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DE102011121560A1 - Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten - Google Patents

Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten Download PDF

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DE102011121560A1
DE102011121560A1 DE102011121560A DE102011121560A DE102011121560A1 DE 102011121560 A1 DE102011121560 A1 DE 102011121560A1 DE 102011121560 A DE102011121560 A DE 102011121560A DE 102011121560 A DE102011121560 A DE 102011121560A DE 102011121560 A1 DE102011121560 A1 DE 102011121560A1
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DE
Germany
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distance
angle
determined
velocity
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Withdrawn
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DE102011121560A
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Inventor
Markus Andres
Prof. Dr. Menzel Wolfgang
Hans-Ludwig Bloecher
Christoph Fischer
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten (O1, O2, O3) anhand von Radardaten, wobei aus den Radardaten eine Entfernung (R), eine Geschwindigkeit (v1, v2, v3) und/oder ein Winkel zumindest eines Objektes (O1, O2, O3) bezüglich eines Referenzobjektes (RO) ermittelt werden bzw. wird. Erfindungsgemäß werden für gleiche Entfernungen (R) Entfernungszellen (RZ1 bis RZn) und/oder für gleiche Winkel Winkelzellen gebildet und für in den Entfernungszellen (RZ1 bis RZn) und/oder Winkelzellen befindliche Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) zumindest eines Objektes (O1, O2, O3) werden zu definierten Zeitpunkten die Geschwindigkeiten (v1, v2, v3) und daraus Geschwindigkeitsprofile (GP1, GP2) ermittelt. Weiterhin werden für mehrere Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) des zumindest einen Objektes (O1, O2, O3) anhand einer Aneinanderreihung zeitlich nacheinander erfasster Geschwindigkeitsprofile (GP1, GP2) zeitliche Geschwindigkeitsverläufe ermittelt, wobei anhand der zeitlichen Geschwindigkeitsverläufe mehrerer zu einem Objekt (O1, O2, O3) gehöriger Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) das zumindest eine Objekt (O1, O2, O3) klassifiziert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten anhand von Radardaten, wobei aus den Radardaten eine Entfernung, eine Geschwindigkeit und/oder ein Winkel eines Objektes bezüglich eines Referenzobjektes ermittelt werden.
  • Aus der DE 10 2010 045 980 A1 sind ein Radarverfahren und ein Radarsystem bekannt. Mittels des Radarverfahrens werden eine Entfernung, eine Geschwindigkeit und ein Winkel eines Objektes bezüglich eines Referenzobjektes ermittelt. Das Objekt ist ein Fußgänger und das Referenzobjekt ein Kraftfahrzeug. Dabei wird mittels eines Radarsenders ein Sendesignal ausgesendet, mittels eines Radarantennenelementes ein von dem Objekt reflektiertes Sendesignal empfangen aus einem momentanen Sendesignal und dem empfangenen Sendesignal ein Basisbandsignal erzeugt. Das Basisbandsignal und ein aus dem Basisbandsignal abgeleitetes Signal werden mittels eines Schätzverfahrens fortgesetzt. Das Schätzverfahren ist ein Spektralschätzverfahren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einem Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten anhand von Radardaten werden bzw. wird aus den Radardaten eine Entfernung, eine Geschwindigkeit und/oder ein Winkel eines Objektes bezüglich eines Referenzobjektes ermittelt.
  • Erfindungsgemäß werden für gleiche Entfernungen Entfernungszellen und/oder für gleiche Winkel Winkelzellen gebildet und für in den Entfernungszellen und/oder Winkelzellen befindliche Punktziele zumindest eines Objektes werden zu definierten Zeitpunkten die Geschwindigkeiten und daraus Geschwindigkeitsprofile ermittelt, wobei für mehrere Punktziele des zumindest einen Objektes anhand einer Aneinanderreihung zeitlich nacheinander erfasster Geschwindigkeitsprofile zeitliche Geschwindigkeitsverläufe ermittelt werden, wobei anhand der zeitlichen Geschwindigkeitsverläufe mehrerer zu einem Objekt gehöriger Punktziele das zumindest eine Objekt klassifiziert wird.
  • Die Entfernung des Objektes zu dem Referenzobjekt, beispielsweise einem Fahrzeug, wird insbesondere aus einer Signallaufzeit eines ausgesendeten Signals zum Objekt und von diesem zurück zu dem Referenzobjekt ermittelt. Aufgrund des so genannten Dopplereffektes bildet sich zusätzlich eine radiale, d. h. eine in Richtung einer Verbindungslinie zwischen dem Referenzobjekt und dem reflektierenden Objekt orientierte Relativgeschwindigkeit, in einer Frequenz des reflektierten und erfassten Signals ab. Diese Frequenz wird insbesondere mittels einer Fourier-Transformation eines Basisbandsignals erhalten und kann direkt einem Entfernungswert, d. h. einem Punktziel einer Winkel- und Entfernungszelle, zugeordnet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht aufgrund der Auswertung von mehreren zu einem einzelnen Objekt gehörigen Geschwindigkeitsprofilen in besonders vorteilhafter Weise eine zuverlässige Klassifikation von bewegten Fußgängern und eine Unterscheidung von Fahrzeugen und Fußgängern mit Hilfe von Radarsensoren. Dadurch können in besonders vorteilhafter Weise Unfälle vermieden oder zumindest deren Schwere gemindert werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Verkehrssituation mit einem Referenzobjekt und einem Objekt,
  • 2A bis 2C schematisch einen Einfluss von Bewegungen eines zu erfassenden Objektes bei einer Detektion des Objektes anhand von Radardaten in einem schnellen Rampenverfahren,
  • 3A bis 3C schematisch Darstellungen zur Ermittlung und Verarbeitung einer Geschwindigkeit des Objektes,
  • 4 schematisch eine Aneinanderreihung zeitlich nacheinander erfasster Geschwindigkeiten und ein daraus ermitteltes zeitliches Geschwindigkeitsprofil und
  • 5A bis 5B schematisch eine adaptive Erhöhung einer Geschwindigkeitsauflösung.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist eine Verkehrssituation mit einem Referenzobjekt RO und einem Objekt O1 gezeigt, wobei es sich sowohl bei dem Referenzobjekt RO als auch bei dem Objekt O1 jeweils um ein Fahrzeug handelt. Das Objekt O1 bewegt sich dabei mit einer Geschwindigkeit v1 auf das Referenzobjekt RO zu.
  • In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Objekt O1 ein Fußgänger, Radfahrer, Zweiradfahrer, Inlineskater oder anderer Verkehrsteilnehmer.
  • Das Referenzobjekt RO umfasst eine Radarvorrichtung 1, mittels welcher ein Signal S ausgesendet wird, welches von dem Objekt O1 reflektiert wird. Die Radarvorrichtung 1 umfasst dabei nicht dargestellte Radarsensoren mit einer bevorzugten Frequenz von 77 GHz und/oder 79 GHz. Alternativ oder zusätzlich sind auch Radarsensoren mit einer Frequenz von 24 GHz oder anderen Werten möglich. Die Radarsensoren mit den höheren Frequenzen eignen sich aufgrund ihrer höheren Auflösung jedoch besser zur Erfassung von Fußgängern, da diese nur relativ kleine Bewegungsgeschwindigkeiten aufweisen. Bei den Radarsensoren kann es sich weiterhin um bereits in der Automobilindustrie verwendete Radarsensoren handeln.
  • Eine Entfernung R des Objektes O1 zu dem Referenzobjekt RO wird aus einer Signallaufzeit Δt1 des ausgesendeten Signals S zum Objekt O1 und von diesem zurück zu dem Referenzobjekt RO ermittelt.
  • Die 2A bis 2C zeigen einen Einfluss von Bewegungen des zu erfassenden Objektes O1 bei einer Detektion des Objektes O1 anhand von Radardaten in einem schnellen Rampenverfahren mit einer so genannten FMCW-Modulation.
  • In 2A ist dargestellt, dass zur Erfassung des Objektes O1 mittels der Radarvorrichtung 1 Radardaten als Signal S in Form von Senderampen Tx mit einer Sendefrequenz fTx und einer Bandbreite B ausgesendet werden.
  • Durch Reflexion am Objekt O1 werden die Senderampen Tx reflektiert und als Empfangsrampen Rx mit einer Empfangsfrequenz fRx nach der Signallaufzeit Δt1 von der Radarvorrichtung 1 erfasst.
  • Aufgrund der Signallaufzeit Δt1 des Signals S bildet sich die Entfernung R in der Empfangsfrequenz fRx ab.
  • Hierzu wird als Differenz zwischen der Sendefrequenz fTx und der Empfangsfrequenz fRx zu einem definierten Zeitpunkt eine Zwischenfrequenz fIF,O1 des Objektes O1 ermittelt, wobei die Zwischenfrequenz fIF,O1 gemäß fIF,O1 ~ R [1] proportional zur Entfernung R ist.
  • Die Zwischenfrequenz fIF,O1 in Abhängigkeit der Zeit t ist in 2B dargestellt.
  • 2C zeigt eine Amplitude A des Signals mit der Zwischenfrequenz fIF,O1 in Abhängigkeit von der Zeit t, wobei ersichtlich ist, dass jede Senderampe Tx und Empfangsrampe Rx eine Phasendrehung im Basisbandsignal BS hervorruft.
  • In den 3A bis 3C sind Darstellungen zur Ermittlung und Verarbeitung einer Geschwindigkeit v1 des Objektes O1 gezeigt.
  • Aufgrund des in 3A dargestellten Dopplereffektes bildet sich zusätzlich zur Entfernung R eine radiale, also in Richtung einer Verbindungslinie zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem reflektierenden Objekt O1 orientierte Relativgeschwindigkeit in der Empfangsfrequenz fRx und somit in der Zwischenfrequenz fIF,O1 ab. Die Zwischenfrequenz fIF,O1 kann mittels einer Fourier-Transformation des Basisbandsignals erhalten werden und direkt einem Ort bzw. der Entfernung R zugeordnet werden.
  • In 3B ist dargestellt, wie die Relativgeschwindigkeit des Objektes O1 im Bezug auf das Referenzobjekt RO ermittelt wird. Hierbei wird aus dem Basisbandsignal BS durch Erfassung einer Phasenänderung Δφ zwischen aufeinanderfolgenden Empfangsrampen Rx die Relativgeschwindigkeit ermittelt. Das Basisbandsignal BS wird zu diesem Zweck zu definierten Zeitpunkten, welche durch einen Rampenindex k gekennzeichnet ist, ausgewertet. Zwischen den jeweiligen Zeitpunkten bzw. Rampenindizes k ist eine Zeitdauer ausgebildet, eine so genannte Rampenwiederholdauer TRRI.
  • 3C zeigt die Basisbandsignale BS für die Rampenindizes k = 1, 2, 3, 4 in Abhängigkeit von der Zeit t.
  • Die Phasenänderung Δφ ist gemäß Δφ ~ νR [2] proportional zur Relativgeschwindigkeit, welche mit dem Formelzeichen vR angegeben ist.
  • Die absolute Geschwindigkeit v1 des Objektes O1 wird aus der Relativgeschwindigkeit und der Eigengeschwindigkeit des Referenzobjektes RO ermittelt.
  • Bedingungen zur dargestellten Ermittlung der Geschwindigkeit v1 sind, dass sich das Objekt O1 oder zumindest ein Teil des Objektes O1, von welchem die Geschwindigkeit v1 ermittelt werden soll, zu jedem Rampenindex k in einer gleichen in 5B dargestellten Entfernungszelle RZ befindet und dass eine Bewegung des Objektes O1 während der Messdauer geringer als eine Entfernungsauflösung, d. h. geringer als eine Änderung der Entfernung R ist. Eine weitere Bedingung ist, dass die Phasenänderung Δφ zwischen zwei aufeinanderfolgenden Empfangsrampen Rx kleiner als π ist.
  • Ist das Objekt O1 ein Fußgänger, treten durch Bewegungen des Fußgängers im Gegensatz zu einem Fahrzeug mehrere Geschwindigkeiten v1, d. h. ein so genannter Doppler-Spread, auf. Das Auftreten mehrerer Geschwindigkeiten v1 wird maßgeblich durch voneinander unterschiedliche Oberkörper- und Beinbewegungen des Fußgängers verursacht. Aufgrund der Bewegung des Fußgängers tritt somit ein markanter Geschwindigkeitsverlauf in Form einer markanten Doppler-Signatur auf, welche über eine vorgegebene Messdauer verfolgt wird.
  • Zur Ermittlung dieses Geschwindigkeitsverlaufes und zur Unterscheidung bzw. Klassifizierung des Objektes O1, insbesondere zur Unterscheidung, ob es sich bei dem Objekt O1 um einen Fußgänger oder ein Fahrzeug handelt, wird für ein mit der ermittelten Entfernung gekennzeichnetes Punktziel, d. h. einen Teil des Objektes O1, zu definierten Zeitpunkten, wie zuvor beschrieben, die Geschwindigkeit v1 ermittelt und eine zweidimensionale Entfernungs-/Geschwindigkeitskarte RvK gebildet.
  • Die zweidimensionale Entfernungs-/Geschwindigkeitskarte RvK zeigt 4. Voraussetzung ist, dass die Geschwindigkeit v1 und die Entfernung R unabhängig voneinander prozessiert werden können.
  • In der Entfernungs-/Geschwindigkeitskarte RvK sind für in verschiedenen Entfernungen R vom Referenzobjekt RO entfernten Objekten O1, O2 Geschwindigkeiten v1, v2 für verschiedene Punktziele PZ1.1, PZ1.2, PZ1.3, PZ2.1, PZ2.2, PZ2.3 in Entfernungszellen RZ1 bis RZn eingetragen.
  • Dabei weisen die Entfernungszellen RZ1 bis RZn, welche jeweils in der gleichen Zeile der Entfernungs-/Geschwindigkeitskarte RvK angeordnet sind, gleiche Entfernungen E auf. Für die den Entfernungszellen RZ1 bis RZn befindlichen Punktziele PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3 der Objekte O1, O2 werden wie beschrieben zu definierten Zeitpunkten die Geschwindigkeiten v1, v2 ermittelt.
  • Für jedes Objekt O1, O2 und die zugehörigen Punktziele PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3 werden Geschwindigkeitsprofile GP1, GP2 ermittelt. Für mehrere Punktziele PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.3 bis PZ2.3 der Objekte O1, O2 werden in einem so genannten Tracking der Objekte O1, O2 über mehrere Sequenzen anhand einer Aneinanderreihung von zeitlich nacheinander erfassten Geschwindigkeitsprofilen GP1, GP2 zeitliche Geschwindigkeitsverläufe ermittelt.
  • Anhand einer Extraktion der zeitlichen Geschwindigkeitsverläufe mehrerer zu einem Objekt O1, O2 gehöriger Punktziele PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, welche eine so genannte Dopplersignatur darstellen, werden die Objekte O1, O2 klassifiziert.
  • Die dargestellten zyklischen Geschwindigkeitsverläufe sind charakteristisch für als Fußgänger ausgebildete Objekte O1, O2. Dabei stellen die Punktziele PZ1.3, PZ2.3 beim Laufen des Fußgängers nach vorn gerichtete Beine und die Punktziele PZ1.1, PZ2.1 beim Laufen nach hinten gerichtete Beine dar. Die Punktziele PZ1.2, PZ2.2 sind jeweils Teil des Oberkörpers des Fußgängers.
  • Ein Fahrzeug weist dagegen einen konstanten Geschwindigkeitsverlauf bzw. ein konstantes Dopplerprofil auf.
  • Derartig charakteristische Geschwindigkeitsverläufe weisen neben den Fußgängern und Fahrzeugen auch Radfahrer, Zweiradfahrer, Inlineskater oder andere Verkehrsteilnehmer auf, so dass eine einfache und sichere Klassifizierung und Unterscheidung dieser möglich ist.
  • Bewegt sich der Fußgänger longitudinal zum Referenzobjekt RO, d. h. zur Radarvorrichtung 1, ist dieser von der Radarvorrichtung 1 durch die entsprechenden Geschwindigkeitsverläufe bzw. die Dopplersignatur detektierbar und klassifizierbar.
  • Bewegt sich der Fußgänger jedoch schräg oder lateral zur Radarvorrichtung, kommt es nur zu einer geringen Dopplerverschiebung, so dass diese nur schwer oder nicht mittels einer herkömmlichen Geschwindigkeitsprozessierung erkannt werden können. Deshalb sind hohe Anforderungen an die Hardware der Radarvorrichtung 1 gestellt. Um den Fußgänger dennoch sicher klassifizieren zu können, wird eine Geschwindigkeitsauflösung zusätzlich adaptiv erhöht.
  • Die adaptive Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung hat den großen Vorteil, dass die Geschwindigkeitsverläufe bzw. Dopplerverschiebungen einfacher und in besserer Qualität extrahiert werden können, wenn nur wenige Geschwindigkeitssamples zur Verfügung stehen. Das heißt, wenn nur eine sehr kurze Messzeit für die Messdatenerfassung zur Verfügung steht, können dennoch Geschwindigkeitsverläufe extrahiert oder verbessert extrahiert werden.
  • In den in 4 gezeigten Darstellungen ist die adaptive Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung bereits erfolgt.
  • Ein mögliches Vorgehen bei der adaptiven Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung bei dem schnellen Rampenverfahren mit der so genannten FMCW-Modulation ist in den 5A und 5B dargestellt.
  • Es werden dabei zwei Möglichkeiten für eine Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung beim schnellen Rampenverfahren verwendet.
  • In einer ersten Möglichkeit sendet die Radarvorrichtung 1 eine ausreichende bzw. eine erhöhte Anzahl an schnellen Senderampen Tx, um eine hohes Auflösungsvermögen zu erzielen. In Abhängigkeit der Rampenanzahl erhöht sich die Anzahl verschiedener Geschwindigkeiten v1, v2, v3 pro Entfernungszelle RZ1 bis RZn, wobei die Rampenanzahl proportional zur Anzahl verschiedener Geschwindigkeiten v1, v2, v3 pro Entfernungszelle RZ1 bis RZn ist. Die gesamte Zeitdauer des Rampensendens bestimmt dagegen die Dopplerfrequenz, so dass bei Erhöhung der Zeitdauer eine Entfernungs- und Winkelauflösung erhöht wird.
  • In einer zweiten Möglichkeit werden die Empfangsrampen Rx virtuell erzeugt. Dies erfolgt beispielsweise nach dem aus der DE 10 2010 045 980 A1 bekannten Verfahren. Um Rechenkapazität einzusparen, wird dieses Verfahren in Kombination mit der adaptiven Anpassung der Geschwindigkeitsauflösung deutlich verbessert. Die adaptive Anpassung wird beispielsweise mit einem so genannten CFAR-Algorithmus in Kombination mit einer autoregressiven linearen Prädiktion durchgeführt. Alternativ oder zusätzlich zu der linearen Prädiktion sind auch weitere hochauflösende Algorithmen anwendbar.
  • Eine Kombination beider Möglichkeiten zeigt 5A. Mittels einer Fourier-Transformation, insbesondere einer so genannten Fast-Fourier-Transformation FFT werden ein Verlauf einer Zwischenleistung PIF in Abhängigkeit der Zwischenfrequenz fIF und ein Verlauf der Zwischenfrequenz fIF in Abhängigkeit von der Zeit t gebildet.
  • Diese Verläufe zeigt 5B in der linken Darstellung für drei Objekte O1 bis O3, wobei die Objekte O1, O2 die Fußgänger sind und das dritte Objekt O3 ein Fahrzeug ist.
  • Dabei wird jedoch nur für die Objekte O1, O2 die Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung durchgeführt.
  • Mittels einer weiteren Fast-Fourier-Transformation FFT wird die zweidimensionale Entfernungs-/Geschwindigkeitskarte RvK gebildet. Aufgrund der Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung werden Geschwindigkeitszellen vZ1 bis vZm unterteilt bzw. verkleinert. Dadurch ist der Geschwindigkeitsverlauf exakter darstellbar und einfacher und genauer extrahierbar. Daraus folgend ist die Klassifikation der Objekte O1, O2 in sehr zuverlässiger Art und Weise möglich.
  • Da das als Fahrzeug ausgebildete dritte Objekt O3 einen gleichmäßigen Geschwindigkeitsverlauf aufweist, ist eine Unterteilung von dessen Geschwindigkeitszelle vZ2 nicht erforderlich, wobei dennoch eine Klassifikation des Objektes O3 in sehr zuverlässiger Art und Weise möglich ist.
  • Da des Weiteren für das Tracking der als querende Fußgänger ausgebildeten Objekte O1, O2 nur wenige Messzyklen zur Verfügung stehen, wird das Geschwindigkeitsauflösungsvermögen der Messung vermindert. Die adaptive Geschwindigkeitsauflösungserhöhung ermöglicht auch eine Steigerung des Auflösungsvermögens, um die Qualität und Aussagekraft der Geschwindigkeitsverläufe bzw. der Dopplersignaturen zu verbessern.
  • Ist es nicht möglich, die Geschwindigkeitsauflösung adaptiv zu erhöhen, kann alternativ ein normalerweise in Bewegungsrichtung des Referenzobjektes RO ausgerichteter Radarsensor der Radarvorrichtung 1 um bis zu 90° zur Seite des Referenzobjektes RO gerichtet werden. Damit können dann auch querende Fußgänger besser erkannt werden, da sich die Dopplerverschiebung während einer Bewegungsphase erhöht. Alternativ oder zusätzlich sind mehrere unterschiedlich ausgerichtete Radarsensoren vorgesehen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu der in den 1 bis 5B beschrieben Ermittlung der Geschwindigkeitsverläufe mit Hilfe der Entfernungszellen RZ1 bis RZn werden diese mit Hilfe nicht gezeigter Winkelzellen ermittelt. Die Ermittlung erfolgt in nahezu gleicher Weise, wobei im Unterschied zu den Entfernungszellen RZ1 bis RZn für gleiche Winkel Winkelzellen gebildet werden und alternativ oder zusätzlich zu den Entfernungszellen RZ1 bis RZn für in den Winkelzellen befindliche Punktziele zumindest der Objekte O1, O2 zu definierten Zeitpunkten die Geschwindigkeiten v1, v2 und daraus die Geschwindigkeitsprofile GP1, GP2 ermittelt werden. Die Ermittlung der Geschwindigkeitsverläufe erfolgt auch hierbei anhand der Aneinanderreihung zeitlich nacheinander erfasster Geschwindigkeitsprofile GP1, GP2.
  • Weiterhin ist es zusätzlich oder alternativ in nicht näher dargestellter Weise möglich, dass aus der Entfernung R und einem zugehörigen Winkel eine zweidimensionale Winkel-/Entfernungskarte gebildet wird. Dabei werden für gleiche Entfernungen R und den jeweils zugehörigen Winkel Winkel-/Entfernungszellen gebildet und für in den Winkel-/Entfernungszellen befindliche Punktziele der Objekte O1, O2 werden die Geschwindigkeiten v1, v2 zu definierten Zeitpunkten ermittelt. Aus den Geschwindigkeiten v1, v2 werden wiederum die Geschwindigkeitsprofile GP1, GP2 gebildet, welche zur Ermittlung der Geschwindigkeitsverläufe in der beschriebenen Weise aneinandergereiht werden. Durch das Verfolgen eines Objektes O1, O2, O3 z. B. von einer Entfernungs-/Winkelzelle in die nächste unter Aneinanderreihung der Geschwindigkeitsprofile und die daraus resultierenden Geschwindigkeitsverläufe erfolgt die Klassifikation des Objektes O1, O2, O3. Für die Geschwindigkeitsanalyse ist dabei ein hohes Geschwindigkeitsauflösungsvermögen, welches auch bei querenden Objekten O1, O2, O3 durch die adaptive Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung sichergestellt ist.
  • Ferner ist das dargestellte Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeitsverläufe und der Erhöhung der Geschwindigkeitsauflösung auch bei alternativen Radaranwendungen mit unterschiedlichen Modulationsverfahren, wie beispielsweise dem so genannten LFMSK-Verfahren (linear frequency modulated shift keying) oder dem so genannten FMFSK-Verfahren (frequency modulated frequency shift keying), durchführbar.
  • Zusammenfassend wird ein chronologischer Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in stark vereinfachter Weise dargestellt:
    • – ein Objekt O1, O2, O3 wird in einer Entfernungszelle RZ1 bis RZn detektiert;
    • – ein Geschwindigkeitsprofil GP1, GP2, GP3 bzw. Dopplerspektrum wird für die entsprechende Entfernungszelle RZ1 bis RZn prozessiert und abgespeichert
    • – falls eine adaptive Steuerung der Geschwindigkeitsauflösung erforderlich ist, Kombination vom so genannten CFAR-Algorithmus und der autoregressiven linearen Prädiktion
    • – Tracking des Objektes O1, O2, O3 mittels Aneinanderreihung der Geschwindigkeitsprofile GP1, GP2, GP3 über mehrere Sequenzen
    • – Ermittlung der Klasse des Objektes O1, O2, O3 aus dem zeitlichen Geschwindigkeitsverläufen
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Radarvorrichtung
    B
    Bandbreite
    BS
    Basisbandsignal
    f
    Frequenz
    FFT
    Fast-Fourier-Transformation
    fIF
    Zwischenfrequenz
    fIF,O1
    Zwischenfrequenz
    fRx
    Empfangsfrequenz
    fTx
    Sendefrequenz
    GP1, GP2, GP3
    Geschwindigkeitsprofil
    k
    Rampenindex
    O1 bis O3
    Objekt
    PIF
    Zwischenleistung
    PZ1.1 bis PZ1.3
    Punktziel
    PZ2.1 bis PZ2.3
    Punktziel
    PZ3
    Punktziel
    R
    Entfernung
    RO
    Referenzobjekt
    RvK
    Entfernungs-/Geschwindigkeitskarte
    Rx
    Empfangsrampe
    RZ
    Entfernungszelle
    RZ1 bis RZn
    Entfernungszelle
    S
    Signal
    t
    Zeit
    TRRI
    Rampenwiederholdauer
    Tx
    Senderampe
    v1, v2, v3
    Geschwindigkeit
    vZ1 bis vZm
    Geschwindigkeitszelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010045980 A1 [0002, 0053]

Claims (5)

  1. Verfahren zur Detektion und Klassifikation von Objekten (O1, O2, O3) anhand von Radardaten, wobei aus den Radardaten eine Entfernung (R), eine Geschwindigkeit (v1, v2, v3) und/oder ein Winkel zumindest eines Objektes (O1, O2, O3) bezüglich eines Referenzobjektes (RO) ermittelt werden bzw. wird, dadurch gekennzeichnet, dass für gleiche Entfernungen (R) Entfernungszellen (RZ1 bis RZn) und/oder für gleiche Winkel Winkelzellen gebildet werden und für in den Entfernungszellen (RZ1 bis RZn) und/oder Winkelzellen befindliche Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) zumindest eines Objektes (O1, O2, O3) zu definierten Zeitpunkten die Geschwindigkeiten (v1, v2, v3) und daraus Geschwindigkeitsprofile (GP1, GP2) ermittelt werden, wobei für mehrere Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) des zumindest einen Objektes (O1, O2, O3) anhand einer Aneinanderreihung zeitlich nacheinander erfasster Geschwindigkeitsprofile (GP1, GP2) zeitliche Geschwindigkeitsverläufe ermittelt werden, wobei anhand der zeitlichen Geschwindigkeitsverläufe mehrerer zu einem Objekt (O1, O2, O3) gehöriger Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) das zumindest eine Objekt (O1, O2, O3) klassifiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Entfernung (R) und dem Winkel eine zweidimensionale Winkel-/Entfernungskarte gebildet wird, wobei für gleiche Entfernungen (R) und einen jeweils zugehörigen Winkel Winkel-/Entfernungszellen gebildet werden und für in den Winkel-/Entfernungszellen befindliche Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) zumindest eines Objektes (O1, O2, O3) zu definierten Zeitpunkten die Geschwindigkeiten (v1, v2, v3) und daraus Geschwindigkeitsprofile (GP1, GP2) ermittelt werden, wobei für mehrere Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) des zumindest einen Objektes (O1, O2, O3) anhand einer Aneinanderreihung zeitlich nacheinander erfasster Geschwindigkeitsprofile (GP1, GP2) zeitliche Geschwindigkeitsverläufe ermittelt werden, wobei anhand der zeitlichen Geschwindigkeitsverläufe mehrerer zu einem Objekt (O1, O2, O3) gehöriger Punktziele (PZ1.1 bis PZ1.3, PZ2.1 bis PZ2.3, PZ3) das zumindest eine Objekt (O1, O2, O3) klassifiziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (O1, O2, O3) bei einem zyklischen Geschwindigkeitsverlauf als Fußgänger klassifiziert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (O1, O2, O3) bei einem im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeitsverlauf als Fahrzeug klassifiziert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe einer Geschwindigkeitsauflösung adaptiv eingestellt wird.
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