[发明专利]车辆雷达方法和车辆雷达系统

说明书

本发明涉及一种FMCW雷达方法(FMCW＝frequency modulatedcontinuous wave调频连续波)，其中车辆的雷达系统发射和接收雷达波，并且根据所发射的和所接收的雷达波之间的频率偏移来确定对象距车辆的距离，以及根据接收到的雷达波的相位位置来确定对象的速度。

此外，本发明还涉及一种车辆雷达系统，该系统实施这种方法。

在DE 196 10 970 A1中分别公开了这种方法和这种雷达系统。通常，在FMCW雷达中，所发射的雷达波的频率根据预先给定的模型在时间上周期地变化。对象上所反射的雷达波在通过雷达系统接收时经过两倍的对象距离，并且以与此成比例的时延又到达雷达系统。

由于要发射的雷达波的频率在该时延期间变化了，所以在确定时刻在雷达系统中传播的发射信号和接收信号具有频率差d_f(r)，该频率差与对象距离r和发射频率变化的方式有关。在时间上线性的变化并且对象相对于雷达系统静止的情况下，d_f(r)直接与对象距离成比例。在以相对速度v做相对运动的情况下，附加地产生频率的与速度有关的多普勒偏移，该偏移的符号与速度的方向有关并且与发射频率变化的符号有关。

为了确定频率差，通常将发射信号与接收信号混合成中频信号，该中频信号因此在频率差的模中具有频谱信号分量，并且在更高的频率中具有另外的分量。通过低通滤波，较高频率的分量被分离，并且所保留的反映与传播时间有关的和与速度有关的频率偏移的信号被频谱分析。

根据DE 196 10 970 A1，对于发射频率的周期性增大，基本上根据与距离有关的并与速度有关的频率偏移的和得到频率值(谱线)，而对于发射频率的周期性减小，根据所述频率偏移的差得到频率值。通过对这些频率值求平均值或者求差，可以单独地确定与距离有关的和与速度有关的频率偏移。由此在这种分析时，根据中频信号的频率最终不仅确定了距离而且确定了速度。然而这要求谱线与对象的唯一的相关性，这在多个反射对象处于近似距离的情况下并不那么容易。

为了能够即使在多个对象的情况下也能确定对象各自的距离和速度，开头所述的DE 196 10 970 A1建议了，根据中频信号的频率导出距离而根据中频信号的相位信息导出速度。根据DE 196 10 970 A1获得了中频信号的幅角，即中频信号的相位、尤其是与距离有关的项。由于在雷达系统与对象之间存在相对运动的情况下，在发射频率变化的两个周期之间距离微小变化，所以中频信号的相位中的与距离有关的项也变化。从在发射频率变化的至少两个周期期间相位变化的程度，可以根据DE 196 10 970 A1推断出相对速度。在此，相位信息分别从中频信号的傅立叶变换的相位来获得。为了获得两个相位值，因此对每个对象必须经过发射信号的变换的两个周期，并且对每个周期必须进行一次傅立叶变换。

在车辆中，使用雷达系统用于监控行驶环境，其中可以考虑如下应用：停车辅助、死角监视、变道辅助、开门辅助、用于安全气囊触发的事故预测(撞击预警侦测，pre-crash-sensing)、安全带绷紧、安全带转动杆激活(Ueberrollbuegel-Aktivierung)、启/停运行或者具有距离监视和/或距离调节的行驶运行(巡航控制辅助)。

在某些交通情况下，例如在多车道上交通拥堵的情况下，在车辆周围会存在多个对象。在此，不同的对象可以具有相似的距离，但速度不同。按照对象的位置和速度，驾驶员和/或行驶辅助系统会对自己的车道和行驶速度的选择得出不同的结论。在计划改变到某一行驶车道上时，必须估计在比较大的角度范围中的其他车辆的位置和速度，以避免碰撞。为了检测靠近和远离该车辆的尾部的车辆、在侧向周围的车辆以及在行驶方向上靠近或者远离的车辆，角度范围具有180°的量级。因此，整个位置和速度的准确检测需要一定的时间。由于相邻对象的速度通常不同，所以车辆周围的整体情况相对快速明显地变化。因此，对车辆雷达系统，需要高信息更新率(update Raten)。

与要求单个对象的速度的尽可能好的分辨率不同，对高信息更新率的需求与在大的角度范围中的可能的多个对象有关。

根据该背景技术，本发明的任务在于给出一种车辆雷达系统的雷达方法，该雷达系统以高更新率和单个对象的距离和速度的良好分辨率为驾驶辅助系统或者驾驶员提供关于在车辆周围中的对象的、对于避免碰撞重要的信息。

该任务在上面所述类型的雷达方法中通过以下方式来解决：在第一时间段对在车辆周围环境的至少第一分区中的对象实施该方法，并且在第二时间段确定周围环境的至少第二分区中的对象的距离，而不确定速度。