校正雷达信号以确定合成孔径的方法、计算机程序、设备和车辆与流程

本发明涉及一种用于校正雷达信号以确定合成孔径的方法、一种计算机程序、一种用于校正雷达信号以确定合成孔径的设备以及一种车辆。特别地但非排他地，本发明的实施例涉及用于雷达信号处理的技术。

背景技术：

1、尽可能安全的环境检测对于自动驾驶而言至关重要。在此在车辆中使用诸如雷达、激光雷达或摄像机之类的传感器。特别重要的是整体360°-3d检测，从而检测环境中的所有静态和动态对象。激光雷达在冗余、稳健的环境检测中尤其发挥着关键作用，因为这种传感器类型可以检测精确的距离并且也可以用于分类。然而，这些传感器的成本昂贵并且结构复杂。尤其360°-3d环境检测是有问题的，因为要么需要多个较小的单独传感器、即多个单独的光源和探测器元件，要么需要大型传感器。此外，激光雷达系统容易受到诸如雨、雾或阳光直射之类的天气影响。

2、雷达传感器在汽车领域已建立多年，在各种天气条件下提供可靠且故障安全的数据。即使诸如雨、雾、雪、灰尘、烟雾和黑暗之类的差的能见度也几乎不会影响其检测可靠性。

3、de 10 2015100134 a1提出了一种使用多个雷达传感器来探测和跟踪对象的方法。从通过检测装置产生的雷达数据中探测相对于主车辆的对象。雷达数据包括多普勒测量数据。通过处理器形成作为雷达数据的簇。每个簇代表相应的对象。基于每个对象的多普勒测量数据和主车辆的车辆速度，通过处理器将每个相应的对象分类为静止或非静止。响应于对象被分类为非静止对象，处理器使用随时间变化的多普勒测量数据将目标跟踪应用于对象，在其他情况下，响应于将对象分类为静止对象，更新占用网格。

4、ep 3 147 685 b1提出了一种车辆的雷达系统，其包括至少一个收发器装置，该收发器装置布置为，使得该收发器装置产生并发射两个调频连续波(fmcw，frequencymodulated continuous wave)啁啾信号(chirpsignal)。啁啾信号包括相应的频率斜坡。该雷达系统包括布置为接收从对象反射的信号的至少两个发射天线阵列和至少一个接收天线阵列。至少一个发射天线阵列布置为它被激活以便它在第一时间点发射第一啁啾信号，并且至少一个另外的空间上分离的发射天线阵列布置为它被激活以便它在第二时间点发射第二啁啾信号。发射天线阵列交错并以这种方式重复激活，使得通过接收到的信号获得合成孔径。

5、de 10 2014 218 092 a1提出了一种用于对机动车的雷达的环境进行成像或用于借助具有距离多普勒评估的测量角度的fmcw雷达确定雷达与环境中的对象之间的相对向量速度的方法和设备。如果以恒定速度直线运动的雷达在有限持续时间内在机动车环境中的对象的方向上发射信号，则由至少两个接收天线独立地接收由对象反射的信号。在有限的持续时间内接收到的信号对于每个接收天线形成一组m个不同的测量信号，借助二维傅里叶变换将每组m个测量信号变换到频域并产生每组的距离多普勒图像。将相对于雷达的距离配属给距离多普勒图像的每个像素。为了估计雷达和对象之间的角度，执行至少两个距离多普勒图像的共轭乘法以形成rda图像，并且从两个距离多普勒图像的像素的距离信息和对应rda图像的角度信息中产生雷达环境的图像或者针对距离多普勒图像的每个图像点从相应的rda图像中确定雷达速度。

6、然而，雷达传感器的分辨率是有限的：所使用的串联雷达传感器的分辨率约为2°。为了满足具有安全驾驶功能的4级和5级自动驾驶的要求，雷达传感器必须提供精细分辨率在0.1°范围内、甚至更精细的图像，并且对环境干扰具有高的不敏感度。这是传统雷达技术无法实现的，因为预给定的物理孔径决定了这种系统的分辨率。

7、目前具有合成孔径的汽车雷达的发展又在合成孔径的设计过程期间需要静态环境。

技术实现思路

1、因此，本发明所要解决的技术问题是改进雷达传感器在动态环境中的合成孔径。根据本发明的方法、计算机程序、设备和车辆考虑了这种需要。

2、实施例基于以下核心思想：在创建合成孔径之前以这种方式校正雷达信号，使得减少动态对象对雷达信号的影响。

3、实施例涉及一种用于校正雷达信号以确定合成孔径的方法。该方法包括接收指示雷达信号的数据，其中，该雷达信号具有来自目标区域的回波的序列并且基于发射脉冲的序列。该方法还包括：确定目标区域中的至少一个目标对象的运动；基于目标对象的运动确定雷达信号的校正信息；以及基于校正信息减少目标对象的运动对雷达信号的影响，以便获得经校正的雷达信号。回波序列的每个回波可以例如基于发射脉冲序列的相应发射脉冲。例如，雷达信号可以由相对于参考系运动的雷达传感器产生。目标对象的运动可以是相对于后一参考系的运动。该方法可以补偿雷达信号中的由于目标区域中的动态对象而导致的信号失真，从而使得能够产生目标区域的虚拟静态图像。该方法可以通过减少目标区域动态部分的散焦和错误投影来支持目标区域的成像重建。

4、在一种实施例中，该方法还包括基于经校正的雷达信号创建合成孔径。借助经校正的雷达信号，该方法可以使合成孔径的构造更简单，因为在此可以保持不考虑目标区域中的动态对象。

5、在一种实施例中，合成孔径的创建包括基于经校正的雷达信号构建目标区域的图像。因此，基于经校正的雷达信号的方法可以有助于改进的环境检测。

6、在一种实施例中，目标对象的运动的确定包括通过雷达信号的二维傅里叶变换确定目标对象的速度。因此可以由雷达信号本身确定目标对象的速度和距离，而无需附加的传感设备。

7、在一种实施例中，目标对象的速度的确定包括将雷达信号变换到多普勒距离区域中。这可以便于根据速度和距雷达传感器的距离对目标对象进行聚类，从而便于划分多个目标对象。

8、在一种实施例中，该方法还包括：探测目标区域中的多个运动的目标对象；基于每个探测到的目标对象的运动确定雷达信号的相应的校正信息；以及基于相应的校正信息减少每个探测到的目标对象的运动对雷达信号的影响，以便获得经校正的雷达信号。区分具有潜在不同速度和距离的目标对象可以改进雷达信号的校正的准确性。

9、在一种实施例中，针对每个探测到的目标对象，迭代地减少目标对象的运动对雷达信号的影响。由此，就可以根据每个探测到的目标对象的失真影响调整雷达信号的校正。

10、在一种实施例中，该方法还包括提供用于至少一个相应滤波器的参数化的相应校正信息，以减少每个探测到的目标对象的运动对雷达信号的影响。因此可以使用可参数化的滤波器组，以便通过为此所需的滤波器操作的并行化来加速雷达信号的校正。例如，可以在脉冲序列内校正雷达信号。

11、在一种实施例中，基于雷达信号中的由运动引起的多普勒频移确定校正信息。因此，可以在回波中补偿检测到的频率的不期望的变化，该不期望的变化由于发射脉冲撞击目标对象时目标对象的运动引起。

12、在一种实施例中，基于雷达信号中的回波序列的至少两个回波之间的由运动引起的相位差确定校正信息。由此可以补偿由于目标对象在两个发射脉冲的发射之间的时间中的运动而导致的在回波中反映出的距目标对象的不期望的距离变化。

13、在一种实施例中，根据

14、

15、确定第一校正信息s1。在此，k表示发射脉冲序列的发射脉冲的索引，trri表示发射脉冲序列的两个彼此相继的发射脉冲之间的时间差，vr,d表示目标对象的径向速度，并且λc表示发射脉冲序列的发射脉冲的波长。校正信息基于第一校正信息s1。因此，可以以这样的方式调整回波的相位，使得经校正的雷达信号模拟目标对象在两个彼此相继的发射脉冲之间没有(或至少较少地)运动。

16、在一种实施例中，根据

17、

18、确定第二校正信息s2。在此，vr,d表示目标对象的径向速度，λc表示发射脉冲序列的发射脉冲的波长，并且t表示回波序列的回波的测量时间点。校正信息基于第二校正信息s2。因此，可以以这样的方式调整回波的相位，使得经校正的雷达信号模拟目标对象在发射脉冲撞击时没有(或至少较少地)运动。

19、实施例涉及一种计算机程序，当该计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件部件上运行时，该计算机程序用于执行根据本发明的方法。该计算机程序可以补偿雷达信号中的由于目标区域中的动态对象而导致的信号失真，从而使得能够产生目标区域的虚拟静态图像。该计算机程序可以通过减少目标区域的动态部分的散焦和错误投影来支持目标区域的成像重建。

20、实施例涉及一种用于校正雷达信号以确定合成孔径的设备。该设备包括接口电路，该接口电路被设计为用于接收指示雷达信号的数据。雷达信号具有来自目标区域的回波的序列，并且基于发射脉冲的序列。该设备还包括处理电路，该处理电路被设计为用于确定目标区域中的至少一个目标对象的运动、基于目标对象的运动确定雷达信号的校正信息并且基于校正信息减少目标对象的运动对雷达信号的影响，以便获得经校正的雷达信号。该设备可以补偿雷达信号中的由于目标区域中的动态对象而导致的信号失真，从而使得能够产生目标区域的虚拟静态图像。该设备可以通过减少目标区域的动态部分的散焦和错误投影来支持目标区域的成像重建。

21、实施例涉及一种包括根据本发明的设备的车辆。车辆可以具有改进的环境检测。