DE19942665B4

DE19942665B4 - FM-CW-Radarvorrichtung zum Messen der Entfernung zu einem Target und der relativen Geschwindigkeit des Targets

Info

Publication number: DE19942665B4
Application number: DE19942665.1A
Authority: DE
Inventors: Yukimasa Tamatsu; Hiroaki Kumon
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: US6317073B1; DE19942665A1

Abstract

FM-CW-Radarvorrichtung (2) für ein Fahrzeug mit: einem Radarwellensender (12), der eine Radarwelle mit einer Frequenz aussendet, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; einem Radarwellenempfänger (14, 16), der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender (12) ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal (B1, B2) zu erzeugen; einem Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals (B1, B2) in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender (12) ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals (B1, B2) in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; einem Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Vielzahl von Frequenzverschiebungen zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer Ausgabe eines Geschwindigkeitssensors (3b) bestimmt, der eine Geschwindigkeit (VB) des mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs misst, wobei der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis die Frequenzverschiebungen zum Kompensieren eines Fehlers in der Ausgabe des Geschwindigkeitssensors (3b) korrigiert; einem Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten, die in einem von den ersten und zweiten Spektren Peaks aufweisen, um die korrigierten Frequenzverschiebungen verschiebt, um Spektrumsgruppen zu ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1 Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine FM-CW-Radarvorrichtung, die in Kollisionsschutzsystemen oder Reisekontrollsystemen verwendet werden kann, die in sich bewegenden Objekten wie zum Beispiel Kraftfahrzeugen installiert sind, und die dazu vorgesehen bzw. entworfen ist, eine frequenzmodulierte Radarwelle auszusenden und ein Echo der Radarwelle von einem Zielobjekt bzw. Targetobjekt zu empfangen bzw. aufzunehmen, um die Entfernung zu dem Targetobjekt und die relative Geschwindigkeit des Targetobjekts zu bestimmen.
2 Stand der Technik
In letzter Zeit sind Radarvorrichtungen in Kraftfahrzeugen verwendet worden, um die Entfernung zu und die relative Geschwindigkeit eines sich vor dem Fahrzeug befindlichen Objektes zu messen. Als eine dieser Radarvorrichtungen wird ein FM-CW-Radar (frequenzmoduliertes Dauerstrichradar) vorgeschlagen, das dazu vorgesehen ist, eine Radarwelle auszusenden, die mit einer Dreieckswelle frequenzmoduliert ist, um eine zyklisch zunehmende und abnehmende Frequenz zu besitzen, ein Radarecho der ausgesendeten Radarwelle von einem Ziel bzw. Target zu empfangen und die empfangene Radarwelle mit der ausgesendeten zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen. Die Frequenz des Schwebungssignals (im folgenden als eine Schwebungsfrequenz bezeichnet) wird unter Verwendung eines Signalprozessors in jedem der Bereiche bestimmt, in denen die Frequenz der ausgesendeten Radarwelle zunimmt und abnimmt. Die Frequenz des Schwebungssignals in dem Bereich, in dem die Frequenz der ausgesendeten Radarwelle zunimmt, wird als eine Zunahmeschwebungsfrequenz bezeichnet werden, und jener Bereich wird als ein Bereich zunehmender modulierter Frequenz bezeichnet werden. Gleichermaßen wird die Frequenz des Schwebungssignals in dem Bereich, in dem die Frequenz der ausgesendeten Radarwelle abnimmt, als eine Abnahmeschwebungsfrequenz bezeichnet werden, und jener Bereich wird als ein Bereich abnehmender modulierter Frequenz bezeichnet werden. Falls die Zunahmeschwebungsfrequenz als fb1 und die Abnahmeschwebungsfrequenz als fb2 definiert sind, kann die Entfernung D zu einem Ziel bzw. Target und die relative Geschwindigkeit V des Ziels bzw. Targets durch die folgenden Gleichungen (A) und (B) ausgedrückt werden. V = (C/(4·f0))·(fb2 – fb1) (A) D = (C/(8·ΔF·fm))·(fb1 + fb2) (B)
Dabei ist ΔF eine Variation in der Frequenz der ausgesendeten Radarwelle, f0 ist die Mittenfrequenz der ausgesendeten Radarwelle, 1/fm ist die Zeit, die für einen Zyklus der Frequenzmodulation erforderlich ist (d. h. fm ist die Frequenz der bei der Modulation der ausgesendeten Radarwelle verwendeten Dreieckswelle), und C ist die Lichtgeschwindigkeit.
Die 1(a) und 1(c) zeigen Frequenzbeziehungen zwischen einem Signal T, das von dem FM-CW-Radar ausgesendet wurde, und einem Signal R, das von dem FM-CW-Radar aufgenommen bzw. empfangen wurde.
1(a) veranschaulicht den Fall, bei dem ein sich bewegendes Objekt, das mit dem FM-CW-Radar ausgerüstet ist, und ein Ziel bzw. Target identische Geschwindigkeit zueinander besitzen, das heißt, bei dem die relative Geschwindigkeit V des sich bewegenden Objektes in Bezug auf das Target Null ist. Üblicherweise erfährt ein Echo einer Radarwelle von einem Target eine Verzögerung wegen der Zeit, die die Radarwelle braucht, um sich von der Radarvorrichtung zu dem Target und zurück auszubreiten. Somit ist das aufgenommene bzw. empfangene Signal R, wie in der Zeichnung gezeigt, entlang einer Zeitachse von dem ausgesendeten Signal T in der Phase verschoben, so daß die Zunahmeschwebungsfrequenz fb1, wie in 1(b) gezeigt, gleich der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 sein wird.
1(c) veranschaulicht den Fall, bei dem ein sich bewegendes Objekt, das mit dem FM-CW-Radar ausgerüstet ist, und ein Target verschiedene Geschwindigkeit zueinander besitzen, das heißt, bei dem die relative Geschwindigkeit V des sich bewegenden Objektes in Bezug auf das Target nicht Null ist. In diesem Fall ist das empfangene Signal R zusätzlich in der Frequenz dopplerverschoben in Abhängigkeit von der relativen Geschwindigkeit V, so daß das empfangene Signal R von dem ausgesendeten Signal T in der Frequenz verschoben ist, was bewirken wird, wie in 1(d) gezeigt, daß die Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 von der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 verschieden sein wird.
Die Verwendung der obigen Beziehungen zwischen der Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 und der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 ermöglicht es folglich, die Entfernung D zu dem Target und die relative Geschwindigkeit V des Targets zu berechnen.
In den letzten Jahren sind Techniken zum Unterscheiden zwischen einem sich bewegenden Objekt und einem nichtbewegten bzw. stationären Objekt unter Verwendung des FM-CW-Radars wie zum Beispiel jene, die in der japanischen Patenterstveröffentlichung Nr. 7-98375 und 7-191133 gelehrt werden, vorgeschlagen worden. Diese Techniken basieren auf dem physikalischen Prinzip, daß, wenn sich ein Subjektfahrzeug mit einer Geschwindigkeit VB fortbewegt, ein stationäres Objekt vor dem Fahrzeug so gesehen wird, als ob es sich mit der Geschwindigkeit VB nähert. Falls zum Beispiel die Richtung, in der sich ein Objekt einem Fahrzeug, das mit dem FM-CW-Radar ausgerüstet ist, nähert, als eine positive Richtung definiert wird, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs als –VB definiert wird, dann kann die relative Geschwindigkeit eines stationären Objektes, das sich vor dem Fahrzeug befindet, als VB ausgedrückt werden. Die Differenz zwischen der Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 und der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 kann folglich durch die folgende Gleichung (C) ausgedrückt werden. (fb2 – fb1) = (4·VB·f0)/C (C)
Das Analysieren der Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 und der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 unter Verwendung der allgemein bekannten Fouriertransformation wird das Frequenzspektrum eines Schwebungssignals (im folgenden als ein Zunahmeschwebungssignal bezeichnet), das die Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz, in dem ein von dem FM-CW-Radar ausgesendetes Signal in der Frequenz zunimmt, einschließt, und das Frequenzspektrum eines Schwebungssignals (im folgenden als ein Abnahmeschwebungssignal bezeichnet), das die Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, in dem das ausgesendete Signal in der Frequenz abnimmt, einschließt, wie in 2(a) gezeigt ergeben.
Falls die Geschwindigkeit VB des Fahrzeugs bekannt ist, kann die Differenz zwischen der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2 und der Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 wie oben diskutiert gefunden werden. Folglich wird, wenn das Abnahmeschwebungssignal um eine Frequenz von (fb2 – fb1) verschoben wird, es mit dem Zunahmeschwebungssignal zusammenfallen, wie in 2(b) gezeigt. Die Verwendung dieser Tatsache ermöglicht es, zu bestimmen, ob das Target ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist.
Jedoch berechnen die obigen Techniken eine Verschiebung in dem Spektrum oder der Frequenz des Schwebungssignals (d. h., die Differenz zwischen der Zunahmeschwebungsfrequenz fb1 und der Abnahmeschwebungsfrequenz fb2) nur auf der Grundlage der Tatsache, daß, wenn sich das Fahrzeug mit der Geschwindigkeit VB fortbewegt, das stationäre Objekt, das sich vor dem Fahrzeug befindet, betrachtet werden kann als ob es sich mit der Geschwindigkeit –VB nähert, und treffen folglich auf die Probleme (1), (2), (3) und (4), wie sie unten diskutiert werden, die mit dem Mangel an Genauigkeit assoziiert sind, mit dem ein stationäres Objekt von einem sich bewegenden Objekt unterschieden wird.

(1) Die Nacheilung in der Antwortrate und der Meßfehler eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors bewirkt, daß die Genauigkeit, mit der die Frequenzverschiebung des Schwebungssignals berechnet wird, abnimmt. Insbesondere kann die Frequenzverschiebung aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden, aber wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels eines Computers, der in das Fahrzeug für eine andere Kontrolle eingebaut ist, berechnet wird, wird die Nacheilung in der Inter-Kontrollkommunikation und/oder eine Filteroperation bewirken, daß eine Verschiebung zwischen der berechneten Geschwindigkeit und einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt wird. Zusätzlich erzeugt der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor üblicherweise einen inhärenten Fehler in der Ausgabe. Es ist somit schwierig, die Frequenzverschiebung des Schwebungssignals korrekt allein auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.
(2) Die Richtung eines Radarstrahls wird beim Berechnen der Frequenzverschiebung des Schwebungssignals nicht berücksichtigt, was bewirken wird, daß die Genauigkeit, mit der die Frequenzverschiebung des Schwebungssignals berechnet wird, abnimmt. Üblicherweise erzeugen Radarvorrichtungen, die so entworfen sind, daß sie aus der Richtung orientiert sind, in der sich ein Fahrzeug fortbewegt, und die einen Strahlsteuerungs-/Abtastsensor verwenden, eine Verschiebung zwischen der Richtung der scheinbaren Bewegung eines stationären Objektes und der Richtung eines Radarstrahls, wodurch es möglich ist, die relative Geschwindigkeit des Objektes unter Verwendung des Doppler-Effekts zu bestimmen. Je breiter ein Radarbereich ist, desto größer wird solch eine Verschiebung sein.
(3) Der Vergleich des Spektrums des Abnahmeschwebungssignals, nachdem es um das Spektrum des Zunahmeschwebungssignals verschoben wurde, wird üblicherweise nur unter Verwendung von Amplitudeninformation wie der Höhe der Peaks bzw. Linien und der Gestalt der Spektren gemacht, was einen Fehler beim Bestimmen, ob das Spektrum des Abnahmeschwebungssignals mit jenem des Zunahmeschwebungssignals zusammenfällt oder nicht, bewirken kann. Insbesondere, falls es Zunahme- und Abnahmeschwebungssignale gibt, die von einem sich bewegenden Objekt erzeugt werden, und die dieselbe Linienhöhe besitzen wie jene, die von einem stationären Objekt erzeugt wird, kann dies bewirken, daß das sich bewegende Objekt fälschlicherweise als das stationäre Objekt identifiziert wird.
(4) Falls die Linien der Spektren der Schwebungssignale, die durch stationäre und sich bewegende Objekte erzeugt werden, dieselben sind, so kann dies bewirken, daß die Linie des Spektrums des Schwebungssignals, das von dem sich bewegenden Objekt herrührt, eliminiert wird. Wenn zum Beispiel das FM-CW-Radar in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, können die Spektren der Schwebungssignale, die von einem stationären Objekt wie zum Beispiel einem Schutzgeländer und einem sich bewegenden Objekt wie zum Beispiel einem vorausfahrenden Fahrzeug erzeugt werden, zur selben Zeit gewonnen werden. In diesem Fall können die Linien der beiden Spektren miteinander kombiniert werden, in Abhängigkeit von der Entfernung zu dem stationären Objekt, der Entfernung zu dem sich bewegenden Objekt und der relativen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs in Bezug auf das stationäre und das sich bewegende Objekt. Insbesondere wird ein stationäres Objekt mit einem höheren Reflexionsvermögen wie zum Beispiel ein Eingang eines Tunnels in dem Spektrum eines Schwebungssignals eine starke Linie erzeugen. Die Frequenz nahe jener Linie ist ebenfalls breit, was die Linie in dem Spektrum eines Schwebungssignals, das von einem sich bewegenden Objekt erzeugt wird, verbergen kann, so daß die zwei Linien als eine einzelne Linie beobachtet werden können.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine FM-CW-Radarvorrichtung bereitzustellen, die dazu entworfen bzw. vorgesehen ist, zwischen einem sich bewegenden Objekt und einem nichtbewegten bzw. stationären Objekt präzise zu unterscheiden.
Es wird ein System offenbart, das dazu geeignet ist, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das mit einem FM-CW-Radar ausgerüstet ist, präzise zu berechnen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine frequenzmodulierte Dauerstrichradarvorrichtung bzw. FM-CW-Radarvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die in Kollisionsschutzsystemen oder Reisekontrollsystemen verwendet werden kann, um die Entfernung zu einem Ziel bzw. Target und die relative Geschwindigkeit und Winkelrichtung des Targets zu bestimmen. Das FM-CW-Radar weist auf: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle mit einer Frequenz aussendet, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Zielobjekt bzw. Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Vielzahl von Frequenzverschiebungen zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer Ausgabe eines Geschwindigkeitssensors bestimmt, der eine Geschwindigkeit des mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs mißt, wobei der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis die Frequenzverschiebungen zum Kompensieren eines Fehlers in der Ausgabe des Geschwindigkeitssensors korrigiert; (e) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Peaks bzw. Linien in einem von den ersten und zweiten Spektren um die korrigierten Frequenzverschiebungen verschiebt, um Spektrumsgruppen zu bilden, von denen jede aus den um eine von den korrigierten Frequenzverschiebungen verschobenen Frequenzkomponenten und Frequenzkomponenten mit Linien in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren besteht; (f) einen Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen einem aus den verschobenen Frequenzkomponenten bestehenden Spektrum und dem anderen von den ersten und zweiten Spektren in jeder der Spektrumsgruppen bestimmt, um eine von den Spektrumsgruppen auszuwählen, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt; (g) einen Bestimmungsschaltkreis für die optimale Frequenzverschiebung, der eine von den durch den Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Frequenzverschiebungen, die der einen von dem Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis ausgewählten Spektrumsgruppe entspricht, als eine optimale Frequenzverschiebung bestimmt; und (h) einen Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis, der einen Bewegungszustand des Targetobjekts auf der Grundlage der Frequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender Frequenz in der einen von den Spektrumsgruppen, die der optimalen Frequenzverschiebung entspricht, bestimmt.
In einem bevorzugten Modus der Erfindung sind die von dem Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Frequenzverschiebungen eine als eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmte Basisfrequenzverschiebung und von der Basisfrequenzverschiebung um einen gegebenen Betrag verschiedene Subfrequenzverschiebungen.
Der Frequenzverschiebungsschaltkreis paart in jeder der Spektrumsgruppen jede der verschobenen Frequenzkomponenten in dem einen von den ersten und zweiten Spektren mit einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren. Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis bestimmt in jeder der Spektrumsgruppen ein Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten, die jedes Paar bilden, um die eine von den Spektrumsgruppen auszuwählen, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist oder nicht, auf der Grundlage eines jeden Maßes an Übereinstimmung zwischen einer von den Frequenzkomponenten in dem ersten Spektrum und einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem zweiten Spektrum, die in der einen von den Spektrumsgruppen gepaart sind, die der optimalen Frequenzverschiebung entspricht.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung zwischen Teilen von den Frequenzkomponenten bestimmen, die in jeder der Spektrumsgruppen innerhalb einer vorausgewählten Bandbreite über jeder von den Linien der Frequenzkomponenten gepaart wurden.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten auf der Grundlage von Informationen über eine Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten und einen Azimutwinkel des Targetobjektes bestimmen.
Der Radarwellenempfänger besitzt zwei Empfangskanäle. Die Informationen werden gegeben durch einen Absolutwert einer Vektorsumme aus einem Amplitudenbewertungswert, der mittels der Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten bestimmt wird, und einem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten bestimmt wird, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann den Absolutwert der Vektorsumme aus dem Amplitudenbewertungswert, der mittels einer Amplitude von jedem von Frequenzelementen, die über der Linie von jeder von den Frequenzkomponenten innerhalb einer gegebenen Bandbreite definiert werden, bestimmt wird, und dem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen entsprechenden zwei von den Frequenzelementen der Frequenzkomponenten, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden, bestimmt wird, berechnen und summiert die Absolutwerte der Vektorsummen in jeder von den Frequenzkomponenten auf, um einen ersten Summenwert zu erzeugen. Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis summiert ebenfalls die ersten Summenwerte in jeder von den Spektrumsgruppen auf, um einen zweiten Summenwert zu erzeugen, und wählt eine von den Spektrumsgruppen, die den kleinsten von den zweiten Summenwerten zeigt, als die eine aus, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, daß das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist, wenn ein ausgewählter von den ersten Summenwerten kleiner als ein Schwellwert ist.
Der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis kann ebenfalls die Frequenzverschiebungen als eine Funktion einer Winkelrichtung der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle bestimmen.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, in einem Zyklus, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, schätzt bzw. berechnet eine Position, bei der die von dem als das sich bewegende Objekt bestimmte Targetobjekt herrührende Frequenzkomponente in einem nachfolgenden Zyklus existieren würde, und setzt bei der Position einen berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt in dem nachfolgenden Zyklus das Targetobjekt nicht als das stationäre Objekt auf der Grundlage der Frequenzkomponente, die bei der Position erscheint, bei der der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung auf der Grundlage von Informationen über die Linien der Frequenzkomponenten bestimmen.
Die Informationen sind Informationen über die Frequenzen der Linien, die Höhen der Linien oder die Phasendifferenzen der Linien.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel wird eine FM-CW-Radarvorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, die aufweist: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle in der Form eines Radarstrahls aussendet, die eine Frequenz besitzt, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Frequenzverschiebungen zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer Ausgabe eines Geschwindigkeitssensors bestimmt, der eine Geschwindigkeit des mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs mißt, wobei der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis die Frequenzverschiebung als eine Funktion einer Winkelrichtung des von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarstrahls korrigiert; (e) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Linien in einem von den ersten und zweiten Spektren um die korrigierte Frequenzverschiebung verschiebt, um jede der verschobenen Frequenzkomponenten in dem einen von den ersten und zweiten Spektren mit einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren zu paaren; und (f) einen Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis, der einen Bewegungszustand des Targetobjektes auf der Grundlage der von dem Frequenzverschiebungsschaltkreis gepaarten Frequenzkomponenten bestimmt.
In dem bevorzugten Modus des Beispiels kann ein Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis des weiteren bereitgestellt sein, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten, die jedes Paar bilden, bestimmt. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt den Bewegungszustand des Targetobjektes auf der Grundlage der von dem Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Maße an Übereinstimmung.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung zwischen Teilen von den gepaarten Frequenzkomponenten innerhalb einer vorausgewählten Bandbreite über jeder von den Linien der Frequenzkomponenten bestimmen.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten auf der Grundlage von Informationen über eine Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten und einen Azimutwinkel des Targetobjektes bestimmen.
Der Radarwellenempfänger besitzt zwei Empfangskanäle. Die Informationen werden gegeben durch einen Absolutwert einer Vektorsumme aus einem Amplitudenbewertungswert, der mittels der Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten bestimmt wird, und einem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten bestimmt wird, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann den Absolutwert der Vektorsumme aus dem Amplitudenbewertungswert, der mittels einer Amplitude von jedem von Frequenzelementen, die über der Linie von jeder von den Frequenzkomponenten innerhalb einer gegebenen Bandbreite definiert werden, bestimmt wird, und dem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen entsprechenden zwei von den Frequenzelementen der Frequenzkomponenten, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden, bestimmt wird, berechnen und die Absolutwerte der Vektorsummen in jeder von den Frequenzkomponenten aufsummieren, um einen Summenwert zu erzeugen. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, daß das Targetobjekt das stationäre Objekt ist, wenn ein ausgewählter von den Summenwerten kleiner als ein Schwellwert ist.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, in einem Zyklus, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, schätzt bzw. berechnet eine Position, bei der die von dem als das sich bewegende Objekt bestimmte Targetobjekt herrührende Frequenzkomponente in einem nachfolgenden Zyklus existieren würde, und setzt bei der Position einen berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt in dem nachfolgenden Zyklus das Targetobjekt nicht als das stationäre Objekt auf der Grundlage der Frequenzkomponente, die bei der Position erscheint, bei der der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung auf der Grundlage von Informationen über die Linien der gepaarten Frequenzkomponenten bestimmen.
Die Informationen sind Informationen über die Frequenzen der Linien, die Höhen der Linien oder die Phasendifferenzen der Linien.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel wird eine weitere FM-CW-Radarvorrichtung offenbart, die aufweist: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle in der Form eines Radarstrahls aussendet, die eine Frequenz besitzt, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Linien in einem von den ersten und zweiten Spektren um eine vorausgewählte Frequenzverschiebung verschiebt, um jede der verschobenen Frequenzkomponenten in dem einen von den ersten und zweiten Spektren mit einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren zu paaren; (e) einen Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten, die jedes Paar bilden, auf der Grundlage von Informationen über eine Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten und einen Azimutwinkel des Targetobjektes bestimmt; und (f) einen Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis, der einen Bewegungszustand des Targetobjektes auf der Grundlage der von dem Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Maße an Übereinstimmung bestimmt.
In einem bevorzugten Modus des Beispiels kann der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis das Maß an Übereinstimmung zwischen Teilen von den gepaarten Frequenzkomponenten innerhalb einer vorausgewählten Bandbreite über jeder von den Linien der Frequenzkomponenten bestimmen.
Der Radarwellenempfänger besitzt zwei Empfangskanäle. Die Informationen werden gegeben durch einen Absolutwert einer Vektorsumme aus einem Amplitudenbewertungswert, der mittels der Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten bestimmt wird, und einem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten bestimmt wird, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann den Absolutwert der Vektorsumme aus dem Amplitudenbewertungswert, der mittels einer Amplitude von jedem von Frequenzelementen, die über die Linie von jeder von den Frequenzkomponenten innerhalb einer gegebenen Bandbreite definiert werden, bestimmt wird, und dem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen entsprechenden zwei von den Frequenzelementen der Frequenzkomponenten, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden, bestimmt wird, berechnen und die Absolutwerte der Vektorsummen in jeder von den Frequenzkomponenten aufsummieren, um einen Summenwert zu erzeugen. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, daß das Targetobjekt das stationäre Objekt ist, wenn ein ausgewählter von den Summenwerten kleiner als ein Schwellwert ist.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, in einem Zyklus, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, schätzt bzw. berechnet eine Position, bei der die von dem als das sich bewegende Objekt bestimmte Targetobjekt herrührende Frequenzkomponente in einem nachfolgenden Zyklus existieren würde, und setzt bei der Position einen berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt in dem nachfolgenden Zyklus das Targetobjekt nicht als das stationäre Objekt auf der Grundlage der Frequenzkomponente, die bei der Position erscheint, bei der der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung auf der Grundlage von Informationen über die Linien der gepaarten Frequenzkomponenten bestimmen.
Die Informationen sind Informationen über die Frequenzen der Linien, die Höhen der Linien oder die Phasendifferenzen der Linien.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel wird eine weitere FM-CW-Radarvorrichtung offenbart, die aufweist: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle in der Form eines Radarstrahls aussendet, die eine Frequenz besitzt, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Linien in einem von den ersten und zweiten Spektren um eine vorausgewählte Frequenzverschiebung verschiebt, um jede der verschobenen Frequenzkomponenten in dem einen von den ersten und zweiten Spektren mit einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren zu paaren; und (e) einen Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis, der die Frequenzkomponenten, die jedes Paar bilden, vergleicht, um einen Bewegungszustand des Targetobjektes zu bestimmen, wobei der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, in einem Zyklus, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, eine Position schätzt bzw. berechnet, bei der die von dem als das sich bewegende Objekt bestimmte Targetobjekt herrührende Frequenzkomponente in einem nachfolgenden Zyklus existieren würde, und bei der Position einen berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker setzt, wobei der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis in dem nachfolgenden Zyklus das Targetobjekt nicht als das stationäre Objekt bestimmt auf der Grundlage der Frequenzkomponente, die bei der Position erscheint, bei der der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel wird eine weitere FM-CW-Radarvorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, die aufweist: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle mit einer Frequenz aussendet, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Frequenzverschiebung zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer Geschwindigkeit des mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs bestimmt; (e) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Linien in einem von den ersten und zweiten Spektren um die Frequenzverschiebung verschiebt, um Paare zu bilden, von denen jedes aus einer von den um die Frequenzverschiebung verschobenen Frequenzkomponenten und einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten mit Linien in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren besteht; (f) einen Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen einem aus den von dem Frequenzverschiebungsschaltkreis verschobenen Frequenzkomponenten bestehenden Spektrum und dem anderen von den ersten und zweiten Spektren auf der Grundlage von Informationen über Teile von den Frequenzkomponenten innerhalb einer vorausgewählten Bandbreite über jeder von den Linien der Frequenzkomponenten in einem von den ersten und zweiten Spektren, das als eine Referenz ausgewählt wird, bestimmt; und (g) einen Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis, der einen Bewegungszustand des Targetobjektes auf der Grundlage der Paare der Frequenzkomponenten bestimmt.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel wird eine weitere FM-CW-Radarvorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, die aufweist: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle mit einer Frequenz aussendet, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Frequenzverschiebung zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer Geschwindigkeit eines mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs bestimmt; (e) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Linien in einem von den ersten und zweiten Spektren innerhalb eines Bereiches aus der Frequenzverschiebung ± einem gegebenen Frequenzband verschiebt; und (f) einen Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen einem aus den von dem Frequenzverschiebungsschaltkreis verschobenen Frequenzkomponenten bestehenden Spektrum und dem anderen von den ersten und zweiten Spektren auf der Grundlage von Informationen über die Linien der Frequenzkomponenten der ersten und zweiten Spektren bestimmt.
In dem bevorzugten Modus des Beispiels sind die Informationen Informationen über die Frequenzen der Linien, die Höhen der Linien oder die Phasendifferenzen der Linien.
Der Radarwellenempfänger besitzt zwei Empfangskanäle. Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis bestimmt das Maß an Übereinstimmung auf der Grundlage eines Absolutwertes einer Vektorsumme aus einem Amplitudenbewertungswert, der mittels der Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten bestimmt wird, und einem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen Frequenzkomponenten bestimmt wird, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden.
Ein Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis kann des weiteren bereitgestellt sein, der bestimmt, daß das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist, wenn ein ausgewählter von den Absolutwerten kleiner als ein Schwellwert ist.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden modifizierten Beispiel wird eine weitere FM-CW-Radarvorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, die aufweist: (a) einen Radarwellensender, der eine Radarwelle in der Form eines Sendesignals aussendet, das eine Frequenz besitzt, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; (b) einen Radarwellenempfänger, der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt aufnimmt bzw. empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal zu erzeugen; (c) einen Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; (d) einen Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Vielzahl von Frequenzverschiebungen zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer von einem Geschwindigkeitssensor gemessenen Geschwindigkeit eines mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs bestimmt, wobei der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis die Frequenzverschiebungen zum Kompensieren eines Fehlers in der Messung des Geschwindigkeitssensors korrigiert; (e) einen Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten mit Linien in einem von den ersten und Spektren um die korrigierten Frequenzverschiebungen verschiebt, um Spektrumsgruppen zu bilden, von denen jede aus den um eine von den korrigierten Frequenzverschiebungen verschobenen Frequenzkomponenten und Frequenzkomponenten mit Linien in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren besteht; (f) einen Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen einem aus den verschobenen Frequenzkomponenten bestehenden Spektrum und dem anderen von den ersten und zweiten Spektren in jeder der Spektrumsgruppen bestimmt, um eine von den Spektrumsgruppen auszuwählen, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt; (g) einen Bestimmungsschaltkreis für die optimale Frequenzverschiebung, der eine von den von dem Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Frequenzverschiebungen, die der einen von dem Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis ausgewählten Spektrumsgruppe entspricht, als eine optimale Frequenzverschiebung bestimmt; und (h) einen Berechnungsschaltkreis, der eine tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels Korrigieren der von dem Geschwindigkeitssensor gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung der optimalen Frequenzverschiebung berechnet.
In einem bevorzugten Modus des Beispiels berechnet der Berechnungsschaltkreis die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer folgenden Gleichung TVB = TSn·C/(4·f0) wobei TVB die tatsächliche Geschwindigkeit, TSn die optimale Frequenzverschiebung, C eine Lichtgeschwindigkeit und f0 eine Mittenfrequenz des Sendesignals ist.
Der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis korrigiert die Frequenzverschiebungen auf der Grundlage der von dem Berechnungsschaltkreis berechneten tatsächlichen Geschwindigkeit.
Der Berechnungsschaltkreis berechnet die tatsächliche Geschwindigkeit in einem Zyklus, bestimmt einen tatsächlichen Beschleunigungswert auf der Grundlage einer Differenz zwischen der in diesem Zyklus berechneten tatsächlichen Geschwindigkeit und der einen Zyklus früher berechneten tatsächlichen Geschwindigkeit, und berechnet eine tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem nachfolgenden Zyklus. Der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis korrigiert die Frequenzverschiebungen auf der Grundlage der berechneten tatsächlichen Geschwindigkeit in dem nachfolgenden Zyklus.
Die von dem Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Frequenzverschiebungen können eine als eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmte Basisfrequenzverschiebung und um einen gegebenen Betrag von der Basisfrequenzverschiebung verschiedene Subfrequenzverschiebungen sein.
Der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis kann die Frequenzverschiebungen ebenfalls als eine Funktion einer Winkelrichtung der von dem Radarwellensender ausgesendeten Radarwelle bestimmen.
Der Frequenzverschiebungsschaltkreis paart in jeder der Spektrumsgruppen jede der verschobenen Frequenzkomponenten in dem einen von den ersten und zweiten Spektren mit einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren. Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis bestimmt in jeder der Spektrumsgruppen ein Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten, die jedes Paar bilden, um die eine von den Spektrumsgruppen auszuwählen, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt.
Ein Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis kann des weiteren bereitgestellt sein, der bestimmt, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist oder nicht, auf der Grundlage eines jeden Maßes an Übereinstimmung zwischen einer von den Frequenzkomponenten in dem ersten Spektrum und einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem zweiten Spektrum, die in der einen von den Spektrumsgruppen gepaart sind, die der optimalen Frequenzverschiebung entspricht.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, in einem Zyklus, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, schätzt bzw. berechnet eine Position, bei der die von dem als das sich bewegende Objekt bestimmte Targetobjekt herrührende Frequenzkomponente in einem nachfolgenden Zyklus existieren würde, und setzt bei der Position einen berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker. Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt in dem nachfolgenden Zyklus das Targetobjekt nicht als das stationäre Objekt auf der Grundlage der Frequenzkomponente, die bei der Position erscheint, bei der der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist.
Der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis vergleicht die von dem Berechnungsschaltkreis berechnete tatsächliche Geschwindigkeit mit einer relativen Geschwindigkeit des Targetobjekts in Bezug auf das Fahrzeug und reflektiert ein Ergebnis des Vergleichs über die Bestimmung, ob das Targetobjekt das stationäre Objekt oder das sich bewegende Objekt ist.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann das Maß an Übereinstimmung auf der Grundlage von Informationen über wenigstens eine Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten oder einen Azimutwinkel des Targetobjektes bestimmen.
Der Radarwellenempfänger besitzt zwei Empfangskanäle. Die Informationen werden gegeben durch einen Absolutwert einer Vektorsumme aus einem Amplitudenbewertungswert, der mittels der Amplitude von jeder von den Frequenzkomponenten bestimmt wird, und einem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen den Frequenzkomponenten bestimmt wird, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden.
Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis kann den Absolutwert der Vektorsumme aus dem Amplitudenbewertungswert, der mittels einer Amplitude von jedem von Frequenzelementen, die über der Linie von jeder von den Frequenzkomponenten innerhalb einer gegebenen Bandbreite definiert werden, bestimmt wird, und dem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen entsprechenden zwei von den Frequenzelementen der Frequenzkomponenten, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden, bestimmt wird, berechnen und die Absolutwerte der Vektorsummen in jeder von den Frequenzkomponenten aufsummieren, um einen ersten Summenwert zu erzeugen. Der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis summiert ebenfalls die ersten Summenwerte in jeder von den Spektrumsgruppen auf, um einen zweiten Summenwert zu erzeugen, und wählt eine von den Spektrumsgruppen, die den kleinsten von den zweiten Summenwerten zeigt, als die eine aus, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt.
Ein Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis kann des weiteren bereitgestellt sein, der bestimmt, daß das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist, wenn ein ausgewählter von den ersten Summenwerten kleiner als ein Schwellwert ist.
Gemäß einem lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel wird eine Fahrzeugkontrollvorrichtung offenbart, die die bei dem oben beschreibenen modifizierten Beispiel berechnete tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs in vorausgewählten Fahrzeugkontrolloperationen verwendet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Man wird die vorliegende Erfindung vollständiger aus der ausführlichen im folgenden gegebenen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstehen, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, daß sie die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen beschränken, sondern nur zum Zwecke des Erklärens und Verstehens dienen.
In den Zeichnungen:
1(a) ist eine graphische Darstellung, die Frequenzen von gesendeten und empfangenen Signalen zeigt, wenn die relative Geschwindigkeit eines Targets im wesentlichen Null ist;
1(b) ist eine graphische Darstellung, die eine Schwebungsfrequenz zeigt, wenn die relative Geschwindigkeit eines Targets im wesentlichen Null ist;
1(c) ist eine graphische Darstellung, die Frequenzen von gesendeten und empfangenen Signalen zeigt, wenn die relative Geschwindigkeit eines Targets nicht Null ist;
1(d) ist eine graphische Darstellung, die eine Schwebungsfrequenz zeigt, wenn die relative Geschwindigkeit eines Targets nicht Null ist;
2(a) veranschaulicht Spektren von Zunahme- und Abnahmeschwebungssignalen;
2(b) veranschaulicht Spektren von Zunahme- und Abnahmeschwebungssignalen, wenn das Abnahmeschwebungssignal in der Frequenz zu dem Zunahmeschwebungssignal verschoben wird;
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeugkontrollsystem zeigt, das mit einem FM-CW-Radar gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
4 ist ein Blockdiagramm, das ein FM-CW-Radar gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine graphische Darstellung, die eine Variation in der Frequenz einer Radarwelle zeigt;
6 ist eine Illustration, die Speicherplätze eines RAM in einer Radarvorrichtung zeigt, worin von Schwebungssignalen gewonnene Frequenzkomponenten gespeichert werden;
7 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Bestimmen der Entfernung zu einem radarerfaßten Objekt, der relativen Geschwindigkeit und der Winkelrichtung des radarerfaßten Objekts;
8 ist eine Illustration, die die Beziehung einer Winkelrichtung eines Radarstrahls und einer relativen Geschwindigkeit eines stationären Objekts zeigt;
9 ist eine Illustration, die die Definition eines Bewertungswerts |Vp| zeigt;
10(a) veranschaulicht ein Spektrum in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz;
10(b) veranschaulicht ein Spektrum in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz;
11(a) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzkomponenten in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz;
11(b) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzkomponenten in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, der verschoben ist;
12(a) ist eine Illustration, die eine Position einer von einem sich bewegenden Objekt herrührenden Frequenzkomponente zur Zeit t zeigt;
12(b) ist eine Illustration, die eine berechnete Position der von dem sich bewegenden Objekt herrührenden Frequenzkomponente, wie in 12(a) gezeigt, zeigt, nach der Zeit t + Δt;
13 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Bestimmen des Typs eines Targets;
14(a) veranschaulicht Frequenzlinien in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz;
14(b) veranschaulicht Frequenzlinien in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz;
15(a) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzlinien in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz;
15(b) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzlinien in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, der verschoben ist;
16 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Bestimmen des Typs eines Targets gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
17(a) veranschaulicht Frequenzlinien in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz, wenn es in einer Radarerfassungszone ein Schutzgeländer gibt;
17(b) veranschaulicht Frequenzlinien in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, wenn es in einer Radarerfassungszone ein Schutzgeländer gibt;
18(a) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzlinien in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz in einem ersten erläuternden Beispiel;
18(b) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzlinien in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz in dem ersten Beispiel;
18(c) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzlinien in einem Bereich zunehmender modulierter Frequenz in einem zweiten Beispiel;
18(d) veranschaulicht die Leistungen von Frequenzlinien in einem Bereich abnehmender modulierter Frequenz in dem zweiten Beispiel;
19 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Bestimmen des Typs eines Targets gemäß dem ersten Beispiel;
20 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Bestimmen der Entfernung zu einem radarerfaßten Objekt, der relativen Geschwindigkeit und der Winkelrichtung des radarerfaßten Objekts gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
21 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Berechnen einer tatsächlichen Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß der dritten Ausführungsform; und
22 ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Bestimmen des Typs eines Targets gemäß der dritten Ausführungsform.
Die erste, zweite und dritte Ausführungsform bilden den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, während die Beispiele lediglich deren Erläuterung dienen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin in mehreren Ansichten gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile verweisen, insbesondere in Bezug auf 3, ist ein Fahrzeugkontrollsystem 1 gezeigt, das einen Computer zum Durchführen einer Kollisionsschutzkontrolle, Radarreisekontrolle und/oder Blockierschutzkontrolle umfaßt. Das Fahrzeugkontrollsystem 1 ist mit einem frequenzmodulierten Dauerstrichradar 2 bzw. FM-CW-Radar 2 ausgestattet, das als ein Phasendifferenzmonopulsradar bekannt ist. Das Fahrzeugkontrollsystem 1 empfängt Ausgaben von Sensoren 3, die einen Radgeschwindigkeitssensor 3a und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3b umfassen, und gibt Steuersignale an Aktuatoren 5 aus, die ein Drosselventil 5a, Einspritzdüsen 5b und Zylinderspulenventile 5c zur hydraulischen Kontrolle umfassen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3b ist dafür entworfen bzw. vorgesehen, die Geschwindigkeit einer Kurbelwelle eines Motors zu messen und ein Sensorsignal bereitzustellen, das die Fahrzeuggeschwindigkeit VB dem Radar 2 durch das Fahrzeugkontrollsystem 1 anzeigt. Das Radar bzw. die Radarvorrichtung 2, wie später ausführlich in einer der Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, korrigiert die Fahrzeuggeschwindigkeit VB und führt dem Fahrzeugkontrollsystem 1 die korrigierte Fahrzeuggeschwindigkeit TVB (im folgenden auch als eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet) zur Verwendung in der oben beschriebenen Kontrolle bzw. Steuerung zu.
Das FM-CW-Radar 2, wie in 4 gezeigt, besteht im allgemeinen aus einem Transceiver 10 und einem Signalprozessor 20. Der Transceiver 10 umfaßt einen Sender 12 und ein Paar von Empfängern 14 und 16. Der Sender 12 sendet eine Radarwelle aus, deren Frequenz mit einem Modulationssignal Sm moduliert wird. Die Empfänger 14 und 16 empfangen ein Echo der Radarwelle von einem in einer vorgegebenen Erfassungszone befindlichen reflektierenden Objekt und geben Schwebungssignale B1 und B2 mit Zwischenfrequenzen aus. Der Signalprozessor 20 führt das Modulationssignal Sm dem Sender 12 zu und bestimmt unter der Verwendung der Schwebungssignale B1 und B2, ob das Objekt in der Erfassungszone ein sich bewegendes Objekt oder ein nichtbewegtes bzw. stationäres Objekt ist.
In der folgenden Diskussion wird angenommen, daß die Radarvorrichtung 2 in einem Kraftfahrzeug (im folgenden als ein Systemfahrzeug bezeichnet) angebracht ist, um ein Hindernis vor dem Systemfahrzeug zu erfassen, der Transceiver 10 an der Vorderseite des Systemfahrzeugs installiert ist, und der Signalprozessor 20 in oder nahe eines Fahrerhauses bzw. einer Kabine installiert ist.
Der Sender 12 umfaßt einen Modulator 12a, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 12b, Leistungsverteiler (d. h., Koppler) 12c und 12d, und eine Sendeantenne 12e. Der Modulator 12a stellt den Pegel des Modulationssignals Sm auf eins für den spannungsgesteuerten Oszillator 12b ein. Der spannungsgesteuerte Oszillator 12b erzeugt ein Hochfrequenzsignal in einem Millimeterwellenband. Die Leistungsverteiler 12c und 12d teilen die Leistung des Hochfrequenzsignals auf, um dem Empfänger 14 bzw. 16 lokale Signale zuzuführen. Die Sendeantenne 12e strahlt eine Ausgabe des Leistungsverteilers 12d (d. h., das Hochfrequenzsignal) als eine Radarwelle ab.
Der Empfänger 14 umfaßt eine Empfangsantenne 14a, einen Mischer 14b, einen Vorverstärker 14c, einen Tiefpaßfilter 14d und einen Nachverstärker 14e. Die Empfangsantenne 14a empfängt ein Echo der von der Sendeantenne 12e ausgesendeten Radarwelle. Der Mischer 14b mischt das empfangene Signal mit dem von dem Leistungsverteiler 12d eingegebenen lokalen Signal und gibt es an den Vorverstärker 14c aus. Der Vorverstärker 14c verstärkt die Ausgabe von dem Mischer 14b. Der Tiefpaßfilter 14d entfernt unerwünschte Hochfrequenzkomponenten von einer Ausgabe von dem Vorverstärker 14c, um ein Schwebungssignal B1 mit einer Frequenzkomponente zu erzeugen, die der Differenz in der Frequenz zwischen dem ausgesendeten Signal und dem empfangenen Signal entspricht. Der Nachverstärker 14e verstärkt das Schwebungssignal B1 auf einen erforderlichen Pegel und gibt es an den Signalprozessor 20 aus.
Der Empfänger 16 besitzt, wie man der Zeichnung entnehmen kann, dieselbe Struktur wie jene des Empfängers 14 und mischt ein empfangenes Signal mit dem von dem Leistungsverteiler 12c eingegebenen lokalen Signal, um das Schwebungssignal B2 zu erzeugen. Die Empfänger 14 und 16 werden im folgenden ebenfalls als ein Kanal CH1 bzw. ein Kanal CH2 bezeichnet werden.
Der Signalprozessor 20 besteht aus einem Dreieckswellengenerator 22, A/D-Wandlern 24a und 24b, einem Mikrocomputer 26 und einer arithmetischen Verarbeitungseinheit bzw. Arithmetikeinheit 28. Der Dreieckswellengenerator 22 aktiviert als Reaktion auf ein Startsignal C1 von dem Mikrocomputer 26, um das Modulationssignal Sm in der Form einer Dreieckswelle zu erzeugen. Die A/D-Wandler 24a und 24b operieren als Reaktion auf ein Startsignal C2, um die von den Empfängern 14 und 16 eingegebenen Schwebungssignale B1 und B2 in digitale Signale D1 und D2 umzuwandeln. Der Mikrocomputer 26 besteht aus einer CPU 26a, einem ROM 26b und einem RAM 26c und steuert bzw. kontrolliert den Dreieckswellengenerator 22, die A/D-Wandler 24a und 24b und die arithmetische Verarbeitungseinheit 28. Der Mikrocomputer 26 bestimmt ebenfalls auf der Grundlage der digitalen Signale D1 und D2 die Entfernung zu einem Target und die relative Geschwindigkeit und den Azimut oder die Winkelrichtung des Targets, und bestimmt ebenfalls, ob das Target ein sich bewegendes Objekt oder ein stationäres Objekt ist. Die arithmetische Verarbeitungseinheit 28 ist Reaktion auf ein Kommandosignal von dem Mikrocomputer 26, um die schnelle Fouriertransformation (FFT) durchzuführen.
Die A/D-Wandler 24a und 24b reagieren auf das Startsignal C2, um die Schwebungssignale B1 und B2 in die digitalen Signale D1 und D2 in regelmäßigen Intervallen umzuwandeln, und speichern sie in vorgegebenen Speicherstellen des RAMs 26c. Nach der Beendigung einer vorgegebenen Anzahl von A/D-Umwandlungen setzt jeder der A/D-Wandler 24a und 24b ein Termination-Flag bzw. einen Terminationsmerker in dem RAM 26c und beendet das Operieren.
Wenn der Dreieckswellengenerator 22 das Modulationssignal Sm durch den Modulator 12a an den spannungsgesteuerten Oszillator 12b ausgibt, erzeugt der spannungsgesteuerte Oszillator 12b ein Radarausgabesignal (im folgenden ebenfalls als ein Sendesignal bezeichnet), dessen Frequenz in einem Zyklus mit einer vorgegebenen Rate in einem Bereich zunimmt (d. h., dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz), in dem das Modulationssignal Sm in der Form einer Dreieckswelle linear im Pegel ansteigt, und dessen Frequenz in einem Zyklus mit einer vorgegebenen Rate in einem folgenden Bereich abnimmt (d. h., dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz), in dem das Modulationssignal Sm im Pegel linear abnimmt.
5 zeigt eine Variation in der Frequenz des Radarausgabesignals.
Die Frequenz des Radarausgabesignals wird mit dem Modulationssignal Sm moduliert, derart, daß sie zyklisch in einem Bereich von 1/fm um ΔF zunehmen und abnehmen kann. Die Mittenfrequenz des Radarausgabesignals in dem Bereich von 1/fm wird im folgenden als f0 definiert werden. Der Zyklus, in dem das Radarausgabesignal moduliert wird, wird auf 100 ms gesetzt. Dies wird gemacht, weil ein Hinderniserfassungsprogramm, wie es später diskutiert werden wird, in regelmäßigen Intervallen von 100 ms ausgeführt wird, und das Startsignal C1 wird in jedem Programmzyklus ausgegeben.
Der Sender 12 strahlt eine durch das mit dem Modulationssignal Sm modulierte Radarausgabesignal erzeugte Radarwelle ab. Falls sich ein reflektierendes Objekt in der Erfassungszone befindet, nehmen die Empfänger 14 und 16 Echos der Radarwelle von dem Objekt durch die Empfangsantennen 14a und 14b hindurch auf und mischen sie mit den von dem Sender 12 eingegebenen Radarausgabesignalen, um das Schwebungssignal B1 bzw. B2 zu erzeugen. Die Echos der Radarwelle, oder die Signale, die von den Empfängern 14 und 16 empfangen bzw. aufgenommen werden, erfahren jeweils eine Verzögerung wegen der Zeit, die die Radarwelle benötigt, um sich von dem Sender 12 zu dem Objekt und zurück auszubreiten, und sind ebenfalls in der Frequenz dopplerverschoben, falls sich das Objekt relativ in Bezug auf die Radarvorrichtung 2 bewegt. Die Schwebungssignale B1 und B2 enthalten somit, wie in 1(c) gezeigt, eine zeitverzögerte Komponente fr und eine dopplerverschobene Komponente fd.
Die A/D-Wandler 24a und 24b wandeln die Schwebungssignale B1 und B2 in die digitalen Signale D1 und D2 um. Das digitale Signal D1 wird, wie in 6 gezeigt, in einer von den Speicherstellen oder Datenblöcken DB1 und DB2 des RAMs 26c gespeichert. Gleichermaßen wird das digitale Signal D2 in einem von den Datenblöcken DB3 und DB4 gespeichert. Insbesondere operiert jeder der A/D-Wandler 24a und 24b bei Aktivierung des Dreieckswellengenerators 22 und führt eine vorgegebene Anzahl von A/D-Umwandlungen während der Ausgabe des Modulationssignals Sm durch. Folglich wird die erste Hälfte der digitalen Signale D1 und D2 in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz in dem Datenblock DB1 bzw. DB3 gespeichert, während die zweite Hälfte der digitalen Signale D1 und D2 in dem Bereich zunehmender Frequenz in dem Datenblock DB1 bzw. DB3 gespeichert wird. Die so in dem RAM 26c gespeicherten digitalen Signale D1 und D2 werden in der arithmetischen Verarbeitungseinheit 28 des Mikrocomputers 26 verarbeitet, um Hindernisse in der Erfassungszone zu identifizieren.
7 zeigt ein Programm oder logische Schritte, die von dem Mikrocomputer 26 in regelmäßigen Intervallen von 100 ms durchgeführt werden, um Hindernisse in der Erfassungszone zu erfassen.
Nach dem Eintreten in das Programm schreitet die Routine zu Schritt 110 fort, in dem das Startsignal C1 ausgegeben wird, um den Dreieckswellengenerator 22 zu aktivieren. Die Routine schreitet zu Schritt 120 fort, in dem der Terminationsmerker bzw. das Termination-Flag in dem RAM 26c gelöscht wird, und das Startsignal C2 wird ausgegeben, um die A/D-Wandler 24a und 24b zu aktivieren.
Der Sender 12 empfängt das Modulationssignal Sm von dem Dreieckswellengenerator 22 und gibt eine frequenzmodulierte Radarwelle aus. Die Empfänger 14 und 16 empfangen Echos der Radarwelle, um die Schwebungssignale B1 und B2 zu erzeugen. Die A/D-Wandler 24a und 24b wandeln die Schwebungssignale B1 und B2 in die digitalen Signale D1 und D2 um und speichern sie in dem RAM 26c.
Die Routine schreitet zu Schritt 130 fort, in dem der Terminationsmerker in dem RAM 26c überprüft wird, um zu bestimmen, ob die A/D-Umwandlungen beendet worden sind oder nicht. Falls der Terminationsmerker nicht gesetzt ist, wird es bestimmt, daß die A/D-Umwandlungen noch nicht beendet worden sind, und die Routine wiederholt Schritt 130. Alternativ, falls der Terminationsmerker gesetzt ist, was bedeutet, daß die A/D-Umwandlungen beendet worden sind, schreitet die Routine dann zu Schritt 140 fort, in dem die Datenblöcke DB1 bis DB4 des RAMs 26c der Reihe nach ausgewählt werden und die Daten in jedem Datenblock DBi (I = 1 bis 4) in die arithmetische Verarbeitungseinheit 28 eingegeben werden, um an ihnen eine FFT (schnelle Fouriertransformation) durchzuführen, um für jede Frequenz einen komplexen Vektor zu erzeugen. Die in die arithmetische Verarbeitungseinheit 28 eingegebenen Daten werden der bekannten Fensterverarbeitung unter Verwendung eines Hanning-Fensters oder eines Dreiecksfensters zum Beschränken von Nebenkeulen, die in der Operation der FFT auftauchen, unterworfen.
Die Routine schreitet zu Schritt 150 fort, in dem auf der Grundlage der Absolutwerte der komplexen Vektoren, das heißt, Amplituden von durch die komplexen Vektoren angezeigten Frequenzkomponenten, alle Frequenzkomponenten (im folgenden ebenfalls als Linienfrequenzkomponenten bezeichnet), die Maxima bzw. Linien (im folgenden ebenfalls als Spektrumslinien bezeichnet) des Frequenzspektrums zeigen, gefunden werden. Die Bestimmung von jeder Linienfrequenzkomponente kann durch Überwachen einer Variation in der Amplitude von jeder Frequenzkomponente in zeitlicher Folge erreicht werden, um eine Frequenz zu bestimmen, bei der die Variation in der Amplitude das Vorzeichen umkehrt.
Die Routine schreitet zu Schritt 160 fort, in dem die Phase von jeder der Linienfrequenzkomponenten bestimmt wird, welche äquivalent zu dem Winkel ist, den jeder der komplexen Vektoren mit der realen Achse macht.
Die Routine schreitet zu Schritt 170 fort, in dem bestimmt wird, ob alle in den Datenblöcken DB1 bis DB4 des RAMs 26c gespeicherten Daten verarbeitet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort eine NEIN erhalten wird, dann wiederholt die Routine die Operationen in den Schritten 140 bis 160 an den Daten in einem der Datenblöcke DB1 bis DB4, die noch nicht verarbeitet worden sind. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, was bedeutet, daß die Daten in den gesamten Datenblöcken DB1 bis DB4 verarbeitet worden sind, dann schreitet die Routine zu Schritt 175 fort.
In Schritt 175 wird ein Stationäres-Objekt-Identifizierungsprogramm, wie es später ausführlich diskutiert werden wird, ausgeführt.
Die Routine schreitet zu Schritt 180 fort, in dem ein Paarungsprogramm ausgeführt wird, um die Amplituden oder Leistungen der Linienfrequenzkomponenten zu vergleichen, um ein Paar aus den Linienfrequenzkomponenten zu spezifizieren, die dieselbe Leistung in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz besitzen, wie sie von einer von demselben Hindernis reflektierten Radarwelle gewonnen werden. Man beachte, daß die Linienfrequenzkomponenten, die in Schritt 175 als kein Paar mit derselben Leistung bestimmt worden sind, in Schritt 180 eindeutig nicht der Paarungsoperation unterworfen werden. Die US 5751240 A , eingereicht am 11. Dezember 1996, und die US 5731778 A , die beide demselben Inhaber wie jenem dieser Anmeldung übertragen sind, lehren solch eine Paarungsoperation, und deren Offenbarung wird hier mittels Verweis aufgenommen.
Die Routine schreitet zu Schritt 190 fort, in dem ein Entfernungs-/Geschwindigkeits-/Azimut-Bestimmungsprogramm ausgeführt wird, um die Entfernung zu einem Ziel bzw. Target, die Geschwindigkeit und den Azimut oder die Winkelrichtung des Targets auf der Grundlage der in Schritt 180 gepaarten Linienfrequenzkomponenten zu bestimmen. Zum Beispiel wird die Phasendifferenz zwischen zwei von den durch die Kanäle CH1 und CH2 in jedem der Bereiche zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz gewonnenen Frequenzkomponenten berechnet. Falls sich die Phasendifferenzen in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz im Vorzeichen unterscheiden, so werden die Entfernung D zu dem Target und die relative Geschwindigkeit V des Targets gemäß den folgenden Gleichungen (1) und (2) bestimmt. V = (C/(4·f0))·(fb2 – fb1) (1) D = (C/(8·ΔF·fm))·(fb2 + fb1) (2) wobei ΔF eine Variation in der Frequenz des Sendesignals, f0 die Mittenfrequenz des Sendesignals, 1/fm die für Frequenzmodulation in einem Zyklus erforderliche Zeit (d. h., fm ist die Frequenz der bei der Modulation des Sendesignals verwendeten Dreieckswelle), C die Lichtgeschwindigkeit, fb1 die Zunahmeschwebungsfrequenz und fb2 die Abnahmeschwebungsfrequenz ist.
Die Entfernungs-/Geschwindigkeits-/Azimutbestimmungsoperation in Schritt 190 wird in der oben beschriebenen US 5751240 A und in der US 5731778 A gelehrt, und deren ausführliche Erklärung wird hier unterlassen werden.
Die Stationäres-Objekt-Identifizierungsoperation in Schritt 175 wird im folgenden ausführlich diskutiert werden.
Als erstes werden eine Vielzahl von Frequenzverschiebungen (Sn – 1, Sn, Sn + 1) zum Kompensieren eines Fehlers in der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b oder dergleichen bestimmt. Eine der Frequenzverschiebungen, die eine optimale Frequenzverschiebung TSn ist, wird unter Verwendung einer vorgegebenen Bewertungsfunktion ausgewählt. Unter Verwendung eines Spektrums in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz und eines Spektrums in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, das um die optimale Frequenzverschiebung TSn verschoben wurde, wird es bestimmt, ob das Ziel bzw. Target, das die Linienfrequenzkomponenten erzeugt, ein stationäres bzw. nichtbewegtes Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist. Diese Operationen werde im folgenden ausführlicher beschrieben werden.
Die Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn, Sn + 1 werden in den folgenden Schritten (1), (2) und (3) bestimmt. (1) Eine Gleichung zum Berechnen einer Basisfrequenzverschiebung unter Verwendung der Geschwindigkeit VB des mit dem Radar 2 ausgerüsteten Fahrzeugs wird eingerichtet. Genauer gesagt wird die folgende Gleichung (3) durch Modifizieren der obigen Gleichung (1) zum Finden der Basisfrequenzverschiebung (= fb2 – fb1), die erforderlich ist, um das Ausmaß zu bestimmen, um das das Spektrum des Schwebungssignals zum Identifizieren eines stationären Objekts verschoben werden sollte, eingerichtet. (fb2 – fb1) = (4·VB·f0)/C (3) wobei fb1 die Zunahmeschwebungsfrequenz, fb2 die Abnahmeschwebungsfrequenz, VB die Fahrzeuggeschwindigkeit, f0 die Mittenfrequenz des Sendesignals und C die Lichtgeschwindigkeit ist.
Falls ein Fehler in der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b schon bekannt ist oder man ihn schon festgestellt hat, wird in der Gleichung (3) die Fahrzeuggeschwindigkeit VB verwendet, die mittels eines Korrekturkoeffizienten, den man in einer Tabelle nachgeschaut hat, korrigiert wird, um den Fehler zu kompensieren. (2) Die Basisfrequenzverschiebung wird als eine Funktion der Winkelrichtung, in welcher ein Radarstrahl (z. B. ein Laserstrahl) von dem Sender 12 ausgegeben wird, korrigiert. Es sei angenommen, daß der Winkel, den der Radarstrahl, wie in 8 gezeigt, mit der Vorderseite eines Strahlsteuerungs-/Abtastsensors oder einer Mittenlinie in Längsrichtung des Fahrzeugs bildet, als ein Strahlwinkel θ definiert ist. In einem Fall, wo die relative Geschwindigkeit des Targets unter Verwendung des Dopplereffektes bestimmt wird, ist eine erfaßbare Geschwindigkeitskomponente eine der Geschwindigkeitskomponenten in der Richtung des Radarstrahls (d. h., –VBcosθ). Diese Geschwindigkeitskomponente nimmt ab, wenn der Strahlwinkel θ zunimmt, so daß die Differenz zwischen ihr und einer tatsächlichen relativen Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit, mit der das Target sich dem Fahrzeug nähert (d. h., –VB) groß wird, was zu einem Fehler beim Verschieben der Frequenz des Schwebungssignals führt.
Folglich wird die Basisfrequenzverschiebung unter Verwendung eines Winkelkorrekturkoeffizienten (cosθ) korrigiert, um eine erste korrigierte Basisfrequenzverschiebung gemäß der folgenden Gleichung (4) zu bestimmen. Erste korrigierte Basisfrequenzverschiebung = (4·cosθ·VB·f0)/C (4)
(3) Die erste korrigierte Basisfrequenzverschiebung wird weiter zum Kompensieren einer Verzögerung in der Antwortrate des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b korrigiert. Typischerweise sind Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren dazu vorgesehen, Zeitintervalle zwischen Pulssignalen zu messen, die von einem Pulsgenerator ausgegeben werden, der auf einem Rad oder einer Fahrlinie des Fahrzeugs installiert ist, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen. In der Praxis wird ein Ausgabesignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b in zeitlicher Folge gefiltert, um Rauschen zu entfernen, was zu einer Zeitverzögerung zwischen der Ausgabe der Pulssignale von dem Pulsgenerator und der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b führt. Beispielsweise, wenn das Fahrzeug mit 100 km/h fährt, würde die Zeitverzögerung nicht zu beanstanden sein, aber wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst, wird sie bewirken, daß ein Fehler von mehreren km/h erzeugt wird.
In der Praxis hängt die Zeitverzögerung von dem Typ des Fahrzeugs ab. Es ist folglich möglich, im voraus eine Basiszeitverzögerung zu bestimmen. Die Basiszeitverzögerung hängt von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Zeitkonstante eines in dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3b installierten Filters ab und wird hier als Geschwindigkeitsverzögerung Dv definiert. Die erste korrigierte Basisfrequenzverschiebung wird gemäß der folgenden Gleichung (5) korrigiert, um eine zweite korrigierte Basisfrequenzverschiebung zu bestimmen. Zweite korrigierte Basisfrequenzverschiebung = (4·cosθ·(VB ± Dv)·f0)/C (5)
Die Geschwindigkeitsverzögerung Dv wird auf einen Wert als eine Funktion der Auflösung des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b gesetzt. Beispielsweise, falls der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3b einen Fehler innerhalb eines Bereichs von ±5 km/h erzeugt, so wird die Geschwindigkeitsverzögerung Dv auf –5, 0 und +5 gesetzt, um, wie später ausführlich beschrieben werden wird, drei zweite korrigierte Basisfrequenzverschiebungen zu bestimmen. Von diesen Basisfrequenzverschiebungen wird eine ausgewählt, wie im folgenden ausführlich beschrieben, die am besten mit einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit übereinstimmt, wodurch es möglich wird, die Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um einen Betrag zu verschieben, der den Fehler in der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b kompensiert.
Um die Korrektur der Basisfrequenzverschiebung zu ermöglichen bzw. zu erleichtern, kann die Geschwindigkeitsverzögerung Dv auf einen Wert gesetzt werden, der ebenfalls den Fehler kompensiert, der durch die Winkelrichtung des Radarstrahls verursacht wird, wie schon in (2) diskutiert wurde.
Als nächstes wird die Auswahl einer von den zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen, die in der Gleichung (5) bestimmt wurden, im folgenden ausführlich beschrieben werden.
Das Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz wird um die zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen verschoben und dann mit dem Spektrum in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz verglichen, um ein Maß an Übereinstimmung zwischen ihnen in den folgenden Schritten (1) und (2) zu bestimmen. (1) Ein Amplitudenbewertungswert Y und ein Phasendifferenzbewertungswert X werden gemäß den folgenden Bewertungsfunktionen (6) und (7) bestimmt, unter Verwendung der Amplituden von Spektrumslinien und der Phasendifferenzen, die den Azimutwinkel eines Targets anzeigen, die üblicherweise mittels eines Phasendifferenzmonopulsradars gewonnen werden können. Die Phasendifferenz ist eine Differenz zwischen den Phasen von Radarausgabesignalen, die durch die zwei Kanäle (d. h., die Kanäle CH1 und CH2 in der Radarvorrichtung 2) empfangen bzw. aufgenommen werden. Das Phasendifferenzmonopulsradar ist ein Radar, das dazu entworfen bzw. bestimmt ist, einen Azimutwinkel eines Targets unter Verwendung solch einer Phasendifferenz zu bestimmen. Y = |(eine Amplitude einer Linienfrequenzkomponente in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz – eine Amplitude einer Linienfrequenzkomponente in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz)/die Amplitude der Linienfrequenzkomponente in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz| (6) X = |eine Phasendifferenz in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz + eine Phasendifferenz in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz (7)
In dem Fall eines Phasendifferenzmonopulsradars sind die Vorzeichen der empfangenen Signale in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz voneinander verschieden. Folglich, falls die Summe aus den empfangenen Signalen Null ist, können sie als miteinander übereinstimmend bestimmt werden.
Die Länge der Vektorsumme Vp aus dem Amplitudenbewertungswert Y und dem Phasendifferenzbewertungswert X ist, wie in 9 gezeigt, als ein Bewertungswert |Vp| definiert. Der Bewertungswert |Vp| kann alternativ nur durch den Amplitudenbewertungswert Y definiert werden.
Die Bewertungswerte |Vp| werden unter Verwendung einiger ausgewählter Linienfrequenzkomponenten bestimmt. In der Praxis werden die Bewertungswerte |Vp| auf der Grundlage von jeder von den ausgewählten Linienfrequenzkomponenten und benachbarten Frequenzkomponenten berechnet, um deren Summe SUM2 gemäß der folgenden Gleichung (8) zu bestimmen. Der Frequenzbereich über jeder von den ausgewählten Linienfrequenzkomponenten, in dem die Bewertungswerte |Vp| berechnet werden, ist, wie in den 11(a) und 11(b) gezeigt, ein Frequenzband zwischen rechten und linken gestrichelten Linien über einer Kettenlinie und hängt von der Auflösung der FFT ab. SUM2 = |Vp(p – n)| + |Vp(p – n + 1)| + ... + |Vp(p)| + ... + |Vp(p + n)| (8) wobei p eine Zahl ist, die jede von den ausgewählten Linienfrequenzkomponenten anzeigt, von denen der Bewertungswert |Vp| berechnet werden soll, und im folgenden als eine Linienfrequenzzahl bezeichnet werden wird, und n die Anzahl der Frequenzkomponenten in der Nähe der Linienfrequenzkomponente innerhalb eines von den in den 11(a) und 11(b) gezeigten Frequenzbändern anzeigt.
Die Summe SUM2 wird, wie oben beschrieben, nicht auf der Grundlage von jeder von allen Linienfrequenzkomponenten bestimmt, sondern nur auf der Grundlage von jeder von einigen ausgewählten Linienfrequenzkomponenten, die verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Target ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, wodurch die Fehler, die durch Rauschen oder Störechos verursacht werden, und die Menge an Zeit, die erforderlich ist, um die Summe SUM2 zu berechnen, minimiert werden.
Es wird ein Beispiel betrachtet, das in den 10(a) und 10(b) gezeigt ist. Pu1, Pu2, Pu3 und Pu4 zeigen Spektrumslinien in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz an, während Pd1, Pd2, Pd3 und Pd4 Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz bezeichnen. Es sei angenommen, daß die Spektrumslinien Pu1 bis Pu3 und Pd1 bis Pd3 von einem stationären Objekt herrühren, während die Spektrumslinien Pu4 und Pd4 von einem sich bewegenden Objekt herrühren. Falls die Spektrumslinien Pd1 bis Pd4 in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um die Basisfrequenzverschiebung Sn und Subfrequenzverschiebungen Sn ± 1 verschoben werden, so werden sie in drei Spektrumsgruppen zerfallen, wie in 11(b) gezeigt. Man beachte, daß ±1 ein Frequenzband zum Kompensieren der Verzögerung in der Antwortrate und des Fehlers in der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b repräsentiert und hier der Bequemlichkeit halber verwendet wird. Die Summe SUM2 wird unter Verwendung eines jeden Paares aus den Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz und entsprechenden Spektrumslinien in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz in jeder der drei Spektrumsgruppen bestimmt.
(2) Als nächstes werden die Summen SUM2 in jeder der drei Spektrumsgruppen aufsummiert, um die Summe SUM1 gemäß der folgenden Gleichung (9) zu bestimmen. SUM1 = ΣSUM2 (9)
Eine von den Summen SUM1, die den kleinsten Wert besitzt, wird ausgewählt, um eine entsprechende von den Frequenzverschiebungen Sn und Sn ± 1 zu bestimmen. In dem in den 11(a) und 11(b) gezeigten Fall zeigt die mittlere Spektrumsgruppe die kleinste Summe SUM1. Die Frequenzverschiebung Sn wird folglich als die optimale Frequenzverschiebung TSn ausgewählt.
Der Grund, daß die Frequenzverschiebung, die der kleinsten von den Summen SUM1 entspricht, als die optimale Frequenzverschiebung TSn ausgewählt wird, ist, daß der Bewertungswert |Vp| klein wird, wenn die Summe SUM1 abnimmt, was bedeutet, daß ein Maß an Übereinstimmung zwischen jeder von den Spektrumslinien in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz und einer entsprechenden von den Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz hoch ist.
In dem obigen Beispiel wurden die drei Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 der Bequemlichkeit halber verwendet, aber in der Praxis werden die zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen, die mittels der obigen Gleichung (5) gewonnen werden, zum Bestimmen der optimalen Frequenzverschiebung TSn verwendet.
Sobald die optimale Frequenzverschiebung TSn in Schritt 175 bestimmt ist, kann sie verwendet werden, um eine neue in einem nachfolgenden Programmzyklus zu bestimmen.
Die Bestimmung, ob das Target ein sich bewegendes Objekt oder ein stationäres Objekt ist, wird im folgenden ausführlich diskutiert werden.
Der Typ des Targets wird grundlegend unter Verwendung eines Maßes an Übereinstimmung zwischen jeder von den Spektrumslinien in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz und einer entsprechenden von den Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, die um die optimale Frequenzverschiebung TSn verschoben wurden, bestimmt, aber diese Ausführungsform berücksichtigt des weiteren die Möglichkeit, daß Spektrumslinien, die von einem sich bewegenden Objekt und einem stationären Objekt herrühren, zusammenfallen können, das heißt, daß sie sich überlagern können bzw. zu einer kombiniert werden können.
Genauer gesagt, falls die unter Verwendung eines von den Paaren von Spektrumslinien in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz bestimmte Summe SUM2 niedriger als ein Schwellwert Thp ist, wird es grundsätzlich bestimmt, daß die Spektrumslinien, die das eine von den Paaren bilden, identisch in der Amplitude und dem Azimutwinkel eines Radarstrahles (d. h. der Phasendifferenz) sind und daß ein Objekt, das jenes Paar von Spektrumslinien erzeugt, ein stationäres Objekt ist, aber falls es bestimmt wird, auf eine Weise, wie sie später ausführlich beschrieben wird, daß Spektrumslinien, die von einem sich bewegenden Objekt und einem stationären Objekt herrühren, zu einer kombiniert sind, dann wird die Bestimmung des Typs eines Targets nicht gemacht.
Der Schwellwert Thp kann als eine Funktion der Fahrbedingungen des Fahrzeugs und/oder Wetters geändert werden oder auf einen konstanten Wert festgelegt sein.
Die Bestimmung, ob wenigstens eine von den Spektrumslinien in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz eine Mischung von von einem sich bewegenden Objekt und einem stationären Objekt herrührenden Spektrumslinien ist oder nicht, wird im folgenden ausführlich beschrieben werden.
Diese Bestimmung wird unter Verwendung eines berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Flag bzw. berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker gemacht, wie im folgenden diskutiert wird.
Falls bestimmt wird, daß eine ausgewählte von den Spektrumslinien von einem anderen Objekt als einem stationären Objekt herrührt, wird die Bewegung jenes Objektes überwacht, um die Position abzuschätzen bzw. zu berechnen, bei der die von dem Objekt herrührende Spektrumslinie nach einer vorbestimmten Zeit Δt (d. h., dem Programmausführungszyklus) existieren würde. Als nächstes wird der Sich-bewegendes-Objekt-Merker, wie in den 12(a) und 12(b) gezeigt, bei der geschätzten bzw. berechneten Position gesetzt.
Die obige Stationäres-Objekt-Identifizierungsoperation, die in Schritt 175 ausgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf 13 ausführlicher erklärt werden.
Nachdem in das Programm eingetreten wurde, schreitet die Routine zu Schritt 200 fort, in dem die zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen unter Verwendung der Gleichung (5) auf die Weise bestimmt werden, wie oben beschrieben wurde.
Die Routine schreitet zu Schritt 210 fort, in dem, falls die zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen, die in Schritt 200 bestimmt wurden, die drei Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 sind, das gesamte Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz im ersten Programmzyklus um die Frequenzverschiebung Sn – 1 verschoben wird. Gleichermaßen wird es in den zweiten und dritten Programmzyklen um die Frequenzverschiebung Sn bzw. Sn + 1 verschoben.
Die Routine schreitet zu Schritt 220 fort, in dem die Bewertungswerte |Vp| der Reihe nach gemäß den Gleichungen (6) und (7) unter Verwendung von Linienfrequenzkomponenten und benachbarten Frequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, die in Schritt 210 verschoben wurden, und Linienfrequenzkomponenten und benachbarten Frequenzkomponenten in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz bestimmt werden.
Die Routine schreitet zu Schritt 230 fort, in dem die Bewertungwerte |Vp| aufsummiert werden, um die Summen SUM2 gemäß der Gleichung (8) zu bestimmen.
Die Routine schreitet zu Schritt 240 fort, in dem bestimmt wird, ob genauso viele Summen SUM2 wie Paare aus den Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz, die bei der Bestimmung der Bewertungswerte |Vp| verwendet werden sollen, berechnet worden sind oder nicht. Falls es zum Beispiel vier Paare von Linienfrequenzkomponenten in der linken Spektrumsgruppe gibt, wie in den 11(a) und 11(b) gezeigt, wird es bestimmt, ob die Summen SUM2 auf der Grundlage von allen vier Paaren berechnet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 220 zurück. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 250 fort, worin die in Schritt 230 gewonnenen Summen SUM2 aufsummiert werden, um die Summe SUM1 zu bestimmen.
Die Routine schreitet zu Schritt 260 fort, in dem es bestimmt wird, ob das gesamte Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz eine vorgegebene Anzahl mal verschoben worden ist oder nicht. Falls zum Beispiel die in Schritt 200 bestimmten zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen die drei Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 sind, wie in dem Beispiel von den 11(a) und 11(b) gezeigt, wird es bestimmt, ob das Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um die Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 verschoben worden ist, um drei Spektrumsgruppen zu bilden, oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 210 zurück. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 270 fort, in dem alle die Summen SUM1, die in Schritt 250 bestimmt wurden, verglichen werden, um eine von den in Schritt 200 bestimmten zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen, die der kleinsten von den Summen SUM1 entspricht, als die optimale Frequenzverschiebung TSn zu bestimmen.
Die Routine schreitet zu Schritt 280 fort, in dem es bestimmt wird, ob eine von den Summen SUM2, die auf der Grundlage der Paare von Linienfrequenzkomponenten in der Spektrumsgruppe bestimmt wurden, zu der die Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, die um die optimale Frequenzverschiebung TSn verschoben wurden, gehören, kleiner als der Schwellwert Thp ist oder nicht. Falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 290 fort. Alternativ, falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 320 fort.
In Schritt 320 wird es bestimmt, daß ein Maß an Übereinstimmung zwischen entsprechenden Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz niedrig ist und daß ein Target, das dieses Linienfrequenzkomponenten erzeugt, ein sich bewegendes Objekt ist. Ein Sich-bewegendes-Objekt-Flag bzw. Sich-bewegendes-Objekt-Merker, der anzeigt, daß das Target ein sich bewegendes Objekt ist, wird folglich gesetzt. Die Routine schreitet dann zu Schritt 330 fort.
In Schritt 290 wird es bestimmt, ob der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker bei einer Position gesetzt ist oder nicht, wo die entsprechenden Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz existieren. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 300 fort, in dem es bestimmt wird, daß das Target ein stationäres Objekt ist, und ein Stationäres-Objekt-Flag bzw. Stationäres-Objekt-Merker wird gesetzt. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 310 fort, in dem wenigstens eine von den Linienfrequenzkomponenten, die der Summe SUM2 entspricht, die bei der Bestimmung in Schritt 280 verwendet wurde, eine Mischung von Linienfrequenzkomponenten ist, die von sowohl sich bewegenden als auch stationären Objekten herrühren, und ein Gemischte-Linie-Flag bzw. Gemischte-Linie-Merker wird gesetzt.
Nach Schritt 300, 310 oder 320 schreitet die Routine zu Schritt 330 fort, in dem es bestimmt wird, ob die Operationen in den Schritten 280 bis 320 unter Verwendung aller der Summen SUM2 beendet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 280 zurück, in dem es bestimmt wird, ob eine weitere der Summen SUM2 kleiner als der Schwellwert Thp ist oder nicht. Alternativ, falls in Schritt 330 als Antwort ein JA erhalten wird, dann wird die Routine beendet.
Die zweite Ausführungsform wird im folgenden beschrieben werden.
In der ersten Ausführungsform werden die Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz verschoben und in der Wellenform mit jenen in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz verglichen, um den Typ eines Targets zu erkennen. Das Speichern der Wellenform von den Spektrumslinien in der Radarvorrichtung 2 erfordert die Verwendung eines Speichers mit großer Kapazität. In einem Fall, wo die Frequenzanalyse in einem Prozessor durchgeführt wird, separat von jenem, der beim Erkennen des Typs eines Targets verwendet wird, kann es schwierig sein, alle Wellenformdaten zu dem Prozessor, der beim Erkennen des Typs des Targets verwendet wird, zu übertragen, wegen der Begrenzungen der Übertragungsraten. Um dieses Problem zu vermeiden, bestimmt die zweite Ausführungsform den Typ eines Targets nur unter Verwendung von Spektrumsliniendaten über die Frequenzen und Amplituden von Linien von Frequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz und Phasendifferenzen zwischen den entsprechenden Frequenzkomponenten. Genauer gesagt, die erste Ausführungsform ist dazu bestimmt bzw. vorgesehen, die Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz zu verschieben, um ein Maß an Übereinstimmung zwischen den Wellenformen von jeder von den verschobenen Frequenzkomponenten und einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz zu bestimmen, aber die zweite Ausführungsform bestimmt ein Maß an Übereinstimmung zwischen Spektrumsliniendaten, wie in den 14(a) und 14(b) mittels der durchgezogenen Linien gezeigt, in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz in den folgenden Schritten.
(1) Als erstes wird die Länge der Vektorsumme Vp aus dem Amplitudenbewertungswert Y und dem Phasendifferenzbewertungswert X, wie in der ersten Ausführungsform, als der Bewertungswert |Vp| bestimmt.
Hier wird ein Beispiel betrachtet, das in den 14(a) und 14(b) gezeigt ist. Pu1, Pu2, Pu3 und Pu4 zeigen Spektrumslinien in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz an, während Pd1, Pd2, Pd3 und Pd4 Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz bezeichnen. Es sei angenommen, daß die Spektrumslinien Pu1 bis Pu3 und Pd1 bis Pd3 von einem stationären Objekt herrühren, während die Spektrumslinien Pu4 und Pd4 von einem sich bewegenden Objekt herrühren. Falls die Spektrumslinien Pd1 bis Pd4 in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um die Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 verschoben werden, werden sie in drei Spektrumsgruppen zerfallen, wie in 15(b) gezeigt.
Der Bewertungswert |Vp| wird unter Verwendung eines jeden Paars von Spektrumslinien in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz in jeder der Spektrumsgruppen bestimmt.
(2) Als nächstes werden die Bewertungswerte |Vp| in jeder der Spektrumsgruppen aufsummiert, um die Summe SUMVp zu bestimmen. Eine von den Summen SUMVp, die den kleinsten Wert besitzt, wird ausgewählt, um eine entsprechende von den Frequenzverschiebungen Sn und Sn ± 1 zu bestimmen. In dem in den 15(a) und 15(b) gezeigten Beispiel zeigt die mittlere Spektrumsgruppe die kleinste Summe SUMVp. Die Frequenzverschiebung Sn wird folglich als die optimale Frequenzverschiebung TSn ausgewählt.
Die in der zweiten Ausführungsform ausgeführte Stationäres-Objekt-Identifizierungsoperation wird unter Bezugnahme auf 16 ausführlicher erklärt werden.
Nachdem in das Programm eingetreten wurde, schreitet die Routine zu Schritt 400 fort, in dem die zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen unter Verwendung der Gleichung (5) auf die oben beschriebene Art und Weise bestimmt werden.
Die Routine schreitet zu Schritt 410 fort, in dem, falls die in Schritt 400 bestimmten zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen die drei Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 sind, das gesamte Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz in dem ersten Programmzyklus um die Frequenzverschiebung Sn – 1 verschoben wird. Gleichermaßen wird es in den zweiten und dritten Programmzyklen um die Frequenzverschiebung Sn bzw. Sn + 1 verschoben.
Die Routine schreitet zu Schritt 420 fort, in dem die Bewertungswerte |Vp| der Reihe nach gemäß den Gleichungen (6) und (7) unter Verwendung von Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, die in Schritt 410 verschoben wurden, und Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz bestimmt werden.
Die Routine schreitet zu Schritt 440 fort, in dem es bestimmt wird, ob ebenso viele Bewertungswerte |Vp| wie Paare aus den Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz berechnet worden sind oder nicht. Falls es beispielsweise vier Paare von Linienfrequenzkomponenten in der linken Spektrumsgruppe gibt, wie in den 15(a) und 15(b) gezeigt, wird es bestimmt, ob die Bewertungswerte |Vp| auf der Grundlage von allen der vier Paare berechnet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 420 zurück. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 450 fort, in dem die in Schritt 420 gewonnenen Bewertungswerte |Vp| aufsummiert werden, um die Summe SUMVp zu bestimmen.
Die Routine schreitet zu Schritt 460 fort, in dem es bestimmt wird, ob das Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz eine vorgegebene Anzahl mal verschoben worden ist oder nicht. Falls zum Beispiel die in Schritt 400 bestimmten zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen die drei Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 sind, wie in dem Beispiel von den 15(a) und 15(b) gezeigt, wird es bestimmt, ob das Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um die Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 verschoben worden ist, um drei Spektrumsgruppen zu bilden, oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 410 zurück. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 470 fort, in dem alle die Summen SUMVp, die bis dahin in Schritt 450 bestimmt worden sind, verglichen werden, um eine von den in Schritt 400 bestimmten zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen, die der kleinsten von den Summen SUMVp entspricht, als die optimale Frequenzverschiebung TSn zu bestimmen.
Die Routine schreitet dann zu Schritt 480 fort, worin es bestimmt wird, ob einer von den Bewertungswerten |Vp|, die auf der Grundlage der Paare von Linienfrequenzkomponenten in der Spektrumsgruppe bestimmt wurden, zu der die Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, die um die optimale Frequenzverschiebung TSn verschoben wurden, gehören, kleiner als der Schwellwert Thp1 ist oder nicht. Falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 490 fort. Alternativ, falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 520 fort.
In Schritt 520 wird es bestimmt, daß ein Maß an Übereinstimmung zwischen entsprechenden Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz niedrig ist und daß ein Target, das diese Linienfrequenzkomponenten erzeugt, ein sich bewegendes Objekt ist. Folglich wird der Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt. Die Routine schreitet dann zu Schritt 530 fort.
In Schritt 490 wird es bestimmt, ob der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker bei einer Position, wo die entsprechenden Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz existieren, gesetzt ist oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 500 fort, in dem es bestimmt wird, daß das Target ein stationäres Objekt ist, und der Stationäres-Objekt-Merker wird gesetzt. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 510 fort, in dem wenigstens eine von den Linienfrequenzkomponenten, die dem Bewertungswert |Vp| entspricht, der bei der Bestimmung in Schritt 480 verwendet wurde, eine Mischung aus Linienfrequenzkomponenten ist, die von sowohl sich bewegenden als auch stationären Objekten herrühren, und der Gemischte-Linie-Merker wird gesetzt.
Nach Schritt 500, 510 oder 520 schreitet die Routine zu Schritt 530 fort, in dem es bestimmt wird, ob die Operationen in den Schritten 480 bis 520 unter Verwendung aller der Bewertungswerte |Vp| beendet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 480 zurück, in dem es bestimmt wird, ob ein weiterer von den Bewertungswerten |Vp| kleiner als der Schwellwert Thp1 ist oder nicht. Alternativ, falls in Schritt 530 als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann wird die Routine beendet.
Ein erstes erläuterndes Beispiel wird im folgenden beschrieben werden.
Üblicherweise besitzen Frequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz, die von einem am Straßenrand installierten Schutzgeländer herrühren, jeweils breitere Wellenformen, wie in den 17(a) und 17(b) gezeigt, deren Gipfel bzw. Linien nicht miteinander zusammenfallen müssen, wie in 17(b) durch A und B angezeigt wird. Um dieses Problem zu vermeiden, ist das erste Beispiel dazu entworfen bzw. bestimmt, eine Linie von einem Teil von einer Frequenzkomponente in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz innerhalb einer Bandbreite Pw, die über einer Linie von einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz ausgewählt wird, beim Bestimmen des Bewertungswertes |Vp| zu verwenden.
(1) Als erstes wird die Länge der Vektorsumme Vp aus dem Amplitudenbewertungswert Y und dem Phasendifferenzbewertungswert X, wie in der ersten Ausführungsform, als der Bewertungswert |Vp| bestimmt.
Hier wird ein Beispiel, wie es in den 15(a) und 15(b) gezeigt ist, betrachtet. Pu1, Pu2, Pu3 und Pu4 zeigen Spektrumslinien in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz an, während Pd1, Pd2, Pd3 und Pd4 Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz anzeigen. Es sei angenommen, daß die Spektrumslinien Pu1 bis Pu3 und Pd1 bis Pd3 von einem stationären Objekt herrühren, während die Spektrumslinien Pu4 und Pd4 von einem sich bewegenden Objekt herrühren. Falls die Spektrumslinien Pd1 bis Pd4 in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um die Frequenzverschiebung Sn verschoben werden, werden sie die in 18(b) gezeigten sein.
Als erstes werden alle möglichen Kombinationen der Linie von jeder von den Frequenzkomponenten in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz, wie in 18(a) gezeigt, und der Frequenzelemente von einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, wie in 18(b) gezeigt, die innerhalb einer Bandbreite von ±Pw/2 über der Linie der entsprechenden Frequenzkomponente in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz definiert werden, bereitgestellt. Als nächstes wird, unter Verwendung jeder der Kombinationen, der Bewertungswert |Vp| bestimmt. In diesem Beispiel wird die Höhe der Linie von jeder Frequenzkomponente im RAM 26c gespeichert, aber die Höhen von anderen Teilen von jeder Frequenzkomponente werden nicht gespeichert. Folglich besitzt der unter Verwendung einer der Kombinationen bestimmte Bewertungswert |Vp|, der aus beiden der Linien der Frequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz gewonnen wurde, den kleinsten Wert und wird beim Bestimmen des Typs eines Targets verwendet, wie im folgenden diskutiert wird.
Die in dem ersten Beispiel ausgeführte Stationäres-Objekt-Identifizierungsoperation wird unter Bezugnahme auf 19 ausführlicher erklärt werden.
Nach dem Eintritt in das Programm schreitet die Routine zu Schritt 600 fort, in dem die zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen unter Verwendung der Gleichung (5) auf die oben beschriebene Weise bestimmt werden.
Die Routine schreitet zu Schritt 610 fort, in dem, falls die in Schritt 600 bestimmten zweiten korrigierten Basisfrequenzverschiebungen die drei Frequenzverschiebungen Sn – 1, Sn und Sn + 1 sind, das Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz nur um die Basisfrequenzverschiebung Sn verschoben wird.
Die Routine schreitet zu Schritt 620 fort, in dem die Bewertungswerte |Vp| auf die oben beschriebene Weise unter Verwendung von Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz, die in Schritt 610 verschoben wurden, und Linienfrequenzkomponenten in dem Bereich zunehmender modulierter Frequenz bestimmt werden. Insbesondere wird der Bewertungswert |Vp|, der den kleinsten Wert in jeder Bandbreite von ±Pw/2 besitzt, ausgewählt.
Die Routine schreitet zu Schritt 630 fort, in dem es bestimmt wird, ob so viele Bewertungswerte |Vp| wie ausgewählte Paare aus den Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz berechnet worden sind oder nicht. Falls es zum Beispiel vier Paare von Linienfrequenzkomponenten gibt, wie in den 18(a) und 18(b) gezeigt, wird es bestimmt, ob die Bewertungswerte |Vp| auf der Grundlage von all den vier Paaren berechnet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 620 zurück. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 640 fort, in dem die in Schritt 620 gewonnenen Bewertungswerte |Vp|
Die Routine schreitet zu Schritt 640 fort, in dem es bestimmt wird, ob einer der Bewertungswerte |Vp|, die auf der Grundlage der Paare von Linienfrequenzkomponenten bestimmt wurden, kleiner als der Schwellwert Thp2 ist oder nicht. Falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 650 fort. Alternativ, falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 680 fort.
In Schritt 680 wird es bestimmt, daß ein Maß an Übereinstimmung zwischen entsprechenden Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz niedrig ist und daß ein Target, das diese Linienfrequenzkomponenten erzeugt, ein sich bewegendes Objekt ist. Folglich wird der Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt. Die Routine schreitet dann zu Schritt 690 fort.
In Schritt 650 wird es bestimmt, ob der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker bei einer Position gesetzt ist oder nicht, wo die entsprechenden Linienfrequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und abnehmender modulierter Frequenz existieren. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 660 fort, in dem es bestimmt wird, daß das Target ein stationäres Objekt ist, und der Stationäres-Objekt-Merker wird gesetzt. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 670 fort, worin wenigstens eine von den Linienfrequenzkomponenten, die dem Bewertungswert |Vp| entspricht, der bei der Bestimmung in Schritt 640 verwendet wurde, eine Mischung aus Linienfrequenzkomponenten ist, die sowohl von sich bewegenden als auch stationären Objekten herrühren, und der Gemischte-Linie-Merker wird gesetzt.
Nach Schritt 660, 670 oder 680 schreitet die Routine zu Schritt 690 fort, in dem es bestimmt wird, ob die Operationen in den Schritten 640 bis 680 unter Verwendung aller der Bewertungswerte |Vp| beendet worden sind oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann kehrt die Routine zu Schritt 640 zurück, in dem es bestimmt wird, ob ein weiterer von den Bewertungswerten |Vp| kleiner als der Schwellwert Thp2 ist oder nicht. Alternativ, falls in Schritt 690 als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann wird die Routine beendet.
Im folgenden wird ein zweites Beispiel beschrieben werden, das sich von dem ersten Beispiel nur in der Art und Weise unterscheidet, in der die Bewertungswerte |Vp| bestimmt werden. Die anderen Operationen sind identisch, und deren ausführliche Erklärung wird hier weggelassen werden.
In dem ersten Beispiel wird das gesamte Spektrum in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz um die Basisfrequenzverschiebung (zum Beispiel Sn) verschoben, aber in diesem Beispiel werden die Spektrumslinien in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz der Reihe nach um Sn ± Pw/2 verschoben.
Insbesondere wird, wie beispielsweise in 18(d) gezeigt, die Spektrumslinie C in dem Bereich abnehmender modulierter Frequenz innerhalb eines Bereiches von um Sn ± Pw/2 verschoben, um einen von den Bewertungswerten |Vp|, die den kleinsten Wert besitzen, auf dieselbe Weise wie jenen in dem ersten Beispiel zu bestimmen.
20 zeigt ein Hinderniserfassungsprogramm, das von dem Mikrocomputer 26 gemäß einer dritten Ausführungsform ausgeführt wird, das sich von dem in 7 gezeigten nur durch Schritt 173 unterscheidet. Die anderen Schritte sind identisch, und deren ausführliche Erklärung wird hier weggelassen werden.
In Schritt 173 wird die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit TVB auf die folgende Weise zum Kompensieren eines Fehlers in der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3b abgeschätzt bzw. berechnet.
Als erstes wird die optimale Frequenzverschiebung TSn auf dieselbe Weise wie jene in der ersten Ausführungsform unter Verwendungen der Gleichungen (3) bis (9) bestimmt.
Als nächstes wird die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit TVB gemäß der folgenden Gleichung (11) berechnet, die gewonnen wird, indem man die folgende Gleichung (10) umschreibt, die erhalten wird, indem man die linke Seite der Gleichung (3) durch die optimale Frequenzverschiebung TSn und VB auf der rechten Seite durch TVB ersetzt. TSn = (4·TVB·f0)/C (10) TVB = TSn·C/(4·f0) (11)
Die Differenz zwischen einer in diesem Operationszyklus des Mikrocomputers 26 berechneten tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit TVBn und einer einen Operationszyklus früher berechneten tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit TVBn – 1 kann durch ein vorgegebenes Zeitintervall ΔT dividiert werden, um eine tatsächliche Beschleunigung dTVB des Fahrzeugs zum Korrigieren der Frequenzverschiebung TSn zu finden. Zum Beispiel können die zweiten korrigierten Frequenzverschiebungen unter Verwendung einer Gleichung bestimmt werden, die man erhält, wenn man einen Mittelwert aus VB und YVB anstelle von VB in der Gleichung (5) einsetzt, wobei YVB die unter Verwendung der tatsächlichen Beschleunigung dTVB berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Die Berechnung der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit TVB und Stationäres-Objekt-Identifizierung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben werden. Dieselben Zahlen wie jene, die in dem Flußdiagramm von 13 verwendet werden, bezeichnen dieselben Schritte, und deren ausführliche Erklärung wird hier weggelassen werden.
Nachdem die optimale Frequenzverschiebung TSn in Schritt 270 von 21 bestimmt ist, schreitet die Routine zu Schritt 275 fort, in dem die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit TVB auf eine Weise berechnet wird, wie sie oben beschrieben wurde. Das Fahrzeugkontrollsystem 1 verwendet die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit TVB in der Kollisionsschutzkontrolle, der Radarreisekontrolle und/oder der Blockierschutzkontrolle.
Die Routine schreitet zu Schritt 280 fort, in dem es bestimmt wird, ob eine ausgewählte von den in Schritt 230 bestimmten Summen SUM2 kleiner als der Schwellwert Thp ist oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 320 fort. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 285 fort, in dem es bestimmt wird, ob die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit TVB innerhalb eines vorausgewählten Bereiches, der über der relativen Geschwindigkeit V zwischen einem Target und dem mit dem Radar 2 ausgerüsteten Fahrzeug, die auf der Grundlage der Gleichung (1) bestimmt wird, definiert wird, liegt oder nicht. Falls als eine Antwort ein NEIN erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 320 fort. Alternativ, falls als eine Antwort ein JA erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt 290 fort, in dem es bestimmt wird, ob der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist oder nicht. Die nachfolgenden Schritte sind, wie oben beschrieben wurde, identisch mit jenen in 13, und deren ausführliche Erklärung wird hier weggelassen werden.
Wie man der obigen Diskussion entnehmen kann, bestimmt die dritte Ausführungsform eine präzise tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit und verwendet sie beim Bestimmen des Typs eines Targets, das mittels des Radars 2 verfolgt wird. Es wird folglich möglich, sich vor dem Fahrzeug befindliche stationäre Hindernisse mit hoher Genauigkeit zu erkennen.
Die oben beschriebenen Programme, die von der CPU 26a des Mikrocomputers 26 ausgeführt werden, können alternativ in einem Speicher wie zum Beispiel einem Mikrochip, einer Diskette, einer Festplatte oder einer optischen Platte gespeichert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Begriffen der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von ihr zu ermöglichen, sollte es anerkannt werden, daß die Erfindung auf verschiedene Weisen verkörpert werden kann ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Folglich sollte klar sein, daß die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen an den gezeigten Ausführungsformen umfaßt, die verkörpert werden können ohne von dem Prinzip der Erfindung, wie es in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

FM-CW-Radarvorrichtung (2) für ein Fahrzeug mit: einem Radarwellensender (12), der eine Radarwelle mit einer Frequenz aussendet, die so moduliert wird, daß sie zyklisch mit einer vorgegebenen Rate zunimmt und mit einer vorgegebenen Rate abnimmt; einem Radarwellenempfänger (14, 16), der ein Echo der Radarwelle von einem in einer Radarerfassungszone befindlichen Targetobjekt empfängt, um das Echo der Radarwelle mit der von dem Radarwellensender (12) ausgesendeten Radarwelle zu mischen, um ein Schwebungssignal (B1, B2) zu erzeugen; einem Spektrumerzeugungsschaltkreis, der ein erstes Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals (B1, B2) in einem Bereich zunehmender Frequenz, in dem die Frequenz der von dem Radarwellensender (12) ausgesendeten Radarwelle zunimmt, und ein zweites Spektrum unter Verwendung eines Teils des Schwebungssignals (B1, B2) in einem Bereich abnehmender Frequenz, in dem die Frequenz der Radarwelle abnimmt, erzeugt; einem Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis, der eine Vielzahl von Frequenzverschiebungen zum Verschieben eines von den ersten und zweiten Spektren als eine Funktion einer Ausgabe eines Geschwindigkeitssensors (3b) bestimmt, der eine Geschwindigkeit (VB) des mit dem FM-CW-Radar ausgerüsteten Fahrzeugs misst, wobei der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis die Frequenzverschiebungen zum Kompensieren eines Fehlers in der Ausgabe des Geschwindigkeitssensors (3b) korrigiert; einem Frequenzverschiebungsschaltkreis, der Frequenzkomponenten, die in einem von den ersten und zweiten Spektren Peaks aufweisen, um die korrigierten Frequenzverschiebungen verschiebt, um Spektrumsgruppen zu bilden, von denen jede aus den um eine von den korrigierten Frequenzverschiebungen verschobenen Frequenzkomponenten und den Frequenzkomponenten, die in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren Peaks aufweisen, besteht; einem Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis, der ein Maß an Übereinstimmung zwischen einem aus den verschobenen Frequenzkomponenten bestehenden Spektrum und dem anderen von den ersten und zweiten Spektren in jeder der Spektrumsgruppen bestimmt, um eine von den Spektrumsgruppen auszuwählen, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt; einem Bestimmungsschaltkreis für die optimale Frequenzverschiebung (TSn), der eine von den durch den Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Frequenzverschiebungen, die der einen von dem Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis ausgewählten Spektrumsgruppe entspricht, als eine optimale Frequenzverschiebung (TSn) bestimmt; und einem Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis, der einen Bewegungszustand des Targetobjekts auf der Grundlage der Frequenzkomponenten in den Bereichen zunehmender und fallender Frequenz in der einen von den Spektrumsgruppen, die der optimalen Frequenzverschiebung (TSn) entspricht, bestimmt.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 1, worin die von dem Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis bestimmten Frequenzverschiebungen eine als eine Funktion der Geschwindigkeit (VB) des Fahrzeugs bestimmte Basisfrequenzverschiebung und von der Basisfrequenzverschiebung um einen gegebenen Betrag verschiedene Subfrequenzverschiebungen sind.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 1, worin der Frequenzverschiebungsschaltkreis in jeder der Spektrumsgruppen jede der verschobenen Frequenzkomponenten in dem einen von den ersten und zweiten Spektren mit einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem anderen von den ersten und zweiten Spektren paart, und worin der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis in jeder der Spektrumsgruppen ein Maß an Übereinstimmung zwischen den Frequenzkomponenten von jedem Paar bestimmt, um die eine von den Spektrumsgruppen auszuwählen, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 3, worin der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist oder nicht, auf der Grundlage eines jeden Maßes an Übereinstimmung zwischen einer von den Frequenzkomponenten in dem ersten Spektrum und einer entsprechenden von den Frequenzkomponenten in dem zweiten Spektrum, die in der einen von den Spektrumsgruppen gepaart sind, die der optimalen Frequenzverschiebung (TSn) entspricht.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 3, worin der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis das Maß an Übereinstimmung zwischen Teilen von den Frequenzkomponenten bestimmt, die in jeder der Spektrumsgruppen innerhalb einer vorausgewählten Bandbreite um jedes der Peaks der Frequenzkomponenten gepaart wurden.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 3, worin der Radarwellenempfänger (14, 16) zwei Empfangskanäle (CH1, CH2) besitzt, und worin der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis einen Absolutwert einer Vektorsumme aus einem Amplitudenbewertungswert, der mittels einer Amplitude von jedem von Frequenzelementen, die um den Peak von jeder von den Frequenzkomponenten innerhalb einer gegebenen Bandbreite definiert werden, bestimmt wird, und einem Phasendifferenzbewertungswert, der mittels einer Phasendifferenz zwischen entsprechenden zwei von den Frequenzelementen der Frequenzkomponenten, die durch die zwei Empfangskanäle gewonnen werden, bestimmt wird, berechnet und die Absolutwerte der Vektorsummen in jeder von den Frequenzkomponenten aufsummiert, um einen ersten Summenwert zu erzeugen, wobei der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis ebenfalls die ersten Summenwerte in jeder von den Spektrumsgruppen aufsummiert, um einen zweiten Summenwert zu erzeugen, und eine von den Spektrumsgruppen, die den kleinsten von den zweiten Summenwerten zeigt, als die eine auswählt, die das höchste Maß an Übereinstimmung zeigt.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 6, worin der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis bestimmt, daß das Targetobjekt ein stationäres Objekt ist, wenn ein ausgewählter von den ersten Summenwerten kleiner als ein Schwellwert ist.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 1, worin der Frequenzverschiebungsbestimmungsschaltkreis ebenfalls die Frequenzverschiebungen als eine Funktion einer Winkelrichtung der von dem Radarwellensender (12) ausgesendeten Radarwelle bestimmt.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 1, worin der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis in einem Zyklus bestimmt, ob das Targetobjekt ein stationäres Objekt oder ein sich bewegendes Objekt ist, eine Position berechnet, bei der die von dem als das sich bewegende Objekt bestimmte Targetobjekt herrührende Frequenzkomponente in einem nachfolgenden Zyklus existieren würde, und bei der Position einen berechneten Sich-bewegendes-Objekt-Merker setzt, und worin der Targetbewegungsbestimmungsschaltkreis in dem nachfolgenden Zyklus das Targetobjekt nicht als das stationäre Objekt bestimmt auf der Grundlage der Frequenzkomponente, die bei der Position erscheint, bei der der berechnete Sich-bewegendes-Objekt-Merker gesetzt ist.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 1, worin der Übereinstimmungsbestimmungsschaltkreis das Maß an Übereinstimmung auf der Grundlage von Informationen über die Peaks der Frequenzkomponenten bestimmt.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 10, worin die Informationen Informationen über die Frequenzen der Peaks, die Höhen der Peaks oder die Phasendifferenzen der Peaks sind.
FM-CW-Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin jeder der Schaltkreise mit Ausnahme des Radarwellensenders (12) und des Radarwellenempfängers (14, 16) durch ein Computerprogramm realisiert wird, das von einem Mikrocomputer (26) ausgeführt wird.