本發(fā)明涉及一種用于檢測至少一個對象的雷達傳感器、具有雷達傳感器的車輛以及用于檢測至少一個對象的雷達傳感器的運行方法。

背景技術(shù)：

在汽車領域中越來越多地采用雷達傳感器。例如由文獻DE 10 2013 212090A1已知一種角分辨的FMCW雷達傳感器。然而在此對雷達傳感器的要求越來越高。尤其在非常高的運行溫度下也要求高的可用性。

然而通過在雷達傳感器中的電子設備發(fā)出的熱可能由于小的并且成本有利的殼體而經(jīng)常不再足夠快速地導出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開一種具有權(quán)利要求1的特征的用于檢測至少一個對象的雷達傳感器、具有權(quán)利要求6的特征的車輛以及具有權(quán)利要求8的特征的用于檢測至少一個對象的雷達傳感器的運行方法。

因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明實現(xiàn)一種用于檢測至少一個對象的雷達傳感器，所述雷達傳感器具有：控制裝置，所述控制裝置構(gòu)造用于接收控制輸入信號；信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于產(chǎn)生具有多個信號循環(huán)的發(fā)送信號，其中，每個信號循環(huán)具有多個信號序列，其中，每個信號序列具有分別相同數(shù)目的頻率斜坡，其中，所述信號序列的頻率斜坡以預先確定的順序在沒有重疊的情況下相互嵌套，其中，形成一系列塊，其中，每個塊具有每個信號序列的恰恰一個頻率斜坡，其中，所述信號發(fā)生器還構(gòu)造用于基于所述控制輸入信號從所述發(fā)送信號中選擇預先確定的數(shù)量的塊并且將其作為輸出信號輸出。此外，所述雷達傳感器包括天線裝置和分析處理裝置，所述天線裝置構(gòu)造用于發(fā)送由所述信號發(fā)生器輸出的輸出信號并且接收接收信號，所述分析處理裝置構(gòu)造用于通過所述發(fā)送信號和所述接收信號的疊加來確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的參量。

此外，本發(fā)明實現(xiàn)一種車輛，其具有雷達傳感器和確定裝置，所述確定裝置設計用于確定關(guān)于所述車輛的行駛參數(shù)和/或運行狀態(tài)的參量并且將其作為控制輸入信號傳送給所述雷達傳感器的控制裝置。

最后，本發(fā)明實現(xiàn)一種用于檢測至少一個對象的雷達傳感器的運行方法，所述運行方法具有如下步驟：接收控制輸入信號；產(chǎn)生具有多個信號循環(huán)的發(fā)送信號，其中，每個信號循環(huán)具有多個信號序列，其中，每個信號序列具有分別相同數(shù)目的頻率斜坡，其中，所述信號序列的頻率斜坡以預先確定的順序在沒有重疊的情況下相互嵌套，其中，形成一系列塊，其中，每個塊具有每個信號序列的恰恰一個頻率斜坡，基于所述控制輸入信號從所述發(fā)送信號中選擇預先確定的數(shù)量的塊并且將所述預先確定的數(shù)量的塊作為輸出信號輸出；發(fā)送所述輸出信號；接收接收信號；以及通過將所述發(fā)送信號和所述接收信號疊加來確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的參量。

優(yōu)選的擴展方案是相應從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明的優(yōu)點：

根據(jù)本發(fā)明的雷達傳感器具有如下優(yōu)點，作為輸出信號發(fā)送的塊中的多個可以通過控制輸入信號控制。因此，例如可以在雷達傳感器的大的負荷下減少所發(fā)送的塊的數(shù)目。天線裝置的發(fā)送時間因此減小，由此雷達傳感器的電流消耗降低并且因此雷達傳感器的放熱減少。因此，可以一方面節(jié)省電流，另一方面降低雷達傳感器的運行溫度。因此，有效阻止雷達傳感器的過熱。同時，在所輸出的塊減少的情況下、也即在省略一定塊的情況下也提供所述至少一個對象的角、間距或相對速度的有效確定。在此特別有利的是，相比于發(fā)送信號的分析處理——其中將全部塊作為輸出信號輸出——不必進行參數(shù)匹配。

尤其可以簡單再模擬塊的省略，而不必實施重新的測試行駛。而是可以使用已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)記錄，并且數(shù)據(jù)可以通過數(shù)字模擬來相應地匹配。

根據(jù)雷達傳感器的一個有利的擴展方案，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于在預先確定的控制輸入信號的情況下在至少一個信號循環(huán)中選擇除在所述信號循環(huán)的開始的第一數(shù)目的塊和/或在所述信號循環(huán)的末尾的第二數(shù)目的塊以外的全部塊并且將其作為輸出信號輸出。尤其可以在其余信號循環(huán)中輸出全部塊。由此，有利地不降低信號識別的時間分辨率。而是僅僅通過省略塊來減少各個信號循環(huán)。然而，時間分辨率保持不變。

根據(jù)雷達傳感器的一個優(yōu)選的擴展方案，所述第一數(shù)目的塊與所述第二數(shù)目的塊一樣多。這具有如下優(yōu)點，在輸出信號中信號序列的中間頻率不改變，亦即相應于以下發(fā)送信號的中間頻率：在所述發(fā)送信號中發(fā)送全部塊。

根據(jù)雷達傳感器的一個優(yōu)選的擴展方案，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于在預先確定的控制輸入信號的情況下在至少一個信號循環(huán)中不選擇所述塊中的任何一個用于所述輸出信號。因此，在通過天線裝置發(fā)送的輸出信號中省略至少一個整信號循環(huán)。優(yōu)選地在此也可以周期性地省略全部信號循環(huán)，其中，所省略的信號循環(huán)的周期可以取決于控制輸入信號。

該實施方式具有如下優(yōu)點，分辨率、亦即尤其所發(fā)送的信號循環(huán)的信噪比保持不變，由此尤其不改變雷達傳感器的作用距離。尤其有利的是，作用距離相比于時間分辨率應更重要地被估計，例如在車輛行駛在高速公路上時。

根據(jù)雷達傳感器的一個優(yōu)選的擴展方案，所述分析處理裝置構(gòu)造用于通過以下來確定所述至少一個對象的相對速度：將所述發(fā)送信號和所述接收信號疊加；對于每個信號循環(huán)的每個信號序列計算頻率譜；根據(jù)在所述頻率譜中所述信號的位置、幅度和相位確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的可能的參量；以及分辨可能的多義性(Mehrdeutigkeit)并且通過在使用所述信號的位置、幅度和相位的情況下比較所述可能的參量來確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的明確唯一的參量。

根據(jù)車輛的一個優(yōu)選擴展方案，所述確定裝置設計用于測量所述雷達傳感器的運行溫度并且將其作為控制輸入信號傳送給所述雷達傳感器的控制裝置，其中，雷達傳感器的信號發(fā)生器還構(gòu)造用于根據(jù)所述雷達傳感器的運行溫度確定對于所述輸出信號選擇的塊的數(shù)目。尤其相比在低運行溫度下可以在雷達傳感器的高運行溫度下選擇更少的塊，以便節(jié)省電流并且由此降低雷達傳感器的發(fā)熱。確定裝置尤其可以設計用于將雷達傳感器的運行溫度調(diào)節(jié)到預給定的值上，其方式是，如此長地減少所選擇的塊的數(shù)目，直至雷達傳感器的運行溫度達到所述預給定的值。

根據(jù)所述運行方法的一個優(yōu)選的擴展方案，在預先確定的控制輸入信號的情況下在至少一個信號循環(huán)中選擇除在所述信號循環(huán)的開始的第一數(shù)目的塊和/或在所述信號循環(huán)的末尾的第二數(shù)目的塊以外的全部塊并且將其作為輸出信號輸出。

根據(jù)所述運行方法的一個優(yōu)選的擴展方案，在預先確定的控制輸入信號的情況下在至少一個信號循環(huán)中不選擇所述塊中的任何一個用于所述輸出信號。

根據(jù)所述運行方法的一個優(yōu)選的擴展方案，關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的參量的確定包括將所述發(fā)送信號和所述接收信號疊加的第一步驟。此外，對于每個信號循環(huán)的每個信號序列計算頻率譜。此外，根據(jù)在所述頻率譜中所述信號的位置、幅度和相位確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的可能的參量。最后，分辨可能的多義性并且通過在使用所述信號的位置、幅度和相位的情況下比較所述可能的參量來確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的明確唯一的參量。

附圖說明

附圖示出：

圖1：根據(jù)本發(fā)明的雷達傳感器的方框圖；

圖2：示例性的發(fā)送信號；

圖3：示例性的信號循環(huán)；

圖4：輸出信號的示例性信號循環(huán)；

圖5、6：示例性的輸出信號；

圖7：根據(jù)本發(fā)明的車輛的方框圖；以及

圖8：示例性的運行方法的流程圖。

在所有附圖中，相同的或功能相同的元件和設備——只要沒有另外說明——設有相同附圖標記。方法步驟的編號用于清晰化并且尤其不應——只要沒有另外說明——表示確定的時間順序。尤其也可以同時實施多個方法步驟。此外，不同的實施方式只要沒有另外說明就可以相互任意組合。

具體實施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的雷達傳感器100的方框圖。雷達傳感器100構(gòu)造用于檢測至少一個對象。雷達傳感器100在此包括控制裝置101，所述控制裝置構(gòu)造用于接收控制輸入信號?？刂戚斎胄盘柨梢杂绕溆赏獠吭O備提供。

雷達傳感器100還包括信號發(fā)生器102，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于產(chǎn)生發(fā)送信號201，如在圖2中所示的那樣。發(fā)送信號201在此包括多個信號循環(huán)202-1至202-7。循環(huán)周期T_{循環(huán)}在此優(yōu)選位于10μs與100μs之間。不同的信號循環(huán)202-1至202-7此外可以在時間上相互間隔開。

在圖3中示出示例性的信號循環(huán)202。信號循環(huán)202在此包括六個信號序列302-1至302-6。每個信號序列302包括相同數(shù)目n個頻率斜坡或快速斜坡(線性調(diào)頻信號)303。例如第一信號序列302包括數(shù)目n個頻率斜坡303-11至303-1n?？焖傩逼碌闹虚g頻率在其方面描述具有中間頻率f₀的線性頻率斜坡，該頻率斜坡也稱為緩慢斜坡。然而本發(fā)明不限于此。因此，緩慢斜坡也可以具有零頻率偏移(Frequenzhub)，亦即頻率斜坡在頻率方面相互不錯開，而是具有相同的頻率變化過程。

通過信號發(fā)生器使信號序列302的頻率斜坡303以預先確定的、亦即固定的順序相互嵌套。由此形成一系列塊301-1至301-n，它們由每個信號序列302的分別一個頻率斜坡303構(gòu)成，其中，頻率斜坡303在時間上不重疊。信號循環(huán)202的頻率與時間t的關(guān)系在圖3中在上方示出。根據(jù)本發(fā)明的擴展方案，可以在塊301的頻率斜坡303之間和/或在塊301之間構(gòu)造頻率隙。

信號發(fā)生器102構(gòu)造用于基于所述控制輸入信號從發(fā)送信號201中選擇預先確定的數(shù)量的塊301并且將其作為輸出信號輸出。

例如可以如圖4所示的那樣從至少一個信號循環(huán)202中不選擇第一塊301-1和最后塊301-n，而是選擇中間塊301-2至301-(n-l)。產(chǎn)生縮短的信號循環(huán)402作為輸出信號的一部分。

然而根據(jù)擴展方案也可以選擇其他數(shù)量的塊。因此，例如選擇除在所述信號循環(huán)202的開始的第一數(shù)目的塊301和/或在所述信號循環(huán)202的末尾的第二數(shù)目的塊以外的全部塊。第一數(shù)目的塊301在此優(yōu)選與第二數(shù)目的塊301一樣多，因為由此，信號序列302的緩慢斜坡的中間頻率在所選擇的斜坡中不變化。

圖5示出根據(jù)控制輸入信號的另一可能的輸出信號501。在此，信號發(fā)生器從發(fā)送信號201中選擇每個第二信號循環(huán)202，而不選擇其余信號循環(huán)。換言之，從信號循環(huán)202-1、202-3、202-5和202-7中選擇全部塊用于輸出信號，而從信號循環(huán)202-2、202-4和202-6中不選擇塊301中的任何一個用于輸出信號。

在圖6中描繪在圖4和圖5中示出的信號的組合。根據(jù)控制輸入信號，信號發(fā)生器102在此輸出輸出信號601，其中，省略信號循環(huán)202-2、202-4和202-6，亦即分別不選擇所述塊301中的任何一個，而在信號循環(huán)202-1、202-3、202-5和202-7中選擇縮短的信號循環(huán)402-1、402-3、402-5和402-7如在圖4說明的那樣用于輸出信號601。

雷達傳感器100還包括天線裝置103，所述天線裝置構(gòu)造用于發(fā)送由信號發(fā)生器102輸出的輸出信號并且接收接收信號。接收信號在此相應于輸出信號在至少一個對象上的反射。

此外，雷達傳感器100包括分析處理裝置104，所述分析處理裝置構(gòu)造用于通過所述發(fā)送信號和所述接收信號的疊加來確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的參量。分析處理裝置104例如可以構(gòu)造用于將發(fā)送信號和接收信號疊加并且對于每個信號循環(huán)202的每個信號序列302計算相應的頻率譜。根據(jù)在頻率譜中信號的位置、幅度和相位，分析處理裝置104可以構(gòu)造用于確定關(guān)于至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的可能的參量。因此，分析處理裝置104對于所述頻率譜中的每一個、亦即對于每個信號循環(huán)的每個信號序列確定一個可能的參量。

此外，分析處理裝置104構(gòu)造用于分辨可能的多義性并且通過在使用所述信號的位置、幅度和相位的情況下對于每個循環(huán)比較所述可能的參量來確定關(guān)于所述至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的明確唯一的參量。

頻率譜可以在此借助于二維快速傅里葉變換來確定。在分辨之前可以可選地實施非相關(guān)積分。在二維頻率譜中探測峰值。分辨通過在所測量的頻率譜中峰值的相位移位與對于可能的參量預期的相位關(guān)系的比較(Abgleich)來實現(xiàn)。

對于三序列情況可以應用如下控制向量：

在此，f₀是頻率斜坡303的中間頻率，v是至少一個對象的相對速度，c是光束，T_ij對于(i,j)＝(1,2)和(1,3)是第i個信號序列和第j個信號序列的頻率斜坡的時間移位。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的車輛700的方框圖。車輛700包括尤其根據(jù)上述實施方式之一的雷達傳感器100并且包括確定裝置701，確定裝置設計用于確定關(guān)于車輛的行駛參數(shù)和/或運行狀態(tài)的參量。例如確定裝置701可以檢測車輛700的速度、尤其車輛700的靜止狀態(tài)或者尤其通過駕駛員輔助系統(tǒng)可以識別的緊急狀況。此外，確定裝置701可以測量雷達傳感器100的運行溫度。通過確定裝置701確定的參量作為控制輸入信號傳送給雷達傳感器100的控制裝置101。

雷達傳感器100的信號發(fā)生器102構(gòu)造用于根據(jù)控制輸入信號確定對于輸出信號選擇的塊301的數(shù)目。例如一旦雷達傳感器100的運行溫度超過預給定的閾值，就可以減少對于輸出信號選擇的塊的數(shù)目。信號發(fā)生器102可以構(gòu)造用于首先省略各個信號循環(huán)202，如圖5所示。信號循環(huán)可以尤其周期性地被省略，例如每個第二信號循環(huán)，每個第三信號循環(huán)或每個第十信號循環(huán)，其中，信號循環(huán)202的省略的周期可以取決于雷達傳感器100的運行溫度。根據(jù)另一實施方式，信號發(fā)生器102可以構(gòu)造用于如圖4所示那樣輸出縮短的信號循環(huán)402作為輸出信號，其中，可以縮短信號循環(huán)202中的每一個或者尤其以周期性的間隔縮短確定數(shù)目的信號循環(huán)，而其余信號循環(huán)完整被選擇用于輸出信號。信號發(fā)生器102也可以構(gòu)造用于組合在圖4和圖5中示出的方法，如圖6所示。例如，信號發(fā)生器102可以首先如圖5所示那樣省略信號循環(huán)，并且在繼續(xù)上升時或者如果雷達傳感器100的運行溫度不下降，則信號發(fā)生器102可以在未省略的信號循環(huán)的情況下縮短信號循環(huán)，如圖6所示。

然而，信號發(fā)生器102也可以構(gòu)造用于首先如圖4所示那樣縮短信號循環(huán)202，并且在上升時或者如果雷達傳感器100的運行溫度不下降，則信號發(fā)生器102可以尤其也周期性地省略各個信號循環(huán)202，如圖6所示。

如果雷達傳感器100的運行溫度下降到預給定的閾值之下，則信號發(fā)生器102可以構(gòu)造用于選擇全部信號循環(huán)的全部塊用于輸出信號。

此外，信號發(fā)生器102可以構(gòu)造用于如果確定裝置已經(jīng)識別到車輛的行駛狀態(tài)，則選擇全部信號循環(huán)202的全部塊301。信號發(fā)生器102也可以構(gòu)造用于如果運行溫度對于預先確定的時間段位于預給定的閾值之上，則省略、亦即不選擇至少一個塊。雷達傳感器100可以構(gòu)造用于如果雷達傳感器100的運行溫度對于預先確定的時間段位于預給定的閾值之上，并且信號發(fā)生器選擇全部塊用于輸出信號，則關(guān)斷。

在圖8中示出用于闡明用于檢測至少一個對象的雷達傳感器100的運行方法的流程圖。雷達傳感器100可以在此尤其相應于雷達傳感器100的上述實施方式。

在第一步驟S1中通過控制裝置101接收控制輸入信號。

在第二步驟S2中產(chǎn)生具有多個信號循環(huán)202的發(fā)送信號201。

如圖3所示，每個信號循環(huán)202具有多個信號序列302，其中，每個信號序列302具有相同數(shù)目的頻率斜坡303，其中，信號序列302的頻率斜坡303以預先確定的順序在沒有重疊的情況下相互嵌套。由此形成一系列塊301，其中，每個塊301具有每個信號序列302的恰恰一個頻率斜坡303。

在第三步驟S3中，從發(fā)送信號201中選擇預先確定的數(shù)量的塊301。所述選擇在此基于控制輸入信號來實現(xiàn)。將預先確定的數(shù)量的塊301作為輸出信號輸出。在第四步驟S4中通過天線裝置103輸出輸出信號。在第五步驟S5中接收接收信號，該接收信號相應于輸出信號在至少一個對象上的反射。

在第六步驟S6中，通過將發(fā)送信號和接收信號疊加來確定關(guān)于至少一個對象的角和/或間距和/或相對速度的參量。