WO1999064888A1 - Anticollision method for vehicle - Google Patents

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WO1999064888A1
WO1999064888A1 PCT/FR1998/001202 FR9801202W WO9964888A1 WO 1999064888 A1 WO1999064888 A1 WO 1999064888A1 FR 9801202 W FR9801202 W FR 9801202W WO 9964888 A1 WO9964888 A1 WO 9964888A1
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Joël FRITZ
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Radar Communication Services
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Definitions

  • VCO Voltage Control Oscillator
  • Figure 12 gives an example of the radar environment seen from above.
  • the two channels I and Q required for processing will be created by shifting
  • the speed precision is chosen at 1 m / s.
  • the angle ⁇ characterizes the distances from which the fixed targets and the clutter have an apparent speed equal to the opposite of that of the vehicle for an accuracy of 1 m / s.
  • Figure 13 shows the projection of the speeds seen at an angle ⁇ .
  • the S / N power budget on a clutter of average reflectivity ⁇ 0 - 25 dBm-Vm 2 , an average illuminated surface estimated at 4 m 2 , a distance of 2 m, of the antenna side lobes at - 20 dB ( more unfavorable than the -1 2 to -1 5 dB specified above) of the main lobe, finally, in a restricted range (3.75 m), is 1 9 dB. This figure is very favorable for measuring the vehicle's own speed, carrying the radar.

Abstract

The invention concerns a method for totally and unambiguously ensuring the alarm, anticollision and automatic control functions of speed for a vehicle with fixed or moving objects in a volume extending ahead thereof. The invention is characterised in that: the distance of the various objects representing an interest for said vehicle, carrying a radar, is determined by distance classifications corresponding to danger classifications or the interlocking of said vehicle speed automatic control with the speed of an object ahead of it; and in that a complete inventory of the objects located ahead of the vehicle, carrying the radar, is produced by means of a fine analysis of Doppler velocity inside said distance classifications.

Description

Procédé d 'anticollision pour véhicule.Anti - collision method for a vehicle.
La présente invention concerne un procédé permettant d'assurer la fonction anticollision d'un véhicule face à des objets fixes ou en mouvement et la fonction asservissement de la vitesse d'un véhicule sur un objet en mouvement (autre véhicule). Quoique non exclusivement, ce procédé peut avantageusement mettre en oeuvre un radar Pulse-Doppler. Le traitement du signal donne la priorité au Doppler pour détecter, discriminer, reconnaître, rejeter ou utiliser un ou plusieurs objets situés en avant du véhicule, porteur du radar. Les distances des objets au véhicule, porteur du radar, sont rangées par classes. Pour certaines applications, l'affinage de ces distances est réalisé après sélection des objets considérés. L'asservissement de la vitesse du véhicule, porteur du radar, sur la vitesse d'un autre véhicule, est réalisé par l'utilisation prioritaire du Doppler et par l'utilisation de la distance affinée. La vitesse absolue du véhicule, porteur du radar, est calculée par le procédé, objet de l'invention. De ce fait, le système radar complet et son traitement du signal associé peuvent être rendus entièrement autonomes.The present invention relates to a method for ensuring the anti-collision function of a vehicle in front of fixed or moving objects and the speed control function of a vehicle on a moving object (other vehicle). Although not exclusively, this method can advantageously use a Pulse-Doppler radar. Signal processing gives priority to the Doppler to detect, discriminate, recognize, reject or use one or more objects located in front of the vehicle, carrying the radar. The distances from objects to the vehicle carrying the radar are classified by classes. For certain applications, the refinement of these distances is carried out after selection of the objects considered. Controlling the speed of the vehicle, carrying the radar, on the speed of another vehicle, is achieved by the priority use of the Doppler and by the use of the refined distance. The absolute speed of the vehicle carrying the radar is calculated by the method which is the subject of the invention. As a result, the entire radar system and its associated signal processing can be made fully autonomous.
Le radar, support de ce procédé, peut être un radar Pulse-Doppler classique. Il est constitué d'une antenne, d'un circuit radiofréquenceThe radar, support of this process, can be a conventional Pulse-Doppler radar. It consists of an antenna, a radio frequency circuit
MMIC (circuit hyperfréquence monolithique intégré ou Microwave Monoli- thic Integrated Circuit) ou d'un circuit radiofréquence conventionnel (source Gunn, par exemple, commutateur, mélangeur de réception, etc.) caractéristique d'un radar Pulse-Doppler, deux canaux de sortie I et Q (en phase et en quadrature), un convertisseur analogique/digital, un calculateur numérique, une logique de détection, de reconnaissance, de rejet de fausses alarmes, enfin une logique de décision pour indiquer au conducteur du véhicule, porteur du radar, un danger (fonction anticollision) ou le choix d'un objet particulier (fonction asservissement de la vitesse) . Le coeur de l'invention réside dans le choix des paramètres radar et la mise au point des logiques susmentionnées.MMIC (Monolithic Integrated Microwave Circuit or Microwave Monolithic Integrated Circuit) or a conventional radio frequency circuit (Gunn source, for example, switch, reception mixer, etc.) characteristic of a Pulse-Doppler radar, two output channels I and Q (in phase and in quadrature), an analog / digital converter, a digital computer, a logic of detection, recognition, rejection of false alarms, finally a logic of decision to indicate to the driver of the vehicle, carrying the radar , a danger (anti-collision function) or the choice of a particular object (speed control function). The heart of the invention lies in the choice of radar parameters and the development of the abovementioned logics.
Distance, vitesse, tri de un ou plusieurs objets sont déterminés en priorité par le calcul et l'analyse de leur vitesse Doppler et non par le cal- cul et l'analyse de leur distance. Les classes de distances dans lesquelles sont rangés les objets, préalablement sélectionnés par le Doppler, correspondent à des classes de dangers. Ce sont ces classements qui seront transmis au conducteur.Distance, speed, sorting of one or more objects are determined in priority by the calculation and analysis of their Doppler speed and not by the calculation and analysis of their distance. The distance classes in which the objects are placed, previously selected by the Doppler, correspond to danger classes. It is these classifications which will be transmitted to the driver.
Ce système, par l'intermédiaire du capteur radar, détermine direc- tement la vitesse absolue du véhicule.This system, via the radar sensor, directly determines the absolute speed of the vehicle.
Cette invention concerne les systèmes radar frontaux de proximité pour véhicules de toutes natures et, en particulier, les systèmes de radar d'alerte, d'anticollision pour véhicules automobiles. De plus son champ d'application couvre l'asservissement de la vitesse d'un véhicule sur la vitesse d'un autre véhicule.This invention relates to proximity front radar systems for vehicles of all kinds and, in particular, warning radar systems, anti-collision for motor vehicles. In addition, its field of application covers the slaving of the speed of one vehicle to the speed of another vehicle.
Par radar frontal de proximité, il faut comprendre un radar susceptible d'apporter des renseignements concernant le volume situé à l'avant du véhicule sur des distances s'étendant de 0 à quelques centaines de mètres. De nombreuses applications civiles nécessitent le besoin d'identifier les objets se trouvant dans leur environnement pour être en mesure de prendre une décision sur une manoeuvre à effectuer ou pour prévenir de la présence d'objets hostiles ou utiles.By proximity frontal radar, we must understand a radar capable of providing information concerning the volume located at the front of the vehicle over distances ranging from 0 to a few hundred meters. Many civil applications require the need to identify objects in their environment in order to be able to make a decision on a maneuver to be carried out or to prevent the presence of hostile or useful objects.
Grâce à l'avènement de la technologie des ondes millimétriques, le radar, qui occupe alors un très faible volume, devient un moyen de mesure et d'évaluation très efficace. Il trouve des applications pour de nombreuses missions. Par ailleurs, le traitement du signal numérique apporte un complément de grande valeur pour traiter un nombre important d'informations. Les coûts des matériels (composants électroniques et hyperfré- quences) constituant les radars diminue considérablement avec le temps.Thanks to the advent of millimeter wave technology, the radar, which then occupies a very small volume, becomes a very effective means of measurement and evaluation. It finds applications for many missions. In addition, digital signal processing provides a valuable addition to process a large amount of information. The costs of the materials (electronic components and microwave frequencies) making up the radars decrease considerably over time.
Aussi, si l'on envisage des réalisations de très grande série, il devient possible et avantageux de retenir ces techniques pour les applications suscitées (alerte, anticollision, asservissement...).Also, if we consider realizations of very large series, it becomes possible and advantageous to retain these techniques for the above-mentioned applications (alert, anti-collision, enslavement ...).
L'industrie automobile est un secteur où l'on peut envisager des réalisations de radars d'alerte, anticollision, asservissement, de grande série. En effet, ce type de radar permet de rouler à distance de sécurité derrière un véhicule, d'éviter les collisions des objets fixes ou en mouve- ment et, finalement, d'améliorer considérablement la sécurité des conducteurs. L'enjeu est important pour les conducteurs eux mêmes, mais aussi pour les constructeurs, les pouvoirs publics et les assurances.The automotive industry is a sector where we can envisage the production of mass-produced warning, anti-collision, servo radars. In fact, this type of radar makes it possible to drive at a safe distance behind a vehicle, to avoid collisions with fixed or moving objects and, ultimately, to considerably improve driver safety. The stake is important for the drivers themselves, but also for the manufacturers, the public authorities and the insurances.
Une manière de résoudre les problèmes que rencontre un conducteur de véhicule est d'accéder à la distance, la vitesse, la direction et la position de ces dangers potentiels. Un calculateur doit prendre le relais pour déterminer l'information la plus simple et la plus utile pour permettre au conducteur de prendre une décision.One way to solve the problems faced by a driver is to access the distance, speed, direction and position of these potential hazards. A computer must take over to determine the simplest and most useful information to allow the driver to make a decision.
Dans le procédé, objet de l'invention, l'espace est divisé en classes de distances dans lesquelles on applique, en priorité, une analyse Doppler pour mesurer la vitesse du véhicule, détecter les objets (fixes ou en mouvement), déterminer leur vitesse, déterminer leur direction. Pour que le calculateur prenne des décisions à présenter au conducteur, la mesure de la distance est alors secondaire ; elle est réalisée avec une faible précision grâce à un choix judicieux de la forme d'onde du radar. L'en- semble des informations obtenues, et plus particulièrement celles extraites de l'analyse Doppler, permettent d'identifier les cibles et de les situer à l'avant du véhicule. Les informations finales sont synthétisées pour être présentées au conducteur qui peut à son tour prendre une décision. Des systèmes réputés pouvoir réaliser des fonctions équivalentes existent. En particulier on peut citer : a) Les systèmes radar à onde modulée linéairement en fréquence et qui utilisent un traitement radar classique déterminant successivement ou simultanément la distance et la vitesse des objets dans l'environnement. On peut citer : . le brevet EP-93201262 de Philips Electronic concernant un « Système de contrôle de vitesse pour un véhicule et radar associé » et utilisant une rampe linéaire de fréquence ; . le brevet EP-0 498 524 de GEC-Marconi s'appuyant sur un radar émettant une rampe linéaire de fréquence et l'utilisation de deux antennes pour l'émission et la réception du signal ; . le brevet EP-0 627 634 de Delco concernant un « système de détection d'obstacles pour véhicules » et utilisant un bimode radar rampe linéaire de fréquence et onde continue. b) Les systèmes Pulse-Doppler classiques à haute résolution distance, traitant en premier la distance et dans un second temps la vitesse par l'analyse Doppler. On peut citer les brevets apparentés :In the method which is the subject of the invention, the space is divided into classes of distances in which a Doppler analysis is applied as a priority to measure the speed of the vehicle, detect objects (stationary or in motion), determine their speed. , determine their direction. In order for the computer to make decisions to present to the driver, measuring the distance is then secondary; it is performed with low precision thanks to a judicious choice of the radar waveform. All the information obtained, and more particularly that extracted from the Doppler analysis, makes it possible to identify the targets and locate them at the front of the vehicle. The final information is synthesized to be presented to the driver who can in turn make a decision. Systems known to be able to perform equivalent functions exist. In particular, we can cite: a) Radar wave modulated linear frequency systems which use a conventional radar processing successively or simultaneously determining the distance and the speed of objects in the environment. We can cite : . Patent EP-93201262 from Philips Electronic concerning a “speed control system for a vehicle and associated radar” and using a linear frequency ramp; . patent EP-0 498 524 by GEC-Marconi relying on a radar emitting a linear frequency ramp and the use of two antennas for the transmission and reception of the signal; . Delco patent EP-0 627 634 concerning an “obstacle detection system for vehicles” and using a radar mode dual ramp linear frequency and continuous wave. b) The classical Pulse-Doppler systems with high resolution distance, treating first the distance and secondly the speed by Doppler analysis. We can cite related patents:
. le brevet EP-0 642 190 de Bayerische Motoren Werke concernant un « procédé pour éviter les collisions entre véhicules » peut-être apparenté à cette technique ; . le brevet EP-0 487 464 de Segnalamentomarittimo concernant un « détecteur de radar pour véhicule destiné à des applications à courtes distances » et utilisant une onde puisée. c) Les systèmes 2 ou 3 fréquences, déterminant en priorité la distance par une mesure de phase, et ensuite la vitesse par mesure Doppler. On peut citer les brevets apparentés : . le brevet EP-0 367 404 de Delco concernant un « appareil de type Doppler duplex monté sur un véhicule pour la détection d'obstacles proches » qui utilise la différence de phase entre deux fréquences émises pour déterminer la distance ; . les brevets WO94/04939 et 4940 de Vorad Safety concernant un « dispositif servant à éviter les interférences dans un système radar d'un véhicule », s'appuyant sur deux ondes émises à 250 kHz d'écart ; . le brevet EP-0 487 464 de Segnalamentomarittimo déjà cité et utilisant deux fréquences en émission, d) Les systèmes multifaisceaux ou à balayage de faisceau ou à adapta- tion de la largeur du faisceau pour déterminer la position angulaire d'un objet. On peut citer les brevets :. Bayerische Motoren Werke patent EP-0 642 190 concerning a "method for avoiding collisions between vehicles" may be related to this technique; . Patent EP-0 487 464 to Segnalamentomarittimo concerning a “radar detector for a vehicle intended for short distance applications” and using a pulsed wave. c) 2 or 3 frequency systems, determining in priority the distance by a phase measurement, and then the speed by Doppler measurement. One can quote the related patents:. Delco patent EP-0 367 404 concerning a “duplex Doppler type device mounted on a vehicle for detecting obstacles close ”which uses the phase difference between two transmitted frequencies to determine the distance; . Patents WO94 / 04939 and 4940 of Vorad Safety concerning a "device used to avoid interference in a vehicle radar system", based on two waves emitted at 250 kHz apart; . Patent EP-0 487 464 to Segnalamentomarittimo already cited and using two frequencies in transmission, d) Multibeam or beam scanning systems or with beam width adaptation to determine the angular position of an object. We can cite patents:
. le brevet WO91 /09323 de Lucas Industries concernant la détection à l'aide d'un radar qui détermine la position d'un objet par changement de la largeur du faisceau ; . le brevet EP-0 487 464 de Segnalamentomarittimo déjà cité et utilisant une antenne à balayage mécanique ; . le brevet EP-0 544 468 de GEC-Marconi, déjà nommé et utilisant 3 faisceaux radar commutés en réception ; . le brevet FR-2 690 755 de Thomson-CSF concernant un « procédé et système de détection d'un ou plusieurs objets dans une zone angulaire et applications », utilisant la formation de faisceaux par le calcul à l'aide d'un réseau lacunaire d'antennes ; • le brevet FR-2 697 680 de Thomson-CSF concernant une « antenne radar à balayage électronique, notamment applicable à un radar anti- collision pour automobile » ;. patent WO91 / 09323 from Lucas Industries concerning detection using a radar which determines the position of an object by changing the width of the beam; . patent EP-0 487 464 of Segnalamentomarittimo already cited and using a mechanical scanning antenna; . patent EP-0 544 468 from GEC-Marconi, already named and using 3 radar beams switched in reception; . FR-2,690,755 to Thomson-CSF concerning a “method and system for detecting one or more objects in an angular area and applications”, using beam formation by calculation using a lacunar network antennas; • patent FR-2 697 680 by Thomson-CSF concerning an “electronic scanning radar antenna, in particular applicable to an anti-collision radar for cars”;
. le brevet FR-2 709 834 de Framatome concernant un « procédé et dispositif pour la description et la localisation d'obstacles dans l'environnement du véhicule », utilisant un système multifaisceaux ; . le brevet EP-0 642 190 concernant la « structure de rayonnement incorporé pour un capteur radar à ondes millimétriques » et utilisant une antenne spécifique, e) Les systèmes de localisation angulaire monopulse pour déterminer la position angulaire d'un objet. On peut citer le brevet :. Framatome patent FR-2,709,834 concerning a "method and device for the description and the localization of obstacles in the environment of the vehicle", using a multibeam system; . Patent EP-0 642 190 concerning the “incorporated radiation structure for a millimeter wave radar sensor” and using a specific antenna, e) Monopulse angular location systems for determining the angular position of an object. We can cite the patent:
. brevet WO95/04943 de VORAD concernant un « système de radar monopulse destiné à la poursuite d'un véhicule automobile ».. Patent WO95 / 04943 of VORAD concerning a “monopulse radar system intended for the pursuit of a motor vehicle”.
D'autres procédés plus complexes s'appuyant sur l'imagerie radar ou la fusion d'informations provenant de différents capteurs font l'objet d'un certain nombre d'autres brevets.Other more complex methods based on radar imagery or the fusion of information from different sensors are the subject of a certain number of other patents.
Tous ces procédés, à l'inverse du procédé objet de l'invention, présentent des inconvénients majeurs pour réaliser un produit qui soit à la fois performant et de faible coût par rapport à l'invention objet de ce brevet. Par exemple, - Pour le système modulé linéairement en fréquence, les problèmes majeurs sont les suivants :All of these methods, unlike the method which is the subject of the invention, have major drawbacks for producing a product which is both efficient and low cost compared with the invention which is the subject of this patent. For example, - For the system linearly modulated in frequency, the major problems are the following:
. pas de découplage entre le fabricant de la tête radar et celui réalisant l'électronique de contrôle, commande et calculateur. La rampe doit être générée par l'électronicien, . rampe linéaire de fréquence de conception difficile pour atteindre des bons découplages Doppler/Distance, . ambiguïtés Doppler/Distance possibles, . pour éviter les ambiguïtés, calculs longs et complexes. - Pour le système Pulse-Doppler classique, les problèmes sont les sui- vants :. no decoupling between the manufacturer of the radar head and the one producing the control, command and computer electronics. The ramp must be generated by the electronics engineer,. linear ramp of frequency of design difficult to reach good Doppler / Distance decoupling,. possible Doppler / Distance ambiguities,. to avoid ambiguities, long and complex calculations. - For the classic Pulse-Doppler system, the problems are as follows:
• priorité à la distance, élimination tardive des fausses cibles, . conversion analogique /digitale rapide, donc coûteuse, . temps de calcul long, redondances difficiles. - Pour le système 2 ou 3 fréquences, les problèmes sont les suivants :• priority to distance, late elimination of false targets,. fast analog / digital conversion, therefore expensive,. long calculation time, difficult redundancies. - For the 2 or 3 frequency system, the problems are as follows:
. obligation d'un Voltage Control Oscillator (VCO) deux/trois fréquences stables ou 2 à 3 VCO monofréquence, . référence distance imprécise, correction de la vitesse du véhicule, . multi-objets dans le faisceau peut entraîner des ambiguïtés irréversibles.. obligation of a Voltage Control Oscillator (VCO) two / three stable frequencies or 2 to 3 VCO single frequency,. inaccurate distance reference, correction of vehicle speed,. multi-objects in the beam can lead to irreversible ambiguities.
- Pour les systèmes de positionnement angulaire multifaisceaux, ou à balayage de faisceau, ou monopulse, les inconvénients sont les suivants : . la technologie du radar à utiliser est complexe. Les temps de calcul sont multipliés par le nombre de voies à traiter. En conséquence les coûts de revient augmentent fortement.- For multi-beam, or beam scanning, or monopulse angular positioning systems, the disadvantages are as follows:. the radar technology to be used is complex. The calculation times are multiplied by the number of channels to be processed. Consequently, the production costs increase sharply.
L'invention proposée présente les avantages suivants :The proposed invention has the following advantages:
- Technologie radar Pulse-Doppler simple : . une seule fréquence émise, un commutateur de l'onde émise fonctionnant à faible vitesse, une puissance émise faible, un mélangeur à facteur de bruit modeste, deux sorties I et Q. Circuit MMIC ou circuit conventionnel de réalisa- tion facile.- Simple Pulse-Doppler radar technology:. a single transmitted frequency, a transmitted wave switch operating at low speed, low transmitted power, a mixer with a modest noise factor, two outputs I and Q. MMIC circuit or conventional circuit of easy realization.
- Commande électronique de commutation simple.- Simple electronic switching control.
- Découplage émission/réception par la nature du radar Pulse-Doppler.- Decoupling transmission / reception by the nature of the Pulse-Doppler radar.
- Pas d'ambiguïté Distance-Doppler possible.- No Distance-Doppler ambiguity possible.
- Convertisseur analogique/digital lent. - Horloge du calculateur lente.- Slow analog / digital converter. - Slow calculator clock.
- Antenne de petite taille et à performance dégradée garantissant son faible coût.- Small antenna and degraded performance guaranteeing its low cost.
- Tri précoce des cibles. - Accès indépendant à la vitesse du véhicule.- Early sorting of targets. - Independent access to vehicle speed.
L'invention proposée associe les avantages de faibles coûts, hautes performances et sécurité dans la décision.The proposed invention combines the advantages of low costs, high performance and decision security.
Le besoin auquel répond l'invention s'applique aux radars frontaux de proximité pour automobile devant assurer les fonctions alerte, anticollision et/ou asservissement de la vitesse. Description du besoin :The need which the invention meets applies to front-end proximity radars for motor vehicles which must provide the alert, anti-collision and / or speed control functions. Description of requirement:
- Le conducteur ne doit pas être perturbé par un nombre important d'informations. Ces dernières doivent être réduites et synthétiques. - La fonction alarme précoce est primordiale pour les transitions jour-nuit ou par mauvais temps, y compris et surtout par temps de pluie et de brouillard.- The driver must not be disturbed by a large amount of information. These should be reduced and synthetic. - The early alarm function is essential for day-night transitions or in bad weather, including and especially in rain and fog.
- Le procédé, objet de l'invention, doit au mieux et au plus vite éliminer les fausses alarmes telles que les objets fixes en dehors de l'axe du véhicule, les véhicules plus rapides, les véhicules roulant en sens inverse et non frontalement, qui se trouvent dans le domaine spatial surveillé.- The process which is the subject of the invention must at best and as quickly as possible eliminate false alarms such as fixed objects outside the vehicle axis, faster vehicles, vehicles traveling in the opposite direction and not frontally, that are in the monitored space domain.
- Le procédé doit être susceptible de piloter un régulateur de vitesse (ou "Cruise Control") en prenant comme référence un véhicule précédant le véhicule, porteur du radar, tout en restant insensible à l'environnement.- The process must be capable of controlling a cruise control (or "Cruise Control") taking as a reference a vehicle preceding the vehicle, carrying the radar, while remaining insensitive to the environment.
- Le système, incluant le procédé, objet de l'invention, doit être d'installation simple et rapide.- The system, including the process, object of the invention, must be simple and quick to install.
- Le procédé doit pouvoir être autonome, c'est à dire, qu'il doit s'affran- chir du besoin de récupérer une information provenant d'un autre capteur (par exemple, vitesse propre du véhicule) pour assurer ses fonctions.- The process must be able to be autonomous, that is to say, it must be freed from the need to recover information coming from another sensor (for example, vehicle's own speed) to perform its functions.
- Le procédé doit être fiable. - Le système, incluant le procédé, objet de l'invention, doit être de faible coût.- The process must be reliable. - The system, including the method, object of the invention, must be low cost.
A cette fin, selon l'invention, le procédé permettant d'assurer totalement et sans ambiguïté les fonctions alerte, anticollision et asservis- sèment de la vitesse pour un véhicule ayant des objets fixes ou en mouvement dans un volume s'étendant en avant de celui-ci, volume défini par une distance de quelques mètres à 1 50 m et plus dans un angle solide de quelques dizaines de degrés, est remarquable :To this end, according to the invention, the method making it possible to ensure totally and unambiguously the alert, anti-collision and speed control functions for a vehicle having fixed or moving objects in a volume extending in front of this one, volume defined by a distance of a few meters to 1 50 m and more in a solid angle of a few tens of degrees, is remarkable:
- en ce que la distance des différents objets représentant un intérêt pour ledit véhicule, porteur d'un radar, est déterminée par des classes de distances correspondant à des classes de dangers ou à l'enclenchement d'un asservissement de la vitesse dudit véhicule sur la vitesse d'un objet le précédant ; et- in that the distance of the various objects representing an interest for said vehicle, carrying a radar, is determined by classes of distances corresponding to classes of danger or to the engagement of a speed control of said vehicle on the speed of an object preceding it; and
- en ce que l'inventaire complet des objets se situant à l'avant du véhi- cule, porteur du radar, est réalisé à l'aide d'une analyse fine de la vitesse Doppler à l'intérieur desdites classes de distances.- in that the complete inventory of objects located at the front of the vehicle, carrying the radar, is carried out using a fine analysis of the Doppler speed within said distance classes.
De préférence, la discrimination, le choix ou le rejet des différents objets se réalisent par un simple tri dans le domaine des fréquences Doppler. Le traitement du signal radar peut être réalisé en analogique pour aboutir à un système d'alarme rustique ou en numérique pour aboutir à un système réalisant les fonctions anticollision et/ou asservissement de la vitesse du véhicule.Preferably, the discrimination, the choice or the rejection of the different objects is carried out by a simple sorting in the domain of the Doppler frequencies. The radar signal processing can be carried out in analog to lead to a rustic alarm system or in digital to lead to a system performing the collision avoidance and / or speed control functions of the vehicle.
Avantageusement, la précision sur la distance d'un objet au véhicule, porteur du radar, est obtenue par la comparaison des niveaux d'énergie recueillis dans deux portes de distances consécutives et la vitesse propre du véhicule, porteur du radar, est obtenue par une mesure directe provenant de l'analyse Doppler.Advantageously, the accuracy of the distance from an object to the vehicle, carrying the radar, is obtained by comparing the energy levels collected in two doors of consecutive distance and the natural speed of the vehicle, carrying the radar, is obtained by a direct measurement from Doppler analysis.
Il est particulièrement avantageux de mettre en oeuvre une antenne mono-faisceau, de petite ouverture et à lobes secondaires élevés. La discrimination des objets se situant dans ou en dehors du faisceau radar peut être réalisée, dans le temps, par l'analyse de l'amplitude des signaux provenant d'un objet donné, ainsi que par l'analyse de la vitesse relative de cet objet. Par ailleurs, selon une particularité avanta- geuse de la présente invention, les objets analysés peuvent être pistés dans le lobe principal et dans les lobes secondaires de l'antenne, évitant ainsi leur perte.It is particularly advantageous to use a single-beam antenna, of small aperture and with high side lobes. The discrimination of objects located in or outside the radar beam can be carried out, in time, by the analysis of the amplitude of the signals coming from a given object, as well as by the analysis of the relative speed of this object. Furthermore, according to an advantageous feature of the present invention, the objects analyzed can be tracked in the main lobe and in the secondary lobes of the antenna, thus preventing their loss.
Pour les radars frontaux de proximité considérés, devant assurer les fonctions alerte, anticollision et/ou asservissement de la vitesse, l'iπ- vention comprend le choix des paramètres d'une section radar émission- réception et la création, dans une section électronique, d'un traitement du signal adapté à une logique pour une prise de décision du conducteur.For the proximity frontal radars considered, having to ensure the alert, anti-collision and / or speed control functions, the intervention includes the choice of the parameters of a transmission-reception radar section and the creation, in an electronic section, signal processing adapted to logic for driver decision-making.
L'invention concerne les caractéristiques nécessaires de l'antenne et de l'émetteur-récepteur constituant la tête hyperfréquence d'un radar Pulse-Doppler ou analogue, les paramètres de commande de l'émetteur- récepteur, le traitement des données issues du récepteur, le tri des informations permettant d'aboutir à la prise de décision, le choix des bonnes informations, enfin la fourniture au conducteur de ces informations. Le coeur de l'invention réside dans : - Le choix des paramètres de définition et de fonctionnement du radar Pulse-Doppler aboutissant à une information distance (distance entre le véhicule, porteur du radar, et l'objet observé), à une information Doppler (vitesse relative entre le véhicule, porteur du radar, et l'objet observé), à une information en azimut (position angulaire de l'objet ob- serve par rapport à la direction du véhicule) .The invention relates to the necessary characteristics of the antenna and of the transceiver constituting the microwave head of a Pulse-Doppler radar or the like, the control parameters of the transceiver, the processing of data from the receiver. , sorting the information to reach a decision, choosing the right information, and finally providing the driver with this information. The heart of the invention lies in: - The choice of parameters for the definition and operation of the Pulse-Doppler radar resulting in distance information (distance between the vehicle, carrier of the radar, and the object observed), to Doppler information (relative speed between the vehicle, carrying the radar, and the object observed), to information in azimuth (angular position of the object observed relative to the direction of the vehicle).
- La mesure autonome de la vitesse propre du véhicule.- Autonomous measurement of the vehicle's own speed.
- L'utilisation fine du Doppler pour faire le tri des objets.- The fine use of the Doppler to sort objects.
- L'utilisation grossière de la distance pour définir des classes de distances. - L'utilisation des classes de distance et de l'analyse Doppler pour affiner la distance.- The rough use of distance to define distance classes. - The use of distance classes and Doppler analysis to refine the distance.
- L'utilisation des propriétés de l'antenne pour déterminer des classes angulaires de position des objets. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.- The use of the properties of the antenna to determine angular classes of position of objects. The figures of the appended drawing will make it clear how the invention can be implemented. In these figures, identical references designate similar elements.
La figure 1 représente le diagramme de temps d'émission- réception du radar incluant le procédé, objet de l'invention. La figure 2 représente le diagramme de temps associé à la numérisation des signaux issus du récepteur du radar susmentionné.FIG. 1 represents the radar transmission-reception time diagram including the method which is the subject of the invention. FIG. 2 represents the time diagram associated with the digitization of the signals coming from the receiver of the aforementioned radar.
La figure 3 représente le schéma fonctionnel du prétraitement du signal radar - traité en analogique - pour une application « alarme précoce rustique ». La figure 4 représente le schéma fonctionnel du prétraitement du signal radar - traité en numérique - pour une application « alarme précoce et asservissement de la vitesse ».FIG. 3 represents the functional diagram of the preprocessing of the radar signal - processed in analog - for a “rustic early warning” application. FIG. 4 represents the functional diagram of the preprocessing of the radar signal - processed digitally - for an “early warning and speed control” application.
La figure 5 représente le spectre de fréquence déterminant la vitesse du véhicule. La figure 6 représente le spectre de fréquence déterminant un écho fixe.FIG. 5 represents the frequency spectrum determining the speed of the vehicle. FIG. 6 represents the frequency spectrum determining a fixed echo.
La figure 7 représente l'élimination d'un véhicule roulant en sens inverse.Figure 7 shows the elimination of a vehicle traveling in the opposite direction.
La figure 8 représente une cible-obstacle conservé pour analyse distance.FIG. 8 represents a target-obstacle kept for distance analysis.
La figure 9 représente une cible pouvant servir à la fonction "cruise-control".FIG. 9 represents a target which can be used for the "cruise-control" function.
La figure 10 représente une cible de vitesse supérieure à celle du véhicule porteur. La figure 1 1 représente le filtre de la fonction "cruise-control".FIG. 10 represents a speed target higher than that of the carrier vehicle. Figure 1 1 shows the filter of the "cruise-control" function.
La figure 12 donne un exemple de l'environnement du radar vue de dessus.Figure 12 gives an example of the radar environment seen from above.
La figure 13 représente la projection des vitesses vues sous un angle α (vue de dessus) .FIG. 13 represents the projection of the speeds seen from an angle α (top view).
La figure 14 modélise sur un croquis les paramètres Dm, h et α dans le plan vertical où Dm est la distance minimum du radar par rapport au sol, h est la hauteur du radar par rapport au sol, α l'angle sous lequel le Doppler de l'écho de sol est encore assimilable à l'opposé de la vitesse absolue du véhicule, porteur du radar.Figure 14 models on a sketch the parameters Dm, h and α in the vertical plane where Dm is the minimum distance of the radar compared to the ground, h is the height of the radar compared to the ground, α the angle under which the Doppler ground echo is still comparable to the absolute speed of the vehicle carrying the radar.
La figure 1 5 résume le processus déroulant du procédé, objet de l'invention, pour l'application d'un système d'alarme rustique.Figure 1 5 summarizes the process of the process, object of the invention, for the application of a rustic alarm system.
La figure 1 6 résume le processus déroulant du procédé, objet de l'invention, pour l'application d'un système réalisant les fonctions alarme précoce multi-objets et/ou asservissement de la vitesse du véhicule.Figure 1 6 summarizes the process of the process, object of the invention, for the application of a system performing the multi-object early alarm and / or vehicle speed control functions.
Le procédé, objet de l'invention, permet d'assurer les fonctions alerte, anticollision et asservissement de la vitesse pour un véhicule. Il est caractérisé par le choix des paramètres d'un radar Pulse-Doppler ou analogue et l'utilisation d'un traitement du signal donnant la priorité au Dop- pler sur la Distance.The method which is the subject of the invention makes it possible to provide the alert, anti-collision and speed control functions for a vehicle. It is characterized by the choice of parameters for a Pulse-Doppler radar or the like and the use of signal processing giving priority to the Doppler over Distance.
Les caractéristiques du radar Pulse-Doppler incluses dans l'invention ont les particularités suivantes :The characteristics of the Pulse-Doppler radar included in the invention have the following particularities:
- Fréquence d'émission comprise entre 10 et 100 GHz.- Transmission frequency between 10 and 100 GHz.
- Puissance crête du puise émis supérieur à 1 mW. - Facteur de bruit du récepteur inférieur à 20 dB.- Peak power of the emitted well greater than 1 mW. - Receiver noise factor less than 20 dB.
- Gain de l'antenne fonctionnant en émission/réception supérieur à 27 dB.- Gain of the antenna operating in transmission / reception greater than 27 dB.
- Lobe à 3 dB de l'antenne compris entre 2 et 5°. - Lobes secondaires de l'antenne inférieurs ou égaux à -13 dB.- Lobe at 3 dB from the antenna between 2 and 5 °. - Secondary antenna lobes less than or equal to -13 dB.
- Fréquence de répétition des puises (Puise Répétition Frequency) supérieure à 100 kHz.- Repetition frequency of the pulses (Puise Repetition Frequency) greater than 100 kHz.
- Ambiguïté distance supérieure à 150 m. - Largeur des puises inférieure ou égale à 300 ns.- Ambiguity distance greater than 150 m. - Pulse width less than or equal to 300 ns.
- Résolution distance inférieure ou égale à 45 m.- Distance resolution less than or equal to 45 m.
- Sortie de la fréquence intermédiaire sur deux voies en quadrature de phase I et Q ou sortie sur une seule voie de la porteuse Doppler.- Output of the intermediate frequency on two channels in quadrature of phase I and Q or output on a single channel of the Doppler carrier.
L'exemple décrit ci-dessous est un système incluant le procédé, objet de l'invention, pour les pays ayant choisi la fréquence officielle de 77 GHz pour les applications anticollision pour automobile :The example described below is a system including the method which is the subject of the invention for the countries which have chosen the official frequency of 77 GHz for collision avoidance applications for cars:
La fréquence du radar est de 76.5 GHz, la puissance crête émise de 4 mW, la largeur du puise de 150 ns, le facteur de bruit du récepteur de 15 dB, le gain de l'antenne fonctionnant en émission-réception de 30 dB, la PRF (fréquence de répétition des puises ou Puise Répétition Frequency) de 250 kHz. Il en résulte une résolution distance de 22.5 m, une ambiguïté distance de 600 m. Dans l'exemple présenté, le nombre de portes distance à traiter est choisi égal à 6, ce qui correspond à une mesure des objets jusqu'à 134.5 m du véhicule, porteur du radar. La figure 1 présente le diagramme de temps d'émission réception de ce radar.The radar frequency is 76.5 GHz, the peak transmitted power of 4 mW, the width of the well of 150 ns, the noise factor of the receiver of 15 dB, the gain of the antenna operating in transmission-reception of 30 dB, the PRF (pulse repetition frequency or Puise Repetition Frequency) of 250 kHz. The result is a distance resolution of 22.5 m, an ambiguity distance of 600 m. In the example presented, the number of distance doors to be treated is chosen equal to 6, which corresponds to a measurement of objects up to 134.5 m from the vehicle, carrying the radar. FIG. 1 shows the diagram for the time of transmission reception of this radar.
L'antenne a un diamètre de 7 cm, lui conférant un lobe principal de 3.34° à 3 dB, elle supportera des lobes secondaires de -13 à -16 dB (la notion de lobes secondaires élevés conduisant à des faibles coûts de production est un des points fondamentaux de l'invention). Le bilan de puissance sur un objet de 100 m2 de Surface Equivalente Radar situé à 150 m du véhicule, porteur du radar, est égal à 31 .8 dB.The antenna has a diameter of 7 cm, giving it a main lobe of 3.34 ° at 3 dB, it will support side lobes from -13 to -16 dB (the concept of high side lobes leading to low production costs is a fundamental points of the invention). The power balance on an object of 100 m 2 of Radar Equivalent Surface located 150 m from the vehicle, carrying the radar, is equal to 31 .8 dB.
Les signaux issus du récepteur du radar peuvent être numérisés suivant deux techniques : - si la sortie est double et en quadrature de phase, voies I et Q, les signaux seront convertis en numérique par des convertisseurs analogique/digital 10 bits fonctionnant au maximum à 10 MHz ;Signals from the radar receiver can be digitized using two techniques: - if the output is double and in phase quadrature, channels I and Q, the signals will be converted to digital by 10-bit analog / digital converters operating at maximum at 10 MHz;
- si la sortie est unique, elle correspond à la porteuse Doppler; les deux voies I et Q nécessaires au traitement seront crées par décalage de- if the output is unique, it corresponds to the Doppler carrier; the two channels I and Q required for processing will be created by shifting
90° de la fréquence horloge de numérisation. La figure 2 représente le diagramme de temps associé à cette numérisation. Les deux voies I et Q sont séparées et rangées dans des mémoires respectives après numérisation. Le procédé est remarquable en ce qu'un prétraitement du signal radar est réalisé soit en analogique pour aboutir à un système d'alarme rustique, soit en numérique pour aboutir à un système réalisant les fonctions alarme précoce et ou asservissement de la vitesse du véhicule.90 ° clock frequency scanning. FIG. 2 represents the time diagram associated with this digitization. The two channels I and Q are separated and stored in respective memories after digitization. The method is remarkable in that a preprocessing of the radar signal is carried out either in analog to result in a rustic alarm system, or in digital to result in a system performing the early alarm and or speed control functions of the vehicle.
Deux types de prétraitements peuvent donc être réalisés suivant la classe du système que l'on désire obtenir :Two types of preprocessing can therefore be carried out depending on the class of the system that one wishes to obtain:
- Prétraitement pour un système d'alarme précoce rustique, incluant le procédé, objet de l'invention, le nombre de portes distance "n" sera réduit (2 à 4). En sortie du récepteur, les signaux (I et Q ou unique) porteur du Doppler sont des signaux analogiques. Ils sont divisés en "n" ou "2n" voies qui passent successivement par un commutateur et un filtre passe bas. Le commutateur assure la fonction porte distance analogique, le filtre assure la fonction préintégration et première élimination d'objets inutiles dans le traitement ultérieur. Des cadences de 128 ou 256 kHz suffisent alors pour réaliser la numérisation sur 10 bits par exemple. La figure 3 présente le schéma fonctionnel de ce prétraitement pour application alarme précoce rustique.- Pretreatment for a rustic early warning system, including the process which is the subject of the invention, the number of distance doors "n" will be reduced (2 to 4). At the output of the receiver, the signals (I and Q or single) carrying the Doppler are analog signals. They are divided into "n" or "2n" channels which pass successively through a switch and a low pass filter. The switch provides the analog distance gate function, the filter provides the pre-integration and first elimination of unnecessary objects in the subsequent processing. Cadences of 128 or 256 kHz are then sufficient to achieve 10-bit scanning, for example. Figure 3 shows the block diagram of this pretreatment for rustic early warning application.
- Prétraitement pour un système anticoilision, incluant le procédé, objet de l'invention, et réalisant les fonctions alarme précoce et asservissement de la vitesse du véhicule sur un autre véhicule. Pour ce système plus complexe, on numérise dès la sortie du récepteur la ou les deux voies (I et Q) . Les portes distance sont démultiplexées et une préintégration est réalisée par une sommation de quelques échantillons successifs. La cadence d'échantillonnage dans l'exemple qui nous inté- resse, est de 6.7 MHz et est réalisée par un convertisseur analogique/digital de 10 MHz, 10 bits. La précision recherchée sur la vitesse est de 1 m/s, elle conduit à un temps d'intégration de 2 ms. Avec une PRF de 250 kHz, le nombre de puises pris en compte est de 500 arrondis à 51 2. Une sommation de 4 échantillons successifs conserve la cohérence du signal et permet de diminuer le nombre de points à traiter. Un tableau de 128 points par voie est alors créé. La FFT (Fast Fou- rier Transform) qui suit ne présente pas d'ambiguïtés de fréquence Doppler et le filtrage de tous les objets inutiles à la fonction puis décision recherchées devient immédiat. La figure 4 présente le schéma fonctionnel du prétraitement pour l'application alarme précoce et asservissement de la vitesse. Ci-dessous le tableau de numérisation et de démultiplexage des différentes portes distance qui correspondent à un rangement par classe de distances des objets à investiguer. - Pretreatment for an anti-seizure system, including the method which is the subject of the invention, and performing the early warning and speed control functions of the vehicle on another vehicle. For this system more complex, one or two channels (I and Q) are digitized as soon as they exit the receiver. The distance gates are demultiplexed and a pre-integration is carried out by summing a few successive samples. The sampling rate in the example that interests us is 6.7 MHz and is produced by a 10 MHz, 10 bit analog / digital converter. The precision sought on the speed is 1 m / s, it leads to an integration time of 2 ms. With a PRF of 250 kHz, the number of pulses taken into account is 500 rounded to 51 2. A summation of 4 successive samples preserves the consistency of the signal and makes it possible to reduce the number of points to be processed. A table of 128 points per channel is then created. The following FFT (Fast Provider Transform) does not present any Doppler frequency ambiguities and the filtering of all objects unnecessary for the function then decision sought becomes immediate. Figure 4 presents the functional diagram of the preprocessing for the early alarm and speed control application. Below the table of digitization and demultiplexing of the different distance doors which correspond to a classification by class of distances of the objects to be investigated.
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Le procédé, objet de l'invention, concerne principalement la réalisation d'un système radar qui permet, grâce à un traitement Doppler aidé d'un traitement distance, de réaliser la détection et l'identification d'objets présentant un caractère de danger pour le véhicule porteur du système ou permettant le contrôle de sa vitesse. En corollaire, ce procédé rejette tous les objets inutiles aux fonctions précédentes.The method, object of the invention, mainly relates to the production of a radar system which makes it possible, thanks to Doppler processing aided by remote processing, to carry out the detection and identification of objects presenting a danger character for the vehicle carrying the system or allowing its speed to be controlled. As a corollary, this process rejects all objects useless to the previous functions.
Le procédé est caractérisé en ce que l'inventaire complet des objets se situant à l'avant du véhicule, porteur du radar, est réalisé à l'aide d'une analyse fine de la vitesse Doppler et d'un classement de la position des objets par classes de distances.The method is characterized in that the complete inventory of objects located at the front of the vehicle, carrying the radar, is carried out using a fine analysis of the Doppler speed and a classification of the position of the objects by distance classes.
Le procédé est caractérisé en ce que l'inventaire des objets étant complet, la discrimination, le choix ou le rejet des différents objets se réalisent par un simple tri dans le domaine des fréquences Doppler.The method is characterized in that the inventory of the objects being complete, the discrimination, the choice or the rejection of the different objects is carried out by a simple sorting in the domain of the Doppler frequencies.
Les représentations illustrées sur les figures de 5 à 1 1 donnent les fonctions nécessaires aux rejets mentionnés ci-dessus pour différents cas. Elles constituent le fondement du rejet rapide de tous les objets inutiles que l'on appelle également fausses alarmes. Elles permettent de visualiser également la méthode de détermination de la vitesse propre du véhicule nécessaire à l'élimination des dites fausses alarmes. - La figure 5 illustre le calcul de la vitesse propre du véhicule. La notion de 3 filtres apparaît sur ce schéma. Le point important est la détermination de la limite des filtres 2 et 3 qui dépend essentiellement de la qualité de la restitution de la vitesse du véhicule. Les zones 1 et 3 permettent de rejeter des cibles indésirables. La zone 2 est la zone des cibles à contrôler et surveiller dans le domaine Distance-Doppler.The representations illustrated in the figures from 5 to 1 1 give the functions necessary for the rejections mentioned above for different cases. They form the basis for the rapid rejection of all unnecessary objects which are also called false alarms. They also make it possible to view the method for determining the vehicle's own speed necessary for the elimination of said false alarms. - Figure 5 illustrates the calculation of the vehicle's own speed. The notion of 3 filters appears on this diagram. The important point is the determination of the limit of filters 2 and 3 which essentially depends on the quality of the restitution of the speed of the vehicle. Zones 1 and 3 allow you to reject unwanted targets. Zone 2 is the target zone to control and monitor in the Distance-Doppler domain.
Le spectre en grisé montre la répartition Doppler des échos fixes dans l'environnement du véhicule. Dans la première case distance (à partir du véhicule), les échos seront dus à l'énergie provenant du clutter et éventuellement à des objets ponctuels immobiles. L'énergie du sol et des côtés de la route remplit partiellement les filtres Doppler correspondants à des vitesses s'échelonnant de 0 à -Vv (-Vitesse du véhicule) . Le filtre Doppler qui correspond à -Vv reçoit le maximum d'énergie. Il peut alors être contrôlé en permanence durant les mouve- ments du véhicule. A droite de ce filtre Doppler (pour les fréquences supérieures), il n'y a plus aucun écho fixe, ce qui permet de localiser le véhicule avec précision. Ce filtre étant parfaitement localisé, la vitesse du véhicule sera parfaitement connue.The gray spectrum shows the Doppler distribution of fixed echoes in the environment of the vehicle. In the first distance box (from the vehicle), the echoes will be due to the energy coming from the clutter and possibly to stationary point objects. Soil energy and from the sides of the road partially fills the Doppler filters corresponding to speeds ranging from 0 to -Vv (-Vehicle speed). The Doppler filter which corresponds to -Vv receives the maximum energy. It can then be continuously checked during the movements of the vehicle. To the right of this Doppler filter (for higher frequencies), there is no longer any fixed echo, which makes it possible to locate the vehicle with precision. This filter being perfectly located, the vehicle speed will be perfectly known.
- La figure 6 illustre la détection d'un écho fixe dans le lobe de l'antenne radar. Si un écho fixe, sur le bord de la route par exemple, apparaît dans une case distance éloignée du véhicule, porteur du radar, il sera observé rigoureusement dans le filtre Doppler -Vv. Une sommation incohérente et éventuellement une comparaison des spectres Doppler des différentes cases distance permettront de confirmer la position du filtre -Vv.- Figure 6 illustrates the detection of a fixed echo in the lobe of the radar antenna. If a fixed echo, on the side of the road for example, appears in a distance box far from the vehicle, carrying the radar, it will be rigorously observed in the Doppler -Vv filter. An incoherent summation and possibly a comparison of the Doppler spectra of the different distance boxes will confirm the position of the -Vv filter.
- La figure 7 illustre la position du filtre Doppler excité par l'écho provenant d'un véhicule roulant dans le sens inverse du véhicule, porteur du radar. L'élimination de ce véhicule, ne présentant aucun danger pour le véhicule, porteur du radar, est simple et naturelle après l'extraction du filtre -Vv.- Figure 7 illustrates the position of the Doppler filter excited by the echo from a vehicle traveling in the opposite direction to the vehicle carrying the radar. The elimination of this vehicle, presenting no danger to the vehicle, carrying the radar, is simple and natural after the extraction of the -Vv filter.
- La figure 8 illustre la présence d'une cible à prendre en considération. Cette cible se déplace dans le même sens que le véhicule, porteur du radar, de 0 à 150 m de celui-ci , à une vitesse inférieure à celui-ci. Plus le filtre Doppler excité sera proche du filtre -Vv de l'analyse spectrale, plus le danger, en fonction de la classe de distance où se trouve l'objet, sera grand. Les décisions se prendront essentiellement sur ce signal.- Figure 8 illustrates the presence of a target to be taken into consideration. This target moves in the same direction as the vehicle, carrying the radar, from 0 to 150 m from it, at a speed lower than the latter. The closer the excited Doppler filter is to the -Vv filter of the spectral analysis, the greater the danger, depending on the class of distance where the object is located, will be greater. Decisions will essentially be made on this signal.
- La figure 9 illustre l'effet d'une cible se déplaçant à une vitesse légèrement supérieure à celle du véhicule, porteur du radar, dans le même sens entre O et 150 m. Ce véhicule ne présente pas de danger puisqu'il s'éloigne, son filtrage sera réalisé facilement. Cette information pourra être utilisée si l'on désire mettre un asservissement de la vitesse du véhicule, porteur du radar, en fonctionnement. - La figure 10 illustre le positionnement dans le spectre Doppler d'un véhicule de vitesse supérieure à celle du véhicule, porteur du radar. Il ne présente aucune gêne ni danger, il sera éliminé très simplement. - La figure 1 1 présente le calibre du filtre Doppler à adopter pour entrer dans une boucle d'asservissement de la vitesse du véhicule, porteur du radar, à la vitesse d'un véhicule. Fonction appeler AICC (Autonomous- Figure 9 illustrates the effect of a target moving at a speed slightly higher than that of the vehicle, carrying the radar, in the same direction between O and 150 m. This vehicle does not present any danger since it moves away, its filtering will be carried out easily. This information can be used if one wishes to put a speed control of the vehicle, carrying the radar, in operation. FIG. 10 illustrates the positioning in the Doppler spectrum of a vehicle of speed greater than that of the vehicle carrying the radar. It presents no discomfort or danger, it will be eliminated very simply. - Figure 1 1 shows the caliber of the Doppler filter to be adopted to enter a loop controlling the speed of the vehicle, carrying the radar, at the speed of a vehicle. Call AICC function (Autonomous
Intelligent Cruise Control) dans la littérature internationale. La distance évaluée avec précision par comparaison des amplitudes du signal provenant du véhicule suivi dans deux portes distance successives permettra de durcir l'information d'écartométrie qui corrigera la vitesse du véhicule. L'unique filtre à conserver est celui qui définit la bande passante de la boucle d'asservissement. Pour cette application, la fréquence de référence est la fréquence 0 qui correspond à la vitesse du véhicule. Les portes distance dans lesquelles peut se trouver la cible suivie seront contrôlées pour rejeter d'éventuelles fausses alarmes qui seront furtives ou à des niveaux différents.Intelligent Cruise Control) in international literature. The distance evaluated with precision by comparing the amplitudes of the signal from the vehicle followed in two successive distance gates will make it possible to harden the deviation information which will correct the speed of the vehicle. The only filter to keep is the one that defines the bandwidth of the servo loop. For this application, the reference frequency is the frequency 0 which corresponds to the speed of the vehicle. The distance gates in which the target may be located will be controlled to reject any false alarms which will be stealthy or at different levels.
Le choix des paramètres de l'antenne est partie intégrante de l'invention. La possibilité de capter de l'énergie provenant d'échos fixes comme le clutter de sol (asphalte par exemple) ou les objets disséminés le long de la route (panneaux, rails de sécurité, arbres, bornes, immeubles) est primordiale pour déterminer la vitesse propre du véhicule. La figure 12 donne une idée de la configuration radar vue de dessus.The choice of antenna parameters is an integral part of the invention. The possibility of capturing energy from fixed echoes such as the ground clutter (asphalt for example) or objects scattered along the road (signs, safety rails, trees, bollards, buildings) is essential to determine the vehicle's own speed. Figure 12 gives an idea of the radar configuration seen from above.
L'énergie provenant du clutter et des objets fixes entrera par les lobes secondaires. L'accès à la vitesse propre du véhicule, porteur du radar, étant impératif pour la bonne exécution du procédé, objet de l'invention, le niveau énergétique doit être conséquent afin de réaliser une bonne mesure. Dans ces conditions, la qualité de l'antenne requise en terme de lobes secondaires n'a pas à être élevée. Des lobes secondaires de -12 à -15 dB sont recommandés.Energy from clutter and stationary objects will enter through the secondary lobes. Access to the vehicle's own speed, carrying the radar, is imperative for the proper execution of the process, object of the invention, the energy level must be substantial in order to make a good measurement. Under these conditions, the quality of the antenna required in terms of side lobes need not be high. Side lobes of -12 to -15 dB are recommended.
En résumé, le procédé est caractérisé en ce que la vitesse propre du véhicule, porteur du radar, est nécessaire à la discrimination, le choix ou le rejet des différents objets. Elle est obtenue par une mesure directe provenant de l'analyse Doppler.In summary, the method is characterized in that the vehicle's own speed, carrying the radar, is necessary for the discrimination, the choice or the rejection of the different objects. It is obtained by direct measurement from the Doppler analysis.
La précision de la vitesse est choisie à 1 m/s. Dans le plan horizontal comme dans le plan vertical, l'angle α caractérise les distances à partir desquelles les cibles fixes et le clutter ont une vitesse apparente égale à l'opposé de celle du véhicule pour une précision de 1 m/s. La figure 13 présente la projection des vitesses vues sous un angle α.The speed precision is chosen at 1 m / s. In the horizontal plane as in the vertical plane, the angle α characterizes the distances from which the fixed targets and the clutter have an apparent speed equal to the opposite of that of the vehicle for an accuracy of 1 m / s. Figure 13 shows the projection of the speeds seen at an angle α.
La vitesse apparente d'un écho fixe vu du véhicule est égale à Vv cos α, dans tous les cas, δV = Vv (1 - cosα) - si δV = 1 , α = arccos (1 - 1 /Vv) . Le tableau ci-dessous présente les valeurs des angles α pour différentes vitesses (V) du véhicule, porteur du radar.The apparent speed of a fixed echo seen from the vehicle is equal to Vv cos α, in all cases, δV = Vv (1 - cosα) - if δV = 1, α = arccos (1 - 1 / Vv). The table below presents the values of the angles α for different speeds (V) of the vehicle carrying the radar.
Figure imgf000022_0001
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Dans le plan horizontal, tout écho fixe, à n'importe quelle distance, est intercepté et présente une vitesse apparente de Vv à 1 m/s près à l'intérieur d'un angle 2α. Dans le plan vertical, les structures type pont ou tunnel donnent des échos dans les mêmes conditions que précédemment, cependant c'est le clutter de la route qui donne en permanence l'effet le plus fort.In the horizontal plane, any fixed echo, at any distance, is intercepted and presents an apparent speed of Vv to within 1 m / s within an angle 2α. In the vertical plane, the bridge or tunnel type structures give echoes in the same conditions as before, however it is the clutter of the road which permanently gives the strongest effect.
La hauteur du radar par rapport au sol est déterminante pour le bilan de puissance sur ce clutter (la majorité de l'énergie rentre par les lobes secondaires de l'antenne) . La figure 14 modélise sur un croquis les paramètres Dm, h et α dans le plan vertical où Dm est la distance minimum du radar par rapport au sol, h est la hauteur du radar par rapport au sol, α l'angle sous lequel le Doppler de l'écho de sol est encore assimilable à l'opposé de la vitesse absolue du véhicule, porteur du radar.The height of the radar relative to the ground is decisive for the power balance on this clutter (most of the energy comes in through the side lobes of the antenna). Figure 14 models on a sketch the parameters Dm, h and α in the vertical plane where Dm is the minimum distance of the radar compared to the ground, h is the height of the radar compared to the ground, α the angle under which the Doppler ground echo is still comparable to the absolute speed of the vehicle carrying the radar.
La distance Dm est égale à h/sinα. Le tableau ci-dessous indique les distances Dm en fonction de la hauteur de pose du radar et de la vitesse du véhicule.The distance Dm is equal to h / sinα. The table below shows the distances Dm as a function of the radar installation height and the vehicle speed.
Figure imgf000023_0001
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Le bilan de puissance S/B sur un clutter de réflectivité moyenne σ0 = - 25 dBm-Vm2, une surface moyenne éclairée estimée de 4 m2, une distance de 2m, des lobes secondaires de l'antenne à - 20 dB (plus défavorable que les -1 2 à -1 5 dB précisés ci-dessus) du lobe principal, enfin, dans une porte distance restreinte (3,75 m), est de 1 9 dB. Ce chiffre est très favorable à la mesure de la vitesse propre du véhicule, porteur du radar.The S / N power budget on a clutter of average reflectivity σ 0 = - 25 dBm-Vm 2 , an average illuminated surface estimated at 4 m 2 , a distance of 2 m, of the antenna side lobes at - 20 dB ( more unfavorable than the -1 2 to -1 5 dB specified above) of the main lobe, finally, in a restricted range (3.75 m), is 1 9 dB. This figure is very favorable for measuring the vehicle's own speed, carrying the radar.
Pour la mesure de la vitesse propre du véhicule, il est important d'avoir de l'énergie qui entre par les lobes secondaires à une distance proche du véhicule (cf figure 15, les échos de sol sont mesurés à vitesse Doppler égale, en relatif, à l'opposé de la vitesse du véhicule sous des angles d'observation situés entre 0 et 10,5 à 25,8 °, selon la vitesse du véhicule).For the measurement of the vehicle's own speed, it is important to have energy which enters through the side lobes at a distance close to the vehicle (see Figure 15, ground echoes are measured at equal Doppler speed, in relative , opposite to the speed of the vehicle at viewing angles between 0 and 10.5 to 25.8 °, depending on the speed of the vehicle).
Les échos fixes présentent un autre avantage si les lobes secon- daires de l'antenne ne sont pas trop faibles. En effet, dans ce cas, ils apparaissent dans la même case Doppler que les échos de sol et permettent ainsi une meilleure appréciation de la vitesse Vv du véhicule.Fixed echoes have another advantage if the side lobes of the antenna are not too weak. Indeed, in this case, they appear in the same Doppler box as the ground echoes and thus allow a better appreciation of the speed Vv of the vehicle.
La sommation incohérente de l'énergie entrant dans les filtres Doppler permet également d'améliorer la mesure de la vitesse Vv du vé- hicule.The incoherent summation of the energy entering the Doppler filters also makes it possible to improve the measurement of the speed Vv of the vehicle.
Dans chaque porte Distance, une comparaison des filtres où apparaissent simultanément un écho représente une possibilité supplémentaire pour garantir la mesure de la vitesse propre du véhicule.In each Distance door, a comparison of the filters where an echo simultaneously appears represents an additional possibility to guarantee the measurement of the vehicle's own speed.
La présence simultanée d'échos d'amplitudes similaires dans des portes distances consécutives apporte des indications sur la présence d'une courbure de la voie (virage).The simultaneous presence of echoes of similar amplitudes in consecutive distance gates provides indications of the presence of a curvature of the track (turn).
Lorsqu'un objet est pisté par son Doppler, le fait de se désaxer n'est pas un handicap si le signal reste d'un niveau correct. Des lobes secondaires de mauvaise qualité améliorent cette poursuite. Le procédé est caractérisé en ce que les objets analysés, peuvent être pistés dans le lobe principal et dans les lobes secondaires de l'antenne, évitant leur perte, par exemple dans un virage. Pour les tabliers de pont, la détection est faite dans le lobe principal. Ensuite, au passage du pont dans les lobes secondaires, le signal est analysé et comparé en amplitude (avec correction de la distance).When an object is tracked by its Doppler, the fact of off-axis is not a handicap if the signal remains of a correct level. Poor quality side lobes improve this tracking. The method is characterized in that the objects analyzed can be tracked in the main lobe and in the secondary lobes of the antenna, preventing their loss, for example in a turn. For bridge decks, detection is done in the main lobe. Then, when the bridge passes through the secondary lobes, the signal is analyzed and compared in amplitude (with distance correction).
Pour une antenne de 7 cm de diamètre, le tableau ci-dessous présente les longueurs transversales interceptées dans le lobe de l'antenne à 3 dB (3,34°), correspondant à l'aller et retour de l'onde émise.For an antenna of 7 cm in diameter, the table below presents the transverse lengths intercepted in the lobe of the antenna at 3 dB (3.34 °), corresponding to the outward and return path of the transmitted wave.
Figure imgf000025_0001
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Cette antenne présente un gain théorique de 35 dB, que l'on ramènera à 30 dB pour donner une marge bénéficiaire suffisante lors de la réalisation (faible prix de revient).This antenna has a theoretical gain of 35 dB, which will be reduced to 30 dB to give a sufficient profit margin during production (low cost price).
Dans le procédé, objet de l'invention, les spécifications de l'antenne pourront être : un gain G de 30 dB, une ouverture à 3 dB de 3,34° et des lobes secondaires de -15 à -1 2 dB.In the method which is the subject of the invention, the antenna specifications may be: a gain G of 30 dB, an opening at 3 dB of 3.34 ° and secondary lobes of -15 to -1 2 dB.
Le critère de centrage d'un objet sur la trajectoire du véhicule, porteur du radar, est résolu par des critères d'amplitude de l'évolution du signal reçu au cours du temps.The criterion of centering an object on the trajectory of the vehicle carrying the radar is resolved by criteria of amplitude of the evolution of the received signal over time.
Après la correction classique en D^*, le signal garde une valeur moyenne à peu près constante (légère diminution lorsque le faisceau résout l'objet) si l'objet est axé sur le faisceau principal. En revanche, s'il se trouve sur une autre bande de roulage, on détecte une rupture rapide du niveau qui est d'environ deux fois le niveau des lobes secondaires (par exemple 2 x 15 dB).After the classic correction in D ^ * , the signal keeps an approximately constant average value (slight decrease when the beam resolves the object) if the object is focused on the main beam. On the other hand, if it is on another tread, a rapid level rupture is detected which is approximately twice the level of the secondary lobes (for example 2 x 15 dB).
En conséquence, pour la discrimination angulaire des cibles, le procédé, objet de l'invention, consiste à n'utiliser qu'un faisceau et à éta- blir des critères sur la variation de l'amplitude du signal (toujours après traitement Doppler) . Les objets situés dans le faisceau verront l'amplitude du signal rester pratiquement constante (après correction en D^). Les objets en dehors du faisceau principal, donc en dehors de l'axe du véhi- cule, présenteront une décroissance brutale de leur signal reçu lorsqu'ils se rapprocheront du véhicule, porteur du radar.Consequently, for the angular discrimination of the targets, the method which is the subject of the invention consists in using only one beam and in blir criteria on the variation of the amplitude of the signal (always after Doppler processing). Objects located in the beam will see the amplitude of the signal remain practically constant (after correction in D ^). Objects outside the main beam, therefore outside the vehicle axis, will exhibit a sudden decrease in their received signal when they approach the vehicle, carrying the radar.
Pour les échos provenant d'objets suffisamment éloignés de l'axe de roulage du véhicule, le pistage Doppler de la cible (effet de la projection de la vitesse relative de l'objet sur la droite objet-véhicule) permettra d'apporter un élément complémentaire de rejet de cet objet.For echoes coming from objects sufficiently distant from the vehicle rolling axis, the Doppler tracking of the target (effect of the projection of the relative speed of the object on the right object-vehicle) will provide an element additional rejection of this object.
Le procédé est caractérisé en ce que la discrimination des objets se situant dans ou en dehors du faisceau radar est réalisée par la comparaison en amplitude de l'évolution temporelle des signaux provenant d'un objet donné. Pour un système à alarme précoce et asservissement de vitesse, une antenne à large lobe est choisie, par exemple 3,34°. Elle correspond à une antenne de 7 cm d'ouverture. Pour un système à asservissement de la vitesse uniquement, une antenne à faisceau plus étroit est choisie, par exemple 2,34° à 3 dB. Elle correspond à une ouverture de 10 cm d'ouverture.The method is characterized in that the discrimination of the objects located in or outside the radar beam is carried out by the comparison in amplitude of the temporal evolution of the signals coming from a given object. For a system with early warning and speed control, a large lobe antenna is chosen, for example 3.34 °. It corresponds to a 7 cm opening antenna. For a speed control system only, a narrower beam antenna is chosen, for example 2.34 ° at 3 dB. It corresponds to an opening of 10 cm opening.
En résumé, le procédé est caractérisé en ce que l'antenne est mono-faisceau, de petite ouverture et à lobes secondaires élevés.In summary, the method is characterized in that the antenna is mono-beam, of small aperture and with high side lobes.
La distance est un paramètre capital pour un système à alarme précoce ou anticollision. Dans le procédé, objet de l'invention, la distance est exploitée avec une résolution faible. L'inventaire des objets est fait par le Doppler et non par la Distance. L'intérêt est de mettre en oeuvre des grandes classes de distances qui représentent des classes de dangers. Dans ce cas, il est inutile d'essayer de résoudre à quelques mètres près. Ce point est capital dans le procédé, objet de l'invention. Il l'est d'autant plus que, du point de vue économique, la résolution distance est coûteuse à réaliser, autant sur la partie radar que sur la partie traitement. La résolution choisie dans l'exemple décrit dans le procédé, objet de l'invention, est de 22,5 m; le nombre de portes est de 6 et la profondeur d'analyse est de 134,5 m.Distance is a key parameter for an early warning or collision avoidance system. In the method which is the subject of the invention, the distance is used with a low resolution. The inventory of objects is made by the Doppler and not by the Distance. The interest is to implement large classes of distances which represent classes of dangers. In this case, there is no point in trying to resolve to within a few meters. This point is essential in the process which is the subject of the invention. He is all the more so since, from the economic point of view, distance resolution is costly to carry out, as much on the radar part as on the processing part. The resolution chosen in the example described in the process which is the subject of the invention is 22.5 m; the number of doors is 6 and the analysis depth is 134.5 m.
En résumé, le procédé est caractérisé en ce que la distance des différents objets représentant un intérêt pour le véhicule, porteur du radar, est déterminée par des classes de distances qui correspondent à des classes de dangers ou, qui déterminent l'enclenchement d'un asser- vissement de la vitesse du véhicule, porteur du radar, sur la vitesse d'un objet le précédant.In summary, the method is characterized in that the distance of the various objects representing an interest for the vehicle, carrying the radar, is determined by classes of distances which correspond to classes of dangers or, which determine the engagement of a speed control of the vehicle, carrying the radar, on the speed of an object preceding it.
Grâce aux paramètres radar choisis, le bilan de puissance du radar est très élevé sur des objets standards comme peuvent l'être d'autres véhicules. Les amplitudes des signaux sont comparées afin d'obtenir, pour certaines applications, une grande précision sur la distance. Cette précision est obtenue par comparaison de deux cases distances consécutives. Le signal provenant d'un objet détecté et isolé au préalable par l'analyse Doppler se retrouve obligatoirement dans deux cases distances consécutives sauf lorsque l'objet observé est parfaitement centré dans une des cases distance. En fonction du bilan de puissance obtenu sur un objet, une amélioration d'un facteur 10 de la précision par rapport à la résolution est possible. Grâce au procédé, objet de l'invention, la position relative d'un objet par rapport au véhicule, porteur du radar, peut être connu à 2,25 m près, voire mieux. En résumé, le procédé est caractérisé en ce qu'une grande précision sur la distance d'un objet au véhicule, porteur du radar, est possible grâce au fort bilan de puissance obtenu sur cet objet. La comparaison des niveaux d'énergie recueillis dans deux portes distances consécutives permet d'obtenir cet affinage de la distance. La figure 1 5 résume le processus déroulant du procédé, objet de l'invention, pour l'application d'un système d'alarme rustique. Après prétraitement analogique, les signaux issus de deux portes distance (jusqu'à quatre), sont soumis à une FFT (Fast Fourier Transform) de 128 points complexes. La vitesse du véhicule est extraite des spectres Doppler obtenus. Le filtrage suivant élimine les véhicules roulant à une vitesse supérieure, et dans le même sens que le véhicule, porteur du radar, et, les véhicules roulant dans un sens opposé, ne se présentant pas frontalement. Le premier objet fixe ou en mouvement qui entre dans la case distance sélectionnée, parmi deux consécutives, crée un signal qui sera envoyé sur un indicateur à l'usage du conducteur. Simultanément, ce même objet sera repéré dans la seconde case distance et l'information de sa présence sera envoyée sur l'indicateur. Un comparateur analysera l'amplitude relative des deux signaux et déterminera si cet objet représente ou non un danger. Il enverra ou non sur l'indicateur un signal précisant le danger. Pour cette application rustique, les portes distance pourront être nettement supérieures à 20 m. Elles pourront également être de taille variable, par exemple 50 m pour la porte la plus éloignée, 40 m pour une porte de surveillance médiane et 30 m pour la porte la plus proche. Ces portes pourront être jointives ou non.Thanks to the chosen radar parameters, the radar power budget is very high on standard objects like other vehicles can be. The amplitudes of the signals are compared in order to obtain, for certain applications, great accuracy over the distance. This precision is obtained by comparing two consecutive distance boxes. The signal coming from an object detected and isolated beforehand by the Doppler analysis must be found in two consecutive distance boxes except when the object observed is perfectly centered in one of the distance boxes. Depending on the power balance obtained on an object, an improvement by a factor of 10 in precision compared to resolution is possible. Thanks to the process which is the subject of the invention, the relative position of an object with respect to the vehicle carrying the radar can be known to within 2.25 m, or even better. In summary, the method is characterized in that a high accuracy in the distance from an object to the vehicle, carrying the radar, is possible thanks to the strong power balance obtained on this object. The comparison of the energy levels collected in two consecutive distance gates makes it possible to obtain this refinement of the distance. Figure 1 5 summarizes the process of the process, object of the invention, for the application of a rustic alarm system. After analog preprocessing, the signals from two distance gates (up to four) are subjected to an FFT (Fast Fourier Transform) of 128 complex points. The vehicle speed is extracted from the Doppler spectra obtained. The following filtering eliminates vehicles traveling at a higher speed, and in the same direction as the vehicle carrying the radar, and, vehicles traveling in an opposite direction, not appearing frontally. The first fixed or moving object which enters the selected distance box, from two consecutive, creates a signal which will be sent to an indicator for the use of the driver. Simultaneously, this same object will be located in the second distance box and information of its presence will be sent to the indicator. A comparator will analyze the relative amplitude of the two signals and determine whether or not this object represents a danger. It will send or not on the indicator a signal specifying the danger. For this rustic application, the distance doors could be much greater than 20 m. They can also be of variable size, for example 50 m for the furthest door, 40 m for a central surveillance door and 30 m for the nearest door. These doors may or may not be contiguous.
La figure 16 résume le processus déroulant du procédé, objet de l'invention, pour l'application d'un système réalisant les fonctions alarme précoce multi-objets et/ou l'asservissement de la vitesse du véhicule. Après prétraitement numérique, les signaux correspondant à chacune des n portes distances retenues (de 4 à 10 par exemple), sont soumis à une FFT de 128 points complexes. De la porte la plus proche du véhicule en priorité, par sommation et comparaison des spectres des autres portes distance pour confirmation ou redondance, la vitesse du véhicule, porteur du radar, est extraite avec précision. En parallèle, deux voies sont alors possibles; la voie AlCC conduisant à l'asservissement de la vitesse du véhicule, porteur du radar, sur un autre véhicule et la voie détection d'objets présentant un danger. Dans la voie AlCC, un filtrage est réalisé autour de la fréquence 0 de l'analyse Doppler. Cette fréquence Doppler correspond à la vitesse du véhicule. La raie captée provenant d'un véhicule choisi par le conducteur (à partir d'une logique d'accrochage), est poursuivie et ramenée à un écart nul avec la raie spectrale 0. En même temps, une comparaison des niveaux de deux portes successives est réalisée sur ce signal, de manière à éviter une divergence de l'asservissement. Un signal d'erreur est envoyé sur l'électronique de commande/contrôle de la vitesse (Cruise Control) . Dans la voie détection d'objet présentant un danger, le filtrage qui suit élimine les véhicules roulant, dans le même sens, à une vitesse supérieure au véhicule, porteur du radar, et, les véhicules roulant dans un sens opposé, ne se présentant pas frontalement. Ce filtrage est réalisé dans chacune des quelques portes distance. Une correction distance est appliquée en fonction du numéro de la porte distance. Une poursuite Doppler est engagée sur les 2 à 5 pistes d'objets ayant éventuellement passés le filtrage précédent. L'évolution en amplitude de ces pistes est contrôlée. La comparaison de ces pistes dans 2 ou plusieurs portes successives est également contrôlée. Une décision est alors prise de « danger » ou « non danger ». Celle-ci prend en compte la position du ou des objets dans des cases distance consécutives et l'évolution de l'amplitude du ou des signaux considérés. Une correction de distance affinée peut être réalisée en comparant les signaux d'un même objet dans deux portes distance consécutives. Cette décision est envoyée sur un indicateur dans le cas ou un objet est considéré comme présentant un danger. FIG. 16 summarizes the process taking place in the method which is the subject of the invention for the application of a system performing the multi-object early alarm functions and / or the speed control of the vehicle. After digital preprocessing, the signals corresponding to each of the n distance gates selected (from 4 to 10 for example), are subjected to an FFT of 128 complex points. From the door closest to the vehicle in priority, by summing and comparing the spectra of the other distance doors for confirmation or redundancy, the speed of the vehicle, carrying the radar, is extracted with precision. In parallel, two paths are then possible; the AlCC channel leading to the speed control of the vehicle, carrying the radar, on another vehicle and the detection of objects presenting a danger. In the AlCC channel, filtering is performed around the frequency 0 of the Doppler analysis. This Doppler frequency corresponds to the speed of the vehicle. The captured line coming from a vehicle chosen by the driver (from an attachment logic), is continued and brought back to a zero deviation with the spectral line 0. At the same time, a comparison of the levels of two successive doors is performed on this signal, so as to avoid a divergence of the control. An error signal is sent to the cruise control electronics. In the object detection path presenting a danger, the following filtering eliminates vehicles traveling in the same direction at a higher speed than the vehicle carrying the radar, and vehicles traveling in the opposite direction not appearing frontally. This filtering is carried out in each of the few distance doors. A distance correction is applied according to the number of the distance door. A Doppler pursuit is initiated on the 2 to 5 tracks of objects that may have passed the previous filtering. The amplitude evolution of these tracks is controlled. The comparison of these tracks in 2 or more successive doors is also controlled. A decision is then made on "danger" or "non-danger". This takes into account the position of the object (s) in consecutive distance boxes and the evolution of the amplitude of the signal (s) considered. A fine distance correction can be carried out by comparing the signals of the same object in two consecutive distance gates. This decision is sent to an indicator in the event that an object is considered to present a danger.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé permettant d'assurer totalement et sans ambiguïté les fonctions alerte, anticollision et asservissement de la vitesse pour un véhicule ayant des objets fixes ou en mouvement dans un volume s'éten- dant en avant de celui-ci, volume défini par une distance de quelques mètres à 150 m et plus dans un angle solide de quelques dizaines de degrés, caractérisé :1. Method for ensuring totally and unambiguously the alert, anti-collision and speed control functions for a vehicle having fixed or moving objects in a volume extending in front of it, volume defined by a distance of a few meters to 150 m and more in a solid angle of a few tens of degrees, characterized:
- en ce que la distance des différents objets représentant un intérêt pour ledit véhicule, porteur d'un radar, est déterminée par des classes de distances correspondant à des classes de dangers ou à l'enclenchement d'un asservissement de la vitesse dudit véhicule sur la vitesse d'un objet le précédant ; et- in that the distance of the various objects representing an interest for said vehicle, carrying a radar, is determined by classes of distances corresponding to classes of danger or to the engagement of a speed control of said vehicle on the speed of an object preceding it; and
- en ce que l'inventaire complet des objets se situant à l'avant du véhicule, porteur du radar, est réalisé à l'aide d'une analyse fine de la vi- tesse Doppler à l'intérieur desdites classes de distances.- in that the complete inventory of objects located at the front of the vehicle, carrying the radar, is carried out using a fine analysis of the Doppler speed within said classes of distances.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la discrimination, le choix ou le rejet des différents objets se réalisent par un simple tri dans le domaine des fréquences Doppler. 2. Method according to claim 1, characterized in that the discrimination, the choice or the rejection of the different objects is carried out by a simple sorting in the Doppler frequency domain.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le traitement du signal radar est réalisé en analogique pour aboutir à un système d'alarme rustique.3. Method according to claim 1, characterized in that the processing of the radar signal is carried out in analog to result in a rustic alarm system.
4. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le traitement du signal radar est réalisé en numéri- que pour aboutir à un système réalisant les fonctions anticollision et/ou asservissement de la vitesse du véhicule. 4. Method according to claim 1, characterized in that the processing of the radar signal is carried out digitally to result in a system performing the anti-collision and / or servo-control functions of the vehicle speed.
5. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la précision sur la distance d'un objet au véhicule, porteur du radar, est obtenue par la comparaison des niveaux d'énergie recueillis dans deux portes de distances consécutives. 5. Method according to claim 1, characterized in that the accuracy of the distance from an object to the vehicle, carrying the radar, is obtained by comparing the energy levels collected in two doors of consecutive distances.
6. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la vitesse propre du véhicule, porteur du radar, est obtenue par une mesure directe provenant de l'analyse Doppler.6. Method according to claim 1, characterized in that the natural speed of the vehicle carrying the radar is obtained by a direct measurement coming from the Doppler analysis.
7. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on met en oeuvre une antenne mono-faisceau, de petite ouverture et à lobes secondaires élevés.7. Method according to claim 1, characterized in that one implements a single-beam antenna, small aperture and high side lobes.
8. Procédé selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que la discrimination des objets se situant dans ou en dehors du faisceau radar est réalisée, dans le temps, par l'analyse de l'amplitude des signaux provenant d 'un objet donné, ainsi que par l'ana- lyse de la vitesse relative de cet objet.8. Method according to claims 1 and 7, characterized in that the discrimination of the objects located in or outside the radar beam is carried out, in time, by the analysis of the amplitude of the signals coming from a given object , as well as by analyzing the relative speed of this object.
9. Procédé selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que les objets analysés peuvent être pistés dans le lobe principal et dans les lobes secondaires de l'antenne, évitant ainsi leur perte. 9. Method according to claims 1 and 7, characterized in that the analyzed objects can be tracked in the main lobe and in the secondary lobes of the antenna, thus preventing their loss.
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