基于雷达传感器的测量并通过识别干扰探测来识别车辆环境中的道路使用者的方法以及运算设备与流程

本发明涉及一种用于识别车辆环境中的道路使用者的方法。此外，本发明还涉及一种用于车辆的运算设备。另外，本发明涉及一种计算机程序和计算机可读(存储)介质。

背景技术：

1、具有驾驶员辅助系统的现代车辆包括多个传感器，以便可以探测车辆附近的物体。在此特别引起兴趣的是雷达传感器。为了探测物体，雷达传感器发射雷达信号或电磁波，然后其在待探测物体处被反射并作为反射电磁波被接收。雷达传感器借助于雷达信号的运行时间测量物体和车辆之间的距离。此外，还可以测量车辆与物体之间的相对径向速度以及物体角度，即，到物体的假想连接线与参考线(如车辆纵轴线)之间的角度。

2、基于雷达传感器的测量来确定描述车辆附近潜在物体的多个探测。在车辆周围环境中存在由于雷达信号反射的探测，无法根据其特性将其与真实探测区分开来。这种探测也被称为干扰探测或杂波。这些干扰探测通常源自于实际存在的物体，但由于无法被雷达传感器检测到的雷达信号反射而在另一个位置处被输出。这些干扰探测通常是时间相关的，因此描述了真实的运动。因此，这些干扰探测可被识别为潜在的从而危险的道路使用者，并且可能对这些所谓的物体做出反应。这会导致车辆或驾驶员辅助系统的错误反应，在最坏的情况下，会导致完全制动而对后续交通造成可能的严重影响。

3、此外，从现有技术中还已知的是，基于传感器信号或探测的特性抑制干扰探测。这些特性可以例如借助于处理原始信号、极化和/或频率分析直接从时间信号中确定，或者从例如雷达截面的离散特性中确定。此外还可以确定阈值，这些探测在其以下被输出，否则在传感器侧被抑制。如果降低这些触发阈值以防止对错误识别的物体做出响应，则物体过后稍晚才会被识别并且车辆响应时间缩短，从而导致驾驶员辅助系统在危急情况下响应过晚。

4、为此，ep 2 667 219 a1公开了一种方法和系统，其用于在自身车道的横向附近反射沿行驶方向延伸的雷达波的物体存在的情况下利用机动车的角度分辨雷达传感器探测雷达目标。在此，将与雷达传感器的由雷达目标反射的所接收雷达信号的方向角分布相对应的所测量位置分布与模型相比较，其为考虑到在自身车道附近沿行驶方向延伸的物体的存在而期望的取决于与雷达目标的距离的位置分布模型。然后，基于比较结果确定雷达目标的位置。

技术实现思路

1、本发明的目的是阐明一种解决方案，即在利用车辆的雷达传感器进行测量时，如何以可靠的方式减少干扰探测，从而更可靠地识别道路使用者。

2、根据本发明，通过具有根据独立权利要求的特征的方法、运算设备、计算机程序和计算机可读(存储)介质来实现该目的。在从属权利要求中说明了本发明的有利改进方案。

3、根据本发明的方法用于识别车辆周围环境中的道路使用者。该方法包括确定描述车辆的周围环境中潜在物体的探测。在此，分别针对车辆雷达传感器的在时间上连续的多个测量周期来确定探测，其中在一个测量周期中利用雷达传感器发射一个雷达信号并且再次接收在周围环境中反射的雷达信号。此外，该方法包括识别探测内的干扰探测，并且借助于不同于干扰探测的探测来识别道路使用者。在此规定，为了识别干扰探测，针对每个探测借助相对于其他探测的空间位置来检验探测是否源自雷达信号的多个预定的反射效应中的一个反射效应，其中多个预定的反射效应描述了在雷达信号在物体处的第一次反射之后雷达信号的至少一次另外的反射。

4、该方法旨在识别出车辆附近的道路使用者，特别是移动的道路使用者。即旨在从车辆附近的众多物体中识别出与车辆相关的物体。此外，该方法旨在减少干扰探测的数量。该方法可以利用车辆的相应运算设备来执行。该运算设备可以例如由车辆的电子控制单元构成。该运算设备可以与车辆的雷达传感器连接以进行数据传输。由此，利用雷达传感器确定的传感器数据可以被传输到运算设备并通过运算设备进行评估。然后可以由此确定探测。还可以规定，利用雷达传感器输出探测结果并将其传输到运算设备。

5、利用雷达传感器可执行在时间上连续的多个测量周期。在每个测量周期中，利用雷达传感器发射雷达信号或电磁波。此外，利用雷达传感器再次接收在车辆周围环境中反射的雷达信号。然后，借助于在发射雷达信号和接收由物体反射的雷达信号之间的运行时间，可以确定雷达传感器和物体之间的距离。此外，借助于在所发射和接收的雷达信号之间的多普勒频移，可以确定车辆和物体之间的相对径向速度。相对径向速度描述了物体的沿着从雷达传感器到物体的波束定向的速度分量。因此，借助于雷达传感器仅可以确定速度的径向分量。此外，可以确定在车辆纵轴线和物体之间的角度或目标角度。在每个测量周期中都确定探测。这些探测描述了车辆附近可能的或潜在的物体。可以为各个探测分配距离值，其描述了雷达传感器和物体之间的距离。此外，可以为探测分配速度值，其描述了雷达传感器和物体之间的相对径向速度或多普勒速度。此外，可以为探测分配角度值，其描述了雷达传感器和物体之间的角度。特别是可以确定相对于方位角方向的角度值。

6、为了能够可靠地识别道路使用者，有必要在探测中识别干扰探测。在此，应仅借助于那些不是干扰探测的探测来识别道路使用者。因此，目的在于识别出干扰探测，并且在识别道路使用者时不将其考虑在内。在此，这些探测可以被单独检验并且最初被视为潜在的干扰探测。为了可以识别出干扰探测，本文研究了探测之间的位置相关性。对于当前研究的探测或潜在的干扰探测，根据另外的探测来检验位置。然后，由此可以找出当前所检验的探测是否源自预定的反射效应。特别是应识别出探测是否源自于多个预定的反射效应中的一个反射效应。各个预定的反射效应描述了所发射的雷达信号在周围环境中的物体处第一次反射之后，在其又返回到雷达传感器或由雷达传感器接收之前再次被反射的情况。雷达信号的这种另外的反射可以发生在同一物体、另一物体和/或车辆本身处。也可以是雷达信号在第一次反射之后，在其又被雷达传感器接收之前多次反射的情况。这些反射效应代表雷达传感器运行中的系统误差。如果识别出这些反射效应，则可以可靠的方式识别出干扰探测或杂波。

7、优选地，将至少两个连续的测量周期的探测彼此分配，其中未发生分配的探测被认定为干扰探测。因此，除了探测的位置相关性之外，还可以研究探测的时间相关性。为了确定时间相关性，研究了至少两个连续的测量周期的探测。在此，可以确定来自连续测量周期的对应探测。例如，可以在来自先前测量周期的探测中检验是否可以对于其在紧邻的当前测量周期中找到对应的探测。如果对于某个探测未找到对应的探测，则将其视为干扰探测，并且不考虑用于道路使用者的识别。以此方式，可以简单且可靠地识别干扰探测。在此，特别是规定，首先考虑时间相关性，然后检查位置相关性。以此方式，可以减少用于识别干扰探测的运算时间。

8、在另一实施方式中，仅对于分配给周围环境中的动态物体的探测，才检验该探测是否源自于预定的反射效应。如上所述，可以为各个探测分配速度值。该速度值特别是描述了车辆和物体之间的绝对径向速度。为了确定绝对径向速度，可以确定车辆的自运动。车辆的自运动可以通过里程计等来确定。基于该速度值，可以识别出探测所被分配的物体是静态物体还是动态物体。在此，特别是仅研究源自于动态物体的探测。在此，在没有附加说明的情况下，术语“探测”特别是可以理解为动态探测。这种动态探测可以描述车辆附近的相关道路使用者。

9、在一个实施方式中，预定的反射效应中的一个反射效应描述了雷达信号在同一物体处的至少两次反射，并且如果从雷达传感器开始的探测处于另一探测之后，则该探测被认定为干扰探测。因此，预定的反射效应中的一个反射效应可以描述所发射的雷达信号在同一物体处被多次反射的情况。雷达信号可以在道路使用者处被多次反射。雷达信号可以在被雷达传感器接收之前在道路使用者的部件处、例如在排气系统处被反射。在这种反射效应中，由于多次反射和由此产生的更长的运行时间，干扰探测分配有比源自雷达信号在道路使用者处的直接反射的探测更高的距离值。在此，直接反射应被理解为雷达信号由雷达传感器发出，随后在物体处反射一次，然后由雷达传感器接收。因此，从雷达传感器开始就处于至少一个另外的探测之后的探测可以被视为可能的干扰探测。

10、在此，特别是规定，如果探测处于被分配给另一探测的预定物体区域之外，和/或如果该探测的速度值和另一探测的速度值基本相同，则该探测也被认定为干扰探测。如果在当前检验的探测中识别出至少一个与雷达传感器距离较小的另外的探测，则可以为该至少一个另外的探测分配物体区域。该物体区域可以如下确定，即其具有道路使用者(例如乘用车或载重汽车)的典型尺寸。如果当前所研究的探测处于该物体区域之外，则该探测可以被假设为干扰探测。替代地或附加地，可以检验当前所研究的探测的速度值和至少一个另外的探测的速度值是否基本相同或在预定公差范围内。此外还可以检验当前所研究的探测的角度值和至少一个另外的探测的角度值是否在预定的角度范围内，特别是在方位角的角度范围内。源自同一物体处的多次反射的干扰探测通常与源自物体处的直接反射的其他探测具有相似的速度值和/或角度值。以此方式，能够以可靠的方式识别出源自于雷达信号在同一物体处的多次反射的干扰探测。

11、根据另一实施方式，预定的反射效应中的一个反射效应描述了雷达信号在车辆和物体之间的多次反射，如果一个探测的距离值和/或速度值基本上是另一探测的距离值和/或速度值的倍数，则该探测被认定为干扰探测。另一反射效应是雷达信号在车辆与物体或道路使用者之间的多次反射。在此，由雷达传感器发射的雷达信号首先在物体处被反射，然后在车辆处被反射，随后在其被雷达传感器接收之前再次在物体处被反射。因此，雷达信号可能在车辆和物体之间反射两次。也可能是如下情况，即雷达信号在车辆和物体之间反射三次。源自多次反射的干扰探测具有的距离值和/或速度值是被分配给道路使用者的探测的距离值和/或速度值的倍数。还可以为距离值和/或速度值预定公差范围。如果所研究的探测处于这样的公差范围内，则可以将其视为干扰探测。此外，可以考虑到这种多次反射通常仅在车辆和物体之间的距离较小的情况下发生，例如在距离小于20m的情况下。以此方式也可以识别出源自于多次反射的干扰探测。

12、在另一实施方式中，预定的反射效应中的一个反射效应描述了雷达信号在物体处的另外的反射，如果一个探测描述了另一探测在物体处的镜反射，则该探测被假设为干扰探测。另一预定的反射效应描述了由物体处的镜反射产生干扰探测的情况。雷达信号例如可以在道路使用者处的镜反射之后(从而产生另一探测)，在其又被雷达传感器接收之前，在反射物体处被反射。于是，干扰探测描述了实际存在的物体或道路使用者的探测的镜反射。这种形成反射镜面的物体原则上可以是静态物体(如护栏)或动态物体(如载重汽车)。在此，首先可以检验是否借助于探测识别出可能的反射镜面。例如，如果识别出静态物体的探测，则可以将其假设为可能的反射镜面。然后可以检验该探测是否是另一探测在可能的反射镜面处的镜反射。为此，还可以预定其中必定存在潜在干扰探测的相应反射范围。由此也能够可靠地识别出源自于镜反射的干扰探测。

13、因此，根据本发明，总共识别四种不同类型的潜在干扰探测或杂波。一方面，借助于时间相关性来检验是否存在干扰探测。另一方面，借助于位置相关性来检验是否存在源自于三个预定反射效应的干扰探测。还可规定的是，确定探测是干扰探测的概率。在此，对于所有前述类型的干扰探测，可以确定各自的单个概率，并且从中为每个探测导出总概率。

14、此外有利的是，为了检验探测是否源自于预定的反射效应，根据分配给探测的距离值对探测进行分类。所检测到的探测可以分为静态探测和动态探测。然后可以为静态和动态探测创建相应的列表，其中根据距离列出探测。由此，可以根据距离或探测的位置以较低的运算工作量进行检验，因为仅可能由具有较小距离的探测引起干扰探测。

15、在根据本发明的方法中，雷达传感器的探测可以用作输入数据，其包括距离值、速度值和角度值。用于抑制干扰探测的已知方法也可以应用于这些探测。作为输出，可以输出这些探测的列表，其中被识别为干扰探测的探测相应地被标识或标记。如果已知哪些探测可能是干扰探测，则可以显著改进以下算法。在关键道路使用者的快速识别中非常重要的是，尽可能快速地报告出所谓的物体轨迹，以便车辆有足够的时间做出反应。相反，为了例如避免误制动，不应错误地报告出积极的物体探测。得到的另一优点是物体的位置和/或空间尺寸的估计，这可以通过对可能的干扰探测的认知来更可靠地进行。

16、根据本发明的用于车辆传感器系统的运算设备被设计或设置用于在其有利的设计方案下执行根据本发明的方法。运算设备可以特别是由车辆的电子控制单元形成。

17、根据本发明的用于车辆的传感器系统包括根据本发明的运算设备。此外，传感器系统还包括雷达传感器。雷达传感器可以被设计为调频连续行程雷达。传感器系统也可以包括多个雷达传感器。此外，传感器系统可以包括至少一个可借以确定车辆的自运动的传感器。此外，传感器系统可以具有存储器，特别是环形存储器，其上可存储探测。传感器系统用于识别车辆附近的道路使用者。传感器系统可以是车辆驾驶员辅助系统的一部分。

18、根据本发明的车辆包括根据本发明的驾驶员辅助系统或根据本发明的运算设备。车辆特别是被设计为乘用车辆。还可规定车辆被设计为商用车辆。

19、本发明的另一方面涉及一种包括指令的计算机程序，该指令在该程序由运算设备运行时使其执行根据本发明的方法及其有利的设计方案。此外，本发明还涉及一种包括指令的计算机可读(存储)介质，该指令在由运算设备运行时使其执行根据本发明的方法及其有利的设计方案。

20、参照根据本发明的方法所呈现的优选实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的运算设备、根据本发明的传感器系统、根据本发明的车辆、根据本发明的计算机程序以及根据本发明的计算机可读(存储)介质。

21、本发明的其他特征从权利要求、附图和附图说明中得到。在上述说明中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可在各个给定的组合中使用，而且可以在其他组合中或单独使用，而不会脱离本发明的范围。