СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ УЧАСТНИКОВ ДВИЖЕНИЯ
METHOD FOR TRACKING ROAD USERS

Изобретение касается способа регистрации участников движения на протяжении по меньшей мере одного транспортного пути.
Участники движения регистрируются сегодня на протяжении самых различных транспортных путей, на суше, на воде и в воздухе. При этом часто речь идет о статистической оценке количества и вида участников движения и/или об управлении транспортным потоком на протяжении по меньшей мере одного транспортного пути.
Управление транспортным потоком на протяжении транспортных путей, в частности на пересекающихся транспортных путях, например, перекрестках или примыканиях, сегодня зачастую осуществляется электронно-работающими системами, которые, например, адаптируют переключения светофоров, правила преимущества движения и/или ограничения скорости к условиям движения. Для этого необходимо обнаруживать текущую дорожную ситуацию. Это происходит во многих случаях с помощью радарных сенсоров, которые испускают радарное излучение в виде передаваемых сигналов, так что эти передаваемые сигналы отражаются от участников движения, например, автомобилей. Это отраженное радарное излучение обнаруживается в виде принимаемых сигналов. Оно содержит информацию о расстоянии, радиальной скорости, направлении движения и/или размере участника движения.
Из уровня техники известны самые различные виды передаваемых сигналов. Могут, например, применяться линейные изменения частоты, которые повторяются и выполнены идентично или выполнены различно и испускаются поочередно или одновременно. Соответствующие передаваемые сигналы известны, например, из DE 10 2013 008 607 A1 и DE 10 2017 105 783 A1. В качестве передаваемых сигналов могут также применяться сигналы, которые создаются, предпочтительно цифровым, фазово-модулированным радарным излучением, PMCW (англ. Phase Modulated Continuous Wave). При этом сигналы фазово модулируются до несущей частоты, которая затем может применяться в качестве передаваемого сигнала.
Сегодняшними способами можно отличать друг от друга различные виды участников движения, например, автомобили, мотоциклы и грузовые автомобили, а также пешеходов или велосипедистов, и управлять транспортным потоком на основе заложенных для различных типов участников движения данных. Это может заключаться, например, во переключении светофорных объектов и/или открытии или закрытии дополнительных полос движения, или введении или снятии ограничений скорости.
Применение радарных сенсоров, например, по сравнению с применением камер, которые работают в области видимого света, имеет то преимущество, что радарные сенсоры функционируют независимо от дневного света, а также в тумане и темноте. Тем не менее, даже при применении радарных сенсоров для контроля и управления транспортным потоком могут возникать помехи, например, из-за погодных влияний или интерференции с другими источниками радарного излучения. В случае помехи регистрация участников движения невозможна или по меньшей мере невозможна оптимально. Помеха может мешать или даже препятствовать транспортному потоку и, в частности, вызывать также риски для причастных участников движения.
Поэтому в основе изобретения лежит задача, усовершенствовать способ управления транспортным потоком на протяжении по меньшей мере одного транспортного пути так, чтобы помехи при регистрации участников движения распознавались заблаговременно, и можно было реагировать так, чтобы повышалась безопасность движения.
Изобретение решает поставленную задачу с помощью способа регистрации участников движения на протяжении по меньшей мере одного транспортного пути, причем этот способ имеет следующие этапы:
- испускание передаваемых сигналов посредством по меньшей мере одного устройства для передачи радарного излучения;
- обнаружение принимаемых сигналов посредством по меньшей мере одного устройства для приема радарного излучения;
- смешивание передаваемых сигналов и принимаемых сигналов с получением сигналов основной полосы частот и расчет матрицы обнаружения из сигналов основной полосы частот и оценка матрицы обнаружения в оценивающем модуле электронного устройства обработки данных, при этом пики матрицы обнаружения ставятся в соответствие объектам;
- проверка, выполнен ли критерий помехи, в диагностическом модуле;
- генерирование сигналов из результатов оценки в оценивающем модуле и проверка в диагностическом модуле и
- передача сигналов в управляющий модуль электронного устройства обработки данных.
В соответствии с изобретением, следовательно, по меньшей мере одним устройством для передачи радарного излучения, которое предпочтительно является частью радарного сенсора, испускается радарное излучение в виде передаваемых сигналов. Они могут, как уже указывалось, иметь различные виды. Они с различной силой отражаются от разных участников движения, которые находятся в контролируемой отдельной части указанного по меньшей мере одного транспортного пути, при этом сила отражения зависит, в частности, от размера участника движения и от его удаленности от устройства для передачи и устройства для приема. Некоторая часть отраженного радарного излучения в виде принимаемых сигналов отражается обратно к радарному сенсору, в частности к устройству для приема радарного излучения, которое является частью радарного сенсора. Принимаемые сигналы обнаруживаются посредством по меньшей мере одного устройства для приема радарного излучения, которое предпочтительно тоже является частью указанного по меньшей мере одного радарного сенсора. Передаваемые сигналы, которые были испущены указанным по меньшей мере одним устройством для передачи радарного излучения, и принимаемые сигналы, которые были обнаружены указанным по меньшей мере одним устройством для приема радарного излучения, смешиваются с получением сигналов основной полосы частот, из которых рассчитывается матрица обнаружения. Матрица обнаружения представляет собой, например, матрицу дальность-Доплер, которая рассчитывается с помощью двойного преобразования Фурье сигналов основной полосы частот. Если испускаемые передаваемые сигналы представляют собой не повторяющиеся линейные изменения частоты, а, например, предпочтительно цифровые фазово-модулированные сигналы, матрица дальность-Доплер может также рассчитываться путем корреляции (дальность) и преобразования Фурье (Доплер). Этот способ известен из уровня техники и привычен для специалиста. Другими возможными матрицами обнаружения являются, например, матрицы дальность-время, у которых выполняется только преобразование Фурье, или матрица дальность-угол. Предпочтительно несколько матриц обнаружения рассчитываются в одном, предпочтительно в каждом цикле измерения и применяются, например, в различных угловых областях и/или направлениях.
Затем матрица обнаружения оценивается в оценивающем модуле электронного устройства обработки данных. В матрице обнаружения спектральная энергия (энергия сигнала) ставится в соответствие различной информации. В то время как по одной оси, например, матрицы дальность-Доплер, нанесено расстояние («дальность»), по другой оси частота Доплера, и вместе с тем информация о радиальной скорости отражающего передаваемые сигналы участника движения. Следовательно, наличие энергии сигналов, которая предпочтительно лежит заметно выше, особенно предпочтительно больше чем на 20 дБ, шума матрицы в некотором спектральном положении в ячейке матрицы дальность-Доплер, означает, что принимаемые сигналы возникли из отражения передаваемых сигналов от некоторого предмета, в частности участника движения, который находится на определенном расстоянии («дальность») и имеет определенную радиальную скорость к указанному по меньшей мере одному устройству для приема или от него, которая получается из соответствующей частоты Доплера. Однако соответствие между радиальной скоростью и частотой Доплера при известных условиях многозначно, для чего из уровня техники известны методы устранения.
Энергия сигнала у такого элемента матрицы обнаружения, в частности матрицы дальность-Доплер, называется «пиком», при этом разные пики матрицы дальность-Доплер ставятся в соответствие различным объектам, в частности участникам движения. При этом какому-либо объекту может ставиться в соответствие один единственный пик или некоторая область матрицы дальность-Доплер, имеющая несколько пиков.
В соответствии с изобретением в диагностическом модуле проверяется, выполнен ли критерий помехи. Тогда на основе результатов оценки матрицы обнаружения в оценивающем модуле и проверки в диагностическом модуле генерируются сигналы, которые передаются в управляющий модуль. При этом предпочтительно учитываются также результаты оценки сигналов основной полосы частот во временной области.
Управляющий модуль встроен, чтобы статистически оценивать сигналы и/или управлять транспортным потоком на протяжении указанного по меньшей мере одного транспортного пути. В последнем случае речь идет о способе управления транспортным потоком на протяжении указанного по меньшей мере одного транспортного пути.
Предпочтительно оценивающий модуль и/или диагностический модуль являются частями электронного устройства обработки данных, являющегося частью радарного сенсора, который также имеет устройство для передачи и/или устройство для приема. Управляющий модуль предпочтительно является не частью сенсора, а, например, частью компьютера управления, который применяется для управления транспортным потоком. Конечно, управляющий модуль может быть также частью сенсора. Возможно также, чтобы оценивающий модуль и/или диагностический модуль были не частью радарного сенсора, а частью другого электронного устройства обработки данных, которому предпочтительно принадлежит также управляющий модуль.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления к проверке, выполнен ли критерий помехи, привлекаются оцененная матрица обнаружения, предпочтительно оцененная матрица дальность-Доплер, и сигналы основной полосы частот. Предпочтительно, например, критерий помехи выполнен тогда, когда при оценивании матрицы обнаружения обнаруживается дождь и/или снег и/или интерференция с сигналами других устройств для передачи и/или изменение положения и/или ориентация данного сенсора.
Осадки в виде дождя и/или снега также отражают по меньшей мере некоторую часть испущенных передаваемых сигналов и приводят, таким образом, к определенному виду принимаемых сигналов. В оцененной матрице обнаружения это приводит к характерным эффектам. Так, например, в случае матрицы дальность-Доплер на расстоянии («дальности») в несколько метров будет возникать большое количество энергии сигналов, так как от множества элементов осадков, то есть дождевых капель или снежных хлопьев, в этой области отражается большая часть отраженных передаваемых сигналов. Хотя дождевые капли и снежные хлопья на большем расстоянии и отражают проникшие до этого места передаваемые сигналы, однако из-за слишком большого в этом случае расстояния не могут обеспечивать значительную интенсивность принимаемых сигналов. Радиальная скорость осадков также является типичной, так как дождевые капли в совокупности и снежные хлопья в совокупности часто падают на землю с характерной скоростью. Радиальная скорость к указанному по меньшей мере одному радарному сенсору или от него может, конечно, подвергаться влиянию, в зависимости от условий ветра. Таким образом дождь и/или снег могут обнаруживаться легко и уверенно.
Если это так, критерий помехи считается выполненным, так как сенсор больше не может или по меньшей мере больше не может надежным образом уверенно и однозначно распознавать участников движения и при известных условиях относить их к различным классам.
Предпочтительно оценивается несколько матриц обнаружения, предпочтительно матриц дальность-Доплер разных, предпочтительно следующих друг за другом циклов измерения. Они образуются из сигналов основной полосы частот, которые были смешаны из передаваемых сигналов и принимаемых сигналов различных циклов измерения. Благодаря этому можно ставить в соотношение друг с другом найденные при оценке нескольких матриц обнаружения объекты и так отслеживать движение этих объектов. Благодаря этому можно лучше отличать друг от друга движущиеся объекты, в частности участников движения, и статические цели, например, строительные сооружения, щиты или светофоры, чем это возможно путем оценки радиальной скорости. При этом движущимся объектам может ставиться в соответствие некоторая действительная траектория, которая, в частности, содержит положение каждого объекта в различные моменты времени. Предпочтительно критерий помехи считается выполненным, когда предопределенное количество, например, по меньшей мере 10, по меньшей мере 25 или по меньшей мере 50 этих действительных траекторий не следует ходу, заложенному в электронном банке данных. Предпочтительно это предопределенное количество действительных траекторий, которые не следуют заложенному ходу, возникают в предопределенный период времени, например, в течение 10 минут, в течение 5 минут или в течение 2 минут, чтобы критерий помехи был выполнен.
Как правило, контролируемая область указанного по меньшей мере одного транспортного пути, в которой могут иметься участники движения, могущие отражать испускаемые передаваемые сигналы в направлении указанного по меньшей мере одного устройства для приема, известна. Она располагает, например, несколькими полосами движения, в которых действуют определенные направления движения, и которые следуют предопределенному ходу. Этот ход может быть заложен в электронном банке данных. Испускание передаваемых сигналов, прием принимаемых сигналов, смешивание сигналов с получением сигналов основной полосы частот и определение матрицы обнаружения, предпочтительно матрицы дальность-Доплер, а также ее оценка, как правило, как уже указывалось, выполняются не только один раз, а многократно друг за другом. Эти этапы способа могут, например, выполняться несколько сотен раз в секунду. Таким образом отдельные объекты могут отслеживаться на протяжении продолжительного периода времени. При этом при известных условиях изменяется вектор скорости и/или место, в котором обнаруживается данный объект. Таким образом может определяться действительная траектория объекта и вместе с тем участника движения.
Предпочтительно эта определенная действительная траектория сравнивается с траекториями, которые, например, заложены для различных полос движения указанного по меньшей мере одного транспортного пути. Если рассчитанная из различных матриц обнаружения действительная траектория, например, по углу азимута или углу возвышения, отличается от номинальной траектории, которая заложена в электронном банке данных, это явный знак того, что ориентация и/или положение указанного по меньшей мере одного радарного сенсора, а по меньшей мере положение и/или ориентация указанного по меньшей мере одного устройства для приема радарного излучения сместилось. Контролируемая область транспортного пути таким образом изменилась, так что нахождение надежных данных больше невозможно, или это по меньшей мере не может обеспечиваться. В этом случае предпочтительно критерий помехи выполнен.
Предпочтительно из соотношения сигнала и шума выбранных пиков матрицы обнаружения находятся максимальное, минимальное, среднее соотношение сигнала и шума и/или медиана соотношения сигнала и шума. Критерий помехи считается выполненным тогда, когда это максимальное, минимальное, среднее соотношение сигнала и шума и/или медиана соотношения сигнала и шума не достигает предопределенного предельного значения. Это предопределенное предельное значение составляет, например, 100 дБ, более предпочтительно 50 дБ, особенно предпочтительно 20 дБ. По выбранным пикам матрицы обнаружения, например, матрицы дальность-Доплер, находится, следовательно, соответствующее соотношение сигнала и шума. Затем находится максимум, минимум, среднее значение и/или медиана этих соотношений и сравнивается с предопределенным предельным значением. Если данное соотношение сигнала и шума меньше предопределенного предельного значения, считается, что верное распознавание объектов отдельных участников движения не обеспечено или не обеспечено надежным образом, так что критерий помехи выполнен.
Выбранные пики матрицы обнаружения представляют собой предпочтительно все пики, которые могли ставиться в соответствие какому-либо объекту или нескольким движущимся объектам. Особенно предпочтительно речь идет обо всех пиках, которые могли ставиться в соответствие какому-либо движущемуся объекту. Альтернативно этому выбранные пики представляют собой все пики применяемой матрицы обнаружения.
2
2
2
Предпочтительно при оценке матрицы обнаружения, например, матрицы дальность-Доплер, находится радарное поперечное сечение объектов, предпочтительно движущихся объектов. Оно может находиться, например, из интенсивности принятых принимаемых сигналов и интенсивности переданных передаваемых сигналов, при этом предпочтительно учитываются также найденное из матрицы обнаружения расстояние и/или один или несколько углов данного объекта. Критерий помехи в этом варианте осуществления способа выполнен, когда максимальное, минимальное и/или среднее радарное поперечное сечение и/или медиана найденных радарных поперечных сечений меньше предопределенного предельного значения. Типичными значениями радарного поперечного сечения являются, например, примерно 1м для человека, приблизительно 10 м для легкового автомобиля и приблизительно 100 м для грузового автомобиля. В зависимости от контролируемого поперечного сечения, выбирается предопределенное предельное значение среднего радарного поперечного сечения. Если соответствующее предельное значение не достигается, в этом варианте осуществления способа имеется критерий помехи.
Предпочтительно определяется радарное поперечное сечение всех объектов, особенно предпочтительно всех движущихся объектов. Альтернативно или дополнительно этому могут также определяться и применяться для оценки радарные поперечные сечения определенного класса объектов, например, всех легковых автомобилей и/или всех грузовых автомобилей. В этом случае могут применяться различные предельные значения радарных поперечных сечений объектов различных классов.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа указанное по меньшей мере одно устройство для приема располагает несколькими, предпочтительно по меньшей мере тремя, особенно предпочтительно по меньшей мере четырьмя, также особенно предпочтительно по меньшей мере восемью приемными антеннами. Отраженные от какого-либо объекта принимаемые сигналы достигают этих нескольких приемных антенн в различные моменты времени. Принимаемые сигналы разных приемных антенн смешиваются с испущенными передаваемыми сигналами, и из возникших таким образом сигналов основной полосы частот образуются матрицы обнаружения, например, матрицы дальность-Доплер. Вследствие различных моментов времени, в которые принимаемые сигналы достигают разных приемных антенн, получаются смещение фаз между разными принимаемыми сигналами и в связи с этим различные сигналы основной полосы частот для разных матриц обнаружения. При преобразованиях Фурье, которые выполняются при расчете матрицы обнаружения, в частности матриц дальность-Доплер, возникают записи из комплексных значений, которые имеют комплексную фазу. При этом разность этих фаз двух приемных антенн зависит только от расстояния между ними. Пары приемных антенн, которые находятся на одинаковом расстоянии, имеют также одинаковую разность фаз.
Предпочтительно находится дисперсия этих разностей фаз, например, стандартное отклонение этих разностей фаз. Критерий помехи выполнен, когда наибольшее, наименьшее и/или среднее стандартное отклонение и/или медиана найденных стандартных отклонений превышает предопределенное предельное значение, которое составляет, например, 60°, более предпочтительно 30°, особенно предпочтительно 5°.
Это стандартное отклонение предпочтительно рассчитывается для всех пиков матрицы обнаружения, особенно предпочтительно для пиков, которые могли ставиться в соответствие какому-либо объекту. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления стандартное отклонение разности фаз рассчитывается для всех пиков матрицы обнаружения, которые могли ставиться в соответствие движущимся объектам. Расчет осуществляется предпочтительно в направлении угла азимута и/или в направлении узла возвышения. При этом угол азимута проходит в плоскости, которая располагается перпендикулярно направлению гравитации. Угол возвышения, в отличие от этого, описывает угол относительно направления гравитации.
Предпочтительно определяется количество объектов, которым был поставлен в соответствие по меньшей мере один пик матрицы обнаружения. Предпочтительно определяется число статических объектов. Критерий помехи считается в этом случае выполненным тогда, когда это количество превышает предопределенное верхнее предельное значение, причем оно составляет, например, 150, более предпочтительно 100, особенно предпочтительно 75, или, когда это количество не достигает предопределенного нижнего предельного значения, которое предпочтительно составляет 10, более предпочтительно 20, особенно предпочтительно 30. Если количество найденных объектов, которым мог быть поставлен в соответствие по меньшей мере один пик матрицы обнаружения, больше этого предопределенного верхнего предельного значения или меньше предопределенного нижнего предельного значения, исходят из того, что это либо очень необычная дорожная ситуация, для которой нет оптимальных управляющих сигналов для управления транспортным потоком, или что сенсор, который испускает радарные лучи и принимает принимаемые сигналы, работает неправильно. Разумеется, эти предельные значения должны выбираться в зависимости от транспортного пути, управление транспортным потоком которого осуществляется. В случае проселочной дороги, которая при известных условиях мало используется для движения, предопределенное верхнее предельное значение может быть меньше, например, 50, 40 или 30, в то время как в случае большого перекрестка нескольких транспортных путей, например нескольких многополосных дорог, может быть уместно большее верхнее предельное значение, например, 200, 250 или 300. Точно так же в случае проселочной дороги, которая при известных условиях мало используется для движения, предопределенное нижнее предельное значение может быть малым, например, 5 или же 0. В случае большого перекрестка нескольких транспортных путей также может быть уместно или выбираться предопределенное нижнее предельное значение 40, 50 или 60.
Если подчитываются только или также статические объекты, соответствующее предельное значение может выбираться на основании количества фактически имеющихся объектов, например, щитов или зданий.
Предпочтительным образом сигнал основной полосы частот еще до расчета матрицы обнаружения, например, матрицы дальность-Доплер, исследуется на признаки, характерные для помех от интерференции. Предпочтительно для распознавания этих характерных признаков проверяется, превышает ли энергия сигнала и/или амплитуда сигнала предопределенное или адаптивно изменяющееся предельное значение. Если применяется адаптивно выбранное предельное значение, то оно предпочтительно адаптируется к действующей дорожной ситуации, при этом, например, средняя энергия или амплитуда сигнала, для которой, например, может применяться расчет среднего значения или расчет медианы, выводится из истории, и предельное значение находится, например, путем умножения этого значения на 8, 10 или 12. Предпочтительно из опционального последующего анализа превышений предельного значения, например, в отношении положения, ширины и/или временного изменения, может выводиться мера определения интенсивности интерференции и/или занятой источником интерференции полосы частот. Однако можно также устанавливать интенсивность интерференции, например, путем наблюдения повышенного уровня шума после первой ступени преобразования Фурье или, соответственно, корреляции или в матрице обнаружения. Достаточно высокая интенсивность интерференции представляет собой тогда критерий помехи.
Предпочтительно критерий помехи в виде общего критерия помехи выполнен, когда взвешенная сумма максимального, минимального, среднего соотношения сигнала и шума и/или медианы соотношения сигнала и шума, максимального, минимального, и/или среднего радарного поперечного сечения и/или медианы рассчитанного радарного поперечного сечения, минимального, максимального и/или среднего стандартного отклонения и/или медианы рассчитанных стандартных отклонений и/или количества объектов и/или интенсивности интерференции превышает предопределенное предельное значение. Это предельное значение может выбираться практически свободно и может смещаться путем надлежащих взвешиваний отдельных слагаемых. Это предопределенное предельное значение составляет, например, 15, 10 или 100. Чтобы упростить расчеты, отдельные или все слагаемые этой взвешенной суммы могут устанавливаться на предельные значения или масштабироваться отдельно, если они превышают или не достигают их.
Так, например, максимальное соотношение сигнала и шума может подниматься до 5 дБ, 10 дБ или 20 дБ или другого подходящего значения, если оно не достигает его. Максимальное соотношение сигнала и шума может также устанавливаться на 40 дБ, 50 дБ или 60 дБ, если оно соответственно превышает это значение. Соотношение сигнала и шума может также предпочтительно ограничиваться до некоторой области, например, 14 дБ-50 дБ. Если применяется линейное соотношение, соотношение может ограничиваться до 5-300. Если этот размер масштабируется отдельно, ограниченная таким образом область масштабируется до пределов масштабирования от 0 до 100. Разумеется, могут применяться и другие области и пределы масштабирования.
Таким образом расчеты упрощаются, и ошибки из-за чрезмерно больших или малых значений становятся менее вероятными.
Значение минимального стандартного отклонения может, например, устанавливаться на 0 рад, 0,1 рад или 0,2 рад или ограничиваться максимально на 0,75 рад, 0,5 рад или 0,4 рад. Такая область может также масштабироваться для взвешенной суммы до пределов масштабирования от 0 до 100.
Количество возможных объектов может также устанавливаться на некоторое значение, например, по большей мере 60 и по меньшей мере 0, причем и эта область может масштабироваться до пределов масштабирования, например, 0-100. Предпочтительно размер устанавливается на соответствующее предопределенное предельное значение, если он должен превышать или не достигать его.
В пределах взвешенной суммы знаки перед числом соответствующих взвешиваний могут варьироваться. Так, например, минимальное стандартное отклонение снабжено положительным, а количество целей, а также максимальное соотношение сигнала и шума отрицательным коэффициентом. Альтернативно коэффициенты, разумеется, могут иметь также соответственно противоположный знак перед числом.
Независимо от того, образуют ли отдельные размеры по отдельности или во взвешенной сумме критерий помехи, они предпочтительно фильтруются во времени, так что результаты, которые получаются из оценки отдельных матриц обнаружения или отдельных циклов измерения, не приводят сразу к сообщению о помехе или не позволяют считать критерий помехи выполненным. Это может происходить, например, с помощью взвешенного при известных условиях скользящего среднего значения во времени, то есть результатов нескольких предпочтительно следующих друг за другом циклов измерения.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления указанное по меньшей мере одно устройство для передачи радарного излучения и указанное по меньшей мере одно устройство для приема радарного излучения является соответственно частью радарного сенсора, при этом предпочтительно с помощью по меньшей мере одного дополнительного (бортового) сенсора определяется положение и/или ориентация и/или скорость и/или ускорение радарного сенсора. Для получения надежных значений измерения необходимо, чтобы указанный по меньшей мере один радарный сенсор сохранял положение, в котором он был установлен, и предпочтительно также ориентацию, в которой он был установлен. Если это положение изменяется, например, потому что мачта или щит, на котором был закреплен сенсор, пострадал при дорожно-транспортном происшествии и, например, упал, больше не гарантировано, что сенсор будет контролировать желаемую область указанного по меньшей мере одного транспортного пути. Это может устанавливаться с помощью сенсора положения и/или сенсора ориентации. Зачастую радарные сенсоры располагаются над и/или рядом с дорожным полотном, например, на мачта, щитах или светофорных объектах. В частности, светофоры часто располагаются также, вися над перекрестком, так что они могут приводиться в колебания ветром. Поэтому может быть предпочтительно, применять сенсор скорости и/или сенсор ускорения для нахождения скорости и/или ускорения радарного сенсора, и при превышении предопределенных предельных значений считать критерий помехи выполненным. Предпочтительно имеются сенсоры положения, ориентации, скорости и/или ускорения по меньшей мере для двух, предпочтительно всех трех независимых направлений пространства.
Предпочтительно критерий помехи выполнен, когда положение и/или ориентация и/или скорость и/или ускорение радарного сенсора отличается от номинального значения больше чем на предопределенное предельное значение.
Управляющие сигналы, которые передаются в управляющий модуль электронного устройства обработки данных, представляют собой предпочтительно количество, положения, векторы скорости, размеры (пространственную протяженность) и/или классификации участников движения (объектов), которые могли быть обнаружены и определены из пиков матрицы обнаружения, например, матрицы дальность-Доплер, или предварительную ступень, содержащую информацию об удаленности, угле, радиальной скорости и/или других свойствах. Передаваемые при известных условиях управляющие сигналы могут, например, содержать информацию, что указанный по меньшей мере один радарный сенсор не работает или работает ненадежно. Управляющий модуль электронного устройства обработки данных, который отвечает за управление транспортным потоком, прибегает в этом случае к другой, при известных условиях управляемой в зависимости от времени модели регулирования движения и управления транспортным потоком. Но альтернативно этому управляющие сигналы могут, например, содержать также информацию, что все полосы движения контролируемого по меньшей мере одного транспортного пути заняты. В этом случае предпочтительно, когда количество переданных управляющему модулю участников движения и данных этих участников движения завышается, то есть сообщается о большем количестве участников движения, чем фактически имеется. Поэтому в случае, когда критерий помехи считается выполненным, сообщается о как можно большем количестве участников движения на как можно большем количестве полос движения и направлений.
Сигналы, которые генерируются из результатов оценки в оценивающем модуле и проверки в диагностическом модуле и затем передаются в управляющий модуль, содержат предпочтительно оценочные сигналы, информацию о найденных при оценивании матрицы дальность-Доплер объектах, когда критерий помехи не выполнен. Предпочтительно эти сигналы состоят из оценочных сигналов, когда критерий помехи не выполнен. Оценочные сигналы содержат, например, перечень всех пиков при оценивании матрицы дальность-Доплер, в котором, например, содержатся радиальная скорость и расстояние до радарного сенсора и при известных условиях другие свойства данного объекта или нескольких объектов. Оценочные сигналы могут также содержать сигналы занятости для виртуальных индуктивных петель, с помощью которых управляющему модулю компьютера управления, который, например, применяется для управления переключением светофорного объекта на перекрестке, сообщается, занята ли определенная полоса движения. В оценивающих сигналах могут также содержаться триггерные сигналы, которые, например, предупреждают о быстро подъезжающем участнике движения.
Предпочтительно сигналы дополнительно к оценочным сигналам содержат диагностический сигнал, который содержит информацию, что критерий помехи не выполнен.
Предпочтительно сигналы содержат диагностический сигнал, который содержит информацию, что критерий помехи выполнен, когда критерий помехи выполнен. Этот диагностический сигнал может состоять исключительно из этой информации. Альтернативно этому диагностический сигнал содержит информацию о причине помехи. Это возможно, в частности, тогда, когда имеются различные критерии помехи, из которых только один или несколько выполнены. Таким образом могут различаться различные причины помехи, например, дождь, снег, гроза или смещение сенсора. Диагностический сигнал может, кроме того, содержать составляющие помехи. Так, например, дальность видимости радарного сенсора может быть только ограничена из-за дождя, так что надежные данные, хотя еще могут создаваться и передаваться в управляющий модуль, однако они надежны только на ограниченном расстоянии от радарного сенсора. Так, диагностический сигнал может, например, содержать информацию, что дальность видимости радарного сенсора из-за дождя или снега ограничена до определенной доли, например, 75%, 50% или 25%.
Предпочтительно сигналы содержат оценочные сигналы о фиктивных целях, когда критерий помехи выполнен. Так, например, оценочный сигнал может содержать информацию, что все полосы движения заняты, хотя из-за помехи это не может быть определено из оценки матрицы дальность-Доплер. Это предпочтительно, в частности, тогда, когда управляющий модуль является частью компьютера управления, который исключительно с помощью соответствующих оценочных сигналов способен, например, управлять регулированием движения или транспортным потоком на указанном по меньшей мере одном транспортном пути. В частности, старые компьютеры управления не предусмотрены для того, чтобы дополнительно к этим оценочным сигналам содержать диагностические сигналы, чтобы информироваться о помехе в работе радарного сенсора.
Предпочтительно при этом способе применяются несколько радарных сенсоров, например, четыре радарных сенсора. Они предпочтительно расположены на перекрестке, на котором встречаются по меньшей мере два транспортных пути. Эти четыре сенсора контролируют при этом, например, различные части транспортного пути или различные транспортные пути. Передаваемые сигналы и принимаемые сигналы всех радарных сенсоров обрабатываются с получением матриц дальность-Доплер и оцениваются. Оценочные сигналы передаются в компьютер перекрестка, который содержит управляющий модуль. При известных условиях диагностический модуль также является частью компьютера управления. Однако это не является необходимым, так как диагностический модуль может быть также расположен в каком-либо или в каждом радарном сенсоре.
В особенно предпочтительных вариантах осуществления при этом способе применяются несколько сенсоров. Благодаря этому могут контролироваться различные части одного транспортного пути и/или различные транспортные пути и обнаруживаться находящиеся на них участники движения. Предпочтительно в этом случае передаваемые сигналы испускаются каждым из сенсоров, а принимаемые сигналы принимаются каждым из сенсоров. Управляющий модуль является в этом случае предпочтительно частью компьютера управления. Это относится предпочтительно также к диагностическому модулю, который предпочтительно оценивает матрицы обнаружения, создаваемые и предоставляемые всеми сенсорами и соответствующими сигналами.
В оценивающем модуле предпочтительно составляется перечень всех объектов, каждому из которых мог ставиться в соответствие по меньшей мере один пик матрицы обнаружения. Дополнительно или альтернативно этому создаются сигналы занятости для виртуальных индуктивных петель или другие триггерные сигналы, которые необходимы или по меньшей мере полезны для управления транспортным потоком. Сюда относятся сигналы, которые содержат информацию о быстро приближающихся объектах и тому подобное.
Диагностический модуль создает предпочтительно диагностический сигнал, который, например, может также содержать информацию, что один или все применяемые сенсоры имеют помеху. Дополнительно может указываться степень помехи и/или причина этой помехи. Эта информация может, например, содержать, что сенсор имеет помеху по первой причине помехи, например, из-за дождя.
Изобретение решает поставленную задачу также с помощью сенсора для регистрации участников движения на протяжении по меньшей мере одного транспортного пути, причем этот сенсор установлен для выполнения способа по одному из описанных здесь примеров осуществления. Сенсор располагает предпочтительно электронным устройством обработки данных, имеющим оценивающий модуль и предпочтительно диагностический модуль.
С помощью прилагаемых фигур ниже подробнее поясняется один из примеров осуществления настоящего изобретения. Показано:
Фиг.1: схематичное изображение устройства по одному из примеров осуществления настоящего изобретения;
фиг.2: схематичная оценка по расстоянию до объектов;
фиг.3: схематичная оценка по радиальной скорости и отражательной способности объектов и
фиг.4: схематичное изображение проверки критерия помехи.
На фиг.1 схематично показан радарный сенсор 2, который располагает устройством 4 для передачи. Это устройство 4 для передачи установлено для испускания передаваемых сигналов 6. Они отражаются на фиг.1 от участника 8 движения и в виде принимаемых сигналов 10 отражаются в направлении радарного сенсора 2. Участник 8 движения может представлять собой, например, пешехода, велосипедиста, легковой автомобиль, грузовой автомобиль или прочего участника движения.
Радарный сенсор 2 располагает устройством 12 для приема, которое установлено для обнаружения принимаемых сигналов 10. В показанном на фиг.1 примере осуществления радарный сенсор располагает также электронным устройством 14 обработки данных. Оно располагает оценивающим модулем 16 и диагностическим модулем 18. Предпочтительно, но не обязательно необходимо, чтобы оценивающий модуль 16 и диагностический модуль 18 были частью одного и того же электронного устройства 14 обработки данных, или чтобы электронное устройство 14 обработки данных было частью радарного сенсора 2.
От устройства 12 для приема принятые принимаемые сигналы 10 вводятся в оценивающий модуль 16. Там рассчитывается и оценивается матрица обнаружения. В диагностическом модуле 18 проверяется, выполнен ли критерий помехи. Из результатов оценки в оценивающем модуле 16 и проверки в диагностическом модуле 18 затем генерируются сигналы, которые передаются в другое электронное устройство 20 обработки данных. Оно располагает управляющим модулем 22, в который передаются сигналы по линии 24 передачи данных. Управляющий модуль 22 электронного устройства 20 обработки данных установлен для управления, например, транспортным потоком на протяжении некоторого транспортного пути, при этом, например, переключаются светофорный объект, дорожный знак или принимаются прочие, влияющие на транспортный поток меры.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления электронное устройство 20 обработки данных является также частью радарного сенсора 2. Особенно предпочтительно электронное устройство 14 обработки данных и электронное устройство 20 обработки данных представляют собой одно и то же электронное устройство обработки данных, так что оценивающий модуль 16, диагностический модуль 18 и управляющий модуль 22 являются частью одного единственного устройства обработки данных.
На фиг.2 показан результат оценки матрицы обнаружения, при этом нанесено расстояние (дальность) для разных циклов измерения. В области малых расстояний до сенсора до 25 м различимо множество распознанных объектов, которое для лучшего обозрения изображены черным. Изображенная штриховой линией белая рамка отмечает эти объекты. Из оценки по расстоянию можно, следовательно, определить, что в показанном примере осуществления на очень малом расстоянии от собственно сенсора имеется множество объектов.
На фиг.3 показана другая оценка или другая часть оценки матрицы обнаружения. В верхней области изображена радиальная скорость, то есть скорость объектов к сенсору или от сенсора. И здесь в области малых скоростей находится большое количество объектов. Релевантная область скорости объектов, имеющих радиальные скорости, например, меньше 10 м/с, снова выделена изображенной белым штриховой рамкой.
2
В нижней области фиг.3 нанесена отражательная способность, которая является непосредственной мерой радарного поперечного сечения объекта, для множества различных циклов измерения. И здесь различимо скопление объектов в области, в которой радарное поперечное сечение составляет меньше 0 дБм. Результаты трех изображений на фиг.2 и 3 позволяют, следовательно, идентифицировать множество объектов, которые имеют очень малое радарное поперечное сечение, находятся на небольшом расстоянии от сенсора и имеют низкую радарную скорость. В показанном примере осуществления эти объекты могут идентифицироваться как дождь.
Однако при этом решающим для работоспособности сенсора является, что дождь имеет определенную силу. Она может определено таким образом, что подсчитываются отдельные «объекты дождя», которые могут быть взяты из оценок фиг.2 и 3. Если количество найденных таким образом объектов дождя превышает предопределенный предел, дождь следует считать столь сильным, что работоспособность сенсора ухудшается. Это следует из фиг.4. Установленное в показанном примере осуществления предельное значение составляет 100 объектов. Если регистрируются больше объектов, изображенная синим линия лежит выше установленного предельного значения, и работоспособность сенсора должна считаться ограниченной. В показанном примере осуществления это происходит, например, до цикла 2450 измерения. Если подсчитанное количество объектов дождя лежит ниже предельного значения, работоспособность сенсора не ограничена, так что критерий помехи не выполнен. В показанном на фиг.4 примере осуществления критерий помехи выполнен между циклами 72 и 2450 измерения, а также между 3054 и 3267, а в промежутке между ними нет.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
2 Радарный сенсор
4 Устройство для передачи
6 Передаваемые сигналы
8 Участники движения
10 Принимаемые сигналы
12 Устройство для приема
14 Электронное устройство обработки данных
16 Оценивающий модуль
18 Диагностический модуль
20 Электронное устройство обработки данных
22 Управляющий модуль
24 Линия передачи данных.