DE60031592T2

DE60031592T2 - Radargerät

Info

Publication number: DE60031592T2
Application number: DE60031592T
Authority: DE
Inventors: c/o K.K. Hon-da Gijutsu Kenkyusho Jun Wako-shi Ashihara
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: EP1031851A2; EP1031851A3; JP4045043B2; JP2000241538A; EP1031851B1; DE60031592D1; US6369747B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät, das als ein Fahrzeugradarsystem oder ähnliches verwendet wird, und bezieht sich insbesondere auf eine Abweichungserkennungsmethode zum Erkennen einer Abweichung eines Radargeräts, und ein Radargerät, das diese Abweichungserkennungsmethode verwendet. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 11-046055.
Bislang wurde ein Fahrzeugradargerät für Hinderniserkennung realisiert, das ein Objekt innerhalb einer relativ kurzen Entfernung erkennt, so dass beispielsweise dann, wenn ein Fahrzeug in eine Garage gestellt wird, das Fahrzeug nicht gegen ein Hindernis wie einen Telegraphenmast, eine Steinmauer oder ähnliches stößt. Darüber hinaus wurde in letzter Zeit Forschung zur Realisierbarkeit eines Radargeräts, das ein Zielobjekt in einer relativ großen Entfernung bei hoher Geschwindigkeit und mit große- Genauigkeit wahrnimmt-, vorangetrieben, als ein Alarmsystem, um einen Auffahrunfall mit einem vorausfahrenden Fahrzeug oder eine Kollision während des Fahrens zu verhindern, neben der Vermeidung eines Zusammenstoßes gegen die oben beschriebenen stationären Hindernisse, oder als ein adaptives Geschwindigkeitsregelungssystem (ACC) während mit dem sogenannten Tempomat gefahren wird.
Im US Patent Nr. RE 36,095 (Wiederaufnahme von US 5369409 ) wird beispielsweise vom gegenwärtigen Anmelder ein Mehrstrahlradargerät vorgeschlagen, das einen Hochfrequenzstrahl in einem Millimeterwellenband als einen Übertragungsstrahl verwendet. In dieser Veröffentlichung wird ein Radargerät offenbart, das die Erkennungsgenauigkeit durch Ausstrahlen von räumlich überlappenden Strahlen, durch Verwenden einer Vielzahl von Sender-Empfängervorrichtungen und durch Verändern der Kombination der Sender-Empfängervorrichtungen verbessert.
Darüber hinaus wird in der Veröffentlichung EP 0840140A1 von dem derzeitigen Anmelder ein Abtaststrahlradargerät vorgeschlagen, das eine hohe Radiofrequenz in einem Millimeterwellenband als Übertragungsstrahl verwendet. In dieser Veröffentlichung wird eine Methode zum Abtasten der Radiofrequenz offenbart, die von einem Primärsender mittels eines rotierenden Reflexionskörpers ausgestrahlt wird, und zum Konvergieren des reflektierten Strahls durch eine dielektrische Linse zur Verkleinerung eines Streuwinkels, um dadurch den Reflexionsstrahl in Fahrtrichtung des Fahrzeugs auszustrahlen.
Mit dem Mehrstrahlradargerät hat jedoch zum Beispiel der Detektionsbereich einen intrinsischen Detektionsbereich, der für jede Kombination der jeweiligen Sender-Empfängervorrichtungen und die Position eines Zielobjekts definiert ist. Das bedeutet, dass ein Azimutwinkel und eine Entfernung bezüglich eines Fahrzeugs durch Synthetisieren der erhaltenen Daten berechnet werden, die für jede Kombination dieser Sender-Empfängervorrichtungen beobachtet werden. Deshalb muss das Radargerät präzise die Sensitivität messen und entsprechend die Abweichung bewerten, wenn irgend eine aus der Vielzahl von Sender- oder Empfängervorrichtungen zusammenbricht oder sich so verschlechtert, dass die Sensitivität beeinträchtigt wird,
Darüber hinaus nimmt beispielsweise mit dem vorgenannten Abtaststrahlradargerät ein Sender-Empfängerschaltkreis normalerweise eine Paaranordnung an, folglich ist es nicht wahrscheinlich, dass der Azimutfehler wie in dem Mehrstrahlradargerät aufgrund der Verschlechterung des Sendeschaltkreises oder des Empfangsschaltkreises auftritt. Auf der anderen Seite jedoch verschlechtert sich die Erkennungssensitivität gleichmäßig in allen Richtungen.
Daher war es bisher nötig, regelmäßig die Sensitivität des Radargerätes zu messen und zu bestätigen, dass es keine Abweichung wie Sensitivitätsverschlechterung oder ähnliches gibt. Diese Sensitivitätsmessung wurde jedoch durchgeführt, indem ein Fahrzeug mit dem daran angebrachten Radargerät in eine Testumgebung mit installiertem Referenzziel transportiert wird, wobei ein Strahl, in einem Zustand, in dem das Fahrzeug in einer vorherbestimmten Testposition angehalten wird, zu/von dem Referenzziel gesendet und empfangen und der Empfangspegel gemessen wird. Damit gibt es ein Problem, dass viel Zeit und Mitarbeiterstunden erforderlich sind.
Darüber hinaus kann die Sensitivität aufgrund einiger Ursachen verschlechtert werden und ein teilweiser Ausfall kann während der regulären Überprüfung in einem wesentlichen Schaltkreis verursacht werden.
Daher wurde ein Verfahren zur Voraussage der Sensitivität eines Radargerätes aus der Anzahl von den Zielobjekterkennungen, die für eine vorherbestimmte Zeitperiode detektiert werden ausgedacht zum Zweck der Erkennung von Abweichungen während es am Fahrzeug angebracht ist. Mit dieser Methode gibt es jedoch ein Problem, was darin besteht, dass die Bewertung der Abweichung aufgrund individueller Fahrbedingungen wie Fahrzeugfortbewegungszustand des und der Fahrbahnumgebung in großem Umfang variiert, so dass, wenn das Zielobjekt nicht innerhalb der vorherbestimmten Zeitperiode detektiert wird, die Abschätzung nicht möglich ist (oder eine fehlerhafte Bewertung verursacht wird). Daher wurde ein Radargerät gewünscht, das die Sensitivität messen und die Abweichung während des Fortbewegens bewerten kann, ohne durch solche individuelle Bedingungen beeinflusst zu werden.
US 5,839,096 beschreibt ein Radargerät, in welchem der Rauschpegel-Hintergrund bei Inbetriebsetzung und wieder während des Betriebs gemessen wird. Wenn der Rauschpegel während des Betriebs zunimmt, wird das Gerät als korrekt funktionierend bewertet.
DE 4244608 beschreibt ein Radarsystem, in welchem ein Bereich ansteigender Frequenzen, ein Bereich abfallender Frequenzen und ein Bereich konstanter Frequenzen verwendet werden, um echt erkannte Objekte von falsch erkannten Objekten zu unterscheiden.
Die vorliegende Erfindung wurde vor diesem Hintergrund vervollständigt, und die vorliegende Erfindung stellt zumindest in ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen ein Radargerät zur Verfügung, das Abweichungen des Radargeräts im normal verwendeten Zustand eines Fahrzeugs erkennt und bewertet, ohne dass die Notwendigkeit besteht, das Fahrzeug in eine spezielle Umgebung zu transportieren, und vermeidet verschiedene Probleme, sogar wenn ein Sensitivitätsabfall oder ein Ausfall der Sender-Empfängervorrichtungen auftritt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Radargerät zum Abringen an ein Fahrzeug zur Verfügung, wobei das Radargerät umfasst: eine Strahlstransmissionsvorrichtung zum Aussenden eines Strahls als Transmissionssignal; eine Strahlempfangsvorrichtung zum Empfangen eines Signals, das von einem Zielobjekt reflektiert wird, das sich innerhalb eines Strahlungsbereichs des ausgesandten Strahls befindet; und eine Prozessoreinheit, welche die Position des Zielobjekts aus dem Transmissionssignal und dem empfangenen Empfangssignal detektiert und ein Frequenzumwandlungsverfahren durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit eine Signalabtrennvorrichtung zum Abtrennen eines intensitätsarmen Signals des Spektrums, das nicht höher als ein zuvor eingestellter vorbestimmter Intensitätspegel ist, aus den empfangenen Signalen des Spektrums, die von der Prozessoreinheit dem Frequenzumwandlungsverfahren unterzogen wurden, aufweist, und dass die Prozessoreinheit eine Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion aufweist, um unter den Empfangssignalen ein Fahrbahnbelagsreflexionssignal, das von der Fahrbahn reflektiert wurde, zu analysieren, und eine Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen umfasst, um eine Abweichung der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung zu bewerten, basierend auf den Analyseergebnissen der Analysevorrichtung fair Fahrbahnbelagreflexion, und eine Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen um eine Abweichung der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung zu bewerten, basierend auf den Analyseergebnissen der Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagreflexion, und eine Vorrichtung zur Korrelationsberechnung, um einen Korrelationswert zwischen dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem Zeitpunkt und dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem anderen Zeitpunkt zu berechnen, und dass die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion das abgetrennte intensitätsarme Signal des Spektrums als das Fahrbahnbelagsreflexionssignal analysiert, und dass die Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen eine Abweichung in der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung bewertet, wenn der berechnete Korrelationswert eine niedrige Korrelation anzeigt.
Mit der oben beschriebenen Ausführung hat die Prozessoreinheit eine Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion, um aus den Empfangssignalen, die empfangen werden, ein Fahrbahnbelagsreflexionssignal zu analysieren, das von einen Fahrbahnbelag reflektiert wird, und die Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen bewertet, dass die Strahltransmissionsvorrichtung oder die Strahlempfangsvorrichtung abweichend ist, wenn ein Reflexionssignal nicht von dem Fahrbahnbelag durch die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion detektiert wird. Daher können Abweichungen im Radargerät während des Fortbewegens erkannt und bewertet werden, ohne ein Fahrzeug in eine spezielle Messumgebung zu transportieren und zu stellen, um die Sensitivität zu messen, und ohne von der Fahrbahnumgebung abzuhängen, wie der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Zielobjekts, das dem Radargerät normalerweise als Ziel dient.
Mit einem solchen Radargerät wird das Reflexionssignal des Zielobjekts, das normalerweise als ein Ziel des Radargerätes dient, als ein Signal des Spektrums verstanden, das eine gewisse Peakintensität hat. Die Position des Zielobjektes wird durch Analysieren des Signals des Spektrums, das eine Peakintensität hat, die nicht niedriger als diese bestimmte Intensität ist, berechnet. Das Reflexionssignal des Fahrbahnbelags andererseits hat keinen solchen starken Peak und es ist ein dem Fahrbahnrauschen eigenes Leistungsspektrum, das mit niedriger Intensität gestreut wird. Daher kann durch Abtrennen eines solchen Signals, das nicht höher als ein bestimmter Pegel ist und durch Analysieren des Signals das Fahrbahnbelagsreflexionssignal extrahiert und analysiert werden, und eine Abweichung kann durch Vergleichen des Signals mit den Daten der Fahrbahnbelagsreflexionssignale aus dem Leistungsspektrum, das beispielsweise in einem Speicher gespeichert ist, bewertet werden.
Ferner ist die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion zusätzlich mit einer Vorrichtung zur Korrelationsberechnung ausgestattet (beispielsweise der Korrelationsberechnungsschaltkreis 510 in den Ausführungsbeispielen) zum Berechnen eines Korrelationswertes zwischen dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem beliebigen Zeitpunkt und dem anderen intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem anderen Zeitpunkt. Die Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen bewertet eine Abweichung in der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung, basierend auf dem berechneten Korrelationswert.
Im Allgemeinen wird das Fahrbahnbelagsreflexionssignal unterschiedlich sein, abhängig von der Fahrbahnbelagssituation und dem Fortbewegungszustand. Wenn das Radargerät normale Sensitivität aufweist, dann besteht innerhalb eines Bereichs, in dem auf dem gleichen Fahrbahnbelag Fortbewegung erfolgt, eine gewissen Korrelation zwischen dem Fahrbahnbelagreflexionssignal (intensitätsarmen Signal des Spektrums) zu einem beliebigen Zeitpunkt und dem Fahrbahnbelagsreflexionssignal (dem gleichen) zu einem anderen Zeitpunkt. Andererseits wird, wenn das Radargerät nicht normale Sensitivität aufweist und nur eine Rauschkomponente hat, beobachtet, dass die Korrelation zwischen den beiden sehr niedrig ist. Deshalb wird dies mit der oben beschriebenen Anordnung, wobei der Korrelationswert zwischen intensitätsarmen Signalen des Spektrums in sehr kurzen Intervallen durch die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung berechnet wird, und wenn die Korrelation zwischen ihnen niedrig ist, als abweichend bewertet; es kann bewertet werden, ob die Sende- und Empfangssensitivität des Radargerätes in einer beliebigen Fahrbahnbelagssituation normal ist oder nicht, ohne eine große Menge von Daten in dem Speicher abzulegen und zu vergleichen.
Darüber hinaus hat das Fahrzeug eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise die Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit 58 in den Ausführungsbeispielen) um die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen, und ferner hat die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion eine Vorrichtung zur Doppler-Berechnung (beispielsweise der Doppler-Berechnungsschaltkreis 515 in den Ausführungsbeispielen), um eine Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums, berechnet aus der Bewegungsgeschwindigkeit zu dem einen Zeitpunkt, und einer Dopplerverschiebungsgröße des anderen empfangenen Signals des Spektrums, das aus der Bewegungsgeschwindigkeit zu dem anderen Zeitpunkt berechnet wurde, zu berechnen. Wünschenswerterweise berechnet die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung den Korrelationswert, der auf der Dopplerverschiebungsgröße zu dem einen Zeitpunkt und auf der Dopplerverschiebungsgröße zu dem anderen Zeitpunkt basiert.
Mit der oben beschriebenen Anordnung detektiert die Vorrichtung zur Doppler-Berechnung entsprechend die Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs (des Fahrzeugs eigene Geschwindigkeit) zu einem Zeitpunkt, wenn Datenerhebung zur Berechnung des Korrelationswertes durchgeführt wird, und die fahrzeugeigene Geschwindigkeit zu einem anderen Zeitpunkt, und berechnet die Dopplerverschiebungsgröße des erhaltenen Signals des Spektrums, die darin aufgrund der entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeiten zu dem Erhebungszeitpunkt verursacht wurde. Die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung berechnet den Korrelationswert, der auf der relativen Verschiebungsgröße zwischen den zwei Spektren basiert, zum Zeitpunkt der Berechnung der Korrelation. Daher kann, sogar wenn die fahrzeugeigene Geschwindigkeit zwischen zwei Bestimmungspunkten variiert, indem dies korrigiert wird, der Fehler im Korrelationswert korrigiert werden, um präzise Bewertung durchzuführen.
Darüber hinaus hat im Fall, dass das Radargerät ein FM-CW Radargerät im Millimeterwellenband ist, das Fahrzeug eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsbestimmung (beispielsweise die Vorrichtung zur Geschwindigkeitsbestimmung 58 in den Ausführungsbeispielen) zur Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, und die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion hat eine Vorrichtung zur Doppler-Berechnung (beispielsweise der Doppler-Berechnungsschaltkreis 515 in den Ausführungsbeispielen), um aus der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in einem Bereich ansteigender Frequenzen des Transmissionssignals des FM-modulierten Strahls, und die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in einem Bereich abfallender Frequenzen des Transmissionssignals zu berechnen. Vorzugsweise berechnet die Vorrichtung zur Korrelationsberechnungen den Korrelationswert der intensitätsarmen Signale des Spektrums in dem Bereich ansteigender Frequenzen und dem Bereich abfallender Frequenzen aus dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, welches in dem Bereich ansteigender Frequenzen detektiert wird, dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, welches in dem Bereich abfallender Frequenzen detektiert wird, und den entsprechenden Dopplerverschiebungsgrößen, die durch die Vorrichtung zur Dopplerberechnung berechnet wurden.
In dem FM-CW Radargerät hat die Frequenz des zu sendenden Millimeterwellenbandstrahls, einen Bereich ansteigender Frequenzen und einen Bereich abfallender Frequenzen innerhalb einer bestimmten Bandbreite. Das Empfangssignal, das von einem Zielobjekt reflektiert wird, wird mit einer Zeitverschiebung detektiert, die abhängig von der Distanz zwischen dem Radargerät und dem Zielobjekt ist. Deshalb wird in dem Signal, das durch Mischen der Sende- und Empfangsignale erhalten wird, ein Schwebungssignal mit einer Frequenz detektiert, die sich unterscheidet im Bereich ansteigender Frequenzen und im Bereich abfallender Frequenzen. Das Schwebungssignal aber verursacht eine Dopplerverschiebung, die sich in dem Bereich ansteigender Frequenzen und dem Bereich abfallender Frequenzen, abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs unterscheidet.
Mit denn Radargerät, der oben beschriebenen Bauweise berechnet die Vorrichtung zur Berechnung des Dopplereffekts jedoch die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in dem Bereich ansteigender Frequenzen des Transmissionssignals und die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in dem Bereich abfallender Frequenzen des Transmissionssignals aus der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit, die durch die Vorrichtung zur Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, die an dem Fahrzeug angebracht ist. Die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung berechnet den Korrelationswert basierend auf den entsprechenden Dopplerverschiebungsgrößen in dem Bereich ansteigender Frequenzen und dem Bereich abfallender Frequenzen zum Zeitpunkt der Berechnung des Korrelationswertes. Daher kann, sogar wenn die Frequenz der FM-Welle zwischen zwei zu bestimmenden Punkten, ansteigt oder abfällt oder die fahrzeugeigene Geschwindigkeit sich verändert, der Korrelationswert zur Durchführung einer genauren Bewertung korrigiert werden.
Einige Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Blockschaltbild ist, das eine Ausführung eines Ausführungsbeispiels eines Radargerätes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ein Blockschaltbild ist, das eine Ausführung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Radargerätes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 eine Kurve zur Erklärung der Beziehung zwischen Transmissions- und Empfangswellen ist, die zum Zeitpunkt des Anhaltens oder Fortbewegens bei einer niedrigen Geschwindigkeit in einem CW-FM Radargerät beobachtet werden.
4A und 4B Leistungsspektren zeigen, die bei Durchführung einer Fouriertransformation der Transmissions-/Empfangswellen zu der Zeit t₁ und der Zeit t₂ in 3 erhalten werden.
5 eine Kurve zur Erklärung der Beziehung zwischen Transmissions- und Empfangswellen ist, die zum Zeitpunkt einer hohen Fortbewegungsgeschwindigkeit des in einem CW-FM Radargerät beobachtet werden.
6A und 6B Leistungsspektren zeigen, die bei Durchführen einer Fouriertransformation der Transmissions-/Empfangswellen zu der Zeit t₁ und der Zeit t₂ in 5 erhalten werden.
7 ein Flussdiagramm ist, das den Signalverarbeitungsfluss in dem Radargerät des obigen Ausführungsbeispiels darstellt.
8 sind Diagramme zur Erklärung einer Signalwellenform zu jedem Schritt des obigen Flussdiagramms. Hiervon zeigt 8A ein Leistungsspektrum, das in einem FM-Bereich ansteigender Frequenzen beobachtet wird und 8B zeigt ein Leistungsspektrum das in einem FM-Bereich abfallender Frequenzen beobachtet wird, die konzeptionell das Dopplerverschiebungsverhältnis zwischen den beiden zeigen.
9 sind Diagramme zur Erklärung einer Signalwellenform zu jedem Schritt in dem Flussdiagramm, das in 7 gezeigt wird. Hiervon zeigt 9A Zustände, in denen Dopplerverschiebungskorrektur durchgeführt wird und das intensitätsarme Signal des Spektrums ausgesucht wird, und 9B zeigt ein Ergebnis einer Korrelationsberechnung unter Bezug auf einen überlappenden Anteil der beiden in 9A, wobei (i) den Fall zeigt, bei dem die Korrelation zwischen den beiden stark ist. und (ii) einen Fall zeigt, bei dem die Korrelation zwischen den beiden schwach ist.
10 ein Blockdiagramm zur Erklärung der Ausführung des gesamten Radargeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
In 10 ist als ein Blockdiagramm eine gesamte Ausführung eines FM-CW Mehrstrahlradargerätes vom Zeitmuitiplex-Typ gezeigt, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. Das Radargerät 1 umfasst vier Antennen 10a bis 10d, einen FM-Wellenerzeugungsschaltkreis 20, einen Transmissionsabschnitt 30 mit eine Vierkanalbauweise hat, einen Empfangsabschnitt 40 mit einer Vierkanalbauweise hat, einen Detektions-/Kontrollabschnitt 50 und vier Richtungskoppler 60a bis 60d.
Die Antennen 10a bis 10d umfassen zur Offset-Defokussierung eine parabolische Mehrstrahlantenne oder ähnliches, mit einem Strahlenmuster eines ausstrahlenden Strahls, der einen räumlich teilweise überlappenden Bereich hat. Der FM-Wellenerzeugungsschaltkreis 20 umfasst einen spannungsgeregelten Oszillator 21, um eine Radiowelle in einem Submillimeterwellenband von beispielsweise 20 GHz oder 25 GHz zu erzeugen, einen Zeitablenkschaltkreis 22 um dem spannungsgeregelten Oszillator 21 Modulationsspannung einer Dreieckswellenform zu liefern, und einen Leistungsteilerschaltkreis 23 um die modulierte, an den Transmissionsabschnitt 30 und den Empfangsabschnitt 40 übermittelte Leistung zu teilen. Der Transmissionsabschnitt 30 umfasst einen Transmissionsschaltkreis 31, um die modulierte Leistung zu einer vorbestimmten Zeit zu jeder Antenne umzuschalten, und Frequenzmultiplikationsschaltkreise 32a bis 32d um die übertragene modulierte Leistung mit drei zu multiplizieren und dieses in eine FM-Welle in dem Millimeterwellenband wie 60 GHz oder 75 GHz umzuwandeln.
Der Empfangsabschnitt 40 umfasst einen lokalen Umschaltkreis 41 zum Umschalten einer lokalen Modulationsleistung, die durch den leistungsabtrennenden Schaltkreis 23 geteilt wurde, dreifache Multiplikationsschaltkreise 42a bis 42d zur Umwandlung der lokal modulierten Leistung in die gleiche Frequenz wie die der übertragenen Modulationsleistung, Mischschaltkreise 43a bis 43d, und einen Schwebungswähler 44. Der Detektions-/Kontrollschaltkreis 50 umfasst eine Prozessoreinheit (CPU) 51, einen Verstärkungsschaltkreis 52, ein A/D-Umwandlungsschaltkreis 53, einen Fast-Fouriertransformschaltkreis (FFT) 54, und ein Zeitsteuerungsschaltkreis 55.
Die Übertragungsstrahlen Txa bis Txd, die zu FM-Wellen in dem Millimeterwellenband von beispielsweise 60 GHz moduliert wurden, durchlaufen die Richtkoppler 60a bis 60d, und werden zu verschiedenen Zeitpunkten an die Antennen 10a bis 10d übermittelt und von den Antennen zu einem Zielobjekt ausgestrahlt.
Von den Übertragungsstrahlen Txa bis Txd, die von den Antennen 10a bis 10d ausgestrahlt wurden, werden die Übertragungsstrahlen, die von dem Zielobjekt reflektiert wurden, von den Antennen 10a bis 10d als reflektierte Wellen Rxa bis Rxd empfangen, von der Transmissionswelle durch die Richtkoppler 60a bis 60d abgetrennt und in den Empfangsabschnitt 40 eingegeben, und mit lokalen FM-Modulationswellen Loa bis Lod zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch die Mischschaltkreise 43a bis 43d synthetisiert, um Schwebungen Bta bis Btd in dem synthetisierten Signal zu erzeugen. Der Schwebungswähler 44 wählt dann sequenziell die Schwebungssignale Bta bis Btd, die von den Mischschaltkreisen 43a bis 43d ausgegeben wurden, aus, und gibt sie an den Detektions-/Kontrollschaltkreis 50 aus.
Die Schwebungssignale Bta bis Btd, die an den Detektions-/Kontrollschaltkreis 50 ausgegeben wurden, werden durch den Verstärkungsschaltkreis 52 verstärkt, dann durch den A/D-Umwandlungsschaltkreis 53 in digitale Form umgewandet, durch den Fast-Fouriertransformschaltkreis (FFT) 54 frequenzumgewandelt, und als ein Leistungsspektrum an die Prozessoreinheit (CPU) 51 ausgegeben, das einen Peak entsprechend der Schwebungsfrequenz in der Frequenz aufweist.
Die Prozessoreinheit 51 berechnet die Verzögerungszeit der Ausbreitung der FM-Welle in Bezug auf die Frequenz des Spektrums, die eine Leistungsintensität hat, die nicht niedriger als ein bestimmter Pegel ist, von jedem eingegebenen Leistungsspektrum, und berechnet darauf basierend die Entfernung zu dem Zielobjekt. Darüber hinaus berechnet die Prozessoreinheit 51 den Azimut des Zielobjekts aus der Peakintensität jedes Leistungsspektrums durch ein gewichtetes Mittelungsverfahren, und ermittelt die Position des Zielobjekts aus der berechneten Entfernung und dem Azimut.
3 zeigt beispielsweise konzeptionell die Beziehung zwischen einer lokalen Welle (abgesendete Welle) Loa und empfangenen Welle Rxa, wenn ein Zielobjekt, das in einer bestimmten Entfernung angeordnet ist, in einem Zustand beobachtet wird, während ein Fahrzeug angehalten wird oder sich mit einer niedrigen Geschwindigkeit fortbewegt, wobei die Frequenz entlang der Vertikalachse und die Zeit entlang der Horizontalachse aufgetragen wird. In einem Zustand, wenn sich die Fahrzeuge mit einer niedrigen relativen Geschwindigkeit zueinander bewegen, wirkt nur eine Zeitverschiebungskomponente zwischen der Transmissionswelle und der Empfangswelle, bis der übertragene Strahl durch das Zielobjekt reflektiert und empfangen ist. Daher haben, wie in 3 gezeigt, die Frequenzdifferenz δfu der Transmissions-/Empfangswellen in dem Bereich ansteigender Frequenzen der FM-Welle (beispielsweise zu einem Zeitpunkt t₁ in 3) und die Frequenzdifferenz δfd der Transmissions-/Empfangswellen in dem Bereich abfallender Frequenzen (beispielsweise zu einem Zeitpunkt t₂ in 3) ungefähr den gleichen bestimmten Wert. in dem synthetisierten Signal, das erhalten wird, indem diese Transmissions-/Empfangswellen mittels des Mischschaltkreises synthetisiert werden, wird ein Schwebungssignal Bta mit einer Frequenz entsprechend der Frequenzdifferenz δfu ≒ δfd erzeugt.
Da die Frequenzdifferenz der Transmissionswelle und der Empfangswelle eine Verzögerungszeit der Ausbreitung der FM-Welle darstellt, ist die Frequenzdifferenz umso kleiner, je näher das Zielobjekt, und ist die Frequenzdifferenz umso größer, je weiter das Zielobjekt entfernt ist. Daher wird diese Frequenzdifferenz, die die Frequenz des Schwebungssignals Bta in dem synthetisierten Signal ist, niedriger, wenn sich das Zielobjekt annähert, und wird höher, wenn sich das Zielobjekt weiter entfernt. Somit kann die Entfernung zu dem Zielobjekt berechnet werden, indem die Frequenz des Schwebungssignals Bta analysiert wird.
4A und 4B zeigen das Leistungsspektrum, das erhalten wird, indem das Schwebungssignal Bta, das zu einem Zeitpunkt t₁ (4A) beziehungsweise t₂ (4B) aufgenommen wird, durch den Fast-Fouriertransformschaltkreis 54 der Frequenzwandlung unterzogen wird, das unter diesen Umständen als eine Wellenform detektiert wird, die einen Peak ungefähr bei der gleichen Frequenz hat. Die Prozessoreinheit 51 sucht eine Spektralkomponente mit einer Peakintensität, die einen gewissen Grenzwertpegel Ls überschreitet (gezeigt durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 4) aus dem Leistungsspektrum heraus, die auf diese Weise gemessen wurde, und berechnet die Entfernung zu dem Zielobjekt aus dieser Frequenz (nachstehend bezeichnet als "Peakfrequenz").
Das intensitätsarme Signal des Spektrums, das nicht höher als der oben beschriebene Grenzwertpegel Ls ist, ist ein Signal, das bisher ausgeschlossen worden ist (Verarbeitung des Rauschens), da es keine wichtige Information für das Zielobjekt, wie oben beschrieben, darzustellen schien. Jedoch ist in diesem Signal, anders als ein so genannter Anteil des Rauschens, ein Signal des Spektrums einer schwach reflektierten Welle des übertragenen Strahls umfasst. Beispielsweisel reflektierte Signale des Spektrums von einem Fahrbahnbelag, ein auf dem Fahrbahnbelag verstreutes Objekt, ein reflektierender Spiegel in dem Belag in der Mitte der Fahrbahn, Unterschiede in der Höhe des Fahrbahnbanketts und ähnliches (bezeichnet als "Fahrbahnbelagreflektierendes Signal") entsprechen dem, und unterscheiden sich gemäß der entsprechenden Entfernung, des reflektierenden Bereichs und der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit. Daher entsteht aus diesen ein Leistungsspektrum, mit schwacher Leistung, die über ein im Allgemeinen breites Frequenzband verteilt ist.
Das von dem Fahrbahnbelag reflektierte Signal weist jedoch der Fahrbahnumgebung, in dem sich das Fahrzeug fortbewegt, spezifische Informationen auf, und in dem detektierten Leistungsspektrum kann eine definierte Regelmäßigkeit gefunden werden, die mit der befahrenen Fahrbahnumgebung übereinstimmt.
Daher beachtet das Radargerät der vorliegenden Erfindung die auf diese Weise gefundene Regelmäßigkeit und bewertet, ob die Sensitivität des Transmissions-/Empfangsschaltkreises des Radargerätes abgenommen hat oder nicht, abhängig davon, ob die Sensitivität innerhalb der vorbestimmten Regelmäßigkeit liegt oder nicht.
In dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radargerätes wie schematisch in dem Blockdiagramm des Mehrstrahlradargeräts von 1 gezeigt, umfasst eine Prozessoreinheit 51 in einem Radargerät 1 einen Signalabtrennschaltkreis 51a, um ein intensitätsarmes Signal des Spektrums, das nicht höher als ein bestimmter Intensitätspegel ist. abzutrennen, einen Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b. der einen Schaltkreis zur Korrelationsberechnung 510 zur Berechnung des Korrelationswertes aus dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu zwei getrennten Zeiten hat, und einen Schaltkreis zur Bewertung von Abweichungen 51c, um Abweichungsbewertung des Radargerätes durchzuführen, basierend auf den Analyseergebnissen des Analyseschaltkreises für Fahrbahnbelagsreflexion 51b.
Wenn aus dem Korrelationswert zwischen den zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums, die durch den Schaltkreis zur Korrelationsberechnung 510 in dem Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b berechnet wurden, bewertet wurde, dass die Korrelation dazwischen niedrig ist, bewertet der Schaltkreis zur Abweichungsbewertung 51c, dass das Radargerät abweicht.
Das heißt, dass in einem Zustand, in dem der Transmissions-/Empfangsschaltkreis des Radargerätes eine normale Sensitivität hat, das intensitätsarme Signal des Spektrums, das zu zwei beliebigen Zeitpunkten bei dem gleichen Bewegungszustand auf dem Fahrbahnbelag detektiert wurde, ein jedem der Fahrbahnbeläge spezifisches Leistungsspektrum aufweist. Daher kann zwischen diesen eine bestimmte Korrelation gefunden werden. Wenn das Radargerät aber keine normale Sensitivität hat, und das intensitätsarme Signal des Spektrums ein Anteil des Rauschens ist, werden diese zwei intensitätsarmen Signale des Spektrums gestreut, und die Korrelation zwischen ihnen wird sehr niedrig.
Mit diesem Ausführungsbeispiel nimmt der Signalabtrennschaltkreis 51a in der Prozessoreinheit 51 ein intensitätsarmes Signal des Spektrums P_S1, das nicht höher als ein Grenzwertpegel Ls ist, aus dem Leistungsspektrum zum Zeitpunkt t₁ heraus, das in 4A gezeigt ist, und nimmt ein intensitätsarmes Signal des Spektrums P_S2 aus dem Leistungsspektrum zum Zeitpunkt t₂ heraus, das in 4B in der gleichen Weise gezeigt ist, und gibt diese an den Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b aus. Der Korrelationsberechnungsschaltkreis 510 in dem Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b berechnet den Korrelationswert aus den zwei eingegebenen intensitätsarmen Signalen des Spektrums. Beispielsweise wird das Spektrum P_S2 zum Zeitpunkt t₂ von dem Spektrum P_S1 zum Zeitpunkt t₁ subtrahiert, oder zwischen den zwei Signalen wird die Kreuzkorrelation zur Berechnung der Kreuzkorrelationsfunktion berechnet.
Der Schaltkreis zur Bewertung von Abweichungen 51c bewertet, dass das Radargerät ein Fahrbahnbelagsreflexionssignal empfängt und dass die Transmissions-/Empfangssensitivität normal ist, wenn aus dem Korrelationswert, der in der obigen Weise berechnet wurde, bewertet wird, dass es eine bestimmte Korrelation zwischen zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums gibt, beispielsweise wenn P_S1-P_S2 in dem obigen Beispiel innerhalb einer bestimmten Streubreite ist. Darüber hinaus wird bei Bewertung, dass es keine Korrelation zwischen ihnen gibt, beispielsweise wenn das oben beschriebene P_S1-P_S2 eine gewisse Streubreite überschreitet, bewertet, dass das Radargerät das Fahrbahnbelagsreflexionssignal nicht exakt empfängt und dass die Transmissions-/Empfangssensitivität absinkt.
Der Schaltkreis zur Bewertung der Abweichung 51c führt die oben beschriebene Abweichungsbewertung für jeden Kombinationsschaltkreis aus dem Transmissionsschaltkreis 30 und dem Empfangsschaltkreis 40 durch, welche das Mehrstrahlradar bilden. Wenn es einen Kombinationsschaltkreis gibt, der bewertet wird, abweichend zu sein, spezifiziert der Schaltkreis zur Bewertung der Abweichung 51c den Schaltkreis und gibt ein Abweichungssignal zu der Prozessoreinheit 51 aus.
Die Prozessoreinheit 51, die das oben beschriebene Abweichungsbewertungssignal empfangen hat, gibt eine Warnung auf den Effekt hin, dass es eine Abweichung in dem Radargerät 1 gibt (oder, wie gefordert, bis zu dem Kombinationsschaltkreis, in dem die Abweichung gefunden wurde) an einer Stelle, die leicht durch den Passagier überprüft werden kann, wie ein Armaturenbrett des Fahrzeugs. Die Prozessoreinheit 51 kann die Position des Zielobjektes durch Ausschließen der Daten des abweichenden Kombinationsschaltkreises berechnen.
Daher kann mit dem Radargerät, das oben beschrieben wurde, eine Abweichung in dem Transmissions-/Empfangsschaltkreis des Radargerätes bewertet werden, ohne das Fahrzeug in eine spezielle Umgebung zu transportieren, und sogar in einer Fahrbahnumgebung, wo ein wichtiges Zielobjekt nicht gefunden werden kann (kein Spektrum, das eine Leistung eines Grenzwertpegels oder höher auf dem Leistungsspektrum hat). Darüber hinaus können, weil die Position des Zielobjekts durch Ausschließen der Daten entsprechend des Bedarfs berechnet werden kann, Probleme aufgrund der Abweichung verhindert werden.
In einem Zustand, in dem sich ein Fahrzeug, an das ein FM-CW Radargerät angebracht ist, mit hoher Geschwindigkeit fortbewegt, wird die Empfangswelle durch den Dopplereffekt beeinflusst, wie unten beschrieben. Daher werden unterschiedliche Leistungsspektren im Bereich ansteigender FM-Frequenzen und im Bereich abfallender FM-Frequenzen detektiert. Es ist der Prozessoreinheit 51 jedoch möglich, Abweichungen in der gleichen Weise wie in der oben beschriebenen Ausführung zu bewerten, indem sie beispielsweise ein Leistungsspektrum zwischen den Bereichen ansteigender Frequenzen wie zum Zeitpunkt t₁ und zum Zeitpunkt t₃ in 3, oder zwischen den Bereichen abfallender Frequenzen wie zum Zeitpunkt t₂ und zum Zeitpunkt t₄ auswählt, und indem sie den Korrelationsberechnungsschaltkreis 510 bildet, um den Korrelationswert in Bezug auf die intensitätsarmen Signale des Spektrums in diesem äquivalenten Bereichen zu berechnen.
Ein Zeitintervall dt der Datenerfassung wird beispielsweise als eine Referenz für die Auswahl dieser zwei Punkte genommen, und es wird eine Begrenzung so gesetzt, dass das Zeitintervall dt innerhalb des gleichen ansteigenden Bereichs liegt, oder dass die Abstimmung so ist, dass das Zeitintervall dt über den angrenzenden ansteigenden Bereich hinausgeht (um beispielsweise gleich zu sein wie die Periode der FM-Frequenz). Dann werden diese zwei Punkte in Folge durchlaufen, um dadurch kontinuierliches Messen zu ermöglichen.
Als nächstes zeigt 5 die Beziehung zwischen der Transmissionswelle (lokalen Welle) Loa und der Empfangswelle Rxa, wenn ein Zielobjekt und das Radargerät sich nahe zueinander mit einer relativen Geschwindigkeit bewegen, beispielsweise, wenn ein Fahrzeug mit einer gewissen Geschwindigkeit sich auf ein stationäres Zielobjekt zu bewegt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Empfangswelle Rxa, wie im Fall von 3, eine Ausbreitungsverzögerungszeit, abhängig von der Distanz zwischen dem Zielobjekt und dem Radargerät. In dieser Situation wird jedoch zu dem gleichen Zeitpunkt eine Dopplerverschiebung fdp erzeugt, die proportional zu der Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist, wodurch die Empfangswelle Rxa in die Richtung der ansteigenden Frequenz f verschoben wird.
Als ein Ergebnis werden die Frequenzdifferenz δfu der Transmissions-/Empfangswellen in dem Bereich ansteigender Frequenzen (beispielsweise Zeitpunkt t₁) und die Frequenzdifferenz δfd der Transmission-/Empfangswellen in dem Bereich abfallender Frequenzen (beispielsweise Zeitpunkt t₂), die dieselben waren in dem Zustand, als sowohl die des Zielobjekts als auch dem Radargeräts sationär waren, unterschiedlich wie in 5 gezeigt, wobei sie eine Beziehung von δfu < δfd haben (wenn die relative Entfernung vergrößert wird, δfu > δfd).
Daher wird die Peakfrequenz des Leistungsspektrums, in welches das Schwebungssignal Bta, das zu den zwei Zeitpunkten beobachtet wird, FFT transformiert wird, so detektiert, dass dennoch die relative Position eines Fahrzeugs und eines Zielobjekts sich kaum verändert und ungefähr die gleiche ist innerhalb der Zeit der ansteigenden/abfallenden Frequenzen (Zeitpunkte t₁ und t₂). Ferner ist, wie in 6A und 6B gezeigt, die Peakfrequenz zum Zeitpunkt t₁, welches der Bereich der ansteigenden Frequenzen (6A) ist, niedrig, und ist die Peakfrequenz zum Zeitpunkt t₂, welches der Bereich abfallender Frequenzen (6B) ist, hoch.
Entsprechend entsteht das Problem, dass, wenn die Position eines Zielobjektes in der gleichen Weise aus der detektierten Peakfrequenz berechnet wird, die nicht von dem Bereich ansteigender Frequenzen oder dem Bereich abfallender Frequenzen abhängt, das Zielobjekt als zwei Objekte an verschiedenen Entfernungen oder als ein Objekt mit einer großen Breite in Längsrichtung erkannt wird, obwohl es tatsächlich ein Zielobjekt ist.
Das Problem der Dopplerverschiebung fdp, die von der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit abhängt, entsteht nicht nur mit einem Zielobjekt, das eine wie oben beschriebene Peakfrequenz hat, sondern auch im gesamten Bereich der Detektion des Frequenzbereichs des Leistungsspektrums, das durch das FM-CW Radargerät detektiert wird, und ebenso mit dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, das oben beschrieben wurde.
Mit einem anderen Ausführungsbeispiel des Radargerätes gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in der Skizze in 2 gezeigt wird, die ein Blockdiagramm eines Mehrstrahlradargerätes dieser Ausführungsbeispiel zeigt, umfasst ein Radargerät 1 zusätzlich zu dem Radargerät des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit 58, um die Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu bestimmen (fahrzeugeigene Geschwindigkeit). Darüber hinaus umfasst der Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b in der Prozessoreinheit 51 einen Dopplerberechnungsschaltkreis 515, um die Dopplerverschiebungsgröße zu berechnen, die entsprechend der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit erzeugt wird.
Die fahrzeugeigene Geschwindigkeit, die durch die Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit 58 bestimmt wurde, wird an die Prozessoreinheit 51 ausgegeben, und in den Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b in der Prozessoreinheit 51 eingegeben. Der Dopplerberechnungsschaltkreis 515 in dem entsprechenden Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b berechnet die Dopplerverschiebungsgröße des erhaltenen Signals des Spektrums in dem Bereich ansteigender Frequenzen des Transmissionssignals und die Dopplerverschiebungsgröße des erhaltenen Signals des Spektrums in dem Bereich abfallender Frequenzen des Transmissionssignals aus der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit, die nacheinander eingegeben wurden, und gibt diese an den Schaltkreis zur Berechnung der Korrelation 510 aus.
Der Schaltkreis zur Berechnung der 510 in dem Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b fuhrt, wenn er den Korrelationswert der zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums, die aus dem Signalabtrennschaltkreis 51a wie oben beschrieben eingegeben wurden, berechnet, Rechenverarbeitung der Korrelation zwischen den Signalen durch, die auf den entsprechenden Dopplerverschiebungsgrößen der zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums basieren, die durch den Schaltkreis zur Dopplerberechnung 515 berechnet wurden. Wenn durch eine ähnliche Methode, wie der oben beschriebenen, aus den Korrelationsergebnissen bewertet wird, dass es keine Korrelation gibt, die höher als ein bestimmter Pegel zwischen den zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums ist, bewertet der Schaltkreis zur Bewertung von Abweichungen 51c, dass das Radargerät 1 abweicht.
Der Betrieb des Radargerätes 1 dieses Ausführungsbeispiels wird unter Bezug auf die Zeichnungen detaillierter beschrieben. 7 zeigt ein Flussdiagramm der Signalverarbeitung in der Prozessoreinheit 51 des Radarapparates 1, und 8 zeigt eine Verarbeitungswellenform zu jedem der in dem Verarbeitungsfluss gezeigten Schritte (gezeigt durch eine Prozessschrittnummer). Im Folgenden gelte die Beschreibung für den Fall, dass das Erfassen der Entfernungsdaten zur Berechnung des oben beschriebenen Korrelationswertes an zwei Punkten in dem Bereich ansteigender FM-Frequenzen und dem Bereich abfallender FM-Frequenzen durchgeführt wird.
Zuerst liest die Prozessoreinheit 51 für jede Erfassung nacheinander die fahrzeugeigene Geschwindigkeit, die aus der Vorrichtung zur Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmung 58 ausgegeben wird, beispielsweise aus einem Tachometer des Fahrzeugs (Schritt S10). Aus der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit berechnet die Prozessoreinheit 51 die entsprechende Dopplerverschiebungsgröße für den Bereich ansteigender FM-Frequenzen und den Bereich abfallender FM-Frequenzen (in der Figur ist jede einfach bezeichnet durch "ansteigender Bereich" und "abfallender Bereich") mittels des Schaltkreises zur Dopplerberechnung 515 (Schritt S20).
Der Analyseschaltkreis für Fahrbahnbelagsreflexion 51b korrigiert die Dopplerverschiebungsgröße, die im obigen Schritt 20 berechnet wurde, in Bezug auf den ansteigenden Bereich des Leistungsspektrums, welches in dem Bereich ansteigender Frequenzen abgetastet wurde, durch den Fast-Fouriertransformschaltkreis 54 FFT-transformiert und an die Prozessoreinheit 51 eingegeben wurde, und in Bezug auf den abfallenden Bereich des Leistungsspektrums, der in dem Bereich abfallender Frequenzen abgetastet wurde, und an die Prozessoreinheit 51 in der gleichen Weise ausgegeben wurde, und er wählt die Überlappungsbereiche Sup und Sdn beider Spektren aus. Dann sucht der Signalabtrennschaltkreis 51a zwei intensitätsarme Signale Psu und Psd des Spektrums, die nicht höher als ein Grenzwertpegel Ls sind, mittels der Schritte S30 bis S60 (8A und 8B) aus.
Der Korrelationsberechnungsschaltkreis 510 bestimmt aus einem intensitätsarmen Signal Psu des Spektrums, das aus dem Bereich ansteigender Frequenzen ausgesucht wurde, und einem intensitätsarmen Signal Psd des Spektrums, das aus dem Bereich abfallender Frequenzen ausgesucht wurde, nur einen Bereich, wo die effektiven Anteile von beiden Signalen sich überlappen, als einen effektiven Bereich zur Korrelationsberechnung (Schritt S70, 9A), und berechnet den Korrelationswert zwischen den zwei intensitätsarmen Signalen Psu und Psd des Spektrums für diesen Bereich (Schritt S80).
Hier zeigt 9B als den Korrelationswert das Berechnungsergebnis, das unter Verwendung von Pdif = Psu – Psd als Bewertungsbezug ausgeführt wurde. Wenn ein Fahrbahnbelagsreflexionssignal empfangen wird und die Korrelation zwischen den zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums stark ist, dann ist, wie in (i) gezeigt, die Streuungsbreite von Pdif (Psu-Pd) klein und kann in einer bestimmten Streubreite angepasst werden. Aber wenn die Empfangssensitivität des Fahrbahnbelagsreflexionssignals niedrig ist, und die Hauptkomponente zufälliges Rauschen ist, wird die Korrelation zwischen den zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums schwach, und in diesem Fall, wie in (ii) gezeigt, wird die Streubreite von Pdif groß.
Daher vergleicht der Schaltkreis zur Bewertung der Abweichung 51c in dem Beispiel der obigen Korrelationsberechnung, wenn die obige Streuungsweite Pdif, die durch den Korrelationsberechnungsschaltkreis 510 berechnet wurde, innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs ist, und im Voraus gespeichert wurde (gezeigt durch die gepunktete Linie in 9). Bei einer Vielzahl von Erfassungen beispielsweise, wenn die Zahl der Zeitpunkte, die den vorbestimmten Bereich überschreitet, einen bestimmten Pegel erreicht oder überschreitet, bewertet der Schaltkreis zur Bewertung der Abweichungen 51c, dass das Radargerät abweicht (Schritt S90).
Darüber hinaus wird die oben beschriebene Bewertung der Abweichungen durchgeführt, wenn die Kreuzkorrelation zwischen den zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums berechnet wird, beispielsweise als eine Berechnungsmethode für die Korrelation, wenn der berechnete Kreuzkorrelationskoeffizient nicht höher ist als ein vorbestimmter Koeffizientenwert.
Weiterhin wird zum Zeitpunkt der Berechnung und Bewertung der Korrelation zwischen den obigen zwei intensitätsarmen Signalen des Spektrums nicht nur die gesamte spektrale Breite verglichen, sondern es kann auch lediglich ein Frequenzband der Fahrbahnbelagsreflexionskomponente, die eine hohe Beitragsrate hat, verglichen werden.
Der Schaltkreis zur Bewertung der Abweichung 51c führt die oben beschriebene Abweichungsbewertung für jeden Kombinationsschaltkreis aus dem Transmissionsschaltkreis 30 und dem Empfangsschaltkreis 40 durch, die den Mehrstrahlradar bilden. Wenn es einen Kombinationsschaltkreis gibt, der als abweichend bewertet wird, spezifiziert der Schaltkreis zur Bewertung der Abweichung 51c den Schaltkreis und gibt ein Abweichungssignal an die Prozessoreinheit 51 aus.
Die Prozessoreinheit 51, die das oben beschriebene Abweichungsbewertungssignal empfangen hat, zeigt eine Warnung mit dem Ergebnis, dass es eine Abweichung in dem Radargerät 1 gibt (oder wenn gefordert, bis zu dem Kombinationsschaltkreis, in denn die Abweichung gefunden wurde) an einer Stelle, die leicht von dem Passagier geprüft werden kann, wie das Armaturenbrett des Fahrzeugs. Die Prozessoreinheit 51 kann die Position des Zielobjekts durch Ausschließen der Daten des Kombinationsschaltkreises, der abweichend ist, berechnen.
Wie oben beschrieben kann der Korrelationswert gemäß diesem Ausführungsbeispiel, zusätzlich zu dem mittels des oben beschriebene Ausführungsbeispiels erhaltenen Effekt. zwischen den intensitätsarmen Signalen des Spektrums durch die Dopplerkorrektur verarbeitet werden, um eine genaue Bewertung zu erhalten, sogar wenn die Frequenz der FM-Welle zwischen zwei Punkten, die erfasst werden, ansteigt oder abfällt, oder sich die fahrzeugeigene Geschwindigkeit ändert. Darüber hinaus können, wie gefordert, durch Ausschluss der Daten eines Kombinationsschaltkreises, der als abweichend eingeschätzt wurde, und durch Berechnung der Position des Zielobjekts Probleme aufgrund der Abweichung verhindert werden.
Der Fall, wenn das Radargerät gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein FM-CW Mehrstrahlradargerät angewendet wird, das eine Radiofrequenz in dem Millimeterwellenband verwendet, wurde oben im Bezug auf die Ausführungsbeispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsbeispielen begrenzt, und ist ähnlich anwendbar auf beispielsweise ein Pulsradargerät und das vorher erwähnte Abtaststrahlradargerät.
Wie oben gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben mit einem Radargerät, das an einem Fahrzeug angebracht verwendet wird und aufweist: Eine Strahltransmissionsvorrichtung zum Übertragen eines Strahls; eine Strahlempfangsvorrichtung zum Empfangen eines Signals, das von einem Zielobjekt reflektiert wurde; und eine Prozessorvorrichtung, um eine Position eines Zielobjekts aus dem Transmissionssignal und dem Empfangssignal zu bestimmen, wobei die Prozessorvorrichtung eine Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion aufweist, um aus den Empfangssignalen ein Fahrbahnbelagsreflexionssignal zu analysieren, das von einem Fahrbahnbelag reflektiert wurde, und beinhaltet eine Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen, um eine Abweichung der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung zu bewerten, basierend auf den Analyseergebnissen der Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion.
Eine Abweichung in denn Radargerät wird darauf basiert bewertet, ob eine Reflexion von einem Fahrbahnbelag detektiert wird oder nicht, durch Analysieren der Fahrbahnbelagsreflexionssignale aus den Empfangssignalen, die von dem Fahrbahnbelag reflektiert werden. Eine Abweichung in dem Radargerät kann daher während des Fortbewegens detektiert und bewerten werden, ohne das Fahrzeug in eine spezielle Messumgebung zu transportieren und zu stellen, um die Sensitivität zu messen. und ohne von der Fahrbahnumgebung abzuhängen, wie der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Zielobjektes, das normalerweise als ein Ziel für das Radargerät dient.
Mit dem Radargerät, das die Position eines Zielobjektes durch Verwendung des Transmissionssignals und des Empfangssignals und durch Ausführen des Frequenzumwandlungsverfahren bestimmt, weist die Prozessoreinheit eine Signalabtrennvorrichtung auf, um ein intensitätsarmes Signal des Spektrums, das nicht höher als ein zuvor eingestellter vorbestimmter Intensitätspegel ist, von den dem Frequenzumwandlungsverfahren unterzogenen empfangenen Signalen des Spektrums abzutrennen. Vorzugsweise analysiert die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion das abgetrennte intensitätsarme Signal des Spektrums als das Fahrbahnbelagsreflexionssignal.
Das intensitätsarme Signal des Spektrums, das für das Reflexionssignal des Fahrbahnbelags spezifisch ist, kann abgetrennt und analysiert werden, und das Leistungsspektrum kann mit den Fahrbahnbelagsreflexionsdaten verglichen werden, die im Speicher abgelegt sind, um die Abweichung zu bewerten.
Desweiteren ist die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion ferner ausgestattet mit einer Vorrichtung zur Korrelationsberechnung, um einen Korrelationswert zwischen dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem beliebigen Zeitpunkt und dem anderen intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem anderen Zeitpunkt zu berechnen. Die Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen bewertet vorzugsweise eine Abweichung in der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung, basierend auf dem berechneten Korrelationswert.
Die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung berechnet den Korrelationswert zwischen intensitätsarmen Signalen des Spektrums in sehr kleinen Intervallen, und die Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen bewertet, dass das Radargerät abweichend ist, wenn die Korrelation zwischen ihnen niedrig ist. Daher kann es bewertet werden, wenn die Transmissions- oder Empfangssensitivität des Radargerätes in einer beliebigen Fahrbahnbelagssituation normal ist oder nicht, ohne dass eine große Menge von Daten im Speicher abgelegt und zu verglichen werden muss.
Außerdem umfasst das Radargerät eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln, und die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion hat ferner eine Vorrichtung zur Doppler-Berechnung, um die Dopplerverschiebungsgröße zu berechnen, die unter Bezug auf die zwei intensitätsarmen Signale des Spektrums, deren Korrelationswert berechnet wird, durch die fahrzeugeigene Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der jeweiligen Datenerhebung verursacht wird. Wünschenswerterweise berechnet die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung den Korrelationswert basierend auf diesen Dopplerverschiebungsgrößen.
Sogar wenn die fahrzeugeigene Geschwindigkeit zwischen den zwei Punkten variiert, an denen das intensitätsarme Signal des Spektrums ermittelt wird, kann dies korrigiert werden, und der Fehler in dem Korrelationswert kann korrigiert werden, um eine genaue Bewertung durchzuführen.
Zudem umfasst das Radargerät ferner, im Fall eines FM-CW Radargeräts im Millimeterwellenband, eine Vorrichtung zur Doppler-Berechnung, um die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in einem Bereich ansteigender Frequenzen des FM-modulierten Transmissionssignals und die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in einem Bereich abfallender Frequenzen des Transmissionssignals zu berechnen. Vorzugsweise berechnet die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung den Korrelationswert der intensitätsarmen Signale des Spektrums im Bereich ansteigender Frequenzen und im Bereich abfallender Frequenzen aus dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, das im Bereich ansteigender Frequenzen detektiert wurde, und dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, das im Bereich abfallender Frequenzen detektiert wurde. Die entsprechenden Dopplerverschiebungsgrößen werden durch die Vorrichtung zur Doppler-Berechnung berechnet.
Die Vorrichtung zur Doppler-Berechnung berechnet die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums im Bereich ansteigender Frequenzen und im Bereich abfallender Frequenzen aus der fahrzeugeigenen Geschwindigkeit, die durch die Vorrichtung zur Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wurde. Die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung berechnet den Korrelationswert durch Korrigieren der entsprechenden Dopplerverschiebungsgrößen im Bereich ansteigender Frequenzen und im Bereich abfallender Frequenzen zum Zeitpunkt der Berechnung des Korrelationswerts. Daher kann der Korrelationswert, sogar wenn die Frequenz der FM-Welle zwischen zwei Punkten, an denen ermittelt werden soll, ansteigt oder abfällt, oder sich die fahrzeugeigene Geschwindigkeit ändert, korrigiert werden, um eine genaue Bewertung durchzuführen.

Claims

Radargerät (1) zum Anbringen an einem Fahrzeug, wobei das Radargerät umfasst: eine Strahltransmissionsvorrichtung (30) zum Aussenden eines Strahls als Transmissionssignal; eine Strahlempfangsvorrichtung (40) zum Empfangen eines Signals, das von einem Zielobjekt reflektiert wird, das sich innerhalb eines Strahlungsbereichs des ausgesandten Strahls befindet; und eine Prozessoreinheit (51), welche die Position des Zielobjekts aus dem Transmissionssignal und dem empfangenen Empfangssignal detektiert und ein Frequenzumwandlungsverfahren durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit eine Signalabtrennvorrichtung (51a) zum Abtrennen eines intensitätsarmen Signals des Spektrums, das nicht höher als ein zuvor eingestellter vorbestimmter Intensitätspegel ist, aus den Signalen des Spektrums, die von der Prozessoreinheit dem Frequenzumwandlungsverfahren unterzogen wurden, aufweist, und wobei die Prozessoreinheit eine Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion (51b) aufweist, um unter den Empfangssignalen ein Fahrbahnbelagsreflexionssignal, das von der Fahrbahn reflektiert wurde, zu analysieren, und umfasst eine Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen (51c), um eine Abweichung der Strahltransmissionsvorrichtung oder der Strahlempfangsvorrichtung zu bewerten, Basierend auf den Analyseergebnissen der Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagreflexion, und wobei die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion (51b) ferner ausgestattet ist mit einer Vorrichtung zur Korrelationsberechnung (510), um einen Korrelationswert zwischen dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem Zeitpunkt und dem intensitätsarmen Signal des Spektrums zu einem anderen Zeitpunkt zu berechnen, und die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion das abgetrennte intensitätsarme Signal des Spektrums als das Fahrbahnbelagsreflexionssignal analysiert, und die Vorrichtung zur Bewertung von Abweichungen (51c) eine Abweichung in der Strahltransmissionsvorrichtung (30) oder der Strahlempfangsvorrichtung (40) bewertet. wenn der berechnete Korrelationswert eine niedrige Korrelation anzeigt.
Radargerät (1) nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit (58) zur Ermittelung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs hat, und wobei die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion (51b) ferner eine Vorrichtung (515) zur Doppler-Berechnung hat, um eine Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums, berechnet aus der Bewegungsgeschwindigkeit zu der einen Zeit. und einer Dopplerverschiebungsgröße des anderen empfangenen Signals des Spektrums, das aus der Bewegungsgeschwindigkeit zu der anderen Zeit berechnet wurde, zu berechnen, und die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung (510) den Korrelationswert berechnet, der auf der Dopplerverschiebungsgröße zu der einen Zeit und auf der Dopplerverschiebungsgröße zu der anderen Zeit basiert.
Radargerät (1) nach Anspruch 1, wobei das Radargerät ein FM-CW-Radargerät im Millimeterwellenband ist, und wobei das Fahrzeug eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsbestimmung (58) zur Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs hat, und die Analysevorrichtung für Fahrbahnbelagsreflexion (51b) eine Vorrichtung zur Doppler-Berechnung hat, um aus der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in einem Bereich ansteigender Frequenzen des Transmissionssignals des FM-modulierten Strahls, und die Dopplerverschiebungsgröße des empfangenen Signals des Spektrums in einem Bereich abfallender Frequenzen des Transmissionssignals zu berechnen, und wobei die Vorrichtung zur Korrelationsberechnung (510) den Korrelationswert der intensitätsarmen Signale des Spektrums in dem Bereich ansteigender Frequenzen und dem Bereich abfallender Frequenzen aus dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, welches in dem Bereich ansteigender Frequenzen detektiert wird, dem intensitätsarmen Signal des Spektrums, welches in dem Bereich abfallender Frequenzen detektiert wird, und den entsprechenden Dopplerverschiebungsgrößen berechnet, die durch die Vorrichtung zur Dopplerberechnung berechnet werden.