用于运行车辆的多个传感器的方法和设备与流程

本发明涉及用于在至少部分空间上一致的检测区域中和共同的频域中运行车辆的多个传感器的一种方法和一种设备。

背景技术：

如果传感器可以接收由外来传感器(fremdsensor)发送的外来信号或外来传感器的外来回波，则这种外来信号或外来回波可能叠加并干扰该传感器的信号或回波。为了避免干扰，将电磁波的频谱划分为频带，并且将频带划分为通道。可以在不同的通道上并行地运行车辆的传感器。为了在同一通道上运行车辆的多个传感器，可以如此定向传感器，使得传感器的检测区域位于车辆的不同侧或定向到不同方向上。传感器也可以相继地进行发送。在此，如果先前的传感器完成调制，则传感器开始发送信号。

技术实现要素：

在这种背景下，借助此提出的方案，提出根据独立权利要求的用于在至少部分空间上一致的检测区域中和共同的频域中运行车辆的多个传感器的一种方法和一种设备，并且最终提出一种相应的计算机程序产品。在此提出的方案的有利扩展方案和改善方案由说明书得出并且在从属权利要求中进行描述。

本发明的实施方式可以以有利的方式实现：在相同的检测区域中或在重叠的检测区域中运行位于相同频带或相同频域中的多个传感器，而不是仅分别允许传感器中的一个工作。

在此，可以在没有干扰型干涉的情况下运行具有重叠检测区域的多个传感器。传感器信号被交错地发送和接收。因此可以使用可能的频域，并且可以填充处理传感器信号所需的、包括调制时间的周期时间。

提出一种用于在至少部分空间上一致的检测区域中和共同的频域中运行车辆的多个传感器的方法，其特征在于，在发送时刻，传感器中的至少两个同时在由频率间隙分开的瞬时频率上进行发送，其中，所述频率间隙包括传感器的至少一个瞬时接收带宽，其中，在发送时刻之后，各个瞬时频率对于时间间隙的持续时间针对通过传感器的使用被禁止，其中，该时间间隙包括在传感器的接收作用距离上的至少一个信号传播时间。

尤其可以认为本发明的实施方式的理念基于以下描述的构思和认识。

传感器可以是发射信号并接收该信号的反射回波的有源传感器。所述信号可以是声信号或电磁信号(例如光信号或无线电信号)。所述信号尤其可以是雷达信号。可以通过发射与接收之间的传播时间来确定至进行反射的对象的距离。可以通过回波相对于信号的频移来确定对象相对于传感器的相对速度。可以通过传播时间差来确定到对象的方向。传感器可以是相同类型的。传感器被同步地运行。传感器可以在共同的频域中发射信号。频域是传感器的可能的工作范围的一部分。频域由上极限频率和下极限频率确定。频域包括设置用于使用的频率的带宽。瞬时频率是频域的由传感器瞬时发射或占据的频率。瞬时频率能够被调整。频率间隙是在两个瞬时频率之间的用于分离两个信号所需的最小频率间隔。两个同时发射的瞬时频率之间的待遵循的最小频率间隙由两个同时进行发射的传感器的接收特性确定。在传感器调谐到瞬时频率上期间，该传感器可以以接收带宽来接收频率。在双边带接收器中，当前的瞬时频率可以处于接收带宽的中央。由此，频率间隙包括一个传感器的接收带宽的频率的至少一半和另一传感器的接收带宽的频率的另一半。替代地，在单边带接收器中，当前的瞬时频率可以处于接收带宽的边缘。由此，频率间隙至少包括传感器的整个接收带宽。时间间隙是在同一频率上的两个发送时刻之间的最小时间间隔。因此，时间间隙是直到在一个频率上再次进行发射而至少保持的时间间隔。在该时间间隙期间，在所述频率上接收回波。该时间间隙至少如此长，使得信号可以到达接收作用距离内的对象，并且使得信号在该对象处反射的回波可以再次到达该传感器。因此，时间间隙至少是接收作用距离与信号的传播速度的乘积的至少两倍。接收作用距离的最大可能值由传感器的最大发送功率和接收灵敏度确定。所使用的值可以小于该最大值。

传感器中的一个可以对于部分调制持续时间在频域的部分频带中进行调制。在部分调制持续时间内，可以将部分频带的所有频率至少一次作为瞬时频率发送。频域可以划分为多个频率范围——所谓的部分频带。可以对于预确定的持续时间(所谓的部分调制持续时间)将部分频带分配给传感器。可以在部分频带内对于部分调制持续时间调整或调制瞬时频率。

在包括多个部分调制持续时间的总调制持续时间上，传感器可以在不同的部分频带中顺序地进行发送。总调制持续时间的部分频带可以至少覆盖频域中包含的所有频率的大部分。部分频带尤其可以覆盖整个频域。因此，可以分段地处理频域的频率。在此，其他传感器可以同时分别使用未占用的部分频带。

总调制持续时间的部分频带可以至少部分地重叠。在此，在总调制持续时间内多次发送重叠的频率。因此，所述频率被更频繁地采样。

在发送时刻进行发送的传感器可以在不同的无重叠的部分频带中进行发送。替代地，在发送时刻进行发送的传感器中的至少两个传感器可以在至少部分重叠的部分频带中或在相同的部分频带中进行发送。对于每个部分频带，可以有一个传感器进行发送，或者可以在一个部分频带内调制多个传感器。可以在共同的部分调制持续时间内运行多个传感器。然后，这些传感器以至少所述时间间隙偏移地发送相同的频率。通过在相同的部分频带中使用多个传感器，可以实现特别紧密的交错。通过同时使用不同的部分频带，可以良好地充分利用可用的频域。

两个相邻的部分频带可以通过缓冲频带彼此间隔开。两个部分频带之间的缓冲频带提供附加的频率间隔。因此可以实现同时发送的信号与回波的安全分离。缓冲频带的频率可以包含在如下部分频带中：该部分频带与两个相邻的部分频带重叠并且在时间上随后被使用。

传感器可以在部分调制持续时间内发送扫过部分频带的至少一个频率斜坡。频率斜坡可以具有预确定的斜率。可以上升地或下降地发送频率斜坡。彼此相继的频率斜坡可以具有不同的斜率。借助部分频带的频率范围得出瞬时频率的最大的可能发送持续时间。频率斜坡可以包括多个彼此相继的发送时刻，这些发送时刻分别具有不同的瞬时频率。

在发送时刻进行发送的传感器的部分调制持续时间可以时间偏移地开始。通过这种偏移可以实现传感器的交错。

这种方案例如可以以软件或硬件或以软件和硬件的混合形式(例如在控制设备中)实现。

在此提出的方案还提出一种设备，该设备构造为在相应的装置中执行、操控或实施在此提出的方法的变型方案的步骤。

该设备可以是电设备，该电设备具有用于处理信号或数据的至少一个计算单元、用于存储信号或数据的至少一个存储单元、用于读取或输出嵌入在通信协议中的数据的至少一个接口和/或通信接口。计算单元例如可以是用于处理传感器信号并根据传感器信号来输出数据信号的信号处理器、所谓的系统asic或微控制器。该存储单元例如可以是闪存、eprom或磁性存储单元。所述接口可以构造为用于读取传感器的传感器信号的传感器接口和/或构造为用于向执行器输出数据信号和/或控制信号的执行器接口。通信接口可以构造为无线和/或有线地读取或输出数据。接口例如也可以是除其他软件模块之外也存在于微控制器上的软件模块。

也有利的是一种计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序，所述程序代码可以存储在机器可读的载体或存储介质(例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器)上，并且所述程序代码用于尤其当在计算机或设备上实施程序产品或程序时执行、实施和/或操控根据上述实施方式之一所述的方法的步骤。

应指出的是，本发明的一些可能的特征和优点在此参照作为方法和设备的不同实施方式所描述。本领域技术人员认识到，可以以适当的方式组合、调整或交换所述特征，以便获得本发明的其他实施方式。

附图说明

以下参考附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书均不应解释为限制本发明。

图1示出根据一个实施例的频域的时间图示，在该频域中，多个传感器分别同时激活；

图2示出根据一个实施例的在相同频域中的至少两个传感器的同步的图示；

图3示出根据一种实施例的多个传感器的同步的图示；

图4示出具有多个传感器和重叠的检测区域的车辆的图示。

这些附图仅是示意性的并且没有按比例绘制。在附图中，相同的附图标记表示相同或相同作用的特征。

具体实施方式

在参考附图来阐述本发明的实施方式的细节之前，应当部分地以选词来阐述在此提出的方案的构思以及可能的变型方案，这些选词为了便于理解而与其在权利要求书中所使用的情况有所不同。

在此提出的方案示出一种用于同步传感器组合体中的多个雷达传感器的方法。由此可以减少车辆中的多个传感器的相互干涉。

随着具有多个雷达传感器的车辆的不断增加，在各个传感器之间产生干涉的可能性增加。尤其当传感器的视野重叠并且调制时间与处理时间或周期时间相比增加时。在此，干涉通过在如下对象处的反射产生：该对象位于多个传感器的视野中，并且各个传感器的反射功率在该对象处叠加。

为了避免这种情况，可以按顺序地对传感器进行调制，使得调制时间不重叠。在此，仅能同步与周期时间中的调制时间的倍数相符的数量的传感器。

由于更快的处理器和更少的放热量，调制时间与周期时间之间的比例增加，因此通过调制时间的同步可以无干涉地同步仅几个(即一个或两个)传感器。

在此提出的方法扩展了无干涉地同步传感器的可能性。

在此提出的方案基于以下内容：在当前在汽车领域使用的线性调制中，并非任何时间都占据整个带宽。由此可以交错地同步多个传感器。可以根据调制的形式来显著增加能够被无干涉地同步的传感器的数量。

由于汽车雷达传感器的调制特性，所描述的方法使得可以无干涉地同步车辆中的多个传感器。在此，可以增加可无干涉地同步的传感器的数量。

为了增加可以在测量周期中同步的传感器的数量，可以使调制的开始如此交错，使得所发射的斜坡不产生重叠。

图1示出根据一个实施例的频域100的时间图示，在该频域中，多个传感器分别同时激活。在此，传感器是雷达传感器。因此，频域100是电磁频谱的小区段。如果传感器是声学传感器，则频域100是声学频谱的小区段。

频域100可以称为频带或频带中的区段。传感器安装在车辆中并且具有至少部分在空间上一致的检测区域，使得传感器可以接收其他传感器的信号和/或回波。如果传感器中的一个在准备接收其自身回波期间接收到外来的信号或回波，则会导致失真的距离值。在发送时刻t，传感器中的至少两个传感器同时在由频率间隙102分开的瞬时频率f1、f2上进行发送。

频率间隙102因此位于瞬时频率f1、f2之间并且包括至少一个传感器的至少一个瞬时接收带宽104。因此，接收带宽104小于或等于频率间隙102。在此，接收带宽104可以包括：第一传感器在调谐到第一瞬时频率f1上期间可以接收到的频率的上半部分和第二传感器在调谐到第二瞬时频率f2上期间可以接收到的频率的下半部分。替代地，如果该传感器是单边带接收器，则频率间隙102可以包括传感器中的一个的整个接收带宽104。如果频率间隙102大于接收带宽104，则能够接收的频率通过处于中间的无法接收的频率彼此间隔开。

在发送时刻t之后，各个所使用的瞬时频率f1、f2对于时间间隙106的持续时间针对通过传感器402的使用被禁止。时间间隙106包括在传感器的接收作用距离上的至少一个信号传播时间108。因此，信号传播时间108小于或等于时间间隙106。最大信号传播时间108通过可以由传感器分析处理的最弱信号或回波确定。在此，信号传播时间108可以随着增加的发送功率和/或传感器的增加的灵敏度而增加。如果不应检测在检测区域之外的对象，则也可以通过检测区域的期望尺寸来限制信号传播时间108。同样可以对低于最小信号强度的信号和回波进行抑制。

传感器在频域100内以调制方式运行。在此，传感器在时间上彼此相继的发送时刻在不同的瞬时频率上进行发送。在此，分别至少遵守上述规则。

图2示出根据在此提出的方案的在相同频域100中的至少两个传感器的同步的图示。同步基本上如图1中所示地进行。不同的是，频域100在此被划分成至少四分之一部分重叠的部分频带200。在该实施例中，对于部分调制持续时间202，每个传感器在部分频带200中的一个中发送其信号。在部分频带200的至少两个中并行地进行发送。在发送时刻，至少两个传感器分别在至少由该频率间隙分开的瞬时频率上进行发送。在此，瞬时频率分别是部分频带200中的一个的组成部分。在瞬时频率上进行发送之后，对于至少该时间间隙的持续时间，不再使用相应的瞬时频率。

所使用的部分频带200分别通过缓冲频带204彼此间隔开。在彼此相继的部分调制持续时间202中，传感器在不同的部分频带200中进行发送。在总调制持续时间206内，传感器在所有部分频带200中发送至少一次。因此，在总调制持续时间206内，传感器在频域100中的所有频率的至少大部分上发送至少一次。在此处示出的示例中，总调制持续时间206是部分调制持续时间202的四倍。

在此，部分调制持续时间202如此长，使得传感器在部分调制持续时间202内发送五个直接彼此相继的频率斜坡208。可以上升地和/或下降地发送频率斜坡208。在部分调制持续时间202内，频率斜坡208分别以时间间隙彼此偏移。在此，部分频带200至少与接收带宽一样宽。由此，下一频率斜坡208紧接在前一频率斜坡208结束之后开始。通过缓冲频带204和部分频带的频率范围，两个瞬时频率之间的频率间隙大于接收带宽。

在一个实施例中，使用在此提出的方案来交错式同步地运行三个传感器。在此，传感器中的两个始终在由于缓冲频带204而不会重叠的两个不同的部分频带200中进行发送。在传感器中的一个对于总调制持续时间206基本上在频域100的所有频率上发送至少一次之后，该传感器对于两个部分调制持续时间202不进行发送，因为周期持续时间210包括六个部分调制持续时间202。三个传感器分别以两个部分调制持续时间202偏移地开始其总调制持续时间206。因此，总调制持续时间206中的两个分别以两个部分调制持续时间202重叠。

图2示出一种可能的变型方案。在调制的该变型方案中，斜坡被分成块，其中，一个块仅覆盖所使用的带宽的一部分。通过这种类型的调制，可以相继地启动多个传感器，而各个斜坡或块在频率范围内没有重叠。在此，传感器的数量取决于调制的参数，但是尽管如此仍大于仅在第一传感器的调制结束之后才启动第二传感器的情况。在所示的调制形式中，由于调制时间与周期时间的比例(>0.5)，因此通常无法同步两个传感器。但是，通过这种交错可以无干涉地同步三个传感器。

图3示出根据一个实施例的多个传感器的同步的图示。这种同步基本上如图1所示地进行。不同的是，这些传感器如图2中所示那样地发送频率斜坡208。在此，在周期持续时间210内对由三个传感器构成的组进行同步。在三个传感器的总调制持续时间206内，尽可能紧密交错地发送该组的频率斜坡208。

在此，在总调制持续时间206开始时，传感器中的第一个开始在第一第一发送时刻t1在第一瞬时频率f1情况下发送第一第一频率斜坡208。传感器中的第二个开始在第一第二发送时刻t2同样以第一瞬时频率f1发送第一第二频率斜坡208，该第一第二发送时刻以时间间隙106偏移。在第一第二发送时刻t2，第一传感器已经在其第一第一频率斜坡208上达到以频率间隙102偏移的第二瞬时频率f2。在相对于第一第二发送时刻t2以时间间隙106偏移的第一第三发送时刻t3，传感器中的第三个在第一瞬时频率fl情况下开始其第一第三频率斜坡208。在第一第三发送时刻t3，第二传感器已经在其第一第二频率斜坡208上达到第二瞬时频率f2。在第一第三发送时刻t3，第一传感器在其第一第一频率斜坡208上以第三瞬时频率f3进行发送，该第三瞬时频率相对于第二瞬时频率f2以频率间隙102间隔开。

在此处示出的实施例中，当达到第三瞬时频率f3时，第一第一频率斜坡208结束。然后，第一传感器对于时间间隙106的持续时间暂停，以便在第二第一发送时刻t1重新开始频率斜坡208的序列。在总调制持续时间206内，在此重复四次第一、第二和第三频率斜坡208的序列。在总调制持续时间206期满之后，传感器直到周期持续时间210结束都不工作。

在一个实施例中，在总调制持续时间206期满之后，另一总调制持续时间300开始。在另一总调制持续时间300中，对由三个传感器构成的另一组进行同步。在另一总调制持续时间300开始时，传感器中的第四个在第一第四发送时刻t4在第一瞬时频率f1情况下开始其第一第四频率斜坡208。传感器中的第五个在第一第五发送时刻t5同样以第一瞬时频率f1开始第一第五频率斜坡208，该第一第五发送时刻以时间间隙106偏移。时间间隙106可以不一样长。在第一第五发送时刻t5，第四传感器已经在其第一第四频率斜坡208上达到第二瞬时频率f2。在相对于第一第五发送时刻t5以时间间隙106偏移的第一第六发送时刻t6，传感器中的第六个在第一瞬时频率fl情况下开始其第一第六频率斜坡208。在第一第六发送时刻t6，第五传感器在其第一第五频率斜坡208上达到第二瞬时频率f2。在第一第六发送时刻t6，第四传感器已经在其第一第四频率斜坡208上达到第三瞬时频率f3。

在此，第一第四频率斜坡208同样在达到第三瞬时频率f3时结束。然后，第四传感器对于时间间隙106的持续时间暂停，以便在第二第四发送时刻t4重新开始频率斜坡208的序列。在另一总调制持续时间300内，第四、第五和第六频率斜坡208的序列同样重复四次。

在周期持续时间210期满之后，在此，以第一传感器在第一第一发送时刻t1的第一第一频率斜坡208并且以第一瞬时频率f1重新开始该序列。

在一个实施例中，图3示出如图2中所示的调制的区段。在此，频率斜坡208的频率范围相应于部分频带200之一的频率范围。完整的频域未示出，并且如图2中那样，完整的频域包括具有更高或更低频率的至少一个另外的部分频带。所述另外的部分频带可以以具有或不具有通过缓冲频带的频率间隔的方式布置在此处示出的部分频带200的上方或下方。如果所述另外的部分频带紧接在更高或更低的频率之后，则不需要如图2所示的通过另外的部分频带的重叠。

在此，用于发送第一、第二和第三频率斜坡208的总调制持续时间206相应于如图2中所示的部分调制持续时间202。用于发送第四、第五和第六频率斜坡208的另一总调制持续时间300相应于另一部分调制持续时间202。为了至少在频带中的所有频率的大部分上发送至少一次，需要至少两个周期持续时间210。

换句话说，图2和图3示出车辆的在共同的频域中运行的多个传感器的信号变化过程。所述传感器以频率斜坡208调制地运行并且具有至少部分在空间上重叠的检测区域。在此处提出的方案中，传感器中的第一个在第一频率斜坡208的第一瞬时频率f1上进行发送，而传感器中的至少第二个同时在第二频率斜坡208的第二瞬时频率f2上进行发送。第一瞬时频率f1和第二瞬时频率f2至少以频率间隙102彼此间隔开。至少以时间间隙106时间偏移地发送两个彼此相继的频率斜坡208中包含的相同的瞬时频率f1。

同时对至少两个频率斜坡208进行调制。频率斜坡208的瞬时频率f1、f2至少以频率间隙102彼此间隔开。至少以时间间隙106时间偏移地发送两个彼此相继的频率斜坡208中包含的瞬时频率f1。

图3示出另一可能的变型方案。在该变型方案中，实现不同传感器的各个斜坡的交错，这些传感器例如占据整个可用的带宽。在该变型方案中，传感器的斜坡如此交错，使得这些斜坡不发生重叠。在此，如此选择传感器之间的时间，使得远离的对象的反射不会落在另一传感器的视野内。在这种方法中，可以在调制的结束与新周期的开始之间的暂停中交错其他传感器。在这种类型的同步情况下，与上述变型方案相比，传感器在时间上更精细的栅格中彼此协调。

由于调制的不同变型方案可能性，也可以使用两个变型方案的混合形式来进行同步。决定性的优点在于，通过在此提出的方案得出尽可能多的能够无干涉地同步的传感器。可以以线性斜坡和经同步的传感器的相同调制来运行所述传感器。

图4示出具有多个传感器402和重叠的检测区域404的车辆400的图示。在此，车辆400具有七个在相同频域内进行发送的有源传感器402。车辆400可以具有在电磁频谱的其他频率范围内进行发送的其他有源传感器。车辆400也可以具有无源传感器。

车辆400在前部区域中具有三个传感器402，在侧边各具有一个传感器并且在后部区域具有两个传感器。检测区域404中的各至少两个监测区域至少部分地重叠。在此处提出的方案中，具有重叠的检测区域404的两个直接相邻的传感器402如前图中所示地在不同的发送时刻和/或以不同的瞬时频率进行发送，所述发送时刻以至少时间间隙彼此偏移，所述瞬时频率以至少频率间隙彼此间隔开。

具有不重叠的检测区域404的传感器402(例如前部居中传感器402和侧部传感器402)可以在同一发送时刻以相同的瞬时频率进行发送。在车辆400上在相对置的方向上定向的传感器402(例如前部右侧传感器402与后部左侧传感器402或者前部左侧传感器402与后部右侧传感器402)同样可以在同一发送时刻以相同的瞬时频率进行发送。

没有或仅具有很小的重叠视野的传感器402(例如在车辆400中安装在前部左侧和后部右侧的传感器402)可以继续并行地运行。

换句话说，图4示例性地示出如何能够借助在此提出的方法来同步车辆400中的传感器402。在此借助三个同步时刻来同步七个传感器402。从图像中可以看出，通过扩展同步可能性，可以无干扰地运行车辆400中的具有重叠视野的多个传感器402。

最后要指出的是，诸如“具有”、“包括”等的术语不排除其他元素或步骤，并且诸如“一个”或“一种”的术语不排除多个。权利要求中的附图标记不应视为限制性的。