik bekannte homodyne Radare haben de Empfangsschalter in den L[ocal]O[szillator]-Feed des homodyne Mischers gelegt, der somit getastet betrieben wird.
  • Damit wird der Vorgang des Abmischens und Samplens in einem physikalischen Block realisiert. Der getastet betriebene Mischer ist mit einer Quelle vergleichbar, deren Innenwiderstand mit/ohne Feed von niedrig (zum Beispiel zweihundert Ohm) auf hoch variiert, ähnlich dem Schalter eines S[ample]&H[old]-Glieds.
  • Ein wesentlicher Kern der vorliegenden Vorrichtung 100 wie auch des vorliegenden Verfahrens ist darin zu sehen, dass es erfindungsgemäß möglich ist, den Vorgang des Abmischens vom Vorgang des Samplens zu trennen. Damit ergibt sich die Option, voneinander unabhängige Sampler zu betreiben, das heißt zeitparallel Geschwindigkeitsmessung (C[losing]V[elocity]-Messung) und Ortsmessung scannend zu betreiben.

Claims (10)

  1. Zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt vorgesehene Vorrichtung (100), insbesondere Pulsradarvorrichtung, bei der ein Erfassungsbereich bzw. ein Detektionstor mit einer Scangeschwindigkeit über einen Meßbereich verschiebbar ist, welche Vorrichtung (100) aufweist: [a] mindestens eine erste Oszillatoreinheit (20), insbesondere Mikrowellen-Oszillatoreinheit, zum Erzeugen von ersten Oszillatorsignalen; [b] mindestens einen der ersten Oszillatoreinheit (20) nachgeschalteten Sendepfad oder Sendezweig (10) mit [b.1] mindestens einer mit den ersten Oszillatorsignalen beaufschlagbaren, insbesondere als Pulsmodulator ausgebildeten Sendepulsschaltereinheit (12) zum Erzeugen von pulsmodulierten Hochfrequenzsignalen und [b.2] mindestens einer der Sendepulsschaltereinheit (12) nachgeschalteten Sendeantenneneinheit (16) zum Abstrahlen der von der Sendepulsschaltereinheit (12) erzeugten Hochfrequenzsignale; [c] mindestens einen der ersten Oszillatoreinheit (20) nachgeschalteten Empfangspfad oder Empfangszweig (50), insbesondere R[adio]F[requenz]-Empfangspfad oder R[adio]F[requenz]-Empfangszweig, mit [c.1] mindestens einer Empfangsantenneneinheit (30) zum Empfangen der am Objekt reflektierten Signale, [c.2] mindestens einer der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit (34) zum Mischen [c.2.1] der von der Empfangsantenneneinheit (30) empfangenen Signale, mit denen der erste Eingangsanschluß (34a) der I/Q-Mischeinheit (34) beaufschlagbar ist, [c.2.2] mit den ersten Oszillatorsignalen, mit denen der zweite Eingangsanschluß (34b) der I/Q-Mischeinheit (34) beaufschlagbar ist, und [c.3] mindestens einer der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschalteten Empfangspulsschaltereinheit (52, 54); [d] mindestens eine Taktgenerator- oder Triggereinheit (80), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit, zum Erzeugen von Taktsignalen, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit (12) als auch die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54) beaufschlagbar ist; [e] mindestens eine zwischen die Taktgenerator- oder Triggereinheit (80) und die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54) geschaltete Pulsverzögerungseinheit (22, 24) zum gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit (12) angesteuert wird, definierten zeitlichen Verzögern der Taktsignale, mit denen die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54) angesteuert wird; und [f] mindestens eine Empfangsschaltung (70), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Empfangsschaltung, zum Auswerten und zum Weiterverarbeiten der empfangenen Signale, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsschaltung (70), insbesondere mittels mindestens einer dem Ausgangsanschluß (34c) der I/Q-Mischeinheit (34) nachgeschalteten Leistungsteilereinheit (36), in mindestens zwei voneinander unabhängig betreibbare Kanäle (72, 74) aufgeteilt ist, von denen – der erste Kanal (72) der Empfangsschaltung (70) dafür ausgelegt ist, den Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor mit konstanter Scangeschwindigkeit über den gesamten Meßbereich zu verschieben, und – der zweite Kanal (74) der Empfangsschaltung (70) dafür ausgelegt ist, den Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor – mit variabler, insbesondere reduzierbarer Scangeschwindigkeit über den Meßbereich zu verschieben und/oder – für eine vorgebbare Zeitspanne bei verschwindender Scangeschwindigkeit auf eine vorgebbare Position innerhalb des Meßbereichs zu setzen.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Oszillatoreinheit (20) mindestens eine erste Tellereinheit (18) nachgeschaltet ist, mittels derer die von der ersten Oszillatoreinheit (20) erzeugten ersten Oszillatorsignale auf den Sendepfad bzw. -zweig (10) und auf den Empfangspfad bzw. -zweig (50) verteilbar sind.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere zum Erhöhen des Detektionsbereichs der Vorrichtung (100) und/oder insbesondere zum Erhöhen der Empfindlichkeit der Vorrichtung (100), – der Sendeantenneneinheit (16) mindestens eine Sendeverstärkereinheit (14) zum Verstärken der abgestrahlten Hochfrequenzsignale vorgeschaltet ist und/oder – der Empfangsantenneneinheit (30) mindestens eine insbesondere als Vorverstärker ausgebildete Empfangsverstärkereinheit (32) zum Verstärken der von der Empfangsantenneneinheit (30) empfangenen Signale nachgeschaltet ist.
  4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – dass der erste Kanal (72) der Empfangsschaltung (70) – mindestens eine Demodulationseinheit (42), insbesondere mindestens einen A[mplituden]M[odulation]-Demodulator und – die erste Empfangspulsschaltereinheit (52) aufweist, – deren erster Eingangsanschluß (52a) mit den mittels der Demodulationseinheit (42) demodulierbaren empfangenen Signalen beaufschlagbar ist, – deren zweiter Eingangsanschluß (52b) mit den mittels der Taktgenerator- oder Triggereinheit (80) erzeugten, mittels der ersten Pulsverzögerungseinheit (22) definiert zeitlich verzögerten und mindestens einen zwischen die erste Pulsverzögerungseinheit (22) und die erste Empfangspulsschaltereinheit (52) geschalteten ersten Pulsbaustein (62) durchlaufenden Taktsignalen beaufschlagbar ist und – deren Ausgangsanschluß (52c) – mindestens eine erste A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit (82) zum Umsetzen der analogen Signale mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale sowie – mindestens eine der ersten A/D-Wandlereinheit (82) nachgeschaltete Prozessoreinheit (90), insbesondere Mikroprozessoreinheit, zum digitalen Verarbeiten der insbesondere in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale nachgeschaltet ist, und/oder – dass der zweite Kanal (74) der Empfangsschaltung (70) – an den Ausgangsanschluß (60c) mindestens einer zweiten Mischeinheit (60), insbesondere Zwischenfrequenzmischeinheit, – deren erster Eingangsanschluß (60a) mit den von der Leistungsteilereinheit (36) kommenden empfangenen analogen Signalen beaufschlagbar ist und – deren zweiter Eingangsanschluß (60b) mit von mindestens einer zweiten Oszillatoreinheit (26), insbesondere Zwischenfrequenz- Oszillatoreinheit, erzeugten zweiten Oszillatorsignalen beaufschlagbar ist, angeschlossen ist und – die zweite Empfangspulsschaltereinheit (54) aufweist, – deren erster Eingangsanschluß (54a) mit den vom Ausgangsanschluß (60c) der zweiten Mischeinheit (60) kommenden Signalen beaufschlagbar ist, – deren zweiter Eingangsanschluß (54b) mit den mittels der Taktgenerator- oder Triggereinheit (80) erzeugten, mittels der zweiten Pulsverzögerungseinheit (24) definiert zeitlich verzögerten und mindestens einen zwischen die zweite Pulsverzögerungseinheit (24) und die zweite Empfangspulsschaltereinheit (54) geschalteten zweiten Pulsbaustein (64) durchlaufenden Taktsignalen beaufschlagbar ist und – deren Ausgangsanschluß (54c) – mindestens eine Tiefpaßfiltereinheit (44) zum Filtern und/oder zum Integrieren, insbesondere zum Schmälern der Bandbreite, der empfangenen analogen breitbandigen Signale, – mindestens eine zweite A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit (84) zum Umsetzen der tiefpaßgefilterten analogen Signale mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale sowie – die Prozessoreinheit (90) nachgeschaltet ist.
  5. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die erste Oszillatoreinheit (20) und die Sendepulsschaltereinheit (12), insbesondere zwischen die erste Tellereinheit (18) und die Sendepulsschaltereinheit (12), mindestens eine erste Mischeinheit (38), insbesondere Aufwärts- oder Abwärtskonvertierungsmischeinheit, sowie mindestens eine zum Herausfiltern mindestens eines Seitenbands vorgesehene Filtereinheit (40), insbesondere – mindestens eine zum Herausfiltern des unteren Frequenzseitenbands vorgesehene Hochpaßfiltereinheit und/oder – mindestens eine zum Herausfiltern des oberen Frequenzseitenbands vorgesehene Tiefpaßfiltereinheit, geschaltet sind, wobei – der erste Eingangsanschluß (38a) der ersten Mischeinheit (38) mit der ersten Oszillatoreinheit (20), insbesondere mit der ersten Teilereinheit (18), – der zweite Eingangsanschluß (38b) der ersten Mischeinheit (38) mit der zweiten Oszillatoreinheit (26), insbesondere mit der zweiten Teilereinheit (28), und – der Ausgangsanschluß (38c) der ersten Mischeinheit (38) mit der Filtereinheit (40) verbunden ist.
  6. Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, bei welchem Verfahren ein Erfassungsbereich bzw. ein Detektionstor mit einer Scangeschwindigkeit über einen Meßbereich verschoben wird, aufweisend die folgenden Schritte: – Erzeugen von ersten Oszillatorsignalen mittels mindestens einer ersten Oszillatoreinheit (20), insbesondere Mikrowellen-Oszillatoreinheit; – Erzeugen von pulsmodulierten Hochfrequenzsignalen mittels mindestens einer mit den ersten Oszillatorsignalen beaufschlagten Sendepulsschaltereinheit (12); – Abstrahlen der von der Sendepulsschaltereinheit (12) erzeugten Hochfrequenzsignale mittels mindestens einer der Sendepulsschaltereinheit (12) nachgeschalteten Sendeantenneneinheit (16); – Empfangen der am Objekt reflektierten Signale mittels mindestens einer Empfangsantenneneinheit (30); – Mischen der von der Empfangsantenneneinheit (30) empfangenen Signale, mit denen der erste Eingangsanschluß (34a) mindestens einer der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit (34) beaufschlagt wird, mit den ersten Oszillatorsignalen, mit denen der zweite Eingangsanschluß (34b) der I/Q-Mischeinheit (34) beaufschlagt wird, mittels der I/Q-Mischeinheit (34); – Erzeugen von Taktsignalen, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit (12) als auch mindestens eine der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschaltete Empfangspulsschaltereinheit (52, 54) beaufschlagt werden, mittels mindestens einer Taktgenerator- oder Triggereinheit (80), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit; – definiertes zeitliches Verzögern der Taktsignale, mit denen die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54) angesteuert wird, gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit (12) angesteuert wird, mittels mindestens einer zwischen der Taktgenerator- oder Triggereinheit (80) und der Empfangspulsschaltereinheit (52, 54) zwischengeschalteten Pulsverzögerungseinheit (22, 24); – Auswerten und Weiterverarbeiten der empfangenen Signale mittels mindestens einer Empfangsschaltung (70), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Empfangsschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsschaltung (70), insbesondere mittels mindestens einer dem Ausgangsanschluß (34c) der I/Q-Mischeinheit (34) nachgeschalteten Leistungsteilereinheit (36), in mindestens zwei voneinander unabhängig betriebene Kanäle (72, 74) aufgeteilt wird, wobei – im ersten Kanal (72) der Empfangsschaltung (70) der Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor mit konstanter Scangeschwindigkeit über den gesamten Meßbereich verschoben wird und – im zweiten Kanal (74) der Empfangsschaltung (70) der Erfassungsbereich bzw. das Detektionstor – mit variabler, insbesondere reduzierbarer Scangeschwindigkeit über den Meßbereich verschoben wird und/oder – für eine vorgegebene Zeitspanne bei verschwindender Scangeschwindigkeit auf eine vorgegebene Position innerhalb des Meßbereichs gesetzt wird.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, – dass im ersten Kanal (72) der Empfangsschaltung (70) – die empfangenen Signale mittels mindestens einer Demodulationseinheit (42), insbesondere mittels mindestens eines A[mplituden]M[odulation]-Demodulators, demoduliert werden, – der erste Eingangsanschluß (52a) der ersten Empfangspulsschaltereinheit (52) mit den demodulierten empfangenen Signalen beaufschlagt wird, – der zweite Eingangsanschluß (52b) der ersten Empfangspulsschaltereinheit (52) mit den mittels der Taktgenerator- oder Triggereinheit (80) erzeugten, mittels der ersten Pulsverzögerungseinheit (22) definiert zeitlich verzögerten und mindestens einen zwischen die erste Pulsverzögerungseinheit (22) und die erste Empfangspulsschaltereinheit (52) geschalteten ersten Pulsbaustein (62) durchlaufenden Taktsignalen beaufschlagt wird, – die analogen Signale mittels mindestens einer dem Ausgangsanschluß (52c) der ersten Empfangspulsschaltereinheit (52) nachgeschalteten ersten A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit (82) mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale umgesetzt werden und – die insbesondere in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale mittels mindestens einer der ersten A/D-Wandlereinheit (82) nachgeschalteten Prozessoreinheit (90), insbesondere Mikroprozessoreinheit, digital verarbeitet werden und/oder – dass im zweiten Kanal (74) der Empfangsschaltung (70) – der erste Eingangsanschluß (60a) mindestens einer zweiten Mischeinheit (60), insbesondere Zwischenfrequenzmischeinheit, mit den von der Leistungsteilereinheit (36) kommenden empfangenen analogen Signalen beaufschlagt wird, – der zweite Eingangsanschluß (60b) der zweiten Mischeinheit (60) mit von mindestens einer zweiten Oszillatoreinheit (26), insbesondere Zwischenfrequenz-Oszillatoreinheit, erzeugten zweiten Oszillatorsignalen beaufschlagt wird, – der erste Eingangsanschluß (54a) der zweiten Empfangspulsschaltereinheit (54) mit den vom Ausgangsanschluß (60c) der zweiten Mischeinheit (60) kommenden Signalen beaufschlagt wird, – der zweite Eingangsanschluß (54b) der zweiten Empfangspulsschaltereinheit (54) mit den mittels der Taktgenerator- oder Triggereinheit (80) erzeugten, mittels der zweiten Pulsverzögerungseinheit (24) definiert zeitlich verzögerten und mindestens einen zwischen die zweite Pulsverzögerungseinheit (24) und die zweite Empfangspulsschaltereinheit (54) geschalteten zweiten Pulsbaustein (64) durchlaufenden Taktsignalen beaufschlagt wird, – die empfangenen analogen breitbandigen Signale mittels mindestens einer dem Ausgangsanschluß (54c) der zweiten Empfangspulsschaltereinheit (54) nachgeschalteten Tiefpaßfiltereinheit (44), insbesondere zum Schmälern der Bandbreite, gefiltert und/oder integriert werden, – die tiefpaßgefilterten analogen Signale mittels mindestens einer der Tiefpaßfiltereinheit (44) nachgeschalteten zweiten A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit (84) mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale umgesetzt werden und – die insbesondere in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale mittels der der zweiten A/D-Wandlereinheit (84) nachgeschalteten Prozessoreinheit (90) digital verarbeitet werden.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Kanal (74) der Empfangsschaltung (70) – eine Doppler-Messung und -Auswertung mit mit langsamer Scangeschwindigkeit über den Meßbereich verschobenem Erfassungsbereich bzw. Detektionstor verwendet wird und/oder – eine C[losing]V[elocity]-Messung und -Auswertung mit auf einer vorgegebenen Position innerhalb des Meßbereichs feststehendem Erfassungsbereich bzw. Detektionstor verwendet wird und/oder – eine F[ast]F[ourier]T[ransformation]-Messung und -Auswertung verwendet wird und/oder – ein beliebiges anderes Meß- und Auswerteverfahren verwendet wird und/oder – der Pulsbetrieb unterdrückt wird, so dass in objektuneindeutiger Weise alle Geschwindigkeitsvektoren aller Objekte im Erfassungsbereich bzw. Detektionstor ermittelt werden (C[ontinuous]W[ave]-Messung) und/oder – die Geschwindigkeitsdiskriminierung insbesondere durch F[ast]F[ourier]T[ransformation] erreicht wird.
  9. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, – dass auf der Grundlage des superheterodynen Prinzips der interne Betrieb der Vorrichtung (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einer bestimmten Frequenz ermöglicht wird und – dass die Leistung beim Abstrahlen der von der Sendepulsschaltereinheit (12) erzeugten Hochfrequenzsignale mittels der zwischen die erste Oszillatoreinheit (20) und die Sendepulsschaltereinheit (12), insbesondere zwischen die erste Tellereinheit (18) und die Sendepulsschaltereinheit (12), geschalteten, zum Herausfiltern mindestens eines Seitenbands vorgesehenen Filtereinheit (40), insbesondere – zum Herausfiltern des unteren Frequenzseitenbands vorgesehenen Hochpaßfiltereinheit und/oder – zum Herausfiltern des oberen Frequenzseitenbands vorgesehenen Tiefpaßfiltereinheit, in einem vom internen Betrieb der Vorrichtung (100) unabhängigen Frequenzband ausgesendet wird.
  10. Verwendung mindestens einer Vorrichtung (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9 zum objekteindeutigen Messen der Geschwindigkeit von mindestens einem Objekt im Umgebungsbereich eines Fortbewegungsmittels, insbesondere bei durchlaufendem Erfassungs- bzw. Detektionsbetrieb – mit geringer Latenzzeit und – mit hoher Resistenz gegen Fluktuationen.
DE10350553A 2003-10-29 2003-10-29 Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt Withdrawn DE10350553A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10350553A DE10350553A1 (de) 2003-10-29 2003-10-29 Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt
FR0452447A FR2861849B1 (fr) 2003-10-29 2004-10-27 Dispositifs et procedes de saisie, de detection et/ou d'exploitation d'au moins un objet
GB0423989A GB2408163B (en) 2003-10-29 2004-10-29 Device and method for sensing, detecting and/or evaluating at least one object
US10/978,132 US7012561B2 (en) 2003-10-29 2004-10-29 Device and method for registering, detecting, and/or analyzing at least one object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10350553A DE10350553A1 (de) 2003-10-29 2003-10-29 Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10350553A1 true DE10350553A1 (de) 2005-06-02

Family

ID=33515100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10350553A Withdrawn DE10350553A1 (de) 2003-10-29 2003-10-29 Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7012561B2 (de)
DE (1) DE10350553A1 (de)
FR (1) FR2861849B1 (de)
GB (1) GB2408163B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006032569A1 (de) * 2004-09-25 2006-03-30 Robert Bosch Gmbh Radarsystem mit heterodynem mischer zur verbesserten detektion von nahbereichssignalen
WO2006089841A1 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Robert Bosch Gmbh Radarsystem für kraftfahrzeuge mit automatischer precash-cw-funktion
EP1956389A1 (de) * 2007-02-02 2008-08-13 Omron Corporation Zwei-Frequenz CW-Radar
DE102007045181A1 (de) 2007-09-21 2009-04-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung oder eines Drehwinkels

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027777B2 (en) * 2001-10-30 2006-04-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High frequency switch and high frequency radio communication apparatus
DE102005041455A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-15 Abb Patent Gmbh Automatisierungstechnische Einrichtung
DE102005043485A1 (de) 2005-09-13 2007-03-15 Abb Patent Gmbh Automatisierungstechnische Einrichtung
DE102005043481A1 (de) * 2005-09-13 2007-03-15 Abb Patent Gmbh Automatisierungstechnische Einrichtung
DE102005043482A1 (de) * 2005-09-13 2007-03-15 Abb Patent Gmbh Automatisierungstechnische Einrichtung
DE102005043478A1 (de) * 2005-09-13 2007-03-15 Abb Patent Gmbh Automatisierungstechnische Einrichtung
US20080077015A1 (en) * 2006-05-17 2008-03-27 Olga Boric-Lubecke Determining presence and/or physiological motion of one or more subjects with multiple receiver Doppler radar systems
US20100152972A1 (en) * 2008-12-15 2010-06-17 Joe Charles Attard Parallel park assist
DE102009045141A1 (de) 2009-09-30 2011-03-31 Robert Bosch Gmbh Radarsensor mit IQ-Empfänger
EP2315048A1 (de) * 2009-10-22 2011-04-27 Toyota Motor Europe NV/SA Submillimeterradar, das aus mehreren Winkeln reflektierte Signale verwendet
JP4810602B2 (ja) * 2009-12-04 2011-11-09 シャープ株式会社 気相成長装置および気相成長方法
DE102013211846A1 (de) * 2013-06-21 2014-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs
JP5990761B2 (ja) * 2013-10-03 2016-09-14 トヨタ自動車株式会社 レーダ装置
DE102013021328A1 (de) * 2013-12-17 2015-06-18 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und entsprechendes Verfahren
US10788580B1 (en) * 2016-08-16 2020-09-29 Sensys Networks Position and/or distance measurement, parking and/or vehicle detection, apparatus, networks, operations and/or systems
DE102018117688A1 (de) * 2017-08-18 2019-02-21 Infineon Technologies Ag Radar-Frontend mit HF-Oszillator-Überwachung
US10598764B2 (en) * 2017-10-30 2020-03-24 Yekutiel Josefsberg Radar target detection and imaging system for autonomous vehicles with ultra-low phase noise frequency synthesizer
EP3734326A4 (de) * 2018-03-13 2021-03-31 Furukawa Electric Co., Ltd. Radargerät und objekterfassungsverfahren für ein radargerät

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430655A (en) * 1979-06-16 1984-02-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Radar target angle measuring system
US5075863A (en) * 1988-02-09 1991-12-24 Nkk Corporation Distance measuring method and apparatus therefor
US5270780A (en) * 1991-09-13 1993-12-14 Science Applications International Corporation Dual detector lidar system and method
DE4242700C2 (de) 1992-12-17 2003-01-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Messung des Abstandes und der Geschwindigkeit von Objekten
DE4442189C2 (de) 1994-11-28 2002-04-18 Martin Spies System zur Abstandsmessung und selektiven Informationsübertragung für Kfz-Anwendung
DE19616038A1 (de) 1996-04-23 1997-10-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Meßeinrichtung zur Bestimmung der Lage eines Objekts
DE19622777A1 (de) 1996-06-07 1997-12-11 Bosch Gmbh Robert Sensorsystem zur automatischen relativen Positionskontrolle
US6067040A (en) * 1997-05-30 2000-05-23 The Whitaker Corporation Low cost-high resolution radar for commercial and industrial applications
DE19926787C2 (de) 1999-06-11 2002-06-27 S M S Entfernungsmeßeinrichtung und Verfahren zum Kalibrieren einer Entfernungsmeßeinrichtung
DE19949409A1 (de) 1999-10-13 2001-04-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Objektdetektierung
DE19963005A1 (de) * 1999-12-24 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung von Objekten im Umgebungsbereich eines Fahrzeuges
DE10011263A1 (de) 2000-03-08 2001-09-13 Bosch Gmbh Robert Objektdetektionssystem
JP4111667B2 (ja) * 2000-09-26 2008-07-02 富士通テン株式会社 Fm−cwレーダ装置
FR2818385B1 (fr) * 2000-12-15 2004-06-04 Thomson Csf Radar large bande et modulateur, notamment pour commuter des ondes hyperfrequence sur une tres courte duree
US6426716B1 (en) * 2001-02-27 2002-07-30 Mcewan Technologies, Llc Modulated pulse doppler sensor
DE10142170A1 (de) * 2001-08-29 2003-03-20 Bosch Gmbh Robert Pulsradaranordnung
US6930631B2 (en) * 2001-11-28 2005-08-16 M/A-Com, Inc. Sensor front-end with phase coding capability
US6639543B2 (en) * 2002-01-09 2003-10-28 Tyco Electronics Corp. Sensor front-end for vehicle closing velocity sensor
US6587072B1 (en) * 2002-03-22 2003-07-01 M/A-Com, Inc. Pulse radar detection system
US6720908B1 (en) * 2002-11-15 2004-04-13 M/A-Com, Inc. Sensor front-end for range and bearing measurement
US6911934B2 (en) * 2003-09-16 2005-06-28 M/A-Com, Inc. Apparatus, method and articles of manufacture for sequential lobing high resolution radar

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006032569A1 (de) * 2004-09-25 2006-03-30 Robert Bosch Gmbh Radarsystem mit heterodynem mischer zur verbesserten detektion von nahbereichssignalen
WO2006089841A1 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Robert Bosch Gmbh Radarsystem für kraftfahrzeuge mit automatischer precash-cw-funktion
US7786926B2 (en) 2005-02-25 2010-08-31 Robert Bosch Gmbh Radar system for motor vehicles
EP1956389A1 (de) * 2007-02-02 2008-08-13 Omron Corporation Zwei-Frequenz CW-Radar
DE102007045181A1 (de) 2007-09-21 2009-04-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung oder eines Drehwinkels

Also Published As

Publication number Publication date
FR2861849B1 (fr) 2008-10-10
GB0423989D0 (en) 2004-12-01
GB2408163A (en) 2005-05-18
GB2408163B (en) 2006-02-15
US20050116855A1 (en) 2005-06-02
US7012561B2 (en) 2006-03-14
FR2861849A1 (fr) 2005-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10350553A1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt
EP2629113B1 (de) Radarsystem mit anordnungen und verfahren zur entkopplung von sende- und empfangssignalen sowie unterdrückung von störeinstrahlungen
EP0922967B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Radarsystems
EP1490707B1 (de) Radar-einrichtung fuer sowohl bistatischen als auch monostatischen betrieb
DE102018132745B4 (de) Fmcw radar mit störsignalunterdrückung im zeitbereich
DE10208332A1 (de) Pulsradarvorrichtung und Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt
EP1570296B1 (de) Einrichtung zur messung von winkelpositionen
DE102010046836A1 (de) Fahrzeug-Radarvorrichtung
EP1680688B1 (de) Messeinrichtung f r ein kraftfahrzeug
DE102009016480A1 (de) Radarsystem zur Unterdrückung von Mehrdeutigkeiten bei der Bestimmung von Objektmaßen
WO2002014902A1 (de) Verfahren zur pulsbreitenmodulation eines radarsystems
DE10258097A1 (de) Einrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung von Objekten
DE102017207604B4 (de) Radarsystem mit Überwachung der Frequenzmodulation einer Folge von gleichartigen Sendesignalen
EP2440949B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung einer entfernungsänderung
EP1831720A1 (de) Radarsystem zur überwachung von zielen in verschiedenen entfernungsbereichen
DE4005919C2 (de) Verfahren und Anordnung zum Ermitteln der Sichtweite für Autofahrer beim Auftreten von Nebel
DE10348216A1 (de) Objekterfassungssystem für ein Fahrzeug
EP1245964B1 (de) Verfahren zur Generierung und Auswertung von Radarpulsen sowie Radarsensor
DE3835510A1 (de) Nach dem doppler-prinzip arbeitende vorrichtung zur ermittlung der von einem fahrzeug zurueckgelegten wegstrecke
EP1431776B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Länge eines Objektes mittels Radar
WO2003027708A1 (de) Cw-radar mit bestimmung des objektabstandes über die laufzeit eines dem cw-signal aufgeprägten phasensprunges
EP1537436A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur einseitenband-modulation eines radarsignals
DE10357704A1 (de) Messgerät für ein Kraftfahrzeug
EP1519204B1 (de) Multistatischer Radar für ein Kraftfahrzeug
DE10119289A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120501