(57)【要約】本発明はレーダパルスによるオブジェクトの間隔及び速度を測定するための装置に関し、これにより送信及び受信されるレーダパルスは互いに受信側のミキサ（８）において相関される。レンジゲートを設定するための制御装置（７）において、ミキサ（８）に供給される送信側のレーダパルスはそのパルス遅延に関して連続的に上昇及び／又は下降して変化可能である。切り換え装置はドップラー周波数測定モードに切り換えられるか又は距離測定モードにリセットされる。
2006508364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダパルスを用いるオブジェクトの間隔及び速度測定のための装置において、
該装置は以下の構成を有する、すなわち、
受信側のミキサ（８）を有し、該ミキサ（８）は受信したレーダパルスを遅延された送信側レーダパルスと相関させ、
レンジゲートをプリセットするための制御装置（７）を有し、前記レンジゲート内において前記ミキサ（８）に供給可能なレーダパルスはそのパルス遅延に関して連続的に上昇及び／又は下降するように変化可能であり、
とりわけドップラー周波数を測定するためにとりわけ前記ミキサ（８）に供給可能な送信側レーダパルスをその遅延に関して一定保持するための動作モード、従来の又は新たなスタート値に遅延をリセット又は増大するための動作モード及び／又はとりわけ以前の変更とは逆の方向への連続的な遅延のための動作モードから成る複数の動作モードを実現するための切り換え装置（１０）を有し、
ミキサ出力信号に基づく間隔及び速度値に対する評価装置（１１）を有する、レーダパルスを用いるオブジェクトの間隔及び速度測定のための装置。
【請求項２】
評価装置（１１）は検出された距離変化から速度値を予測するように構成されており、前記速度値は測定されたドップラー周波数に基づいて実証乃至は微補正されることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
評価装置（１１）はもとめられた速度値に基づいてレンジゲートの境界を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
レンジゲート変化においてドップラー周波数測定はミキサ（８）に供給可能な送信側レーダパルスの遅延の一定保持によって行われるように制御装置（７）の切り換え装置（１０）は制御可能であることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の装置。
【請求項５】
評価装置（１１）は、移動オブジェクトを増大する速度勾配／振幅に基づいて検出するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の装置。
【請求項６】
評価装置（１１）は、移動オブジェクトの位置をドップラー周波数測定の最大振幅に基づいて検出するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のうちの１項記載の装置。
【請求項７】
評価装置（１１）はオブジェクトの検出された位置において速度オフセットを推定するように構成されていることを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項８】
切り換え装置（１０）はイベントトリガされて制御可能であり、つまり別の動作モードへの切り換えが、例えば識別された反射に基づいて逆方向におけるミキサ（８）に供給される送信側レーダパルスの遅延の一定保持への切り換えが遅延の事前変化又は遅延の変更において行われうることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項記載の装置。
【請求項９】
反射が識別された際のオブジェクト識別のリーズナブル検査のために、ミキサ（８）に供給される送信側レーダパルスの遅延が逆方向に変更可能であり、これによりとりわけ更に別の反射が得られ、この更に別の反射が以前に識別された反射と相関可能であることを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項記載の装置。
【請求項１０】
評価装置（１１）は、得られた間隔測定から間隔履歴を作成し、この間隔履歴に基づいてオブジェクトパターンを検出するように構成されていることを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
評価装置（１１）は速度測定から予期されるクラッシュ状況のための推定値を作成するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のうちの１項記載の装置。
【請求項１２】
評価装置（１１）は、予期されるクラッシュ状況において切り換え装置（１０）を動作モード「レーダパルスをその遅延に関して一定保持」へと制御し、この結果、ドップラー周波数を測定するように構成されていることを特徴とする、請求項１１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダパルスを用いるオブジェクトの間隔及び速度測定のための装置に関する。
【０００２】
従来技術
レーダセンサによるオブジェクトの検出のためにＤＥ１９９６３００６Ａ１ではレーダパルスが送信される。ターゲットオブジェクトにより反射されるパルスは、異なる位置分解能及び異なる寸法がヴァーチャルな障害物の距離及び長さに関して達成されるように評価される。受信側のミキサにおいて受信されたレーダパルスが遅延された送信側のレーダパルスと相関される。送信される発振器周波数とターゲットにより反射されて受信される信号との間の差周波数（ドップラー周波数）を介して速度が測定される。距離という一次情報を有するこのようなレーダセンサは自動車分野における駐車支援、ＡＣＣ、ストップ＆ゴー動作、死角検出として使用される。プリクラッシュ（Precrash）センシングのためには一次情報は速度である。
【０００３】
本発明の利点
請求項１の構成によって、すなわち、受信側のミキサ、このミキサは受信したレーダパラメータを遅延された送信側レーダパルスと相関させ、レンジゲートをプリセットするための制御装置、レンジゲート内においてミキサに供給可能なレーダパルスはそのパルス遅延に関して連続的に上昇及び／又は下降するように変化可能であり、とりわけドップラー周波数を測定するためにとりわけミキサに供給可能な送信側のレーダパルスをその遅延に関して一定保持するための動作モード、従来の又は新たなスタート値に遅延をリセット又は増大するための動作モード及び／又はとりわけ以前の変更とは逆の方向への連続的な遅延のための動作モードから成る複数の動作モードを実現するための切り換え装置、ミキサ出力信号に基づく間隔及び速度値に対する評価装置によって、レーダセンサは、複数の機能的要求、例えば駐車支援、プリクラッシュ及びＡＣＣ、ストップ＆ゴー動作を同時に充たし、いつでもこれらの機能の各々がその必要な情報を所定のトレランス限界において得るように必要不可欠なインテリジェントな切り換えを行うことができる。状況に起因するコンフリクト、とりわけ測定コンフリクトがこの場合回避されうる。
【０００４】
間隔測定ＥＭから速度測定ＧＭへのモード切り換えは任意の時間に行うことはできない。掃引法（ミキサに供給される送信側のレーダパルスをその遅延に関して連続的に変化させること）のために、この場合、時間遅れが生じうる。本発明の処置によって、これらの時間遅れが回避乃至は低下されうる。間隔測定の動作モードにおいては、曖昧性、幻影オブジェクト及び偽反射（見せかけの反射）が生じうる。曖昧性は、シングルセンサ構成及び複数のターゲットの追跡の際に、２つのオブジェクトが同じ距離地点に（近接して）存在し、測定情報だけに基づいて１つのオブジェクトと実際の個数のオブジェクトとを区別できないことに相応する。曖昧性はシングルセンサ構成及び複数のターゲットの追跡の際には１つのオブジェクトが複数の反射中心を異なる距離において有し、レーダセンサの距離情報に基づくだけでは複数のオブジェクトであるのか１つのオブジェクトであるのかが区別できないことを意味する。幻影オブジェクトは間隔測定の際に極めて異なるレータ固有の効果、例えばドップラー反射、妨害波発信物・・・のために生じる。他方で、デュアルセンサ構成及び三角測量法の適用の際には偽反射が生じうる。この偽反射はオブジェクトがない場所にオブジェクトを見せかけで現出させる。このような曖昧性、幻影オブジェクト及び偽反射は本発明の処置によってドラスティックに低減されうる。さらに、ただ一つのオブジェクトの追跡に速度測定を制限することを破棄し、距離測定の場合のように同時マルチターゲット追跡可能性を保証し、さらに同時にドップラーを介する相対速度測定を実施することが可能である。従属請求項において本発明の有利な実施形態が示されている。よって、評価ユニットの構成によってもとめられた速度値に基づいてレンジゲート（Range-Gate）に対する境界が決定されうる。移動オブジェクトは増大する速度勾配／振幅に基づいて検出されうる。移動オブジェクトの位置もドップラー周波数測定における最大振幅に基づいて検出可能である。検出された位置からオブジェクトの速度オフセットも推定される。レンジゲート変化の際にはドップラー周波数測定が切り換え装置の簡単な制御によって可能である。切り換え装置はイベントトリガされて制御可能であり、この結果、識別された反射に基づいて速度測定動作モードに到達するか又はミキサに供給される送信側レーダパルスの遅延を逆方向に変更することに到達する。とりわけミキサに供給される送信側レーダパルスの遅延が逆方向に識別された反射に従って行われる場合に、オブジェクトのリーズナブル検査は更なる反射の評価によって行われる。得られた間隔測定から間隔履歴がオブジェクトパターンの検出のために作成される。速度測定に基づいて、予期されるプリクラッシュ状況に対する推定値が作成されうる。この場合、とりわけドップラー周波数を測定するために速度測定動作モードに切り換えられる。
【０００５】
図面
図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【０００６】
図１は本発明の装置の原理回路図を示す。
【０００７】
図２〜４は組み合わせられる測定モードによる様々なストラテジを示す。
【０００８】
図５は距離測定動作を示す。
【０００９】
図６は速度測定動作を示す。
【００１０】
図７はオブジェクト検出を示す。
【００１１】
図８は位置検出を示す。
【００１２】
図９は推定された速度オフセットを示す。
【００１３】
図１０は状況解析の処理を示す。
【００１４】
図１１はプリクラッシュ時間経過を示す。
【００１５】
実施例の記述
原理的には間隔測定は送信されたレーダパルスの間接的な伝播時間測定によって行われる。このために図１では２４ＧＨｚの発振周波数を有するキャリア周波数発振器１が設けられており、このキャリア周波数発振器１は電力分割器２を介してその発振周波数を２つのスイッチ３及び４に転送する。スイッチ３によって発振周波数はパルス周波数変調され、この結果、送信アンテナ５にレーダパルスが到達し、このレーダパルスの反復周波数及び幅は制御装置７内部のパルス周波数発生部６によって予め設定される。間接的な伝播時間測定は受信側のミキサ８による評価によって行われ、この受信側ミキサ８は受信アンテナ９により受信されたレーダパルスをスイッチ４を介してミキサ８に到達したその都度所定の時間だけ遅延されたレーダパルスと相関させる。低周波信号がミキサ８の出力側に現れる場合には、反射されたレーダパルスの伝播時間及びパルス遅延ｄｔ及びレーダパルスを反射するオブジェクトの距離は互いに相応し、ｓ＝０．５＊ｄｔ＊ｃを介して計算される（評価装置１１）。
【００１６】
速度測定はドップラー周波数の評価によって行われ（評価装置１１）、ドップラー周波数は同様にミキサ８の出力側に現れる。このために、オブジェクトが相対速度ｖでレーダにｓだけ近づくまでパルス遅延ｄｔが保持される。
【００１７】
この場合、注意すべきことは、ｓが厳密に言えばｂ＝２＊ｐｄ＊ｃの幅を有し、この幅はレーダパルスの持続時間ｐｄに比例することである。広がりｂを有するこの離散的な「距離地点」はレンジゲート（Range-Gate）と呼ばれる。レンジゲートのプリセットは同様に制御装置７を介して、例えば相応に制御可能な遅延線路を介して行われ、このレンジゲートの範囲内でミキサ８に（スイッチ４を介して）供給可能な送信側レーダパルスがそのパルス遅延に関して連続的に増大及び／又は下降して変化可能である。
【００１８】
ここで考察されたレーダパルスセンサは距離及び速度をパラレルに測定することはできないが、全ミキサに対して同じパルス遅延ｄｔを有する１つより多くのミキサを有することができる。距離モードＥＭではレーダセンサはパルス遅延ｄｔを掃引（sweep）し、従って（パルス遅延の連続的変化によって）所定の距離範囲を掃引する。相応の評価ソフトウェアによってこの場合複数のターゲットが追跡（トラッキング）されうる。制御装置７内の切り換え装置１０を介して切り換えられる速度モードＧＭにおいては、測定すべきオブジェクトがレンジゲートに侵入し、ドップラー周波数がミキサ出力側（ＩＦｏｕｔ）において発生するまではパルス遅延ｄｔが一定保持される。ドップラー情報が取り出されると、レーダセンサは次のレンジゲートあるいはパルス遅延ｄｔに切り換わり、次のドップラー情報を待機することができる。
【００１９】
次に、どのようにパルス遅延ｄｔが制御されて、距離モードＥＭと速度モードＧＭの特性を結合する結合測定モードが生じうるかのストラテジを記述する。これらのストラテジは図２〜４に図示されている。
【００２０】
ストラテジＡ（図２）：近接領域ｓ１から開始して反射するオブジェクトを探してレーダセンサからの領域が探索される。ｓ２においてこのプロセスが中断される。パルス遅延ｄｔは一定の値に保持され、このことによりｓ２におけるドップラー周波数を測定することが可能となる。早ければドップラー周波数が検出された後で及び遅くとも最大保持周期の後で、パルス遅延ｄｔが再びｄｔ＝２＊ｓ１／ｃ（以前のスタート値）へとリセット／戻される。
【００２１】
ストラテジＢ（図２）：ｓ１の近接領域から開始してレーダセンサからの領域が連続的に増大するパルス遅延により探索される。ｓ３においてオブジェクト０１が検出される。オブジェクト０１にドップラー情報のような低トレランスを有する相対速度を割り当てるために、パルス遅延ｄｔがｄｔ＝２＊ｓ４／ｃに切り換え装置１０によって戻し切り換えされる。早くともドップラー周波数が検出された後で及び遅くとも最大保持周期の後で、パルス遅延ｄｔは再びｄｔ＝２＊ｓ１／ｃに戻される。オブジェクト０１に相対速度が割り当てることができない場合、このオブジェクトは遠ざかって去ったと見なされうる。この場合、保持周期ｔＨａｌｔｅの後で同じようにｄｔ＝２＊（ｓ３＋Δｓ）／ｃが調整される。（ｓ３−ｓ４）及びΔｓが適用される。このオブジェクト１に相対速度がまた割り当てることができない場合、このプロセスは中断される。これは、さらに、偽反射及び曖昧性の抑圧のためのパフォーマンスを改善する。なぜなら、偽反射は相対速度を有することがないからである。これに対して、曖昧性は多くのケースにおいて一貫しないバラバラの相対速度を有する。これはとりわけマルチセンサ構成において当てはまる。
【００２２】
ストラテジＣ（図２）：ｓ５におけるレンジゲートはｓ１からのスキャンによって始まる。ドップラー周波数をもとめた後で又はｔＨａｌｔｅの後で、ｓ５とｓ１との間の領域が更にもう一度逆方向のパルス遅延によって探索される。こうして、レンジゲートの設定によってオブジェクトがｓ５よりも近くで見落とされることが排除される。反復スキャンによって、複数の異なる反射中心を有するオブジェクトに対する更に別のレンジゲートにおける距離の決定が改善される。これは、さらに、偽反射及び曖昧性の抑圧のためのパフォーマンスを改善する。
【００２３】
ストラテジＤ（図３）：初めてｓ６よりもレーダセンサの近くに現れたオブジェクトの即座のリーズナブル検査が可能である。これは、ｓ６に非常に近いがｓ６よりほんの少しだけ近い距離において検出判定を下さなければならない場合には、必要不可欠である。
【００２４】
ストラテジＥ（図３）：エッジ急峻性は感度を低下させるが、走査サイクルも低下させる。アルゴリズムが大きなレーダ断面積を有するオブジェクトを予期する場合には、存在チェックのためには比較的低い感度でも十分である。ここでも下降エッジによってｓ７における比較的遠くのオブジェクトに対してできるだけ早くリーズナブル検査が行われる。
【００２５】
ストラテジＦ（図４）：任意のオブジェクトが信号処理によって識別されるやいなや、これらの任意のオブジェクトの比較的迅速なリーズナブル検査が可能である。反射が識別されるやいなや、パルス遅延ｄｔが逆方向に再び低下され、この結果、更なる反射によって幻影オブジェクトに対する高い妥当性及び耐性が得られる。オブジェクトｓ１０は１サイクルで６回リーズナブル検査され、他方でｓ１１は２回リーズナブル検査される。つまり最も近くにあるオブジェクトが最もよくリーズナブル検査される。ｓ９におけるオブジェクトはこの実施例シナリオにおいて幻影オブジェクトとしてもう追跡されないものである。ｓ８はこの場合センサの最小到達距離である。レーダセンサの到達範囲に新たに入って来るオブジェクトのリーズナブル検査に重心をおくと、ｓ８はレーダセンサの最大到達距離によって置換され、スキャン方向がレーダセンサの方向へと反転される。
【００２６】
例えばストラテジＤ及びＡの結合のように、様々なストラテジの結合も更なる利点を有する。ｓ６がレーダセンサの最大到達距離である場合、ここから発生されたオブジェクトリストの各オブジェクトはドップラー情報から導出される相対速度を有する１つ又は複数の測定ストラテジＡによって補足される。
【００２７】
ストラテジは、レンジゲートが変更されるたびに距離測定から速度測定へと切り換えられるようにも構成できる。
【００２８】
制御装置７はマイクロコントローラとして構成され、パルス周波数発生６（クロックは例えば５ＭＨｚ）、パルス遅延、切り換え１０及び評価１１の任務を引き受ける。
【００２９】
評価装置１１はもとめられた速度値に基づいてレンジゲートの境界を決めることができる。
【００３０】
図５にはスキャンモードにおける距離測定動作が図示されている。異なるレンジゲートは異なるグレー色調を有する。
【００３１】
図６は半波（ドップラー周波数）の検出による速度測定動作を示す。半波からバイナリ信号が形成され、この結果、ゼロ通過点が、すなわちドップラー周波数がより精確に算定される。
【００３２】
図７は速度測定動作における増大する振幅／勾配に基づくオブジェクト検出を示す。
【００３３】
図８はドップラー周波数測定における到達された最大振幅に基づく移動オブジェクトの位置検出を示すために使用される。
【００３４】
オブジェクトの検出された位置から、レンジゲート内の速度オフセット、すなわちベクトルＶｒ（ｒ）も推定されうる（図９）。
【００３５】
図１０にはどのようにして個別ターゲット測定から個別測定の収集（collect past peak-list）によって間隔履歴（距離履歴）が作成されるのか及び時間／ピーク線図が作成されるのかが図示されている。ここから状況解析が行われ、オブジェクトパターンの検出がピークリストのプログレッション（progression）に基づいて行われる。これはとりわけ予期されるクラッシュ状況の推定にとって重要である。
【００３６】
図１１はプリクラッシュ時間経過を示す。距離測定はタイムトリガされる（１０ｍｓ内にその都度７ｍ領域がスキャンされる）。速度測定は１．５〜１８ｍｓの範囲においてイベントトリガされる。測定値の処理からクラッシュ状況が推定され、この結果、予期されるクラッシュに対する事前警告信号（プリファイア信号（prefire signal））が送出されるか又はエアバッグのトリガもしくは接近速度の補正のパラメータ（プリセットパラメータ）が送出される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の装置の原理回路図を示す。
【図２】組み合わせられる測定モードによる様々なストラテジを示す。
【図３】組み合わせられる測定モードによる様々なストラテジを示す。
【図４】組み合わせられる測定モードによる様々なストラテジを示す。
【図５】距離測定動作を示す。
【図６】速度測定動作を示す。
【図７】オブジェクト検出を示す。
【図８】位置検出を示す。
【図９】推定された速度オフセットを示す。
【図１０】状況解析の処理を示す。
【図１１】プリクラッシュ時間経過を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  キャリア周波数発振器
２  電力分割器
３  スイッチ
４  スイッチ
５  送信アンテナ
６  パルス周波数発生部
７  制御装置
８  ミキサ
９  受信アンテナ
１０  切り換え装置
１１  評価装置
【図１】
2006508364.tif 000003
【図２】
2006508364.tif 000004
【図３】
2006508364.tif 000005
【図４】
2006508364.tif 000006
【図５】
2006508364.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006508364.tif 000009
【図８】
2006508364.tif 000010
【図９】
2006508364.tif 000011
【図１０】
2006508364.tif 000012
【図１１】
2006508364.tif 000013
【国際調査報告】
2006508364.tif 000014
2006508364.tif 000015
2006508364.tif 000016
2006508364.tif 000017
2006508364.tif 000018
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