具有改善的校准可能性的用于道路车辆的雷达系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种雷达系统(6)以及一种用于更好地校准雷达系统(6)的方法。按照本发明建议，用于道路车辆(1)的环境检测的雷达系统(6)包括用于发射雷达射线(11)的发射天线装置(7)和用于接收在道路车辆(1)的环境(12)中的对象(13)处反射的雷达射线(14)的接收天线装置(8)以及分析装置(15)，其中，所述接收天线装置(8)和发射天线装置(7)分别具有多个(至少两个)天线段(91-98、111-118、131-139)，其中，每个天线段(91-98、111-118、131-139)具有纵向，天线段(111、113、115、117)沿纵向的延伸长度比横向于纵向的延伸长度更大，其中，在每个天线装置(7、8)中，所述天线段(91-98、111-118、131-138)中的一些彼此平行地布置并且横向于各自纵向地相互间隔，其中，所述分析装置(15)设计用于根据所接收的被反射的雷达射线(14)针对反射各雷达射线(11)的对象在方位测量平面(20)内确定方位角()，其中，方位测量平面(20)垂直于一些天线段(91-98、111-118、131-138)的纵向定向，其中，在发射天线装置(7)和/或接收天线装置(8)中，所述多个天线段(91-98、111-118、131-139)中的至少一个相对于所述天线段(91-98、111-118、131-139)中的至少另一个关于所述至少另一个天线段(111、113、115、117)的纵向错移，并且所述分析装置(15)还设计用于针对反射各雷达射线(11)的对象(13)确定仰角(θ)，其中，垂直于方位测量平面(20)确定所述仰角(θ)。
【专利说明】具有改善的校准可能性的用于道路车辆的雷达系统
[0001]本发明涉及一种雷达系统和一种用于更好地校准安装在道路车辆中的雷达系统的方法。
[0002]由现有技术已知，在汽车中装入雷达传感器和雷达系统，它们发射电磁波形式的射线(称为雷达射线)并且接收在环境中的对象上反射的雷达射线，所述射线的频率通常处于千兆赫兹范围内。由雷达射线的传播时间可以推断出雷达系统或用于发射和接收的天线装置与反射雷达射线的对象之间的距离。用于汽车雷达的现代天线通常使用贴片天线。在这种情况下，通常使用具有多个天线段的天线装置，所述天线段彼此相邻地布置在天线装置中。因为用于不同天线段的传播时间略微不同，可以在适当的分析下确定所谓的方位角。必要时也可以针对多个对象确定多个方位角。这些方位角在平行于道路车辆所运动的车道平面的平面中例如相对于直线行驶方向分别说明与反射相应雷达射线的对象的角度。
[0003]距离和方向信息在道路车辆中用于不同的系统，例如碰撞警告系统或者避免低于与前车的安全距离的速度调节系统(自适应巡航控制系统-ACC)，以便只给一些机动车系统命名。因为这些系统是安全相关的系统，所以由雷达系统推导出的信息必须具有较高的可靠性和正确性。为此必要的是，雷达系统或者雷达系统的天线装置相对于机动车轴线或者表示机动车平行于其所行驶的平坦表面的直线行驶方向的行驶轴线的定向是已知的并且遵循预设的定向。在由现有技术已知的系统中，为此所需的在制造机动车时在所谓的终端校准(即生产线终端校准)中产生的耗费在所需技术装置、所需调校时间和为此特殊培训的生产人员方面均是非常高的。因此期望改善雷达系统的校准，尤其是机动车制造的终端校准。
[0004]由DE102006058303A1已知一种用于识别雷达传感器的垂直错误定向(即垂直于测量方位角的平面)的方法。在该专利文献中描述了一种用于识别汽车调节系统的雷达传感器的射线特性的垂直错误定向的方法，所述调节系统尤其是行驶速度系统和/或自适应行驶速度系统，所述方法包括以下步骤:确定在对象上反射的雷达射线的接收功率；按照雷达方程补偿距离相关性和水平角度相关性；为由此处理的接收功率配置签名；将所述签名与配属于同类对象且保存在存储装置中的签名进行比较并且由所述比较确定雷达传感器的垂直错误定向的大小和方向。这种方法的困难在于，所测量的对象必须已被“识别”出，以便确定其与哪种已经保存有签名的对象是同类的。
[0005]由DE60203224T2描述了一种用于在布置于机动车上的雷达中识别在水平方向上出现的轴向位移的方法，其包括以下步骤:测量通过踩制动踏板将借助雷达进行的车对车距离控制启动或者复位的频率；并且当所测量的控制启动或复位的频率大于预设的极限值时，确定车轮轴是否沿水平方向位移。这种解决方案从这一假设出发，即在调节车对车距离的系统水平失调时，在以下情况下越来越多地出现驾驶员的手动干涉，其中由于水平失调并没有真正测量前车距离，而是测量了处于相邻车道上的对象。已知的方法只有限地适用于进行校准，尤其是在制造道路车辆(尤其是轿车)时的最终校准。
[0006]因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种雷达系统和一种方法，通过它们能够在制造并且必要时在之后的正常运行中实现改善的并且简单的校准。[0007]该技术问题按本发明通过一种具有权利要求1所述特征的雷达系统和一种具有权利要求10所述特征的方法解决。本发明的有利设计方案由从属权利要求得出。
[0008]用于机动车的雷达系统大多使用天线装置，所述天线装置通常包括多个同类的天线段，所述天线段沿其纵向具有比横向于纵向的横向更大的延伸长度或尺寸。沿着纵向通常在一个天线段中布置有多个单独的天线区或者天线贴片，它们这样相互接线，使得它们在发射雷达波时借助信号加载或者在接收雷达信号时提供接收信号。
[0009]本发明基于这样的理念，即这样改变所使用的雷达系统的发射和/或接收天线装置，从而尽可能不影响方位测量的质量而又能附加地测量仰角。为此，修改接收天线装置或者发射天线装置或者必要时对发射天线装置和接收天线装置均进行修改。普遍使用的天线装置具有多个天线段，它们分别具有纵向，各个天线段沿纵向的延伸大于横向于纵向的延伸，并且其中天线段沿其纵向彼此平行地并且通常横向于纵向等距地布置，与这些普遍使用的天线装置相对，所述天线装置中的至少一个相对于多个天线段之一沿平行于多个天线段中的另一天线段的纵向的方向错移。由此不仅能够在水平面(即方位测量平面)中确定与环境中反射雷达射线的对象的方位角，而且也可以附加地测量仰角，其垂直于方位角并且因此垂直于方位测量平面。雷达系统通常这样相对于机动车轴线或者行驶轴线布置在道路车辆中，从而在水平延伸的平面中(即平行于道路平面的平面中)确定方位角。因此，仰角在垂直延伸的平面中确定。通过在生产线终端用雷达传感器测量相对于机动车或者生产线布置的明确规定的对象并且针对至少一个，优选多个对象确定相对于机动车轴线或行驶轴线的方位角以及仰角，能够以简单的方式确定安装雷达传感器或对应的天线装置时的错误调节。
[0010]定义
[0011]行驶轴线或者机动车轴线表示在机动车中间延伸的机动车轴线，机动车在直线行驶时沿所述机动车轴线运动，其中，当机动车在平坦表面上静止或者处于未加速的直线匀速运动中时，所述轴线平行于道路平面定向。
[0012]天线装置是由多个天线段构成的装置，所述天线段彼此相对布置并且共同用于发射或者接收雷达射线。
[0013]天线段是一种技术装置，其在用适当频率的高频电信号加载时发射雷达波或者当布置在相应频率的电磁场中时接收高频电信号。天线段分别具有纵向，天线段沿纵向的延伸比垂直于纵向的延伸更大。用于发射和/或接收优选处于约24GHz或者77GHz波长范围内的雷达射线的优选天线段包括多个沿纵向布置的天线区或者天线贴片，它们按照其几何设计和彼此的距离与应发射和/或接收的雷达射线的额定频率适配地相互接线连接，以便提供接收信号或者用发射信号加载并且发射相应的雷达射线。
[0014]方位角表示在水平平面中相对于行驶轴线或者机动车轴线确定的角度。仰角表示相对于机动车轴线或者行驶轴线的垂直于方位角方向确定的角度。
[0015]优选实施形式
[0016]尤其建议了一种用于道路车辆环境检测的雷达系统，其包括:用于发射雷达射线的发射天线装置和用于接收在道路车辆的环境中的对象处反射的雷达射线的接收天线装置以及分析装置，其中，所述接收天线装置和发射天线装置分别具有多个天线段，其中，每个天线段具有纵向，天线段沿所述纵向的延伸长度比横向于纵向的延伸长度更大，其中，在每个天线装置中，所述天线段中的某些彼此平行地布置，其中，所述分析装置设计用于根据所接收的被反射的雷达射线针对反射各雷达射线的对象在方位测量平面内确定方位角，其中，方位测量平面垂直于所述某些天线段的纵向定向，其中，在发射天线装置和/或接收天线装置中，所述多个天线段中的至少一个相对于所述天线段中的至少另一个关于所述至少另一个天线段的纵向错移，并且所述分析装置还设计用于针对反射各雷达射线的对象确定仰角，其中，垂直于方位测量平面确定所述仰角。通过比较用于对象(其相对于汽车的位置在测量中已知)的方位角和仰角，可以推导出校准信息，所述信息说明是否需要并且在必要时说明沿何方向调节雷达系统或者天线装置。
[0017]本发明还建议了一种用于校准道路车辆的雷达系统的方法，其中，所述雷达系统包括用于发射雷达射线的发射天线装置和用于接收在道路车辆的环境中的对象处反射的雷达射线的接收天线装置以及分析装置，其中，所述接收天线装置和发射天线装置分别具有多个天线段，其中，每个天线段具有纵向，所述天线段沿所述纵向的延伸长度比横向于纵向的延伸长度更大，其中，在每个天线装置中，所述天线段中的某些彼此平行地布置，其中，所述方法包括以下步骤:通过分别用配属的发射信号加载发射装置的天线段，借助发射天线装置发射雷达射线，借助接收天线装置接收在道路车辆的环境中的一个或多个对象处反射的雷达射线，其中，各个天线段分别接收到配属的接收信号并且对接收信号进行分析，其中，将天线段的接收信号彼此相对地进行分析和/或在相位和/或振幅方面彼此相对地产生发射信号，从而在分析时针对反射雷达射线的对象确定方位角，其中，雷达射线的发射和/或被反射的雷达射线的接收通过发射天线装置和/或接收天线装置进行，在所述发射天线装置和/或接收天线装置中，所述多个天线段中的至少一个相对于所述天线段中的至少另一个关于所述至少另一个天线段的纵向错移，并且将天线段的接收信号这样彼此相对地进行分析和/或在相位和/或振幅方面彼此相对地这样产生发射信号，使得除了方位角还确定关于对象的仰角，并且根据所确定的仰角与对象相对于道路车辆的预先已知的仰角之间可能存在的偏差产生校准信息。
[0018]这种雷达系统或者这种方法的优点在于，不需要特别耗费的附加技术设备来进行雷达系统的校准。此外，可以在雷达系统运行期间的任何时间检验是否出现例如由于道路车辆与其它对象碰撞而造成的失调。此外，所确定的仰角可以用于将可驶过的对象与其它障碍物区分开。例如，处于车道上的饮料罐或者井盖也会提供雷达信号，通过考虑仰角能够可靠地将这些对象与其它障碍物(如其它机动车)区分开。使用道路车辆内的雷达系统信息的大量机动车系统能够设计得更可靠且更准确以及更舒适。此外在制造机动车时节约了大量成本。此外值得一提的是，通过测量仰角在理论上能够进行精密矫正，其可通过软件技术实现，这能够明显地节省时间，因为在这种情况下省去了机械的二次矫正。单纯通过软件技术进行的不影响传感器敏感度的精密矫正或者二次矫正可以根据天线装置的配置(即具体设计)在±2°至±4°的范围内进行。但是所确定的更大偏差应通过机械的二次矫正来消除，其中，在二次矫正之后与最佳定向的安装位置之间存在±1°的偏差是可以接受的。软件技术实现的精密矫正或二次矫正也能够更好地控制道路车辆内的重量分布并且尤其补偿由于重量分布造成的机动车倾斜。精密矫正提高了能够实现对前车或其它对象的跟踪(Tracking)的准确度。
[0019]单个的天线段优选设计为线性相控阵天线，其中单个的天线区或者所谓天线贴片沿着纵向延伸方向布置，使得它们能够用共同的输入导线上的信号加载或者在接收唯一的共同引线上的雷达射线时提供可截取的接收信号。为了调节单个贴片的振幅和相位，可以在天线段的单个天线贴片之间引入附加的网络。
[0020]在本发明的一种实施形式中规定，所述至少一个天线段和所述至少另一个天线段在其纵向方面平行定向。关于纵向延伸彼此错移的所述至少一个天线段和所述至少另一个天线段优选均属于所述某些天线段，这些天线段关于其纵向延伸平行定向，以便确定进行反射的对象相对于机动车轴线或者行驶轴线的方位角。这种设计方案的优点是，在方位角分析时几乎可以等同地使用所有天线段。这也适用于在发射天线中沿方位角方向发射射线。
[0021]在本发明的一种实施形式中规定，所述某些天线段(它们彼此平行定向以便确定与反射对象的方位角)的至少一组中的天线段分别相对于同一组中的其余天线段关于其纵向错移。通过错移使得不同天线段的单个天线贴片或天线区彼此相对于天线段纵向错移。如果认为单个天线段构造相同或者至少构造方式相同，则意味着它们具有相同数量的天线贴片或者天线区，这些天线贴片或者天线区具有相同尺寸并且沿单个天线段等距，因此不同天线段的彼此相应的天线贴片或者天线区不仅垂直于天线段的纵向延伸方向错移，而且也沿天线段的纵向彼此错移。这种错移是计算仰角所必需的。特别优选的是这样的实施形式，其中所述某些天线段的至少一组中的天线段分别相对于同一组中的其余天线段关于其纵向错移。这意味着，所述至少一组中的天线段分别相对于同一组中的其它天线段在垂直于纵向延伸方向和平行于纵向延伸方向上均具有错移。因此，可以将在至少一组的天线段上截取的接收信号的单个或不同的组合用于分析仰角。如果这种结构设置在发射天线中，则可以最佳地影响所发射的射线的仰角。
[0022]为了至少能够在优选平行于用于确定方位角且垂直于确定方位角的测量平面的天线段的纵向延伸的空间方向上实现对称的但仍能够确定仰角的布局，规定所述某些天线段包括至少两个彼此分开的天线段组，其中，至少两组天线段沿着垂直于天线段纵向定向的横向布置方向在其组从属性方面交替地彼此间隔地布置。在所述组内部，天线段不仅分别相对于同一组的其余天线段横向于纵向错移，而且也平行于纵向彼此错移。为了得到对称的布局，每个组的天线段关于其横向布局方向等距地布置。当对象沿着平行于某一方向定向的路程以在该路程上截取的相同间距布置时，对象沿着该方向等距地布置。
[0023]在一种实施形式中，所述某些天线段(它们关于其纵向延伸彼此平行地定向)横向于其纵向延伸或者纵向等距地布置。对于具有至少两组交替布置的天线段的天线装置有利的是，例如不同组的天线段横向于其纵向(即沿横向布置方向)交替地布置，其中，某一组的天线段在其沿横向延伸方向的布置方面具有沿纵向的正错移并且另一组天线段在其沿横向的布置方面具有负错移。如果例如用坐标系的Y轴表示纵向，并且用卡迪尔坐标系的X轴表示横向布置方向，则例如第一组天线段相对于在天线段上分别等同选择的参考点(如沿着纵向延伸的中点)布置在坐标系的原点上。第一和第二组的其余天线段等距地在X值为正时沿着X轴布置。沿着X方向相邻布置的第一组天线段相对于之前布置的天线段具有沿正Y方向的错移。相邻天线段之间沿Y方向的错移优选大小相等。在每两个第一组天线段之间布置有第二组的一个天线段。沿正X方向相邻的第二组天线段相对于布置在较小X值处的第二组天线段沿负Y方向错移。在此，相邻的第二组天线段沿Y方向的错移优选大小也相等。第二组的第一天线段(其参考点处于原点处)和沿正X方向的最后一个天线段优选彼此沿Y方向没有错移。由此得到了这样的天线装置，其在装置平面内具有对称轴线，关于该对称轴线存在镜面对称性。在分析时，可以分组地连接单个天线，以便例如对于接收装置提高接收强度。对称布局的优点在于，在方位角分析时由于平行于天线段纵向的错移引起的干扰能够在适当选择和/或连接或组合接收信号的情况下对称地消失在分析中并且完全补偿或者至少减小其影响。
[0024]在另一种实施形式中规定，所述至少一个天线段垂直于所述至少另一个天线段或者垂直于包括所述至少另一个天线段的多个天线段定向，其中，所述多个天线段关于其纵向平行地定向并且关于垂直于其纵向的方向等距地布置。这些天线段优选不沿着纵向彼此错移。在这种设计方案中，一个或多个天线段可以布置在在其余方面均匀设计的具有多个彼此等距且平行定向的天线段的天线装置的上方和/或下方。
[0025]以下参照优选实施形式进一步阐述本发明。在附图中:
[0026]图1示出汽车的示意俯视图；
[0027]图2示出汽车的示意侧视图；
[0028]图3示出用于阐述根据两个接收信号确定角度的示意图；
[0029]图4示出按照第一实施形式的发射天线装置以及接收天线装置的示意图；并且
[0030]图5示出按照第二实施形式的发射天线装置以及接收天线装置。
[0031]在图1中以俯视图示意性地示出道路车辆1，在此是轿车。在图2中以侧视图示出图1所示的机动车。道路车辆I与也称为行驶轴线的机动车轴线2相关。对于静止的道路车辆1，所述机动车轴线2平行于道路车辆所处的平坦表面3。机动车轴线2作为道路车辆I的纵轴线。在道路车辆I直线行驶时，描述直线行驶的运动向量4与机动车轴线2共线地定向。在前部区域5中布置有雷达系统6，其部件在此只借助虚线示意性地表示，因为从外部在所示的视图中不能看到该雷达系统。
[0032]雷达系统6通常包括例如在散热器格栅9之后布置在发动机舱10内部的发射天线装置7以及接收天线装置8。发射天线装置7用于向道路车辆I之前的环境12内发射雷达射线11。所发射的雷达射线11的一部分在处于环境12内的对象13上向道路车辆I反射并且作为被反射的雷达射线14到达接收天线装置8。根据传播时间可以确定对象13与道路车辆I的距离。此外可以在平行于表面3或者行驶平面的方位测量平面20中确定被反射的雷达射线14相对于机动车轴线2的方位角φ。除了通过距离r和方位角Φ确定的在行驶平面或者表面3中的位置，对象13的高度h或者其垂直于行驶平面3的延伸长度同样值得关注，以便例如确定对象13是否可能由于高度较低而可以被驶过或者甚至例如从对象13下方驶过(当该对象是桥的下棱时)。因此，按照本发明除了方位角Φ还附加地确定被反射回的雷达射线14相对于机动车轴线2的仰角Θ。如果对象13相对于道路车辆I的位置和延伸已知，例如已知其距离r、其高度h或者必要时已知其沿方位角方向或者仰角方向的延伸，则可以由对检测到的反射雷达射线14的测量确定所测量的值是否与事实上预先已知的值一致。如果一致，则道路车辆I内的发射和接收天线装置被正确地校准。而如果出现偏差，则可以根据偏差输出校准信息，例如需要改变机械调校，或者在偏差较小时，确定各个所求得值的分析算法可以通过矫正参数进行正确的雷达系统校准。所述分析在分析装置15中进行。[0033]在图3中示例性地示出如何能够针对反射的射线14确定相对于机动车轴线2的角度。视图以仰角θ为例，确定方位角φ的过程能够以类似方式进行。对于之后的描述认为按照图1和图2的道路车辆I与和道路车辆共同运动的卡迪尔坐标系30相关。Y轴单位向量与机动车轴线共线地定向并且指向道路车辆I的向前行驶方向。Z方向从附图平面垂直地指向观察者并且X方向和X轴向量指向右。在发射天线装置7和接收天线装置8之间处于其下边缘上居中的一点确定为原点31。不言而喻的是，坐标系的定义可以任意地选择。然而在此所选的坐标系有利于以下描述。
[0034]在图3中示意性地示出两个天线元件或者天线段51、52，它们沿参照图1和图2所确定的Z轴彼此错移距离d。反射的雷达射线14示意性地通过彼此平行延伸的线条61示出。这些线条例如示意性地表示反射的雷达射线14的电磁波的相位的过零点。反射的雷达射线14的传播方向垂直于线条61定向。如图3所示，反射的雷达射线首先到达配有附图标记51的天线段RX I并且在时间上接在其后地到达配有附图标记52的天线段RX2。在图3中示意性地画出了在天线段51、52处检测到的接收信号71、72随时间的变化。可以看出，两个接收信号71、72相同或者很大程度地相似，但是具有相位错移α。通过几何计算能够由该相位错移明确地确定仰角Θ，只要天线段之间的距离d小于雷达射线的波长。
[0035]类似地可以确定方位角φ，只要涉及确定过程的天线段具有相对于X方向(即相对于垂直机动车轴线并且与机动车轴线共同形成方位测量平面20的轴)的错移。
[0036]在图4中示出了发射天线装置7以及接收天线装置8的一种示例性优选实施形式。所示的是并排布置的接收天线装置8和发射天线装置7。为了降低描述的难度，所述装置与卡迪尔坐标系相关，其原点在此任意地确定在发射天线装置7和接收天线装置8之间的装置下边缘上的居中位置处。X方向32指向左并且Z方向34指向上。Y方向相应地从附图平面指向观察者。该坐标系与图1和图2所示的坐标系一致。
[0037]在所示的实施形式中，发射天线装置包括八个天线段91-98，它们分别具有平行于Z轴定向的纵向。每个天线段91-98包括十个天线区或者天线贴片101，它们(如通过虚线线条102表示的那样)相互连接并且用发射信号加载，以便发射雷达射线。通过不同地加载天线段91-98，可以在适当选择单个发射信号的相位和频率时确定和改变XY平面(即方位角平面)内的发射方向。
[0038]接收天线装置8同样包括八个天线段111-118，它们沿X方向与发射天线装置7的天线段91-98 —样彼此等距地布置。所述天线段的纵向或纵向延伸平行于Z轴并且因此也分别相互平行地定向。然而，接收天线装置8的天线段111-118能够整合为两组121、122天线段111-118，这也通过天线贴片101的不同阴影表示出来。在各组内，天线贴片分别关于X轴32等距。第一组天线段111、113、115、117交替地与第二组122的天线段112、114、116、118沿X轴等距地布置。天线段111、113、115、117沿X方向观察分别相对于同组121中布置在之前的天线段具有沿正Z方向的错移，而第二组122的天线段112、114、116、118沿X方向观察分别相对于同组122中布置在之前的天线段具有负的错移。总地来说这样选择天线装置，使得第一组的第一个天线段111相对于Z轴与第二组122的最后一个天线段118相同地布置。由此形成了天线段111-118相对于对称轴线123的镜面对称布置，所述对称轴线123处于XZ平面内并且平行于Z轴定向。由于至少各单个天线段平行于其纵向延伸地相对彼此(即相对于Z轴)错移，所以在各单个天线段111-118上截取的接收信号可以这样对比地分析或彼此相对地进行分析，从而可以由此确定仰角。同样地，由于沿X轴的错移可以从各单个接收天线段111-118的接收信号中推导出方位角。
[0039]为了提高目标识别效率(形式为射程长度、反射率)，必须改善信号噪声比。为此，例如在一种实施形式中如图所示分别将三个天线段整合为“虚拟的”天线段RX la、RX2a以及RX Ib和RX2b。对称的布局能够在很大程度上补偿由于单个天线段111-118沿Z方向的错移产生的干扰(例如噪声)。通过对称的结构可以针对各个在所有天线段中探测到的目标进行校正。如果由于传播情况而出现干扰，则这些干扰在单个天线段中是不同的并且至少可以部分地矫正。接收天线装置8的所示布局实现了在不需要为天线装置提供明显更大的结构空间的情况下确定仰角。此外，分析算法只需要为确定方位角进行很小程度的适配。确定方位角的分辨率同样没有受到或者只很少地受到影响。
[0040]对于本领域技术人员不言而喻的是，由于确定射线传播的电磁波方程的可逆性，同样可以只在发射天线以针对接收天线所示的方式进行修改的情况下确定仰角和方位角。接收天线可以如图4所示地与发射天线装置一致。同样可以考虑这样的实施形式，其中两个天线装置包括相对于Z方向和X方向具有错移的天线段。
[0041]在图5中示出了另一种实施形式。在该实施形式中，接收天线装置8和发射天线装置7的区别仅在于，横向于接收天线装置的天线段131-138(这些天线段以其纵向平行于Z轴定向)在接收天线装置的上边缘处布置有垂直于天线段131-138定向的附加天线段139。在这种实施形式中，方位角的确定相对于现有系统不会改变，但是提供了确定仰角的附加可能性。
[0042]对于本领域技术人员不言而喻的是，接收天线装置和/或发射天线装置的其它设计方案也是可行的。例如一种实施形式可以规定，彼此平行定向并且例如沿X方向相互等距的天线段分别相对布置在之前的天线段具有例如沿正Z方向的确定错移。
[0043]天线段沿Z方向的错移优选这样选择，使得其小于由雷达系统发射或者接收的雷达射线的波长。
[0044]在附图描述中提到的特征能够以任意的组合用于实现本发明。
[0045]附图标记清单
[0046]I道路车辆
[0047]2机动车轴线
[0048]3表面/行驶平面
[0049]4运动向量(直线行驶)
[0050]5前部区域
[0051]6雷达系统
[0052]7发射天线装置
[0053]8接收天线装置
[0054]9散热器格栅
[0055]10发动机舱
[0056]11雷达射线(发射)
[0057]12 环境
[0058]13 对象[0059]14反射的雷达射线
[0060]15分析装置
[0061]φ方位角
[0062]20方位测量平面
[0063]r 距离
[0064]h 高度
[0065]Θ 仰角
[0066]30坐标系
[0067]31 原点
[0068]32X 轴
[0069]33Y 轴
[0070]34Z 轴
[0071]51天线段
[0072]52天线段
[0073]d 距离
[0074]61 线条
[0075]71、72接收信号
[0076]91-98 (发射天线装置的)天线段
[0077]111-118 (接收天线装置的)天线段
[0078]121 第一组
[0079]122 第二组
[0080]123对称轴线
[0081]131-138 (接收天线装置的)天线段
[0082]139天线段
【权利要求】
1.一种用于道路车辆(I)的环境检测的雷达系统(6)，包括 用于发射雷达射线(11)的发射天线装置(7)和 用于接收在道路车辆⑴的环境(12)中的对象(13)处反射的雷达射线(14)的接收天线装置(8)以及 分析装置(15)， 其中，所述接收天线装置⑶和发射天线装置(7)分别具有多个天线段(91-98、.111-118、131-139)，其中，每个天线段(91-98、111-118、131-139)具有纵向，天线段(111、.113、115、117)沿所述纵向的延伸长度比横向于纵向的延伸长度更大， 其中，在每个天线装置(7、8)中，所述天线段(91-98、111-118、131-138)中的某些彼此平行地布置并且横向于各自纵向地相互间隔， 其中，所述分析装置(15)设计用于根据所接收的被反射的雷达射线(14)针对反射各雷达射线(11)的对象在方位测量平面(20)内确定方位角(<P.)，其中，方位测量平面(20)垂直于所述某些天线段(91-98、111-118、131-138)的纵向定向， 其特征在于， 在发射天线装置(7)和/或接收天线装置(8)中，所述多个天线段(91-98、111-118、.131-139)中的至少一个相对于所述天线段(91-98、111-118、131-139)中的至少另一个关于所述至少另一个天线段(111、113、115、117)的纵向错移，并且所述分析装置(15)还设计用于针对反射各雷达射线(11)的对象(13)确定仰角(Θ)，其中，垂直于方位测量平面(20)确定所述仰角(Θ )。
2.按权利要求1所述的雷达系统(6)，其特征在于，所述至少一个天线段(91-98、.111-118,131-138)和所述至少另一个天线段在其纵向方面平行定向，这两个天线段优选属于所述某些天线段(91-98、111-118、131-138)。
3.按权利要求1或2所述的雷达系统(6)，其特征在于，所述某些天线段(91-98、.111-118,131-139)的至少一组(121)中的天线段(111、113、115、117)分别相对于同一组中的其余天线段(111、113、115、117)关于其纵向错移。
4.按权利要求3所述的雷达系统(6)，其特征在于，关于同一组(124)的天线段(111、.113、115、117)的纵向的最小错移小于雷达射线的波长，为了发射或接收该雷达射线优化或者使用相应的天线装置。
5.按权利要求3或4所述的雷达系统(6)，其特征在于，所述某些天线段(111-118)包括至少两个彼此分开的天线段(111-118)组(121、122)，其中，至少两组(121、122)天线段(111、118)沿着垂直于天线段(111-118)的纵向定向的横向布置方向在其组从属性方面交替地彼此间隔地布置。
6.按权利要求3至5之一所述的雷达系统(6)，其特征在于，每个组(121、122)的天线段(111-118)分别关于其横向定向方向等距间隔。
7.按权利要求1至6之一所述的雷达系统(6)，其特征在于，所述某些天线段(111-118)横向于其纵向延伸等距地布置。
8.按前述权利要求之一所述的雷达系统(6)，其特征在于，所述天线装置之一的天线段布置在一个平面中，并且相应的天线装置关于处于所述平面内的对称轴(123)具有镜面对称性。
9.按权利要求1所述的雷达系统(6)，其特征在于，所述至少一个天线段(139)垂直于所述至少另一个天线段(131)或者垂直于包括所述至少另一个天线段的多个天线段(131-138)定向，其中，所述多个天线段(131-138)关于其纵向平行地定向并且关于垂直于其纵向的方向等距地布置。
10.一种用于校准道路车辆(I)的雷达系统(6)的方法， 其中，所述雷达系统(6)包括用于发射雷达射线(11)的发射天线装置(7)和用于接收在道路车辆(I)的环境(12)中的对象(13)处反射的雷达射线(14)的接收天线装置(8)以及分析装置(15)，其中，所述接收天线装置(8)和发射天线装置(7)分别具有多个天线段(91-98、111-118、131-139)，其中，每个天线段(91-98、111-118、131-139)具有纵向，所述天线段(91-98、111-118、131-139)沿所述纵向的延伸长度比横向于纵向的延伸长度更大，其中，在每个天线装置(7、8)中，所述天线段(91-98、111-118、131-138)中的某些彼此平行地布置并且横向于各自纵向地相互间隔，其中，所述方法包括以下步骤: 通过分别用配属的发射信号加载发射装置的天线段(91-98)，借助发射天线装置(7)发射雷达射线(11)， 借助接收天线装置(8)接收在道路车辆(I)的环境(12)中的一个或多个对象(13)处反射的雷达射线(14)， 其中，各个天线段(111-118、131-139)分别接收到配属的接收信号并且对接收信号进行分析，其中，将天线段的接收信号彼此相对地进行分析和/或在相位和/或振幅方面彼此相对地产生发射信号，从而在分析时针对反射雷达射线(11)的对象(13)确定方位角(φ.)， 其特征在于， 雷达射线(11)的发射和/或被反射的雷达射线(14)的接收通过发射天线装置(7)和/或接收天线装置(8)进行，在所述发射天线装置(7)和/或接收天线装置(8)中，所述多个天线段(111-118、131-139)中的至少一个相对于所述天线段(111-118、131-139)中的至少另一个关于所述至少另一个天线段的纵向有错移，并且将天线段(111-118、131-139)的接收信号这样彼此相对地进行分析和/或在相位和/或振幅方面彼此相对地这样产生发射信号，使得除了方位角(Φ.)还确定关于对象(13)的仰角(Θ)，并且根据所确定的仰角(Θ)与对象(13)相对于道路车辆(I)的预先已知的仰角之间可能存在的偏差产生校准信肩、O
【文档编号】G01S13/93GK103907242SQ201280050367
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年10月10日 优先权日:2011年10月15日
【发明者】M-M.迈内克, J.杰霍特, R.门德, M.贝伦斯 申请人:大众汽车有限公司, S.M.S.智能微波传感器有限责任公司