用于运行车辆的周围环境检测系统的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于运行车辆的周围环境检测系统的方法，所述周围环境检测系 统具有至少一个发射/接收单元，所述至少一个发射/接收单元发射信号并且接收所发射的 信号的回波信号。
[0002] 此外，本发明涉及一种计算机程序和一种周围环境检测系统，它们设置用于实施 所述方法。
【背景技术】
[0003] 基于超声的测量系统用于测量与位于传感器系统前方的对象的距离。所使用的传 感器在此大多基于脉冲/回波方法。在所述运行中，传感器发射超声脉冲并且测量超声脉冲 的由对象引起的反射，所述反射称作回波信号。传感器与对象之间的间距通过所测量的回 波渡越时间（Echolauf zei t)和声速来计算。除对象与传感器的间距以外，还感兴趣的是对 象相对于用于周围环境检测的传感器系统的相对速度。由于多普勒效应，发生回波频率相 对于发射频率的频率移位。对象相对于传感器系统的相对速度可以在基于脉冲/回波方法 的系统中通过频率移位来求取。
[0004] EP 1 248 119 A1示出了一种用于在遭受未知的多普勒频率移位的系统中探测信 号的方法，所述多普勒频率移位损害经调制的相干信号，所述相干信号例如出于距离测量 目的使用。在接收滤波器路程中，相干解调器处理所接收的信号，以便重建经调制的波形的 延时的拷贝。经调制的波形和其延时的拷贝在相关器中被处理，以便确定所述系统与障碍 物之间的间距。在系统与障碍物之间有相对运动时，频率移位的值由以下确定：
[0005]
[0006] 多普勒频率coDQ由相关函数的变化速率来计算，所述变化速率重复地对于相继的 短的处理间隔计算。EP 1 248 119 A1涉及在微波范围中工作的系统。
[0007] DE 195 33 126 A1示出了一种用于运动检测限定的距离区域中的对象的多普勒 传感器，其中设置信号源，所述信号源产生微波信号，在所述微波信号上混频并且发射适合 的编码信号、例如啁嗽信号。由对象反射的和所接收的信号输送给相关器，以便将其与通过 延迟元件延迟的编码信号相关。
【发明内容】
[0008] 在根据本发明的用于运行车辆的具有至少一个发射/接收单元的周围环境检测系 统的方法中设置，所述发射/接收单元发射经频率调制的信号并且所述发射/接收单元和/ 或一个或多个另外的发射/接收单元接收所发射的经频率调制的信号的回波信号，从而将 所接收的回波信号分配给反射源并且根据所接收的回波信号求取关于反射源相对于发射/ 接收单元的速度的信息。在此，所发射的经频率调制的信号具有以下至少一个第一区段和 第二区段:所述至少一个第一区段具有上升的频率，所述第二区段具有下降的频率，或者所 发射的经频率调制的信号具有以下第一区段和第二区段:所述第一区段具有下降的频率， 所述第二区段具有上升的频率。
[0009] 替代具有固定频率的发射信号，根据本发明选择具有变化的频率的发射信号，例 如以线性的、对数的或二次的调制的经频率调制的信号。在经频率调制的信号中，通常使发 射信号中和回波信号中的相位速度变化。
[0010] 具有上升的频率的区段在本发明的范畴内也称作正啁嗽(Chirp-Up)，而具有下降 的频率的区段称作负啁嗽(Chirp-Down)。在本发明的范畴内，其频率在时间上变化的信号 称作啁嗽。在正啁嗽中，频率随时间增大，而在负啁嗽中频率随时间减小。借助本发明的措 施，所接收的回波信号的用于第一区段的时间移位与用于第二区段的时间移位相反。由时 间移位可以确定关于反射源相对于发射/接收单元的速度的信息。
[0011]根据从回波信号获得的信息例如求取发射/接收单元的检测区域中的对象的存在 性或运动，这例如可以引起向车辆乘客的警告的发送、事故避免系统的激活和/或事故伤害 降低系统的激活。
[0012]通过在从属权利要求中列举的措施能够实现在独立权利要求中所说明的方法的 有利的扩展方案和改善。
[0013]根据一种优选实施方式，所发射的经频率调制的信号具有〇.6ms至3ms的脉冲持续 时间。特别有利的是，发射具有lms至2ms之间的脉冲持续时间的经频率调制的信号。通过所 述脉冲长度可以实现非常好的信号/噪声比。在本发明的范畴内，在时间上受限制的信号称 作脉冲。与此不同，存在FMCW方法(frequency modulated continuous wave:调频连续波）。 在时间上受限制的脉冲(FM_Puls，frequency modulated pulse:调频脉冲）是优选的，因为 传感器紧随在发射脉冲之后在同一信号路径上又准备用于回波接收。
[0014]根据另外的实施方式，以要探测的频率发射多于两个区段，例如用于验证测量结 果，所述测量结果可以根据多个区段中的分别两个区段获得。因此，所发射的信号例如也可 以具有三个区段一一例如正啁嗽、负啁嗽、正啁嗽或负啁嗽、正啁嗽、负啁嗽或者具有四个 区段一一例如正啁嗽、负啁嗽、正啁嗽、负啁嗽或负啁嗽、正啁嗽、负啁嗽、正啁嗽或者具有 更多个区段。
[0015]特别优选的是，所发射的经频率调制的信号具有由线性的或对数的负啁嗽跟随 的、线性的或对数的正啁嗽，或者具有由线性的或对数的正啁嗽跟随的、线性的或对数的负 啁嗽。线性啁嗽不仅可以在技术上简单实现，此外其特征在于其他可容易测量的特性，例如 上升常数和限定的角频率，所述上升常数在本发明的范畴内也可以称作啁嗽的斜度。斜度 和角频率可以从脉冲至脉冲地变化。
[0016] 根据一种优选实施方式，使所接收的回波信号经过至少一个具有第一 FIR信号的 第一 FIR滤波器装置，并且求取所接收的回波信号与第一 FIR信号最一致的第一时刻。第一 FIR信号设置用于滤波出所发射的经频率调制的信号的第一区段的回波信号。
[0017] 此外优选地，使所接收的回波信号经过至少一个具有第二FIR信号的第二FIR滤波 器装置，并且求取所接收的回波信号与第二FIR信号最一致的第二时刻。第二FIR信号相应 于所发射的经频率调制的信号的第二区段并且适于探测相应的回波信号。
[0018] 根据一种优选实施方式，由所求取的第一和第二时刻求取时间差并且由所求取的 时间差求取关于反射源相对于发射/接收单元的速度的信息。特别优选地，由所求取的时间 差借助线性的方式求取关于反射源相对于发射/接收单元的速度的信息。在此，由所求取的 时间差减去第一区段与第二区段之间的基时间差，所述基时间差由所发射的经频率调制的 信号自身得出，即由所发射的经频率调制的信号的第二区段相对于所发射的经频率调制的 信号的第一区段的时间错位得出。因此，根据一种优选实施方式，借助以下公式得出相对速 度：
[0019] Vrel = (时间差一基时间差）X转换因数
[0020] 所接收的回波信号是否可以分配给反射源，取决于回波信号的质量，所述回波信 号通常具有有用信号份额和干扰信号份额。为了确定有用信号份额，根据本发明的一种优 选实施方式，由所接收的回波信号确定相位信息和/或振幅信息。优选地，回波信号估计通 过连接在发射接收单元后方的滤波器逻辑装置来实现。回波信号估计在确定回波信号中的 有用信号份额时是决定性的。在适合的滤波器路程之后，例如可以提供以互相关函数 (t)形式的振幅信息和以互相关系数R(t)形式的相位信息，以便分析处理信号质量。振幅信 息x_(t)是与所接收的信号的振幅相关的参量。相位信息R(t)给出关于所接收的信号的相 位的质量的陈述，在理想情况下与振幅不相关。因为两个变量提供关于所探测的对象的有 意义的信息，所以根据一种优选实施方式由所接收的回波信号确定不仅相位信息而且振幅 信息并且在确定有用信号份额时使用。
[0021] 振幅信息XcOTr(t)由所接收的回波信号优选通过计算所接收的或所处理的接收信 号与期望的信号s(t)的卷积来求取，