[0001] 公开内容的描述
[0002] 本公开涉及一种车辆雷达系统，该车辆雷达系统被布置成检测车辆外部的物体并且包括雷达检测器和处理单元。处理单元被布置成对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体，获得相对于雷达检测器的检测到的目标
角度和检测到的目标多普勒速度的值。
[0003] 本公开还涉及一种用于估计车辆雷达系统未对准的方法，该车辆雷达系统用于检测车辆外部的物体。该方法包括对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体，检测目标角度和目标多普勒速度的步骤。
[0004] 如今，雷达设备可以安装在车辆上，以便检测来自物体的反射，从而实现诸如速度控制和防撞功能，以及其他功能。在此种雷达设备中，需要获得呈目标
轴承角度形式的方位角、相对于物体的距离以及车辆与物体之间的相对速度。
[0005] 对于大多数车辆雷达应用而言，重要的是以非常高的
精度测量目标轴承角度。雷达系统的角度精度取决于基本参数，如调制技术、部件公差、装配精度或安装条件。此外，由于诸如机械应
力或恶劣天气的各种环境影响，角度估计性能可能另外受损。其中一些误差源显示随机统计分布，而其他误差源引起固定的角度偏移。该固定偏移是所谓的未对准角度。监测未对准角度通常是车辆应用中的基本要求。
[0006] 对于小的未对准角度，传感器
软件能够检测其新的旋转
位置并且适当地校正所测量的检测物。
[0007] 文件US 7443335公开了角度误差估计，其中分析了似乎与静止物体相关的检测物。
[0008] 文件US 8930063公开了在物体处于雷达视场中时分析物体的检测物。
[0009] 对于较大的未对准角度，例如因雷达传感器在例如碰撞或其他原因从其安装
支架中掉出时失去其原始安装角度而引起，
现有技术软件校正不再起作用。应尽快检测到此种未对准，以避免误报警或任何虚假动作，例如自动
制动和/或转向。
[0010] 因此需要一种用于车辆雷达角度误差检测的快速、可靠并且不复杂的设备和方法。
[0011] 所述目的通过一种车辆雷达系统来实现，该车辆雷达系统被布置成检测车辆外部的多个物体并且包括雷达检测器和处理单元装置。处理单元装置被布置成对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体，获得相对于x轴的至少一个总检测角度和相对于雷达检测器的至少一个对应的检测到的目标多普勒速度。处理单元装置适于将每个检测到的物体分类为相对于周围环境移动或静止，并且确定已被分类为静止的检测物的数量与检测物的总数之间的关系。处理单元装置还适于基于所述关系来确定雷达检测器是否未对准。总检测角度等于x轴与雷达检测器的安装方向之间的已知的安装角度，与检测角度的和。
[0012] 所述目的还通过一种用于估计车辆雷达系统中的用于检测车辆外部的多个物体的车辆雷达检测器的未对准的方法来实现。该方法包括：
[0013] -对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体，获得相对于x轴的至少一个总检测角度和相对于雷达检测器的至少一个对应的检测到的目标多普勒速度。
[0014] -将每个检测到的物体分类为相对于周围环境移动或静止。
[0015] -确定已被分类为静止的检测物的数量与检测物的总数之间的关系。基于所述关系来确定雷达检测器是否未对准。
[0016] 总检测角度等于x轴与雷达检测器的安装方向之间的已知的安装角度，与检测角度的和。
[0017] 根据一个示例，处理单元装置适于通过将已被分类为静止的检测物的数量除以检测物的总数来计算百分比分数。处理单元装置还适于比较百分比分数与
阈值，并且确定当百分比分数低于阈值时，雷达检测器未对准。
[0018] 根据另一示例，处理单元装置适于通过确定检测到的目标多普勒速度是否等于计算出的径向速度，以及将检测到的物体分类为静止的是否也是这种情况来将检测到的物体分类为相对于周围环境的移动或静止物体。处理单元装置适于将计算出的径向速度作为总检测角度乘以负主车辆速度的余弦来计算。
[0019] 根据另一示例，处理单元装置适于通过确定对于等于90°的总检测角度，检测到的目标多普勒速度是否等于零，以及将检测到的物体分类为静止的是否也是这种情况来将检测到的物体分类为相对于周围环境的移动或静止物体。
[0020] 根据另一示例，处理单元装置适于仅考虑具有总检测角度的检测物，所述总检测角度具有超过预定斜切值的绝对值。
[0022] 通过本公开获得了多个优点。主要来说，提供了一种用于车辆雷达角度误差估计的快速、可靠并且不复杂的设备和方法。
附图说明
[0023] 现在将参考附图更详细地描述本公开，附图中：
[0024] 图1示出了根据第一示例的具有雷达系统的车辆的示意性顶视图；
[0025] 图2示出了根据第二示例的具有雷达系统的车辆的示意性顶视图；并且
[0026] 图3示出了根据本公开的方法的
流程图。
具体实施方式
[0027] 参考图1，其示出了第一示例，主车辆1包括雷达系统2，该雷达系统继而包括雷达检测器3和处理单元4。主车辆1以某一主车辆速度vh移动并且在车辆的路径附近存在物体5，其中物体5被雷达检测器3检测到。雷达检测器被安装成使得安装角度 是相对于x轴7针对雷达检测器的前向检测方向8呈现的，该x轴从车辆1沿其前向运行方向延伸，本文示出为沿与车辆的速度vh相同的方向延伸。安装角度 是已知参数，并存储在雷达系统2中。还存在垂直地延伸的y轴9。检测到的真实物体5具有相对于雷达检测器的前向探测方向8的正确检测角度
[0028] 检测到的物体5具有检测到的正确多普勒速度v多普勒，其中目标5的速度x分量vx沿x轴7的方向延伸，并且其中目标5的切向速度分量vt沿切线方向延伸。速度x分量vx在主车辆的参考系中计算如下：
[0029]
[0030] 如果物体5是静止物体，则速度x分量vx根据以下等式与主车辆1的速度vh直接相连：
[0031] vx＝-vh (2)
[0032] 因此，静止检测物的速度x分量vx可以从所测得的多普勒速度v多普勒直接获得，或可以使用负主车辆速度vh连同安装角度 和正确检测角度 来计算。
[0033] 一般来讲，这意味着如果等式(2)在几个百分比的某一不确定性范围内为真，则对应的检测物可以被分类为静止的。
[0034] 目标5的所确定的速度x分量vx直接取决于安装角 等式(1)和(2)可以组合为：
[0035]
[0036] 其中vr是使用主速度vh连同安装角度 和正确检测角度 计算出的径向速度，并且v多普勒是所测得的多普勒速度。通过等式(3)，计算出的径向速度vr可以被导出，并且应该等于所测得的多普勒速度v多普勒。
[0037] 如果等式(3)为真(在几个百分比的某一不确定性范围内)，则当比较计算出的径向速度vr与所测得的多普勒速度v多普勒时，对应的检测物可以被分类为静止的。由于一般来讲大多数检测物涉及静止物体，因此大多数检测物应被分类为静止的。
[0038] 然而，如果存在未对准误差，则存在检测到的与真实物体5不同的假物体6。如图1所示，存在未对准误差角度 使得检测到的假物体6具有相对于雷达检测器的前向探测方向8的未对准检测角度 其中根据以下等式，未对准检测角度 等于正确检测角度 (其构成真实目标角度)与未对准误差角度 的和：
[0039]
[0040] 当不存在未对准时，未对准检测角度 等于正确检测角度
[0041] 然而，当存在未对准时，等式(3)变为
[0042]
[0043] 其中vr’是计算出的未对准径向速度，其不等于所测得的多普勒速度v多普勒，即，vr’≠v多普勒。
[0044] 这将导致大多数真实静止物体将被分类为移动物体，而只有极小部分的移动目标将被错误地分类为静止的。
[0045] 因为，如上所述，一般来讲在现实世界中存在比移动检测物更多的静止检测物，因此根据本公开，可以通过将已被分类为静止的检测物的数量除以检测物的总数而计算百分比分数来将对准的传感器与未对准的传感器区分开。
[0046] 在不存在任何未对准的情况下，预期该百分比分数相对较高，而当存在一定的未对准时，它将相对较低，这意味着雷达系统2不能够再这样对静止检测物进行分类。因此可以确定，当百分比分数低于一定阈值时，雷达检测器3未对准。因此通过与预定阈值的比较来监测未对准状态。如果此种比较导致传感器被发现是未对准的，则应该停用关键功能诸如自动安全功能，并且应该向驾驶员发送误差消息。
[0047] 为了增加鲁棒性，根据一些方面，该比较应基于一定数量的雷达周期诸如数千个雷达周期的累积结果。在这种情况下，雷达周期是其中雷达获取数据、在几个
信号处理
水平上处理数据并且发出可用结果的一个观察阶段。这可以是固定时间间隔，例如20至80毫秒，或者它可以是取决于环境条件和处理负载的动态时间间隔。
[0048] 百分比分数在不同环境中不会显示相同的行为，因为百分比分数例如取决于主速度vh。因此，根据一些方面，针对诸如主速度窗口的不同环境情况执行与阈值的比较，以便增加鲁棒性。
[0049] 根据一些方面，如果发现百分比分数小于阈值，则可能在一定数量的周期之后，将“1”添加到引入的计数器C，即“C+1”。如果发现传感器对准并且计数器C>0，则减去“1”。如果该计数器C大于固定值(例如，C＝100)，则预期传感器完全未对准。
[0050] 对于未对准的传感器，仍然存在一些真实静止目标，所述真实静止目标仍然可以被分类为静止的，这是不期望的。偏差F被定义为所测得的并且因此正确的多普勒速度分量v多普勒和使用等式(5)和/或等式(1)和(2)导出的计算出的径向速度分量vr，vr’之间的差值。偏差F指示目标是否静止，且表示为：
[0051] F＝v多普勒-v'r (6)
[0052] 并且使用等式(3)和等式(5)，表示如下：
[0053]
[0054] 当未对准误差角度 时，相对于x轴7的总的正确检测角度 被定义为：
[0055]
[0056] 并且当未对准误差角度 时，相对于x轴7的总的未对准检测角度 被定义为：
[0057]
[0058] 即使传感器3未对准，满足F≈0(由于例如主速度不确定性而为±百分之几)的静止目标也始终被确定为是静止的。为了针对未对准的传感器减少静止检测物的数量，使用斜切值 其中在确定传感器是否未对准时仅考虑具有 的检测物。
[0059] 在下面，将描述参考图2检查对准状态的第二示例。本文存在真实物体10和假物体11，其中当未对准误差角度 时，假物体11与真实物体10不同。
[0060] 在第二示例中，当检测到的径向速度等于零时分析检测物，因为根据等式(8)，如果未对准误差角度 等于零，则径向速度(其等于零)对应于相对于x轴7的总的正确检测角度 (其等于90°)。这从等式(3)中得出，因为物体10可以具有速度x分量vx，即，平行于主车辆1移动，或者完全静止。不管物体10是完全静止还是仅平行于主车辆1移动，对于90°的总的正确检测角度 该物体将被分类为静止的。
[0061] 对于未对准的传感器，根据等式(9)，存在相对于x轴7的总的未对准检测角度这意味着被确定为位于90°的目标实际上偏移了未对准误差角度 并且处于总的未对准检测角度 的检测物现在被分类为移动的。
[0062] 在上述背景下，对准的和未对准的传感器的不同行为可以以与第一示例中相同的方式由百分比分数表示。
[0063] 此外，当已经发生并且已经检测到未对准时，总的检测角度 (其包含大多数静止目标)可以用于确定未对准误差角度 使得可以补偿未对准。
[0064] 根据一些方面，为了获得关于雷达传感器是否未对准的更多数据，将第一示例和第二示例组合起来。
[0065] 参考图3，本公开还涉及一种用于估计车辆雷达系统2中的用于检测车辆1外部的多个物体的车辆雷达检测器3的未对准 的方法，其中该方法包括：
[0066] 12：对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体5，6；10，11，获得相对于x轴7的至少一个总检测角度 和相对于雷达检测器3的至少一个对应的目标多普勒速度v多普勒。
[0067] 13：将每个检测到的物体分类为相对于周围环境移动或静止。
[0068] 14：确定已被分类为静止的检测物的数量与检测物的总数之间的关系。
[0069] 15：基于所述关系来确定雷达检测器(3)是否未对准。
[0070] 根据一些方面，该方法包括：
[0071] 16：通过将已被分类为静止的检测物的数量除以检测物的总数来计算百分比分数。
[0072] 17：比较百分比分数与阈值。
[0073] 18：确定当百分比分数低于阈值时，雷达检测器3未对准。
[0074] 总检测角度 等于x轴7与雷达检测器的安装方向8之间的已知的安装角度 与检测角度 的和。
[0075] 本公开不限于以上示例，而是可以在所附权利要求的范围内自由变化。例如，可以假设的是，雷达系统2的
微波部分是先前已知的设计，并且雷达系统2包括比所示更多的部分，例如雷达发射器、雷达接收器和接收天线阵列。此外，雷达系统2还可以包括多个其他部分，并且例如以先前已知的方式连接到包括在车辆1中的警告和/或信息装置。
[0076] 计算和确定过程由处理单元4执行，其中处理单元4应被视为处理单元装置，该处理单元装置为一个单元或若干单元的形式，该若干单元协作或者或多或少独立地处理不同的任务。在若干单元的情况下，这些单元可以彼此相邻放置，或者以分布式方式放置。
[0077] 示例中给出的所有细节当然仅作为本公开的说明而给出，并且不应被视为以任何方式进行限制。
[0078] 在本公开中，处理单元装置4被布置成对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体5，6；10,11，获得相对于x轴7的总检测角度 以及相对于雷达检测器3检测到的目标多普勒速度v多普勒和导出的径向速度vr，vr’的值。在不存在未对准的情况下，即如果未对准误差角度 则总检测角度是总的正确检测角度 并且如果存在未对准，即如果未对准误差角度 则总检测角度是总的未对准检测角度
[0079] 安装角度 当然可以等于零，或者可以具有负值。
[0080] 在这种情况下，表达式，其使得不存在未对准、未对准误差角度 等于零并且总检测角度 等于90°，不应被视为在数学上精确的，而是由于例如主速度不确定性和其他可能的误差来源而在一定误差范围内。根据某些方面，此种误差范围低于5％至10％。
[0081] 已描述的是，通过将已被分类为静止的检测物的数量除以检测物的总数来计算百分比分数。一般来讲，执行比较，使得已被分类为静止的检测物的数量与检测物的总数之间的关系得到确定。基于该关系，确定雷达检测器3是否未对准。
[0082] 雷达检测器3可以以任何方式安装并且可以具有任何类型的工作。一般来讲，雷达检测器的前向检测方向8由安装方向8构成。
[0083] 在这个背景下，术语移动和静止与周围环境有关；即车辆外部的静止参考
坐标系。在第一示例中，当检测到的物体被分类为移动或静止的时，该检测到的物体具有相对于雷达系统2的某一检测到的速度v多普勒≠0。在第二示例中，当检测到的物体被分类为静止的时，检测到的物体是相对于雷达系统2静止的，即，检测到的速度v多普勒＝0。
[0084] 一般来讲，本公开涉及一种车辆雷达系统2，该车辆雷达系统被布置成检测车辆1外部的多个物体，雷达系统2包括雷达检测器3和处理单元装置4，处理单元装置4被布置成对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体5，6；10，11，获得相对于x轴7的至少一个总检测角度 和相对于雷达检测器3的至少一个对应的检测到的目标多普勒速度v多普勒。处理单元装置4适于将每个检测到的物体分类为相对于周围环境移动或静止，并且确定已被分类为静止的检测物的数量与检测物的总数之间的关系，其中处理单元装置4还适于基于所述关系来确定雷达检测器3是否未对准，其中总检测角度 等于x轴7与雷达检测器的安装方向8之间的已知的安装角度 与检测角度 的和。
[0085] 根据一个示例，处理单元装置4适于通过将已被分类为静止的检测物的数量除以检测物的总数来计算百分比分数，其中处理单元装置4还适于比较百分比分数与阈值，并且确定当百分比分数低于阈值时，雷达检测器3未对准。
[0086] 根据一个示例，处理单元装置4适于通过确定检测到的目标多普勒速度v多普勒是否等于计算出的径向速度vr，vr’以及将检测到的物体分类为静止的是否也是这种情况来将检测到的物体分类为相对于周围环境的移动或静止物体，其中处理单元装置4适于将计算出的径向速度vr，vr’作为总检测角度 乘以负主车辆速度vh的余弦来计算。
[0087] 根据一个示例，处理单元装置4适于通过确定对于等于90°的总检测角度检测到的目标多普勒速度v多普勒是否等于零，以及将所检测的物体分类为静止的是否也是这种情况来将检测到的物体分类为相对于周围环境的移动或静止物体。
[0088] 根据一个示例，处理单元装置4适于基于一定数量的雷达周期的累积结果来比较百分比分数与阈值，其中每个雷达周期是其中雷达采集数据、在几个
信号处理水平处理数据并且发出可用结果的一个观察阶段。
[0089] 根据一个示例，处理单元装置4适于对于不同的主速度窗口，比较百分比分数与阈值。
[0090] 根据一个示例，处理单元装置4适于仅考虑具有总检测角度 的检测物，所述总检测角度具有超过预定斜切值 的绝对值。
[0091] 根据一个示例，处理单元装置4适于在雷达检测器3被确定为未对准的情况下，停用至少一个安全功能和/或向驾驶员发送误差消息。
[0092] 一般来讲，本公开还涉及一种用于估计车辆雷达系统2中的用于检测车辆1外部的多个物体的车辆雷达检测器3的未对准 的方法，其中该方法包括：
[0093] 12：对于一定时间间隔期间的每个检测到的物体5，6；10，11，获得相对于x轴7的至少一个总检测角度 和相对于雷达检测器3的至少一个对应的检测到的目标多普勒速度v多普勒；
[0094] 13：将每个检测到的物体分类为相对于周围环境移动或静止；
[0095] 14：确定已被分类为静止的检测物的数量与检测物的总数之间的关系；以及[0096] 15：基于所述关系来确定雷达检测器3是否未对准，
[0097] 其中总检测角度 等于x轴(7)与雷达检测器的安装方向8之间的已知的安装角度 与检测角度 的和。
[0098] 根据一个示例，该方法包括：
[0099] 16：通过比较已被分类为静止的检测物的数量与检测总数来计算百分比分数；
[0100] 17：比较百分比分数与阈值；以及
[0101] 18：确定当百分比分数低于阈值时，雷达检测器3未对准。
[0102] 根据一个示例，该方法包括通过确定检测到的目标多普勒速度v多普勒是否等于总检测角度 乘以负主车辆速度vh的余弦以及将检测到的物体分类为静止的是否也是这种情况来将检测到的物体分类为相对于周围环境的移动或静止物体。
[0103] 根据一个示例，该方法包括通过确定对于总检测角度 (其等于90°)，检测到的目标多普勒速度v多普勒是否等于零，以及将检测到的物体分类为静止的是否也是这种情况来将检测到的物体分类为相对于雷达系统2的移动或静止物体。
[0104] 根据一个示例，该方法包括基于一定数量的雷达周期的累积结果来比较百分比分数与阈值，其中每个雷达周期是其中雷达采集数据、在几个信号处理水平处理数据并且发出可用结果的一个观察阶段。
[0105] 根据一个示例，该方法包括对于不同的主速度窗口，比较百分比分数与阈值。
[0106] 根据一个示例，该方法包括仅考虑具有总检测角度dT， 的检测物，所述总检测角度具有超过预定斜切值 的绝对值。
