(57)【要約】例えば車両用のパルスレーダ法において、タイムフレーム（２０）の別個のタイムスロット（２１，…，２４）が設けられている。１タイムスロット中にレーダセンサ（１）によって少なくとも１つのレーダパルスが送信されて１つまたは複数のエコー信号が受信される。残りのタイムスロット（２２，２３，２４）中にこのレーダセンサ（１）により、妨害信号が発生しているか否かを監視する。タイムスロット（２１，…，２４）毎に発生する妨害信号に基づいて、レーダセンサ（１）がその送信および受信動作を引き続き上記の所定のタイムスロット（２１）にて維持すべきか、または残りのタイムスロット（２２，２３，２４）のうちの１つに換えるべきかが判定される。この方法は、複数のレーダセンサが同時に動作するのに有利であり、その際に妨害が発生することがない。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば車両用のパルスレーダ法において、
タイムフレーム（２０）の所定のタイムスロット（２１）中にレーダセンサ（１）によって、少なくとも１つのレーダパルスを送出して１つまたは複数のエコー信号を受信するステップと、
前記のタイムフレーム（２０）の残りのタイムスロット（２２，２３，２４）中にレーダセンサ（１）により、妨害信号が発生しているか否かを監視するステップと、
タイムスロット（２１，…，２４）毎に発生する妨害信号に基づいて、前記レーダセンサ（１）がその送信および受信動作を引き続き前記の所定のタイムスロット（２１）にて維持すべきか、または前記のタイムフレーム（２０）の残りのタイムスロット（２２，２３，２４）のうちの１つに換えるべきかを判定するステップとを有することを特徴とする
パルスレーダ法。
【請求項２】
所定のタイムスロット（２１，…，２４）に妨害が発生しているか否かを判定するため、当該タイムスロット（２１，…，２４）に目下発生しているパルスの数と当該数の変動とを使用する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記のタイムフレーム（２０）の残りのタイムスロット（２２，２３，２４）のうちの少なくとも１つのタイムスロットに妨害が発生しているか否かを判定するため、各タイムスロットにて所定の閾値を上回る目下の振幅値を使用する、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
妨害の少ないまたは妨害のないタイムスロット（２１，…，２４）を探し出した後、前記レーダセンサ（１）により、当該レーダセンサのつぎのタイムフレーム（２０）における送信および受信動作を、タイムフレーム（２０）内で同じ時間的な位置を有するタイムスロット（２１）にて行う、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
相互に妨害のおそれがあるレーダセンサ（４０１，４０２，４１１，４１２）を、相応するタイムスロット分割を有する統一的なタイムフレーム（２０）に統合する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
送信および受信動作に対してそれぞれ使用される１つまたは複数のタイムスロット（２１，…，２４）に妨害が発生する場合、前記のレーダセンサ（１，４０１）ならびに場合によっては別のレーダセンサ（４０２，４１１，４１２）により当該レーダセンサの測定を拒絶する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記のレーダセンサ（１，４０１）ないしは別のレーダセンサ（４０２，４１１，４１２）により、ランダムに妨害の少ないまたは妨害のないタイムスロットを探し出し、当該の探し出した妨害の少ないまたは妨害のないタイムスロットを、そこに妨害が発生するまで保持する、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
共通のシステムまたは１つの車両に属しかつ例えば隣接して配置されているレーダセンサ（１，４０１，４０２，４１１，４１２）のタイムスロットを送信および受信動作に対してあらかじめ予備制御して、前記レーダセンサがタイムフレーム（２０）内で別個のタイムスロット（２１，…，２４）を占めるようにする、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
あらかじめ予備制御したレーダセンサを一時的にのみ、例えば外部の妨害が強い際に、妨害の少ないまたは妨害のないタイムスロット（２１，…，２４）に切り換え、前記の外部の妨害が低下した後、再度当該レーダセンサのあらかじめ予備制御された動作を行う、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
相互の妨害のおそれがあるレーダセンサに対して相異なる偏波、例えば４５°だけ異なる偏波を使用する、
請求項１から９までのいずれか１項の方法。
【請求項１１】
例えば車両用のパルスレーダセンサにおいて、
搬送周波数信号を形成する手段（１２）と、
レーダパルスを前記搬送周波数信号から導出する手段（３，４）と、
レーダパルスの送出手段（５）および受信手段（６）と、
レーダパルスの送出および受信に対してタイムフレーム（２０）内でタイムスロット（２１，…，２４）を設定する手段（１３，１５）と、
発生した妨害について送信したレーダパルスを評価する手段（１２，１３）と、
送信したレーダパルスを評価する手段（１２，１３，１５）から送出される少なくとも１つの信号（１９）に依存して、レーダパルスの送出および受信に対してタイムスロット（２１，…，２４）を換える手段（１２，１３，１５）とを有することを特徴とする
パルスレーダセンサ。
【請求項１２】
前記の送信したレーダパルスを評価する手段（１２，１３，１５）を構成して、タイムスロットに目下発生しているレーダパルスが計数されかつ計数値の変動が検出されるようにした、
請求項１１に記載のパルスレーダセンサ。
【請求項１３】
タイムフレーム（２０）の残りのタイムスロット（２２，２３，２４）に妨害が発生しているか否かを検出するために閾値判定器が設けられている、
請求項１１または１２に記載のパルスレーダセンサ。
【請求項１４】
少なくとも２つのパルスレーダセンサからなるシステムにおいて、
レーダセンサ（４０１，４０２ないしは４１１，４１２）は統一されたタイムフレーム（２０）を有しており、
共通の制御装置が、例えば隣接した配置されたレーダセンサに対して設けられ、これによって当該レーダセンサが予備制御されて、各レーダセンサが前記タイムフレーム（２０）内で別個のタイムスロットを占めることができるようにしたことを特徴とする、
請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の少なくとも２つのパルスレーダセンサからなるシステム。
【請求項１５】
手段（１３，１５）が設けられており、これにより、例えば一時的に外部の妨害が強い際に前記の予備制御から離れる、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記レーダセンサは互いに相異なる偏波を有する、
請求項１４または１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、例えば車両用のパルスレーダ法を出発点とし、ここでは発生する妨害信号が監視される。
【０００２】
ＤＥ１９６３１５９０Ａ１からこのような方法で動作するレーダシステムが公知である。そこで使用されるＦＭＣＷレーダ法では個々の時間区間が定められ、この時間区間において発振器により、変調された高周波信号が出力される。少なくとも１つの時間区間中には、レーダ目標物の測定に利用される信号は出力されない。そこで発生する妨害信号は記録され、また記録された複数のレーダ信号と一緒に評価されることによって、これらは誤った目標である可能性があるとして評価することができるのである。
【０００３】
発明の利点
請求項に記載した手段により、パルスレーダシステム（Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｒａｄａｒ ＝ＳＳＲ）による相互の妨害を、殊にそれらの検出領域が互いに重なり合うおよび／または互いに向き合う場合に回避または少なくとも低減することができる。これは同種の複数のセンサが互いに放射を行う車両の周囲センサにおいてとりわけ重要である。このようなケースが発生するのは殊に、駐車支援（ＥＰＨ＝Ｅｉｎｐａｒｋｈｉｌｆｅ）および死角検出（ＴＷＤ＝Ｔｏｔｅ−Ｗｉｎｋｅｌ−Ｄｅｔｅｋｔｉｏｎ）のシステムにおいてである。それはここでは、車両が互いに並び合って、向き合って、またはすれ違って行き交う場合に、レーダセンサの検出領域が互いに向き合うことがあるからである。この妨害の原因は、ＳＲＲのレーダパルスの帯域幅が広いことにある。この広帯域性は、レーダセンサの位置分解能を保証するために基本的に必要である。本発明では実質的に１タイムフレーム（Ｚｅｉｔｒａｈｍｅｎ）の時間的に段階付けられた複数のタイムスロット（Ｚｅｉｔｓｃｈｌｉｔｚ）において個々のセンサを作動させることにより、パルスパルスレーダにおける相互の妨害を阻止する。このためにレーダセンサの２つの測定機能が定められる。所定のタイムスロット中、レーダセンサにより、少なくとも１つのレーダパルスが送出されて１つまたは複数のエコー信号が受信される。この測定機能は実際の障害物検出に使用される。第２の測定機能は、妨害の検出に使用される。すなわちタイムフレームの残りのタイムスロット中にこのレーダセンサにより、周囲の電磁場が監視される。タイムスロット毎に発生する妨害信号に基づいて監視されるのは、各タイムスロットに妨害がないか否かである。これにしたがって判定されるのが、上記のレーダセンサがその送信および受信動作を引き続きこのタイムスロットにて維持すべきか、またはこのタイムフレームの残りのタイムスロットのうちの１つに換えるべきであるかである。
【０００４】
この手段により、パルスレーダ法（ＳＳＲ）は、近接領域センサでの使用に対して、殊に駐車支援ＥＰＨおよび死角検出ＴＷＤに対してはじめて効果的に利用可能になる。本発明の手段を適用しない場合、車両における装備率が所定の割合になると、つねに相互の妨害が生じてしまうおそれがある。
【０００５】
慣用のシステムに対する本発明の付加的なコストは、信号の評価に起因する、既存のコンポーネントとは異なる制御部のコストだけである。したがって本発明の手段は既存のシステムに容易に後付けすることができ、例えばソフトウェアの変更によって後付け可能である。
【０００６】
レーダセンサの放射を時間的に制限することによって、平均的な妨害送信が低減される。したがって電磁場による周囲への負荷も低減される。
【０００７】
例えば擬似ランダム（ｐｓｅｕｄｏｓｔｏｃｈａｓｔｉｓｃｈ）なトリガパルスの符号化の際に必要であり、相応に付加的なコストを要求する測定値の平均化は不要である。
【０００８】
請求項２により、所定のタイムスロットにおいて妨害が発生したか否かの判定を行うために、このタイムスロットにおいて目下発生したパルスの数と、この数の変動とを使用することは有利である。
【０００９】
残りのタイムスロットのうちの少なくとも１つのタイムスロットに妨害が発生したか否かを判定するために、請求項３により、各タイムスロットにおける目下の振幅値を使用して、これが所定の閾値を上回った否かを決定することは有利である。
【００１０】
妨害の少ないまたは妨害のないタイムスロットを探し出した後、請求項４により有利であるのは、レーダセンサがその送信および受信動作をつぎのタイムフレームにおいて、タイムフレーム内で同じ時間的な位置を有するタイムスロットにおいて行う場合である。
【００１１】
請求項５により、相互に妨害のおそれがあるレーダセンサを、相応するタイムスロット分割を有する統一的なタイムフレームに統合することは有利である。
【００１２】
請求項４および５の手段は、複数のレーダセンサが妨害なしに並存して動作できるのに有効である。
【００１３】
送信および受信動作に利用される１つまたは複数の各タイムスロットに妨害が発生する場合、請求項６により、１レーダセンサならびに場合によっては別の複数のレーダセンサによってその／それらの測定が拒絶されると有利である。これによって信頼性の高い測定値が得られる。
【００１４】
請求項７により、レーダセンサは、ランダムに妨害の少ないまたは妨害のないタイムスロットを探し出し、このタイムスロットに妨害が発生するまでこのタイムスロットを保持する。
【００１５】
共通のシステムまたは車両に所属するレーダセンサは、例えばこれが隣接して配置される場合、請求項８により、有利にはつぎのように予備制御される。すなわちこれらがこのタイムフレーム内で別個のタイムスロットを占めるように予備制御されるのである。この場合、妨害のないタイムスロットの煩雑なサーチを行う必要はない。
【００１６】
このようなレーダセンサにおいて強力な外部の妨害が発生する場合、請求項９により、このレーダセンサを、妨害の少ない／妨害のないタイムスロットに一時的にのみ切り換え、上記の外部の妨害が低下した後、再度その予備制御された動作を行う。
【００１７】
請求項１０により、同時に動作するレーダセンサの妨害を低減するために相異なる偏波を使用することは有利である。
【００１８】
請求項１１には、殊に本発明の方法を実施するのに有利なパルスレーダセンサの構成が示されており、このパルスレーダセンサによって、レーダパルスの送出および受信に対してタイムスロットを簡単に交換することが可能である。このためには、評価された信号に依存して切り換え制御を行うだけでよい。
【００１９】
請求項１２には、どのようにすれば簡単にレーダパルスの妨害の評価を行い得るが示されている。
【００２０】
請求項１３により、残りのタイムスロットにおける妨害を簡単な手段で検出することができる。
【００２１】
請求項１４〜１６に示されているのは、レーダセンサの相互の妨害を効果的に低減する手段である。例えば、レーダセンサ毎に異なるタイムスロットと、相異なる偏波の使用とを同時に適用することによって、システム内での妨害に対する信頼性が極めて高くなる。
【００２２】
図面
図面に基づき本発明の実施例を詳しく説明する。ここで、
図１は、本発明の方法を実施するためのレーダセンサの基本的な構造を示しており、
図２は、相異なるレーダセンサにより、タイムススロットを段階付けて利用することを示しており、
図３は、２つの車両のレーダセンサによる相互の妨害の影響を示している。
【００２３】
実施例の説明
図１に示したようにレーダセンサ１においてマイクロ波搬送波発振器２により、搬送周波数が形成される。トリガパルス制御された高速のスイッチ３および４、例えばダイオードスイッチを用いることによって、搬送波発振器２の連続的な信号から振動波列（Ｓｃｈｗｉｎｇｕｎｇｓｐａｋｅｔｅ）が形成される。アンテナ５を介して、スイッチ３により形成された振動波列が放射される。存在し得る障害物での反射の後、この信号の一部が受信アンテナ６によって受信され、混合器７に供給される。混合器７により、スイッチ４を介して形成された振動波列と、この受信信号とが混合される。受信した信号と、（スイッチ４を介して）サンプリングされた信号とが時間的に一致する場合、混合器７によって出力信号８が供給される。制御可能なパルス遅延部９を用いることによって、サンプリングパルスは送信パルスに対して遅延され、ここでこれは、スイッチ４に対するトリガパルス１１をパルス遅延部９を介して導通することによって行われる。これに対してトリガパルス１０は遅延されずにスイッチ３に到達する。パルス遅延部９の制御は制御電圧１４によって行われる。遅延の大きさは２つの量の既知の関係によって決定される。混合器７の出力信号８は、バンドパス増幅器１２を介して制御ユニット１３に導かれる。制御ユニット１３により、エコー信号が評価される。
【００２４】
この場合に混合器７によって出力信号（エコー信号）が供給される遅延時間は、レーダセンサ１と障害物との間における波の走行時間に等しい。電磁波の既知の伝搬時間と測定した時間とから障害物との間隔が決定される。
【００２５】
マイクロプロセッサとすることの可能な制御ユニット１３により、トリガパルス１８が供給され、これは相応の処理の後、スイッチ３および４にそれらのトリガ信号１０および１１として導通することが可能である。トリガパルス１８は、一方ではパルスゲート１５とパルス形成器１６とを介してスイッチ３に導かれ、他方ではパルス遅延部９とパルス形成器１７とを介してスイッチ４に導かれる。
【００２６】
振動波列すなわちレーダパルスの送出に対して、図２にしたがい、タイムフレーム２０が設定され、ここでこれは図示の実施例においてタイムスロット２１，２２，２３，２４に分割されている。第１タイムフレーム２０の経過後、さらなるタイムフレームが再度タイムスロット２１で開始する。タイムフレーム２０により測定のサイクル時間が設定される。測定フェーズ、すなわちレーダセンサによってレーダパルスが送信されかつそのエコーが評価される時間は、これらのタイムスロットのうちに１つ、例えばタイムスロット２１に相応する。監視フェーズ、すなわちタイムフレーム２０内の残りのタイムスロット２２，２３，２４の時間は、例えば別のレーダセンサによって生じた妨害の監視に使用され、またこの監視フェーズにより、別のセンサのうちの１つまたは複数のセンサは妨害なしにその測定を実行することが可能である。図２では、例として１測定フェーズ（タイムスロット）と、３つの監視フェーズ（残りのタイムスロット）とをレーダセンサ毎に仮定した。これにより、相異なる４つのレーダセンサ４０１，４０２ならびに４１１および４１２が妨害なしに動作可能である。これらの測定フェーズは、図２に示したように、別個のタイムスロット２１，…，２４に入れられている。当然のことながら監視フェーズと測定フェーズとの任意の整数比が可能である。この分割は第１には、測定レートに対する下限によって決定される。すなわち測定レートの短縮化が技術的にさらに許容されなければならず、これによって信頼性の高い結果が得られるようにする。また上記の分割は第２にはタイムフレームの長さによって決定される。すなわち、測定の繰り返しは要求に適合しなければならない（車両の絶対速度が高ければ高くなり得るほど、また相対的な速度変化が大きければ大きいほど、それだけタイムフレーム２０は短くしなければならない）のである。
【００２７】
タイムフレーム２０およびタイムスロット２１，…，２４の設定は、制御ユニット１３により、トリガパルス１８の繰り返し周波数によってないしはパルスゲート１５によって決定される。例えばＡＮＤ回路によって実現され、トリガパルス１８の他にゲート信号１９が制御ユニットから供給されるパルスゲート１５により、トリガパルスを導通するかまたは抑圧することができ、ひいては測定フェーズをオフまたはオンすることができ、すなわちレーダパルスの抑圧または送出を行うことができるのである。このパルスゲート１５は、制御ユニット１３の、組み込まれた１構成部分とすることも可能であり、ないしはマイクロプロセッサ内の内部的な信号の結合によって実現することができる。各レーダセンサは、妨害を識別できるように構成されている。このためにレーダセンサのサンプリング機能はつねに動作している（各タイムスロットにおいてスイッチ４がトリガされる）。
【００２８】
１システムにおいて複数のレーダセンサが一緒に動作する場合、制御ユニット１３にインタフェース信号３０を供給して、このシステムの全レーダセンサが別個のタイムスロットにおいてその測定フェーズを有しかつ互いに妨害しないことを保証することができる。
【００２９】
他のレーダセンサによる妨害は、時間的な配分がランダムであるパルスによって表される。
【００３０】
監視フェーズでは、所定の閾値を上回る混合器出力信号８の振幅が監視される。これが所定の頻度で発生する場合、別のレーダセンサがこのフェーズにおいて送信している仮定する。監視側のレーダセンサは、この領域を測定フェーズとして使用することを避ける。
【００３１】
測定フェーズではエコーおよび妨害パルスが同時に発生する。パルスの数がほぼ一定ならば、このことから仮定することができるのは、妨害信号がないことである。パルスの数が変動しかつこれが多い場合、高い確率で妨害パルスが生じている。この場合、測定を拒絶して、取り決めた時間の後、新たに開始しなければならない。
【００３２】
有利であるのは、すべてのパルスレーダシステムが統一的な測定サイクルを維持することである。妨害信号が測定サイクルで監視され、妨害領域が求められる場合、関与するレーダセンサのどのタイムスロットを利用してはならないかを予測することができる。監視側のレーダセンサは、つぎの測定サイクルにおいて空きのタイムスロット、例えばタイムスロット２１に同期し、またこれを引き続きの測定の際に維持することができる。
【００３３】
２つまたはそれ以上のレーダセンサが同時に送信し、少なくとも１つのレーダセンサが妨害されるという妨害の場合、測定は拒絶される。このためには閾値判定器によって、このタイムフレームの残りのタイムスロットに妨害があるか否かを検出することが必要である。複数のレーダセンサが妨害される場合、双方のレーダセンサにおいて測定が拒絶される。
【００３４】
監視により、レーダセンサは再び空のタイムスロットを決定する。つぎの空のタイムスロットがここでも複数のレーダセンサによって利用されてしまうことを回避するため、センサは、ランダムに空のタイムスロットにおいて送信を開始する。
【００３５】
このランダムの原理により、複数のレーダセンサが送信してしまうことを完全に取り除けないため、新たな妨害の際には、実行中の測定を拒絶して、上記の原理にしたがい再度空のタイムスロットを探し出す。
【００３６】
レーダセンサの測定および監視機能の制御は、中央の制御装置またはレーダセンサそれ自体で行うことが可能である。後者の場合、このためにレーダセンサにプロセッサ（制御装置１３）が必要である。
【００３７】
１車両におけるレーダセンサの妨害を最初から最小化するため、隣接するセンサを共通の制御装置によってトリガ（予備制御）することができ、これによってこれらのセンサが異なるタイムスロットを利用するようにする。この共通の制御装置は、レーダセンサの制御装置１３をインタフェース信号３０を介して相応に制御することができる。外部の妨害が強い場合のみ、これは、妨害の比較的少ないタイムスロットに自動的に切り替わる。妨害が消滅した後、これらのレーダセンサは再び元のタイムスロットを占めることができる。この変更が可能であるのは、バンパにおいて隣接するレーダセンサによる相互の妨害は、例えば、直に互いに向き合っている別の車両のレーダセンサから送出される妨害よりも小さいからである。図３を参照されたい。
【００３８】
有利であるのは、別個のレーダセンサに妨害のおそれがある際に、偏波の異なるアンテナを使用して、例えば４５°の偏波を有するアンテナを使用して相互にデカップリングすることである。この手段において前提とされるのは、バンパのまたは別の被覆材の背後にセンサを組み込むことによって、偏波の回転が実際に行われないことである。偏波が回転すると、抑圧が再び低減されてしまうことになり得る。タイムスロット方式と４５°偏波とを同時に適用することによって、システムの妨害に対する極めて高い信頼性が得られる。
【００３９】
図３には、２つずつのセンサ４０１および４０２ないしは４１１および４１２を有する２つの車両４０および４１における妨害の影響が概略的に示されている。
【００４０】
他の製造者による同種の製品と、本発明の方法とが互換性を有するようにするために有利であるのは、相互の妨害の確率が高いすべてのレーダセンサが、同じタイムスロット分割を有する同じタイムフレーム２０を利用する場合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の方法を実施するためのレーダセンサの基本的な構造を示す図である。
【図２】
相異なるレーダセンサにより、タイムススロットを段階付けて利用することを示す図である。
【図３】
２つの車両のレーダセンサによる相互の妨害の影響を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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2004529317.tif 000007
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2004529317.tif 000009
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2004529317.tif 000013
2004529317.tif 000014
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2004529317.tif 000018
2004529317.tif 000019
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2004529317.tif 000024
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【国際調査報告】
2004529317.tif 000026
2004529317.tif 000027
2004529317.tif 000028
2004529317.tif 000029
2004529317.tif 000030
2004529317.tif 000031