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Title:
METHOD FOR DETECTING A SPEED OF A VEHICLE, AND RADAR SENSOR SYSTEM FOR DETECTING A SPEED OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/170865
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for detecting a speed of a vehicle (F) by means of at least one radar sensor (1) which is located on the vehicle (F), the method comprising: detecting (S1) measurement signals from the at least one radar sensor (1); generating (S2) raw data from the measurement signals, wherein a detected reception power of the measurement signal is compared with a predetermined threshold value, and the measurement signal is assigned to an object when the reception power of the measurement signal locally exceeds the threshold value or falls below the threshold value by a predetermined characteristic value range; detecting (S3) a speed and a distance of the object relative to the radar sensor from the measurement signal; detecting (S4) a direction from the object relative to the radar sensor (1) and detecting, therefrom, at least one component of the speed of the object relative to a travel direction of the vehicle (F), and detecting, therefrom, the speed of the vehicle.

Inventors:
HAECKER PATRICK (DE)
SIEHLER ULRICH PAUL (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/054981
Publication Date:
September 02, 2021
Filing Date:
March 01, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G01S13/60; G01S13/42; G01S13/87
Foreign References:
EP3054316A12016-08-10
US20160291143A12016-10-06
DE2417407A11974-11-14
DE10249346B42015-03-26
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs (F) mittels zumindest eines Radarsensors (1), der am Fahrzeug (F) angeordnet ist, umfassend die Schritte:

Ermitteln (Sl) von Messsignalen vom zumindest einen Radarsensor (1);

Erzeugen (S2) von Rohdaten aus den Messsignalen, wobei eine ermittelte Empfangsleistung des Messsignals mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird und dabei das Messsignal einem Objekt (O) zugeordnet wird, wenn die Empfangsleistung des Messsignals lokal den Schwellenwert (SW) überschreitet oder um einen vorbestimmten charakteristischen Wertebereich unterschreitet;

Ermitteln (S3) einer Geschwindigkeit und eines Abstands des Objekts relativ zum Radarsensor aus dem Messsignal;

Ermitteln (S4) einer Richtung vom Objekt (O) relativ zum Radarsensor (1) und daraus Ermitteln von zumindest einer Komponente der Geschwindigkeit des Objekts relativ zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs (F) und daraus Ermitteln der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine zweidimensionale Fourier- Transformation der Messsignale erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem beim Erzeugen (S2) der Rohdaten das Messsignal als Hintergrundrauschen identifiziert wird, wenn die Empfangsleistung des Messsignals lokal den Schwellenwert (SW) um mehr als den vorbestimmten charakteristischen Wertebereich unterschreitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem über eine Sendeantenne des zumindest einen Radarsensors ein frequenzmoduliertes Sendesignal mit aufeinanderfolgenden Rampen und Lücken ausgesendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Geschwindigkeit des Objekts vorbestimmten diskreten Geschwindigkeitsstufen zugeordnet wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem ein Sendesignal des zumindest einen Radarsensors (1) unter einem charakteristischen Sendewinkel ausgesendet wird, welcher zumindest 45 ° beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem das Objekt als ein unbewegtes Objekt aus dessen charakteristischer Relativbewegung zum Fahrzeug ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem jeweils eine entsprechende charakteristische Toleranz des charakteristischen Wertebereichs, der ermittelten Richtung und/oder der ermittelten Geschwindigkeit berücksichtigt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches für ein Fahrzeug im Automobilbereich, in der Landwirtschaft, im Flugbetrieb und/oder im Schienenverkehr eingesetzt wird.

10. Radarsensorsystem (10) zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs (F), wobei zumindest ein Radarsensor (1) des Radarsensorsystems (10) zum Ermitteln der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs (F) an dem Fahrzeug (F) angeordnet ist, umfassend: den zumindest einen Radarsensor (1), welcher derart am Fahrzeug (F) anordenbar oder angeordnet ist, dass dieser eine freie Sicht auf einen Boden unter dem Fahrzeug (F) hat; und eine Auswerteeinrichtung (AE), welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.

11. Radarsensorsystem (10) nach Anspruch 10, bei welchem der Radarsensor (1) eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne umfasst und das Radarsensorsystem (10) eine Steuereinrichtung (SE) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, über die Sendeantenne ein frequenzmoduliertes Sendesignal mit aufeinanderfolgenden Rampen und Lücken auszusenden.

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs und

Radarsensorsystem zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs und ein Radarsensorsystem zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs.

Stand der Technik

Radarsensoren eignen sich bei bewegten Fahrzeugen zur Ermittlung der Bewegung des Fahrzeugs gegenüber dem Boden. Im Automobilfeld werden Signale zur Ermittlung einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs üblicherweise von Stabilitätssteuerungen (ESP) erzeugt oder verarbeitet und können sämtlichen Steuergeräten im Fahrzeug über das Bussystem einfach zur Verfügung gestellt werden. In Anwendungsbereichen außerhalb des Automobilbereichs sind entsprechende Sensorsysteme meist teuer und aufwändig in das Fahrzeug zu integrieren, insbesondere wenn auch Fahreffekte wie Radschlupf zu berücksichtigen sind. Gängige Radarsensoren können in großer Stückzahl gefertigt werden und stehen somit auf dem Markt als Bauteile, je nach Bauart, relativ günstig zur Verfügung und können über gängige Schnittstellen mit Auswertungseinrichtungen und Steuergeräten verbunden werden. Anwendbare Sensoren sind dabei etwa Radarsensoren, Sensoren aus GNSS-Technik (Globales Navigationssatellitensystem) oder optische Sensoren.

In der DE 102 49346 B4 wird eine Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung beschrieben, wobei über Radarsensoren die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs ermittelt werden kann. Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 und ein Radarsensorsystem zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs nach Anspruch 10.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteile der Erfindung

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs sowie ein Radarsensorsystem zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs anzugeben, wobei eine Geschwindigkeitsbestimmung gegenüber Objekten derart präzisiert wird, dass die Auswahl von messrelevanten Objekten verfeinert wird und somit eine Genauigkeit der Ermittlung der Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs signifikant erhöht werden kann. Eine derart verfeinerte Bestimmungsmethode kann auch robuster sein gegenüber den gemessenen Objekten selbst und dabei die Fehlerquote der Geschwindigkeitsbestimmung gegenüber zur Messung ungeeigneten Objekten verringert werden.

Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs mittels zumindest eines am Fahrzeug angeordneten Radarsensors ein Ermitteln von Messsignalen vom zumindest einen Radarsensor; ein Erzeugen von Rohdaten aus den Messsignalen, wobei eine ermittelte Empfangsleistung des Messsignals mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird und dabei das Messsignal einem Objekt zugeordnet wird, wenn die Empfangsleistung des Messsignals lokal den Schwellenwert überschreitet oder um einen vorbestimmten charakteristischen Wertebereich unterschreitet; ein Ermitteln einer Geschwindigkeit und eines Abstands des Objekts relativ zum Radarsensor aus dem Messsignal; ein Ermitteln einer Richtung vom Objekt relativ zum Radarsensor und daraus Ermitteln von zumindest einer Komponente der Geschwindigkeit des Objekts relativ zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und daraus Ermitteln der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs.

Unter einem lokalen Überschreiten oder Unterschreiten des Schwellenwerts kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein Überschreiten oder Unterschreiten des Schwellenwerts in einem Bereich bzw. einem Teil der Messsignale oder Rohdaten verstanden werden.

Einer oder mehrere Radarsensoren können ein Messsignal aussenden, welches dann an einem Objekt reflektiert werden kann und zu einer Empfangseinrichtung des Radarsensors zurückreflektiert werden kann. Dazu eignen sich vorteilhaft unbewegte Objekte, etwa am Boden unter dem Fahrzeug oder um das Fahrzeug herum, und/oder stehend neben dem Fahrzeug und/oder über dem Fahrzeug. Dabei findet üblicherweise beim Radar eine Fokussierung auf deutlich zu identifizierende Objekte statt, also auf solche, die deutlich gegenüber diffus zu registrierenden anderen Objekten messbar sind, deren Präsenz also besser nachweisbar ist als jene der diffus zu messenden Objekte. Auf diese Weise kann es beispielsweise auch möglich sein, aus den gemessenen Objekten unbewegte und bewegte Objekte zu erkennen, etwa durch gängige Analysemethoden oder durch eine sequentielle Wiederholung von Radarmessungen und einem dann resultierenden Rückschluss auf die vorhandene oder nicht vorhandene Bewegung des Objekts selbst. Es können durch ein Unterscheiden zwischen (deutlich) stark erkennbaren Objekten und (diffus, undeutlich) schwach erkennbaren Objekten beispielsweise auch Verkehrsteilnehmer erkannt werden, insbesondere auch wenn eine hohe Anzahl von Messsignalen von vielen Objekten in der Fahrzeugumgebung gemessen wird, beispielsweise Bäume, Häuser oder Ähnliches. Die Erkennung eines Objekts als stark erkennbar kann üblicherweise dann gegeben sein, wenn ein Schwellenwert für eine Empfangsleistung des Messsignals bestimmt ist, welchen das Messsignal des jeweiligen Objekts dann überschreiten kann. Messsignale von Objekten mit einer Empfangsleistung unterhalb des Schwellenwertes können dann als schwach erkennbar eingestuft werden. Erfindungsgemäß können nun auch derartige Messsignale von Objekten zur Geschwindigkeitsbestimmung des Fahrzeugs berücksichtigt werden, welche zwar unterhalb des Schwellenwertes liegen, aber dennoch bei einer verfeinerten Objektberücksichtigung ein anwendbares Messsignal ergeben können. Dazu kann beispielsweise ein charakteristischer Wertebereich für die genutzten Radarsensoren oder beispielsweise für den zu erwartenden Untergrund oder die zu erwartende Fahrzeugumgebung (ebene Straße, Wald, Schotter, Schiene, Feld) vorbestimmt, und/oder durch eine Referenzmessung mit Probeobjekten, eingestellt werden. Dann kann bei einer Messung vorteilhaft davon ausgegangen werden, dass es sich bei einem Messsignal mit einer Empfangsleistung von unterhalb dem Schwellenwert aber noch innerhalb des charakteristischen Wertebereichs auch um ein nutzbares Objekt zur Bestimmung der Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs handeln kann.

Die vorteilhaft direkt von dem Radarsensor empfangenen Messsignale können dabei als Rohdaten bezeichnet werden, insbesondere auch wenn zu den gemessenen Signalen neben dem üblichen Verfahren mit einer Empfangsleistung von oberhalb des Schwellenwerts auch noch die Messsignale unterhalb des Schwellenwerts und innerhalb des charakteristischen Wertebereichs berücksichtigt werden.

Das Ermitteln der Geschwindigkeit des Objekts und des Abstands, relativ zum Fahrzeug, aus Messsignalen des Radarsensors kann basierend auf gängigen Methoden erfolgen, wobei hier nicht näher auf diese eingegangen wird. Bei dem ermittelten Abstand kann es sich um einen sogenannten radialen Abstand handeln, wobei „radial“ hier auf das Koordinatensystem des Sensors bezogen sein kann, im Verständnis des polaren Koordinatensystems. Die Geschwindigkeit betrifft dann die zeitliche Änderung dieses Abstands (radial vom Sensor aus).

Sowohl die Ermittlung der Geschwindigkeit und des Abstands wie auch die Ermittlung der Richtung des Objekts relativ zum Radarsensor und vorteilhaft gegenüber einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs können gegenüber einer üblichen Betrachtung eines Messsignals auch für Daten unterhalb des Schwellenwertes und innerhalb des charakteristischen Wertebereichs erfolgen und an die erzeugten Rohdaten angepasst sein. Zur Ermittlung der Richtung, aus welcher die Messsignale detektiert werden können, kann das Verfahren derart angepasst sein, dass es alle zur Verfügung stehenden Rohdaten berücksichtigen kann. Die Radarstrahlen können durch den Radarsensor nicht oder nicht nur in Fahrtrichtung ausgestrahlt werden, sondern eher über einen großen Öffnungswinkel. Daher können die gemessenen Geschwindigkeiten aus den Rohdaten- Detektionen nicht stets direkt der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechen, sondern können vorteilhaft entsprechend der jeweiligen Richtungskomponenten korrigiert werden. Diese Korrektur kann dabei die zuvor ermittelten Richtungen nutzen.

Die vorliegende Anordnung kann vorteilhaft auch im nicht-automobilen Bereich (Non-automotive, dazu gehören der Agrar-, Baumaschinen-, Rail- und restliche Off- Highway- Bereich) Signale für intelligente Assistenzsysteme (bspw. Umfeldüberwachung) zur Verfügung stellen. Auch im aufstrebenden Markt des Precision Farmings kann eine verbesserte Eigengeschwindigkeitsschätzung über Grund bereitgestellt werden. Das Radarsensorsystem kann sich dadurch auszeichnen, dass bekannte und verfügbare Sensoren besonders einfach am Fahrzeug und in das System integriert werden können und genutzt werden können.

Der verwendete Radarsensor kann mit der bereits vorhandenen CAN- Schnittstelle über das auch im Off-Highway weit verbreitete Protokoll SAE J1939 eine einfache Plug and Play Lösung ohne Kalibrierung darstellen und eine einfache Integration in das Gesamtsystem ermöglichen. Durch diese Eigenschaften können besonders einfach Anbaugeräte aus der Landwirtschaft mit einem Eigengeschwindigkeitssignal ausgestattet werden, was das Anbaugerät unabhängiger von der Zugmaschine machen kann, welche häufig nicht über einen geeigneten Bus verfügt.

Des Weiteren kann das Verfahren in einer eigens dafür entwickelten Software umgesetzt werden und beispielsweise in einer Auswerteeinrichtung vorhanden sein. Diese Software kann dabei so programmiert sein, dass Radarreflexionen des Untergrunds erkannt werden können und daraus die Eigengeschwindigkeit und der Gierwinkel berechnet werden können. Dieser Algorithmus ermöglicht einen flexiblen Einbauort des Sensors. Somit wäre eine in Richtung zum Untergrund gerichtete Anbringung mit wenigen Zentimeter Abstand zum Untergrund genauso denkbar, wie eine Anbringung in der Front des Fahrzeugs mit Ausrichtung in Fahrtrichtung. Diese Anbringung hat dazu noch den Vorteil, dass zusätzlich bekannte Radaranwendungen wie ACC auf dem Radar ausgeführt werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine zweidimensionale Fourier-Transformation der Messsignale.

Die Fourier-Transformation kann somit eine Weiterverarbeitung oder Vorverarbeitung der Rohdaten darstellen, wobei diese im Zeit- und Frequenzraum erfolgen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird beim Erzeugen der Rohdaten das Messsignal als Hintergrundrauschen identifiziert, wenn die Empfangsleistung des Messsignals lokal den Schwellenwert um mehr als den vorbestimmten charakteristischen Wertebereich unterschreitet.

Bei einer lokalen Betrachtung des Messsignals kann vorteilhaft genau ein lokales Maximum des Messsignals, etwa über die Zeit und/oder über den Ort, betrachtet werden. Bei Messungen, für welche nicht deutlich erkannt werden kann, ob es sich um reale Objekte handelt, wird vorteilhaft angenommen, dass sich diese außerhalb des charakteristischen Wertebereichs befinden und somit als Hintergrundrauschen identifiziert werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird über eine Sendeantenne des zumindest einen Radarsensors ein frequenzmoduliertes Sendesignal mit aufeinanderfolgenden Rampen und Lücken ausgesendet.

Ein derartiges Rampensignal kann beispielsweise einem sogenannten Joint- Sampling FMCW-Modulationsverfahren (JSFMCW) entsprechen, welches bei der Anwendung von Radarsignalen üblicherweise zum Einsatz kommen kann.

Hierbei kann über jede der Sende-/Empfangsantennen, mit etwa mindestens zwei Signalsequenzen, welche im Frequenzverlauf jeweils aufeinanderfolgende Rampen mit dazwischenliegenden Lücken aufweisen, wobei die zwei Signalsequenzen mit einem vorgegebenen zeitlichen Versatz derart ineinander verschachtelt werden, das Verfahren so erfolgen, dass jeweils eine erste Rampe jeder der mindestens zwei Signalsequenzen ausgegeben wird, bevor eine zweite Rampe einer der mindestens zwei Signalsequenzen ausgegeben wird. Des Weiteren kann ein Mischen des frequenzmodulierten Sendesignals mit einem empfangenen Signal zu einem Basisbandsignal für jede der Signalsequenzen erfolgen.

Die angewandte Modulation mit den genutzten Frequenzrampen kann ebenfalls zur Abstands- und Geschwindigkeitsbestimmung sowie zur Richtungsermittlung und zur Korrektur der ermittelten Richtung hinsichtlich der Eigenbewegung des Fahrzeugs angewandt werden. Diese Anwendung für den Fall einer Bestimmung der Eigenbewegung des Fahrzeugs geht über die übliche Anwendung des JSFMCW-Verfahrens hinaus, obwohl Geschwindigkeitsbestimmungen und Abstandsbestimmungen nach dem JSFMCW-Verfahren bekannt sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Geschwindigkeit des Objekts vorbestimmten diskreten Geschwindigkeitsstufen zugeordnet.

Die Geschwindigkeitsstufen können diskrete Werte aufweisen, beispielsweise 2, 17, 22, 42, 62 km/h. Um die Messsignale leichter und schneller den vorbestimmten diskreten Werten, etwa dem der Messung am nähesten liegenden, zuordnen zu können, kann eine Werteauswahl der diskreten Werte auf zu erwartende Werte der Geschwindigkeit angepasst werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Sendesignal des zumindest einen Radarsensors unter einem charakteristischen Sendewinkel ausgesendet, welcher zumindest 45 ° beträgt.

Üblicherweise werden Radarsignale in Winkelbereiche ausgestrahlt, welche kleiner sind als 45 °. Bei Winkeln größer 45 ° kann von einem großen Öffnungswinkel gesprochen werden. Durch den großen Öffnungswinkel kann vorteilhaft auch eine größere Anzahl von Messsignalen detektiert werden, wodurch ein Nutzen und Korrigieren der verfügbaren Informationen über die Eigenbewegung des Fahrzeugs robuster, etwa auf Fehlmessungen, und genauer erfolgen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Objekt als ein unbewegtes Objekt aus dessen charakteristischer Relativbewegung zum Fahrzeug ermittelt. Die Relativbewegung zwischen unbewegtem Objekt und Fahrzeug resultiert aus der Eigenbewegung des Fahrzeugs. Die Relativbewegung des unbewegten Objekts relativ zum Fahrzeug hängt von einer Relativposition des unbewegten Objekts zum Fahrzeug ab. Aufgrund der winkelaufgelösten Messsignale des Radarsensors kann die Relativposition des unbewegten Objekts bei der Ermittlung der Relativbewegung berücksichtigt werden.

Hierbei ist das Objekt selbst zwar unbewegt, dieses wird vom Sensor in dessen Inertialsystem jedoch als beweglich, mit einer charakteristischen Relativbewegung zum Fahrzeug, erkannt.

Mehrfache Radarmessungen an einem Objekt können eine Information darüber ergeben, ob dieses Objekt sich im Beobachtungszeitraum selbst bewegt oder ob es unbewegt ist.

Von den ermittelten und korrigierten Radarreflexionen können manche von unbewegten Objekten und andere von bewegten Objekten, etwa von aufgewirbelte Gegenständen wie Müll, Erdbrocken, Steinchen oder ähnlichen, stammen. Hierbei kann klassifiziert werden, welche Reflexion der ursprünglichen Rohdaten stehend, also unbewegt ist. Die als unbewegt klassifizierten korrigierten Reflexionen können dabei verwendet werden um, unter anderem mithilfe von Messunsicherheiten, eine optimale oder zumindest verbesserte Schätzung der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs durchzuführen.

Typischerweise umfassen die Messsignale eine Vielzahl von Signalen, die einer Vielzahl von Reflexionen an unbewegten Objekten entsprechen. Die Vielzahl von unbewegten Objekten weist unter Berücksichtigung ihrer Relativposition dieselbe Relativgeschwindigkeit zum Fahrzeug auf, d.h. mit anderen Worten bspw. entlang einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs sind die Relativgeschwindigkeiten der unbewegten Objekte gleich groß. Umfassen die Messsignale bzw. Rohdaten eine Mehrzahl von Reflexionen entsprechend einem oder mehreren Objekten mit der gleichen Relativgeschwindigkeit relativ zum Fahrzeug und relativ zu einer vorgegebenen Richtung, insbesondere der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, kann diese Relativgeschwindigkeit als Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird jeweils eine entsprechende charakteristische Toleranz des charakteristischen Wertebereichs, der ermittelten Richtung und/oder der ermittelten Geschwindigkeit berücksichtigt.

Die entsprechende Toleranz kann je nach Fehler des Radarsensors definiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dieses für ein Fahrzeug im Automobilbereich, in der Landwirtschaft, im Flugbetrieb und/oder im Schienenverkehr eingesetzt.

Erfindungsgemäß umfasst das Radarsensorsystem zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs zumindest einen Radarsensor, welcher derart am Fahrzeug anordenbar oder angeordnet ist, dass dieser eine freie Sicht auf einen Boden unter dem Fahrzeug hat; und eine Auswerteeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Der Radarsensor des Radarsensorsystems ist zum Ermitteln der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs an dem Fahrzeug angeordnet.

Das Radarsensorsystem betrifft mit den zusätzlichen Vorteilen des Verfahrens auch ein günstiges, universal einsetzbares Produkt, das robust gegen Umwelteinflüsse sein kann und flexibel angebracht werden kann. Eine vorteilhaft vorhandene Schnittstelle zwischen Radarsensor und Steuereinrichtung und/oder Auswerteeinrichtung, etwa als Verbindung zu einem Bussystem, kann eine einfache Integration in das vorhandene Radarsystem ermöglichen. Der Algorithmus kann tolerant gegenüber unterschiedlichen Untergründen sein und liefert in der Wirkungsweise vorteilhaft verbesserte Ergebnisse für den Anwendungsfall der Eigengeschwindigkeitsmessung. Somit kann eine Kombination aus günstiger Fertigung und robustem Algorithmus erzielt werden und einen derartigen Eigengeschwindigkeitssensor zu einem universal und flexibel einsatzbaren Produkt, besonders im Non-Automotive-Bereich, machen. Ein derartiger Radarsensor oder das ganze Radarsensorsystem kann sowohl in eine Neuentwicklung (neues Gerät am Fahrzeug) integriert sein, aber auch als Nachrüstlösung eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Radarsensorsystems umfasst der Radarsensor eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne und das Radarsensorsystem umfasst eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, über die Sendeantenne ein frequenzmoduliertes Sendesignal mit aufeinanderfolgenden Rampen und Lücken auszusenden.

Das Radarsensorsystem kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. la eine seitliche Darstellung eines Fahrzeugs mit einem

Radarsensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. lb eine seitliche Darstellung eines Fahrzeugs mit einem

Radarsensorsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. lc eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Radarsensorsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2a eine Darstellung eines Messsignals und eines Schwellenwerts aus einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2b eine Darstellung eines Messsignals aus einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.

Fig. la zeigt eine seitliche Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Radarsensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Das in der Fig. la dargestellte Fahrzeug F ist beispielsweise ein Traktor, welcher ein Radarsensorsystem 10 umfasst, bei welchem zumindest ein Radarsensor 1 an einer Unterseite des Fahrzeugs F angeordnet ist, vorteilhaft dem Boden unter dem Traktor F zugewandt ist und eine freie Sicht auf den Boden hat. Der Radarsensor 1 kann ein Radarsignal unter einem Öffnungswinkel a abstrahlen, wobei a vorzugsweise größer oder gleich 45 ° sein kann. Wichtig bei der Anbringung des Radarsensors 1 ist hierbei, dass dieser freie Sicht auf den Boden hat und keine versperrende oder gar verdeckende Gegenstände sich zwischen dem Boden und dem Radarsensor befinden. Auf diese Weise kann das Objekt O am Boden detektiert werden. Der vertikale und horizontale Radarkegel wird vorzugsweise freigehalten. Ansonsten kann der Radarsensor nach Belieben am Fahrzeug angebracht werden. Fig. lb zeigt eine seitliche Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Radarsensorsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. lb zeigt eine weitere Möglichkeit den Radarsensor 1 des Radarsystems 10 am Fahrzeug F, insbesondere am Traktor, anzubringen. Hierbei ist der zumindest eine Radarsensor 1 an der Front des Traktors angebracht und strahlt Radarstrahlung unter dem Öffnungswinkel a ab. Auf diese Weise kann das Objekt O vor dem Traktor erkannt werden.

Durch eine Anbringung in der Front des Fahrzeugs F (Agrarfahrzeug) nach Fig. lb und/oder direkt auf den Boden gerichtet unter dem Fahrzeug nach Fig. la kann das Radarsensorsystem 10 flexibel eingesetzt werden. Als Ausgangssignal können die gemessene Eigengeschwindigkeit und eine Gierrate ausgegeben werden. Bei dem Fahrzeug F kann es sich auch um ein Fahrzeug des Automotive- oder Non-Automotive Umfelds handeln.

Fig. lc zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Radarsensorsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die schematische Draufsicht von einer Oberseite des Fahrzeugs F zeigt auch symbolisch die Steuereinrichtung SE und die Auswerteeinrichtung AE des Sensorsystems 10 im Fahrzeug F, welche mit den Radarsensoren 1 verbunden sein können. Die Ausführung der Fig. lc kann beispielsweise zwei Radarsensoren 1 an der Front des Fahrzeugs F umfassen, wobei auch Radarsensoren an der Seite, der Rückseite oder unter dem Fahrzeug denkbar sind. Die beiden, oder mehrere, Radarsensoren 1 können gleichzeitig oder nacheinander betrieben werden und gleiche oder verschiedene Öffnungswinkel al, a2 aufweisen.

Fig. 2a zeigt eine Darstellung eines Messsignals und eines Schwellenwerts aus einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 2a zeigt ein ermitteltes Messsignal, etwa dessen Amplitude, von einem Radarsensor über k-Werte (k als Wellenzahl) im Frequenzraum, etwa nach einer Fourier-Transformation.

Gezeigt werden lokale Maxima, welche klar über den Schwellenwert SW hinausgehen, und auch solche lokalen Maxima, welche zwar unterhalb des Schwellenwert SW liegen, aber noch innerhalb eines charakteristischen Wertebereichs WB unterhalb des Schwellenwerts SW und daher auch als Objekte identifiziert werden können.

Das ermittelte Radarspektrum kann eine Empfangsleistung über Entfernung umfassen. Hierbei kann eine Detektion von Objekten mit schwachem Messsignal, etwa unterhalb des Schwellenwertes SW (z. B. einzelne Erdklumpen) bei der Eigengeschwindigkeitsbestimmung auch eine relevante Information beinhaltet. Durch den erfindungsgemäßen Ansatz können vorteilhaft auch solche Rohdaten ausgewertet werden, also im Allgemeinen nicht nur die lokalen Maxima über der Schwelle, sondern auch beispielsweise die Werte neben den Maxima oder auch Werte unterhalb der Schwelle.

Fig. 2b zeigt eine Darstellung eines Messsignals aus einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2b zeigt Maxima eines Messsignals im Frequenzraum, wobei eine Empfangsleistung P aufgetragen ist. Ein Maximum k M kann einem Objekt zugeordnet werden, wenn dieses einen Schwellenwert übersteigt und auch ein Nebenmaximum mit geringerer Amplitude kann als Objekt identifiziert werden. Das Nebenmaximum kann neben einem Hauptmaximum auftreten, und als Objekt identifiziert werden oder nicht, je nach Lage innerhalb oder außerhalb des charakteristischen Wertebereichs oder über dem Schwellenwert. Die Nebenmaxima ki_ und Ku steht für Leistungspeaks (lower) und (upper) neben dem (Neben)maximum, was zusätzliche Ziele für einen Algorithmus zur Eigengeschwindigkeitsschätzung sein können. Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren zum Ermitteln einer Eigengeschwindigkeit eines Fahrzeugs mittels zumindest eines Radarsensors erfolgt ein Ermitteln S1 von Messsignalen vom zumindest einen Radarsensor; ein Erzeugen S2 von Rohdaten aus den Messsignalen, wobei eine ermittelte Empfangsleistung des Messsignals mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird und dabei das Messsignal einem Objekt zugeordnet wird, wenn die Empfangsleistung des

Messsignals lokal den Schwellenwert überschreitet oder um einen vorbestimmten charakteristischen Wertebereich unterschreitet; ein Ermitteln S3 einer Geschwindigkeit und eines Abstands des Objekts relativ zum Radarsensor aus dem Messsignal; ein Ermitteln S4 einer Richtung vom Objekt relativ zum Radarsensor und daraus ein Ermitteln von zumindest einer Komponente der

Geschwindigkeit des Objekts relativ zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und daraus ein Ermitteln der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.