用于運(yùn)行車輛的周圍環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行車輛的周圍環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的方法，所述周圍環(huán)境檢測(cè)系 統(tǒng)具有至少一個(gè)發(fā)射/接收單元，所述至少一個(gè)發(fā)射/接收單元發(fā)射信號(hào)并且接收所發(fā)射的 信號(hào)的回波信號(hào)。
[0002] 此外，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序和一種周圍環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，它們?cè)O(shè)置用于實(shí)施 所述方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 基于超聲的測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量與位于傳感器系統(tǒng)前方的對(duì)象的距離。所使用的傳 感器在此大多基于脈沖/回波方法。在所述運(yùn)行中，傳感器發(fā)射超聲脈沖并且測(cè)量超聲脈沖 的由對(duì)象引起的反射，所述反射稱作回波信號(hào)。傳感器與對(duì)象之間的間距通過(guò)所測(cè)量的回 波渡越時(shí)間（Echolauf zei t)和聲速來(lái)計(jì)算。除對(duì)象與傳感器的間距以外，還感興趣的是對(duì) 象相對(duì)于用于周圍環(huán)境檢測(cè)的傳感器系統(tǒng)的相對(duì)速度。由于多普勒效應(yīng)，發(fā)生回波頻率相 對(duì)于發(fā)射頻率的頻率移位。對(duì)象相對(duì)于傳感器系統(tǒng)的相對(duì)速度可以在基于脈沖/回波方法 的系統(tǒng)中通過(guò)頻率移位來(lái)求取。
[0004] EP 1 248 119 A1示出了一種用于在遭受未知的多普勒頻率移位的系統(tǒng)中探測(cè)信 號(hào)的方法，所述多普勒頻率移位損害經(jīng)調(diào)制的相干信號(hào)，所述相干信號(hào)例如出于距離測(cè)量 目的使用。在接收濾波器路程中，相干解調(diào)器處理所接收的信號(hào)，以便重建經(jīng)調(diào)制的波形的 延時(shí)的拷貝。經(jīng)調(diào)制的波形和其延時(shí)的拷貝在相關(guān)器中被處理，以便確定所述系統(tǒng)與障礙 物之間的間距。在系統(tǒng)與障礙物之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率移位的值由以下確定：
[0005]
[0006] 多普勒頻率coDQ由相關(guān)函數(shù)的變化速率來(lái)計(jì)算，所述變化速率重復(fù)地對(duì)于相繼的 短的處理間隔計(jì)算。EP 1 248 119 A1涉及在微波范圍中工作的系統(tǒng)。
[0007] DE 195 33 126 A1示出了一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)限定的距離區(qū)域中的對(duì)象的多普勒 傳感器，其中設(shè)置信號(hào)源，所述信號(hào)源產(chǎn)生微波信號(hào)，在所述微波信號(hào)上混頻并且發(fā)射適合 的編碼信號(hào)、例如啁嗽信號(hào)。由對(duì)象反射的和所接收的信號(hào)輸送給相關(guān)器，以便將其與通過(guò) 延遲元件延遲的編碼信號(hào)相關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行車輛的具有至少一個(gè)發(fā)射/接收單元的周圍環(huán)境檢測(cè)系 統(tǒng)的方法中設(shè)置，所述發(fā)射/接收單元發(fā)射經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)并且所述發(fā)射/接收單元和/ 或一個(gè)或多個(gè)另外的發(fā)射/接收單元接收所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)的回波信號(hào)，從而將 所接收的回波信號(hào)分配給反射源并且根據(jù)所接收的回波信號(hào)求取關(guān)于反射源相對(duì)于發(fā)射/ 接收單元的速度的信息。在此，所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)具有以下至少一個(gè)第一區(qū)段和 第二區(qū)段:所述至少一個(gè)第一區(qū)段具有上升的頻率，所述第二區(qū)段具有下降的頻率，或者所 發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)具有以下第一區(qū)段和第二區(qū)段:所述第一區(qū)段具有下降的頻率， 所述第二區(qū)段具有上升的頻率。
[0009] 替代具有固定頻率的發(fā)射信號(hào)，根據(jù)本發(fā)明選擇具有變化的頻率的發(fā)射信號(hào)，例 如以線性的、對(duì)數(shù)的或二次的調(diào)制的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)。在經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)中，通常使發(fā) 射信號(hào)中和回波信號(hào)中的相位速度變化。
[0010] 具有上升的頻率的區(qū)段在本發(fā)明的范疇內(nèi)也稱作正啁嗽(Chirp-Up)，而具有下降 的頻率的區(qū)段稱作負(fù)啁嗽(Chirp-Down)。在本發(fā)明的范疇內(nèi)，其頻率在時(shí)間上變化的信號(hào) 稱作啁嗽。在正啁嗽中，頻率隨時(shí)間增大，而在負(fù)啁嗽中頻率隨時(shí)間減小。借助本發(fā)明的措 施，所接收的回波信號(hào)的用于第一區(qū)段的時(shí)間移位與用于第二區(qū)段的時(shí)間移位相反。由時(shí) 間移位可以確定關(guān)于反射源相對(duì)于發(fā)射/接收單元的速度的信息。
[0011]根據(jù)從回波信號(hào)獲得的信息例如求取發(fā)射/接收單元的檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)象的存在 性或運(yùn)動(dòng)，這例如可以引起向車輛乘客的警告的發(fā)送、事故避免系統(tǒng)的激活和/或事故傷害 降低系統(tǒng)的激活。
[0012]通過(guò)在從屬權(quán)利要求中列舉的措施能夠?qū)崿F(xiàn)在獨(dú)立權(quán)利要求中所說(shuō)明的方法的 有利的擴(kuò)展方案和改善。
[0013]根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)具有〇.6ms至3ms的脈沖持續(xù) 時(shí)間。特別有利的是，發(fā)射具有l(wèi)ms至2ms之間的脈沖持續(xù)時(shí)間的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)。通過(guò)所 述脈沖長(zhǎng)度可以實(shí)現(xiàn)非常好的信號(hào)/噪聲比。在本發(fā)明的范疇內(nèi)，在時(shí)間上受限制的信號(hào)稱 作脈沖。與此不同，存在FMCW方法(frequency modulated continuous wave:調(diào)頻連續(xù)波）。 在時(shí)間上受限制的脈沖(FM_Puls，frequency modulated pulse:調(diào)頻脈沖）是優(yōu)選的，因?yàn)?傳感器緊隨在發(fā)射脈沖之后在同一信號(hào)路徑上又準(zhǔn)備用于回波接收。
[0014]根據(jù)另外的實(shí)施方式，以要探測(cè)的頻率發(fā)射多于兩個(gè)區(qū)段，例如用于驗(yàn)證測(cè)量結(jié) 果，所述測(cè)量結(jié)果可以根據(jù)多個(gè)區(qū)段中的分別兩個(gè)區(qū)段獲得。因此，所發(fā)射的信號(hào)例如也可 以具有三個(gè)區(qū)段一一例如正啁嗽、負(fù)啁嗽、正啁嗽或負(fù)啁嗽、正啁嗽、負(fù)啁嗽或者具有四個(gè) 區(qū)段一一例如正啁嗽、負(fù)啁嗽、正啁嗽、負(fù)啁嗽或負(fù)啁嗽、正啁嗽、負(fù)啁嗽、正啁嗽或者具有 更多個(gè)區(qū)段。
[0015]特別優(yōu)選的是，所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)具有由線性的或?qū)?shù)的負(fù)啁嗽跟隨 的、線性的或?qū)?shù)的正啁嗽，或者具有由線性的或?qū)?shù)的正啁嗽跟隨的、線性的或?qū)?shù)的負(fù) 啁嗽。線性啁嗽不僅可以在技術(shù)上簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，此外其特征在于其他可容易測(cè)量的特性，例如 上升常數(shù)和限定的角頻率，所述上升常數(shù)在本發(fā)明的范疇內(nèi)也可以稱作啁嗽的斜度。斜度 和角頻率可以從脈沖至脈沖地變化。
[0016] 根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，使所接收的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)至少一個(gè)具有第一 FIR信號(hào)的 第一 FIR濾波器裝置，并且求取所接收的回波信號(hào)與第一 FIR信號(hào)最一致的第一時(shí)刻。第一 FIR信號(hào)設(shè)置用于濾波出所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)的第一區(qū)段的回波信號(hào)。
[0017] 此外優(yōu)選地，使所接收的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)至少一個(gè)具有第二FIR信號(hào)的第二FIR濾波 器裝置，并且求取所接收的回波信號(hào)與第二FIR信號(hào)最一致的第二時(shí)刻。第二FIR信號(hào)相應(yīng) 于所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)的第二區(qū)段并且適于探測(cè)相應(yīng)的回波信號(hào)。
[0018] 根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，由所求取的第一和第二時(shí)刻求取時(shí)間差并且由所求取的 時(shí)間差求取關(guān)于反射源相對(duì)于發(fā)射/接收單元的速度的信息。特別優(yōu)選地，由所求取的時(shí)間 差借助線性的方式求取關(guān)于反射源相對(duì)于發(fā)射/接收單元的速度的信息。在此，由所求取的 時(shí)間差減去第一區(qū)段與第二區(qū)段之間的基時(shí)間差，所述基時(shí)間差由所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的 信號(hào)自身得出，即由所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的信號(hào)的第二區(qū)段相對(duì)于所發(fā)射的經(jīng)頻率調(diào)制的 信號(hào)的第一區(qū)段的時(shí)間錯(cuò)位得出。因此，根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，借助以下公式得出相對(duì)速 度：
[0019] Vrel = (時(shí)間差一基時(shí)間差）X轉(zhuǎn)換因數(shù)
[0020] 所接收的回波信號(hào)是否可以分配給反射源，取決于回波信號(hào)的質(zhì)量，所述回波信 號(hào)通常具有有用信號(hào)份額和干擾信號(hào)份額。為了確定有用信號(hào)份額，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu) 選實(shí)施方式，由所接收的回波信號(hào)確定相位信息和/或振幅信息。優(yōu)選地，回波信號(hào)估計(jì)通 過(guò)連接在發(fā)射接收單元后方的濾波器邏輯裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)?；夭ㄐ盘?hào)估計(jì)在確定回波信號(hào)中的 有用信號(hào)份額時(shí)是決定性的。在適合的濾波器路程之后，例如可以提供以互相關(guān)函數(shù) (t)形式的振幅信息和以互相關(guān)系數(shù)R(t)形式的相位信息，以便分析處理信號(hào)質(zhì)量。振幅信 息x_(t)是與所接收的信號(hào)的振幅相關(guān)的參量。相位信息R(t)給出關(guān)于所接收的信號(hào)的相 位的質(zhì)量的陳述，在理想情況下與振幅不相關(guān)。因?yàn)閮蓚€(gè)變量提供關(guān)于所探測(cè)的對(duì)象的有 意義的信息，所以根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式由所接收的回波信號(hào)確定不僅相位信息而且振幅 信息并且在確定有用信號(hào)份額時(shí)使用。
[0021] 振幅信息XcOTr(t)由所接收的回波信號(hào)優(yōu)選通過(guò)計(jì)算所接收的或所處理的接收信 號(hào)與期望的信號(hào)s(t)的卷積來(lái)求取，