雷达传感器与用于运行雷达传感器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种雷达传感器和一种用于运行雷达传感器的方法，其中，放大所述雷达传感器的在距离和/或相对速度方面的单值性范围。为此由所述雷达传感器发射多个斜坡组，其中，各个斜坡组的频率斜坡分别在系统参数方面有差别。在此，尤其在检测雷达回波期间如此匹配采样频率，使得对于每一个频率斜坡始终得出恒定数量的采样值。为了分析处理雷达信号可以周期性地延拓频谱并且将其进行比较。由此尤其结合适当的搜索方法能够在较大的单值性范围的情况下可靠地确定距离和相对速度。
【专利说明】雷达传感器与用于运行雷达传感器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种雷达传感器与一种用于运行雷达传感器的方法。本发明尤其涉及一种具有快速线性调频(chirp)雷达信号的雷达传感器。
【背景技术】
[0002]现代机动车越来越多地拥有驾驶辅助系统，驾驶辅助系统应在引导机动车时支持车辆驾驶员。这样的驾驶辅助系统例如能够在泊车期间将障碍物告知驾驶员。此外，驾驶辅助系统也能够在行驶期间支持驾驶员，其方式是，驾驶辅助系统例如能够识别机动车的行驶路径中的障碍物并且随后向车辆驾驶员发送关于可能的潜在危险的信号或必要时甚至主动干预机动车的行驶行为。
[0003]由于低的硬件费用和低的计算复杂性，至今在汽车领域很频繁地使用雷达信号的LFMCff调制(线性调频连续波)。但是，在该方法中在求取一个对象的距离X和相对速度V时在X-v空间中的一条直线上的所有目标都会被映射到一个单个的频率上。这种多值性(Mehrdeutigkeit)能够部分地通过以下方式解决:借助不同的斜坡斜率结合匹配方法分辨多个LFMCW斜坡的空间点。例如在DE 10 2009 057 191 Al中公开了一种借助LFMCW雷达设备确定距离和/或相对速度的方法。
[0004]一种对于LFMCW调制的替代方案例如提供了快速线性调频序列调制。在此，先后发射很短的频率斜坡。一个频率斜坡的持续时间通常处于约10微秒至几十微秒的范围中。在此，各个频率斜坡之间的间距仅为几微秒。快速线性调频序列调制基于很短的频率斜坡而允许仅仅根据不同的距离X和相对速度V对目标进行良好的分离。在此，独立于相对速度估计地实施距离估计。因此，与LFMCW调制相反在快速线性调频序列调制中不存在由于距离和相对速度叠加而造成的多值性。对于数字的继续处理要求将雷达信号和由雷达系统接收的雷达回波转换成数字信号。对于距离方面的大的单值性范围要求用于雷达信号和所接收的雷达回波的数字化的高的采样率。基于所发射的频率斜坡的预给定的很短的斜坡持续时间，通过高数量的采样值(采样)才能够实现高的采样率。除此之外，用于对象在径向速度方面的探测的单值性和可分离性与频率斜坡的数量并且与彼此相继的频率斜坡之间的时间差相关。简而言之，在单值性和可分离性方面的系统要求受对硬件的要求一例如采样率、存储能力、数据传输率和计算复杂性的限制。在汽车领域中主要是低的硬件成本和短的信息处理持续时间明显很重要。因此存在对具有一个大的单值性范围和同时良好的可分离性的高效的快速线性调频雷达系统的需求。
【发明内容】
[0005]根据一个方面，本发明涉及一种雷达传感器，所述雷达传感器具有:发射/接收单元，所述发射/接收单元构造用于发射经调制的快速线性调频雷达信号序列和接收所发射的快速线性调频雷达信号的由对象反射的雷达回波；和采样装置，所述采样装置设计用于以一采样频率对所接收的雷达回波进行采样；其中，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个斜坡组；每个斜坡组具有多个频率斜坡；一个斜坡组的每一个频率斜坡具有斜坡持续时间和频率偏移；两个频率斜坡具有时间差；两个彼此相继的斜坡组在所述斜坡持续时间和/或在彼此相继的频率斜坡之间的时间差方面不同；其中，所述采样装置使用于每一个斜坡组的采样频率变化。
[0006]根据另一个方面，本发明涉及一种用于运行雷达传感器的方法，所述方法具有以下步骤:发射快速线性调频雷达信号序列；接收所发射的快速线性调频雷达信号的由对象反射的雷达回波；以预给定的采样频率检测所接收的雷达回波；其中，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个斜坡组；每个斜坡组具有多个频率斜坡；一个斜坡组的每一个频率斜坡具有斜坡持续时间和频率偏移；两个彼此相继的频率斜坡具有时间差；其中，两个斜坡组至少在所述斜坡持续时间和/或在彼此相继的频率斜坡之间的时间差方面不同；其中，使用于每一个斜坡组的预给定的采样频率变化。
[0007]因此，本发明的思想是，基于具有多个频率斜坡序列的经调制的快速线性调频雷达信号来运行雷达传感器，其中，单个频率斜坡序列在特性参数——例如斜坡持续时间或在两个彼此相继的频率斜坡之间的时间间距方面有差别。对于这些具有独自的特性参数的频率斜坡中的每一个频率斜坡雷达传感器能够执行距离和相对速度的单独估计。此外，本发明的思想是，根据参数变化匹配用于雷达信号检测的采样频率。
[0008]本发明的一个主要优点在于，通过组合地分析每一个频率斜坡的距离的和/或相对速度的探测结果可以改善雷达系统的可分离性和单值性。
[0009]此外，可分离性和单值性的通过根据本发明的方法的改善和提高有利地导致:SP使在继续处理期间用于雷达信号和雷达回波的数字化的采样率相对较低的情况下和/或以雷达信号中相对较少的数量的斜坡也能够满足对细微的可分离性和大的单值性的系统要求。在数字化中采样率的和/或斜坡数量的减低的可能性能够实现成本有利的并且很快速的雷达系统的方案，如所述雷达系统尤其在机动车领域特别有利。
[0010]另一个优点在于，通过采样频率的匹配能够始终提供大量的采样值，其使得经采样的信号的高效的继续处理成为可能。
[0011]根据本发明的一个实施方式，根据斜坡持续时间匹配采样频率。由此能够控制所检测的采样值的数量和因此提高继续处理的效率。
[0012]在一个特殊的实施方式中，以相同数量的采样值检测每一个所发射的频率斜坡的雷达回波。通过始终恒定数量的采样值可以在雷达传感器中实现特别高效的继续处理。
[0013]在另一个实施方式中，雷达传感器具有一个单值性范围，所述单值性范围扩展至单个斜坡组的所有单值性范围的最小公倍数。
[0014]根据一个实施方式，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个先后发射的斜坡组。
[0015]在一个替代的实施方式中，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个相互嵌套的斜坡组。在所述相互嵌套的斜坡组中分别先后地首先发射每一个斜坡组的第一频率斜坡，然后发射每一个斜坡组的第二频率斜坡，等等。因为在各个斜坡组的这种嵌套中不同斜坡组的频率斜坡彼此之间靠得很近，因此尤其在相对雷达传感器以较大的相对速度运动的对象的情况下得到改善的探测行为。
[0016]根据本发明的又另一个实施方式，动态地匹配斜坡持续时间差和/或两个彼此相继的频率斜坡之间的时间差，其中，各个斜坡组在所述时间差方面有差别。通过这种方式雷达系统能够分别很好地匹配当前的框架条件。因此能够例如尤其在停止的或很缓慢地运动的车辆中调整一种与在一辆快速行驶的车辆中所要求的配置不同的配置。通过这种方式，雷达系统能够例如在泊车过程期间以较小的单值性范围运行而在快速行驶期间能够扩展单值性范围。
[0017]根据本发明的另一个实施方式，经调制的快速线性调频雷达信号序列具有低于25微秒、优选不大于10微秒的斜坡持续时间。这种很快速的经调制的快速线性调频雷达信号特别适于将尤其用于机动车的驾驶辅助系统的距离估计和相对速度估计进行分离。
[0018]此外，本发明还包括一种在根据本发明的雷达传感器方面的驾驶辅助系统。
[0019]此外，本发明还包括一种具有驾驶辅助系统的机动车，所述驾驶辅助系统具有根据本发明的雷达传感器。
[0020]根据另一个实施方式，本发明方法包括以下步骤:针对多个斜坡组中的每一个斜坡组计算所检测的雷达回波的单独的频谱；确立所计算的频谱在距离和/或速度的维度中的周期性延拓；求取所探测的对象在所计算的频谱的周期性延拓方面的一致性。
[0021]在一个特殊的实施方式中用于确立周期性延拓的这一步骤将所计算的频谱扩展至这些斜坡组的单值性范围的最小公倍数。
[0022]根据另一个实施方式，用于求取一致性的步骤形成成本函数并且确定所述成本函数的最小值。这使得高效的和稳健的距离估计成为可能。
[0023]本发明的其他特征和优点由下面参考下面附图的描述得出。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]附图1:根据本发明的一个实施方式的雷达系统的示意图；
[0025]附图2:根据本发明的另一个实施方式的具有经调制的快速线性调频雷达信号的一个斜坡组的示意图；
[0026]附图3:根据本发明的另一个实施方式的快速线性调频雷达信号的两个斜坡组的序列的不意图；
[0027]附图4:根据本发明的又另一个实施方式的嵌套的快速线性调频雷达信号的示意图；
[0028]附图5:用于阐述如本发明的一个实施方式所基于的那样的搜索方法的示意图；以及
[0029]附图6:根据本发明的又另一个实施方式的用于运行雷达传感器的方法的示意图。
【具体实施方式】
[0030]附图1示出根据本发明的一个实施例的雷达系统I。例如雷达传感器I可以涉及驾驶辅助系统的雷达传感器。这样的驾驶辅助系统优选应用在现代机动车中。
[0031]在此，雷达系统I包括发射/接收单元10。所述发射/接收单元10发射经调制的快速线性调频雷达信号序列。所发射的快速线性调频雷达信号射到对象21和22上，所述对象分别与雷达传感器I具有间距Xl和X2。在此，对象21和22相对于雷达传感器I以速度vl和v2运动。除此之外也可能是，其他对象处于雷达传感器I的检测区域中。在此，各个对象的间距Xl和X2以及相对速度vl和v2可以是不同的。但是也可能的是，一些对象的间距Xl和X2或相对速度vl和v2是完全相同或接近相同。
[0032]由发射/接收单元10发射的经调制的快速线性调频雷达信号在一段时间之后射到对象21和22上。在此，对象21和22完全地或部分地反射到达的快速线性调频雷达信号。接着，雷达传感器I的发射/接收单元10接收由对象21和22反射的快速线性调频雷达信号的一部分。由发射/接收单元10接收的雷达回波接着在采样装置30中被转换成数字信号并且在分析处理单元20中与所发射的快速线性调频雷达信号进行比较。雷达传感器I接着从所述比较中求取在雷达传感器的检测区域中的对象21和22的空间间距Xl和X2以及相对速度vl和v2。
[0033]附图2以时间-频率-图示出如本发明的一个实施例所基于的那样的一个具有多个L频率斜坡Rl的斜坡组的示意图。在此，一个斜坡组包括预给定数量L的频率斜坡Rl。在此，所述频率斜坡Rl中的每一个都具有同一频率偏移F和同一斜坡持续时间Tfastil，其中，两个彼此相继的频率斜坡Rl之间的间距通过参数I^1表示。在此，对于经调制的快速线性调频雷达信号，斜坡持续时间Tfastil优选为小于25微秒。例如斜坡持续时间Tfastil可以为大约10微秒或更小。第一频率斜坡Rl的结尾与随后的第二频率斜坡Rl之间的时间间距通常是仅仅几微秒，从而可以得出两个彼此相继的频率斜坡之间的时间间距为例如大约14微秒。在此，一个斜坡组可以包括预给定数量L的频率斜坡Rl。例如一个斜坡组可以包括256个频率斜坡R1。但是不同数量的频率斜坡Rl同样是可能的。频率斜坡Rl的频率偏移通常为大于10MHz。例如250MHz的频率偏移F是可能的。为了频率斜坡和所检测的雷达回波的数字化必须对信号进行采样。为此，可以例如对具有先前所述系统参数的雷达系统对于每个频率斜坡采样512次。在此，所述采样率K在单值性和可分离性方面限制雷达系统的最大功率。
[0034]在此，最大单值性范围Xniax和分辨能力Δ X如下与采样率K相关:
[0035]Xfflax = Κ/2*ΛΧ ;fx,max = K/2*Afx (I)
[0036]此外，最大可分辨的相对速度Vmax和相对速度的分辨能力Λ V如下与一个斜坡组的频率斜坡的数量L相关:
[0037]Vmax = L/2* Δ V ; fv, max = L/2* Δ fv (2)
[0038]附图3示出根据本发明的一个实施例的具有两个彼此相继的斜坡组时间-频率-图的示意图。在此，第一斜坡组包括预给定数量L的频率斜坡Rl。第一斜坡组的所有频率斜坡具有同一频率偏移F。此外，第一斜坡组的所有频率斜坡Rl具有预给定的第一斜坡持续时间Tfastil并且具有在两个频率斜坡之间的时间间距TmY第二斜坡组跟随第一斜坡组，所述第二斜坡组同样包括相同的预给定数量L的频率斜坡R2。在此，第二斜坡组包括优选具有与第一频率斜坡Rl相同的频率偏移F的第二频率斜坡R2。除此之外，第二频率斜坡R2具有斜坡持续时间Tfast,2和两个彼此相继的第二频率斜坡R2之间的时间间距Τ&,2。即使在附图3中示出的实施例中示出仅仅两个彼此相继的斜坡组，但是除此之外同样可能的是，先后发射多于两个斜坡组，其中，这些斜坡组中的每一个对于斜坡持续时间Tfast, i和对于两个快速的频率斜坡之间的时间间距T&, i分别具有独自的系统参数。
[0039]为了扩展在待监视的对象的距离方面的最大单值性范围fx,_，发射多个斜坡组，其中，不同斜坡组的频率斜坡的斜坡持续时间Tfast, i有差别。换句话说，第一斜坡组的频率斜坡Rl的斜坡持续时间Tfastil在此与第二斜坡组的频率斜坡R2的斜坡持续时间Tfast,2不同。如果发射多于两个的不同的斜坡组，则后续的斜坡组分别具有不同的斜坡持续时间Tfas“。此外，对于应扩展雷达传感器I的最大单值性范围这种情况，在不同斜坡组的所有频率斜坡中，两个彼此相继的快速的频率斜坡之间的时间间距,分别相同。此外，所有斜坡组也分别具有相同数量L的频率斜坡Rl、R2。
[0040]在此得出在本振频率空间中的实际距离为:
[0041]fE0 = rij.(3)
[0042]其中，
[0043]rj = qj.Δ fx, j (4)
[0044]在此，n,和qi是整数并且i是I与P之间的整数，其中，P是不同的频率斜坡的数量。因此，可以将雷达系统的用于距离的单值性范围扩展至所有单个斜坡组的单值性范围的最小公倍数(kgV):
[0045]f X, max — kgV (fX,max,i? fx,max,2?...，f X, max, p)⑶
[0046]因此在选择调制参数的时候尤其要注意，单个斜坡组的所得出的单值性范围彼此是不成倍数的。
[0047]替代地，为了提高在待监视的对象的相对速度方面的单值性范围，可以使各个斜坡组中的两个快速的频率斜坡之间的时间间距T&, i变化。其余的系统参数如频率变化范围F、斜坡持续时间Tfastii以及对于每个斜坡组而言频率斜坡的数量L在此对于所有斜坡组保持恒定。因此与在距离方向上的单值性的提高相似，也可以相应地提高相对速度Vmax的单值性。
[0048]fv, max = kgV (fVjIIlaXjl? fv,max,2，...，fv,max,p) (6)
[0049]在此可以分别根据当前的框架条件动态地匹配频率斜坡的和斜坡组的系统参数。例如可以在机动车的驾驶辅助系统的雷达系统中如此匹配系统参数，使得在缓慢行驶或泊车过程期间单值性范围相对小。与此相反如果提高速度，则能够匹配对于每个斜坡组而言频率斜坡的系统参数——如斜坡持续时间Tfast, i和/或时间间距Tm, i，以便放大单值性范围。此外，也能够根据应用情况实现其他的动态匹配。
[0050]对于快速线性调频雷达信号和所接收的雷达回波的模拟数字转换，在此必须以适当的采样率数字化相应的信号。在此，相应的频率斜坡的采样率必须满足香农采样定理并且因此至少以频率斜坡的频率的双倍进行采样。
[0051]此外，对于进一步的信号处理并且尤其对于在下面描述的搜索方法有利的是，每个频率斜坡具有相同数量的采样值。在此尤其有利的是，针对所有经采样的频率斜坡生成多个采样值，所述多个采样值能够借助快速傅里叶变换(FFT)特别高效地被进一步处理。
[0052]这意味着，为每个斜坡组产生独自的采样频率。在此，能够如此选择各个采样率并且因此能够如此选择用于各个斜坡组的频率斜坡的系统参数，使得经扩展的最大单值性以及测量精确度满足系统要求。
[0053]附图4示出根据本发明的另一个实施例的多个斜坡组的嵌套的时间-频率-图的示意图。如在该图中可以看出的那样，在此，先后地首先发射第一斜坡组的第一频率斜坡Rl并且接着首先发射第二斜坡组的第一频率斜坡R2。如果除此之外还使用其他的斜坡组，则在这种情况下(在这里未示出)也先后地首先分别发射相应斜坡组的第一频率斜坡。当发射完最后一个斜坡组的第一频率斜坡之后，接着发射第一斜坡组的第二频率斜坡R1，随后发射第二斜坡组的第二频率斜坡，等等。通过这种各个斜坡组彼此的嵌套可以实现:各个斜坡组不太容易受到待探测的对象的变化的影响。通过斜坡组的嵌套，所有斜坡组的频率斜坡几乎同时达到对象并且被所述对象反射。因此，在监视具有高的相对速度的对象时这样的系统不容易受到影响。在监视具有高的相对速度的对象时例如存在以下危险:雷达系统与对象之间的空间间距在发射第一斜坡组与发射随后相继的第二斜坡组之间已经发生变化并且因此不能够实现匹配或者仅仅能够实现有错误的匹配。该问题可以通过根据本发明的斜坡组嵌套应对。
[0054]在信号的模拟数字转换之后进行进一步的信号处理，所述进一步的信号处理其中包括用于相应的斜坡组的两级快速傅里叶变换(FFT)。这种信号处理提供在关于相对速度估计的频率范围fD上关于距离估计的频率范围fx的二维频谱。接着可以借助适当的搜索方法分辨所实现的频谱中的多值性。
[0055]附图5示出用于针对在相对速度方向上的分辨单元Λ V分辨在距离方向上的多值性的示意图。为此，对于每个所探测的峰值首先周期性地延拓在距离维度中的频谱可以如此频繁地重复在距离维度中的所计算的频谱fx,max, i，直到实现根据公式5的最大待分辨的距离范围针对所有经处理的斜坡组进行频谱的所述周期性的重复。
[0056]例如在附图5所示的实施例中将两个斜坡组进行对比。在此，^iniaxil表示在距离维度中第一斜坡组的频谱的扩展。在此，△匕1是在距离维度中第一斜坡组的频谱的分辨单元的参量。fx,max,2表示在距离维度中第二斜坡组的频谱的扩展。在此，Afx,2是在距离维度中第二斜坡组的频谱的分辨单元的参量。
[0057]在这里所示的例子中第一斜坡组的频谱重复T1次，而第二斜坡组的频谱重复T2次。因此将第一斜坡组的频谱扩展至T1.^maxil，而将第二斜坡组的频谱扩展至T2.fx,max,
2。其他具有多于两个斜坡组的实施例同样是可能的。
[0058]随后将各个频谱的周期性重复相互比较并且针对峰值的一致性进行检查。在根据附图5所示的例子中例如在第一频谱的第二次重复和第二频谱的第二次重复中峰值最一致，从而从中得出实际的距离。
[0059]为了分辨多值性以及为了确定根据公式3的系数Iii的估值I^est而设立所谓的成本函数C，如公式7针对两个不同的斜坡组所描述的那样。在此，通过一种将所述成本函数C最小化的搜索方法确定最佳的一致性。
[0060]minC (Illj est, n2j est) — { I nI, estfx, max,l+ri, est_n2, estfx, max,l_r2, est I ^ 一 (Ilpn2) (7)
[0061]在此，这样的用于将成本函数C最小化的搜索方法可以例如尝试遍Ii1和112的所有变化并且将H1和H2的以下值确定为解:在所述值中成本函数C变得最小。在这里必须计算T1.T2个单独的成本函数C。
[0062]在为每一个斜坡组1-P计算重复叫一在所述重复中周期性延拓得出最佳的一致性之后，则可以通过例如形成平均值计算最终的解。
[0063]通过适当的经优化的搜索方法可以进一步降低搜索费用。在此，这样的改进的搜索方法为了使成本函数C最小化而执行例如以下步骤。
[0064]对于第一估值Ii1, est的所有值O至T1-1形成函数n2, est (Ii1, est)并且使其最小化:HiinCCn1,est，n2,est O^est))。此外,对于第二估值 n2,est 的所有值 O 至 T2-1 形成函数 I^estCn2,est)并且使其最小化, n2j est)。最后，寻找两个函数的最小值:
[0065]min {minC Oi1, est, n2, est (n1>est))，minC (n1>est (n2, est)，n2, est)} (8)
[0066]由此只产生由I\+T2个待解的成本函数C的费用。
[0067]通过这种方式可以将雷达系统的单值性范围扩展至单个斜坡组的单值性范围的最小公倍数。在此，在求取时最大的估计误差向上受快速傅里叶变换的采样间隔限制。
[0068]除此之外在相对速度的估计方面同样可以使用先前关于距离估计所描述的搜索方法。
[0069]在大多数情况下两个具有不同系统参数的斜坡组已经足以扩展在期望的维度(距离或相对速度)中的最大单值性。在此，在仅仅两个不同的斜坡组的情况下可以实现特别快速的和节约资源的处理。除此之外还可以通过使用多于两个斜坡组来进一步改善精确度和/或附加地扩展单值性范围。
[0070]如先前所述的那样，可以通过多个具有在斜坡持续时间Tfast, i方面的变化的斜坡组提高在距离方面的单值性范围。除此之外，通过两个彼此相继的快速的频率斜坡之间的时间间距Tm, i的变化可以提高在相对速度方面的单值性范围。由此可以通过至少3个彼此相继的斜坡组来放大距离的和相对速度的单值性范围，其方式是，例如在第一和第二斜坡组之间使斜坡持续时间Tfast,i变化并且在第二和第三斜坡组之间使两个彼此相继的快速的频率斜坡之间的时间间距IVhi变化。系统参数的替代变化自然同样是可能的。
[0071]附图6示出用于运行雷达传感器I的方法100的示意图，所述方法具有以下步骤:首先在步骤110中发射经调制的快速线性调频雷达信号序列并且然后在步骤120中接收所发射的雷达信号的由对象反射的雷达回波。在此，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个斜坡组。每个斜坡组具有多个频率斜坡。此外，一个斜坡组的每一个频率斜坡具有预给定的斜坡持续时间Tfastii和频率变化范围F。除此之外，两个彼此相继的频率斜坡具有时间差it)按照根据本发明的方法，两个斜坡组至少在斜坡持续时间Tfast,,和/或在彼此相继的频率斜坡之间的时间差T&, i方面有差别。然后在步骤130中以预给定的采样频率检测所接收的雷达回波。在此，使用于各个斜坡组的采样频率变化。在此尤其如此匹配采样频率，使得基于各个斜坡持续时间的变化始终得出恒定数量的采样值。
[0072]此外，在步骤140中可以针对多个斜坡组中的每一个斜坡组计算所检测的雷达回波的单独的频谱然后，步骤150确立所计算的频谱fm和fx,_,2在距离和/或速度的维度中的周期性延拓T1.fx,maXjl和T2.fx,max,2。随后在步骤160中求取所探测的对象在所计算的频谱Lu和fx,_,2的周期性延拓T1.fx,maXjl和T2.fx,maXj2方面的一致性。
[0073]用于确立周期性延拓T1.fx,maXjl和T2.fx,_,2的步骤150将所计算的频谱Gl1和fx,_,2扩展至这些斜坡组的单值性范围的最小公倍数。
[0074]通过形成先前已经描述的成本函数也能够实现一致性的高效求取。
[0075]总而言之，本发明涉及一种雷达传感器和一种用于运行雷达传感器的方法，其中，放大雷达传感器的在距离和/或相对速度方面的单值性范围。为此由雷达传感器发射多个斜坡组，其中，各个斜坡组的频率斜坡分别在系统参数方面有差别。在此，尤其在检测雷达回波期间如此匹配采样频率，使得对于每一个频率斜坡始终得出恒定数量的采样值。为了分析处理雷达信号可以周期性地延拓频谱并且将其进行相互比较。由此尤其结合适当的搜索方法能够在较大的单值性范围的情况下可靠地确定距离和相对速度。
【权利要求】
1.一种雷达传感器(1)，其具有: 发射/接收单元(10)，所述发射/接收单元构造用于发射经调制的快速线性调频雷达信号序列和接收所发射的快速线性调频雷达信号的由对象(21，22)反射的雷达回波；和采样装置(30)，所述采样装置设计用于以一采样频率对所接收的雷达回波进行采样；其中，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个斜坡组； 每个斜坡组具有多个(L)频率斜坡(R1，R2)； 一个斜坡组的每一个频率斜坡(Rl，R2)具有斜坡持续时间(Tfastii)和频率变化范围(F)； 两个彼此相继的频率斜坡(R1，R2)具有时间差(Tmii)； 所述发射/接收单元(10)发射至少两个斜坡组，所述至少两个斜坡组在所述斜坡持续时间(Tfastli)和/或在彼此相继的频率斜坡(R1，R2)之间的时间差(T^i)方面有差别；其中，所述采样装置(30)使用于每一个斜坡组的采样频率变化。
2.根据权利要求1所述的雷达传感器，其中，根据所述斜坡持续时间(Tfastii)匹配所述采样频率。
3.根据权利要求1或2所述的雷达传感器，其中，以相同数量的采样值(K)检测每一个所发射的频率斜坡(R1，R2)的雷达回波。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的雷达传感器，其中，所述雷达传感器具有一个单值性范围，所述单值性范围被扩展至单个斜坡组的所有单值性范围的最小公倍数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的雷达传感器，其中，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个先后发射的斜坡组。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的雷达传感器，其中，所发射的快速线性调频雷达信号包括多个相互嵌套的斜坡组。
7.一种驾驶辅助系统，其具有根据权利要求1-6中任一项所述的雷达传感器。
8.—种车辆，其具有根据权利要求7所述的驾驶辅助系统。
9.一种用于运行雷达传感器的方法(100)，所述方法具有以下步骤: 发射(110)经调制的快速线性调频雷达信号序列； 接收(120)所发射的经调制的快速线性调频雷达信号的由对象(21，22)反射的雷达回波； 以预给定的采样频率检测(130)所接收的雷达回波； 其中，所发射的经调制的快速线性调频雷达信号包括多个斜坡组； 每个斜坡组具有多个(L)频率斜坡(R1，R2)； 一个斜坡组的每一个频率斜坡(R1，R2)具有斜坡持续时间(Tfastii)和频率偏移(F)； 两个彼此相继的频率斜坡具有时间差(T&.1)； 两个斜坡组至少在所述斜坡持续时间(Tfastii)和/或在彼此相继的频率斜坡(R1，R2)之间的时间差(X2lsi)方面有差别； 其中，使用于每一个斜坡组的预给定的采样频率变化。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下步骤: 针对多个斜坡组中的每一个斜坡组计算(140)所检测的雷达回波的单独的频谱(fx,max,I? fx, max, 2); 确立(150)所计算的频谱fx,fflax,2)在距离和/或速度的维度中的周期性延拓(Tl.?χ,maxΛ^ T2.?χ, max, 2); 求取(160)所探测的对象在所计算的频谱(GmaxYfx^2)的周期性延拓(H&，T2.fx,_,2)方面的一致性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，用于确立所述周期性延拓(T1.fx,fflaxa, T2.fx,fflax,2)的步骤(150)以这些斜坡组的所述单值性范围的最小公倍数扩展所计算的频谱(fx,max,I? fx, max, 2)。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，用于求取一致性的步骤(160)形成成本函数并且为了求取所述一致性而确定所述成本函数的最小值。
【文档编号】G01S13/34GK104280728SQ201410457731
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】J·毕, G·屈恩勒 申请人:罗伯特·博世有限公司