用于運行車輛的周圍環(huán)境檢測系統(tǒng)的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于運行車輛的周圍環(huán)境檢測系統(tǒng)的方法，所述周圍環(huán)境檢測系 統(tǒng)具有至少一個發(fā)射/接收單元，所述至少一個發(fā)射/接收單元發(fā)射信號并且接收所發(fā)射的 信號的回波信號。
[0002] 此外，本發(fā)明涉及一種計算機程序和一種周圍環(huán)境檢測系統(tǒng)，它們設置用于實施 所述方法。
【背景技術】
[0003] 基于超聲的測量系統(tǒng)用于測量與位于傳感器系統(tǒng)前方的對象的距離。所使用的傳 感器在此大多基于脈沖/回波方法。在所述運行中，傳感器發(fā)射超聲脈沖并且測量超聲脈沖 的由對象引起的反射，所述反射稱作回波信號。傳感器與對象之間的間距通過所測量的回 波渡越時間（Echolauf zei t)和聲速來計算。除對象與傳感器的間距以外，還感興趣的是對 象相對于用于周圍環(huán)境檢測的傳感器系統(tǒng)的相對速度。由于多普勒效應，發(fā)生回波頻率相 對于發(fā)射頻率的頻率移位。對象相對于傳感器系統(tǒng)的相對速度可以在基于脈沖/回波方法 的系統(tǒng)中通過頻率移位來求取。
[0004] EP 1 248 119 A1示出了一種用于在遭受未知的多普勒頻率移位的系統(tǒng)中探測信 號的方法，所述多普勒頻率移位損害經(jīng)調制的相干信號，所述相干信號例如出于距離測量 目的使用。在接收濾波器路程中，相干解調器處理所接收的信號，以便重建經(jīng)調制的波形的 延時的拷貝。經(jīng)調制的波形和其延時的拷貝在相關器中被處理，以便確定所述系統(tǒng)與障礙 物之間的間距。在系統(tǒng)與障礙物之間有相對運動時，頻率移位的值由以下確定：
[0005]
[0006] 多普勒頻率coDQ由相關函數(shù)的變化速率來計算，所述變化速率重復地對于相繼的 短的處理間隔計算。EP 1 248 119 A1涉及在微波范圍中工作的系統(tǒng)。
[0007] DE 195 33 126 A1示出了一種用于運動檢測限定的距離區(qū)域中的對象的多普勒 傳感器，其中設置信號源，所述信號源產(chǎn)生微波信號，在所述微波信號上混頻并且發(fā)射適合 的編碼信號、例如啁嗽信號。由對象反射的和所接收的信號輸送給相關器，以便將其與通過 延遲元件延遲的編碼信號相關。

【發(fā)明內容】

[0008] 在根據(jù)本發(fā)明的用于運行車輛的具有至少一個發(fā)射/接收單元的周圍環(huán)境檢測系 統(tǒng)的方法中設置，所述發(fā)射/接收單元發(fā)射經(jīng)頻率調制的信號并且所述發(fā)射/接收單元和/ 或一個或多個另外的發(fā)射/接收單元接收所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號的回波信號，從而將 所接收的回波信號分配給反射源并且根據(jù)所接收的回波信號求取關于反射源相對于發(fā)射/ 接收單元的速度的信息。在此，所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號具有以下至少一個第一區(qū)段和 第二區(qū)段:所述至少一個第一區(qū)段具有上升的頻率，所述第二區(qū)段具有下降的頻率，或者所 發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號具有以下第一區(qū)段和第二區(qū)段:所述第一區(qū)段具有下降的頻率， 所述第二區(qū)段具有上升的頻率。
[0009] 替代具有固定頻率的發(fā)射信號，根據(jù)本發(fā)明選擇具有變化的頻率的發(fā)射信號，例 如以線性的、對數(shù)的或二次的調制的經(jīng)頻率調制的信號。在經(jīng)頻率調制的信號中，通常使發(fā) 射信號中和回波信號中的相位速度變化。
[0010] 具有上升的頻率的區(qū)段在本發(fā)明的范疇內也稱作正啁嗽(Chirp-Up)，而具有下降 的頻率的區(qū)段稱作負啁嗽(Chirp-Down)。在本發(fā)明的范疇內，其頻率在時間上變化的信號 稱作啁嗽。在正啁嗽中，頻率隨時間增大，而在負啁嗽中頻率隨時間減小。借助本發(fā)明的措 施，所接收的回波信號的用于第一區(qū)段的時間移位與用于第二區(qū)段的時間移位相反。由時 間移位可以確定關于反射源相對于發(fā)射/接收單元的速度的信息。
[0011]根據(jù)從回波信號獲得的信息例如求取發(fā)射/接收單元的檢測區(qū)域中的對象的存在 性或運動，這例如可以引起向車輛乘客的警告的發(fā)送、事故避免系統(tǒng)的激活和/或事故傷害 降低系統(tǒng)的激活。
[0012]通過在從屬權利要求中列舉的措施能夠實現(xiàn)在獨立權利要求中所說明的方法的 有利的擴展方案和改善。
[0013]根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號具有〇.6ms至3ms的脈沖持續(xù) 時間。特別有利的是，發(fā)射具有l(wèi)ms至2ms之間的脈沖持續(xù)時間的經(jīng)頻率調制的信號。通過所 述脈沖長度可以實現(xiàn)非常好的信號/噪聲比。在本發(fā)明的范疇內，在時間上受限制的信號稱 作脈沖。與此不同，存在FMCW方法(frequency modulated continuous wave:調頻連續(xù)波）。 在時間上受限制的脈沖(FM_Puls，frequency modulated pulse:調頻脈沖）是優(yōu)選的，因為 傳感器緊隨在發(fā)射脈沖之后在同一信號路徑上又準備用于回波接收。
[0014]根據(jù)另外的實施方式，以要探測的頻率發(fā)射多于兩個區(qū)段，例如用于驗證測量結 果，所述測量結果可以根據(jù)多個區(qū)段中的分別兩個區(qū)段獲得。因此，所發(fā)射的信號例如也可 以具有三個區(qū)段一一例如正啁嗽、負啁嗽、正啁嗽或負啁嗽、正啁嗽、負啁嗽或者具有四個 區(qū)段一一例如正啁嗽、負啁嗽、正啁嗽、負啁嗽或負啁嗽、正啁嗽、負啁嗽、正啁嗽或者具有 更多個區(qū)段。
[0015]特別優(yōu)選的是，所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號具有由線性的或對數(shù)的負啁嗽跟隨 的、線性的或對數(shù)的正啁嗽，或者具有由線性的或對數(shù)的正啁嗽跟隨的、線性的或對數(shù)的負 啁嗽。線性啁嗽不僅可以在技術上簡單實現(xiàn)，此外其特征在于其他可容易測量的特性，例如 上升常數(shù)和限定的角頻率，所述上升常數(shù)在本發(fā)明的范疇內也可以稱作啁嗽的斜度。斜度 和角頻率可以從脈沖至脈沖地變化。
[0016] 根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，使所接收的回波信號經(jīng)過至少一個具有第一 FIR信號的 第一 FIR濾波器裝置，并且求取所接收的回波信號與第一 FIR信號最一致的第一時刻。第一 FIR信號設置用于濾波出所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號的第一區(qū)段的回波信號。
[0017] 此外優(yōu)選地，使所接收的回波信號經(jīng)過至少一個具有第二FIR信號的第二FIR濾波 器裝置，并且求取所接收的回波信號與第二FIR信號最一致的第二時刻。第二FIR信號相應 于所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號的第二區(qū)段并且適于探測相應的回波信號。
[0018] 根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，由所求取的第一和第二時刻求取時間差并且由所求取的 時間差求取關于反射源相對于發(fā)射/接收單元的速度的信息。特別優(yōu)選地，由所求取的時間 差借助線性的方式求取關于反射源相對于發(fā)射/接收單元的速度的信息。在此，由所求取的 時間差減去第一區(qū)段與第二區(qū)段之間的基時間差，所述基時間差由所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的 信號自身得出，即由所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的信號的第二區(qū)段相對于所發(fā)射的經(jīng)頻率調制的 信號的第一區(qū)段的時間錯位得出。因此，根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，借助以下公式得出相對速 度：
[0019] Vrel = (時間差一基時間差）X轉換因數(shù)
[0020] 所接收的回波信號是否可以分配給反射源，取決于回波信號的質量，所述回波信 號通常具有有用信號份額和干擾信號份額。為了確定有用信號份額，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu) 選實施方式，由所接收的回波信號確定相位信息和/或振幅信息。優(yōu)選地，回波信號估計通 過連接在發(fā)射接收單元后方的濾波器邏輯裝置來實現(xiàn)。回波信號估計在確定回波信號中的 有用信號份額時是決定性的。在適合的濾波器路程之后，例如可以提供以互相關函數(shù) (t)形式的振幅信息和以互相關系數(shù)R(t)形式的相位信息，以便分析處理信號質量。振幅信 息x_(t)是與所接收的信號的振幅相關的參量。相位信息R(t)給出關于所接收的信號的相 位的質量的陳述，在理想情況下與振幅不相關。因為兩個變量提供關于所探測的對象的有 意義的信息，所以根據(jù)一種優(yōu)選實施方式由所接收的回波信號確定不僅相位信息而且振幅 信息并且在確定有用信號份額時使用。
[0021] 振幅信息XcOTr(t)由所接收的回波信號優(yōu)選通過計算所接收的或所處理的接收信 號與期望的信號s(t)的卷積來求取，