用于运行机动车的测距的环境传感器的方法和机动车

技术领域

本发明涉及一种用于运行机动车的至少一个测距的环境传感器、尤其是雷达传感器和/或激光雷达传感器的方法，其中，所述环境传感器通过在能被匹配的检测区域中发射发射信号和接收通过反射发射信号产生的接收信号进行测量。此外，本发明还涉及一种机动车。

背景技术

众所周知，现代车辆系统、尤其是驾驶员辅助系统在不同的车辆功能中通常评估不同的环境传感器的涉及机动车环境的传感器数据。在此，对本机动车的环境中的动态和静态对象的检测起到重要作用。根据所识别的并且通过传感器数据描述的、在机动车的周围环境中的对象，可以实施交通情况的评估，并且尤其在满足至少一个措施标准的情况下触发措施，例如向驾驶员输出警告和/或进行行驶干预。在此，对象可以作为点状障碍物和/或延展的目标被传输到控制设备中的继续处理单元。

为了避免在复杂的交通情况中的错误触发或不正确的触发，对环境传感器的性能的要求、尤其是在分辨率和精度方面的要求非常高。雷达传感器经常作为距离传感器、即测距的环境传感器用于不同的驾驶员辅助系统，这是因为雷达技术提供了在唯一的周期中提供对象的距离、速度和角度的优点。对于判断环境传感器的性能重要的是：在复杂的交通场景中对多个目标的检测和分辨能力，其中例如在雷达信号处理中在距离分辨能力、速度分辨能力和角度分辨能力之间进行区分。分辨能力也被解释为分辨率。在此，距离分辨率与所发射的频率带宽有关，速度分辨率与测量持续时间有关，并且角度分辨率与天线装置的构造、尤其是其天线装置的大小有关。与雷达传感器相比，目前激光雷达传感器更频繁地被用作测距环境传感器。

主动测量的环境传感器——通常在确定的频带中——发射发射信号并且作为接收信号再次测量在对象或障碍物处反射的发射信号，在使用主动测量的环境传感器时的问题是，即在使用多个相同类型的、在相同的频带中工作的环境传感器时可能出现环境传感器的相互干扰或相互的负面影响。在传感器数据中，这例如能够通过产生鬼影目标和/或通过由于提高的噪声而使环境传感器的灵敏度降低而被察觉。这尤其在传感器数据通过被构造用于至少部分地、尤其完全地自动引导机动车的机动车系统进行分析时是有问题的。因此，例如由于鬼影目标而出现错误的动作或者由于提高的噪声而不再能识别弱反射的目标，这会意味着在辅助的和/或巡航的车辆功能中触发不足。

当今的、在机动车中使用的雷达传感器在所谓的77GHz频带中工作，所述77GHz频带描述76GHz与81GHz之间的频率范围。在过去常常使用在76GHz至77GHz的范围中的仅1GHz的频带宽度，而现在也要应用使用在76GHz至81GHz的范围中的整个频带的雷达传感器，但是这提高了各个雷达传感器的相互干扰的概率。类似的问题可能在激光雷达传感器或其他主动测量的环境传感器中出现。

文献DE 103 23 639 A1涉及一种用于在自适应地匹配检测装置的检测特性的情况下检测对象的方法和一种设备。在其中讨论这样的问题，即在车辆满载时或在存在散落的砾石时检测到地面反射，所述地面反射在停车位测量的应用中可能导致错误信息。在那里例如建议，将最大的空间上的检测区域与空间上较小的检测区域相匹配，以便有利地实现与外部的边界条件的简单适配，即尤其是避免在砾石处的反射。

文件DE 10 2017 109 037 A1公开了一种具有可调整的相位关系的、用于调节辐射特性的天线装置，其中，天线装置包括馈入网络，借助该馈入网络，高频天线能够与发送单元和/或接收单元连接。通过所述馈入网络可以执行波束成形以使雷达传感器的辐射特性匹配于相应的使用目的。

发明内容

本发明的目的在于，给出一种用于降低不同交通参与者、尤其是机动车的主动测量的雷达传感器的相互干扰的可能性。

为了实现该目的，在开头所述类型的方法中根据本发明规定，检测区域根据描述至少一个其他交通参与者、尤其是其他机动车相对于本机动车的交通信息被匹配/调整，以便降低机动车的环境传感器与其他交通参与者的至少一个环境传感器之间的干扰。

因此，本发明基于以下构思，即通过自适应地/根据情况地匹配辐射特性、尤其也就是辐射区域，提高不同机动车的环境传感器的抗干扰性。环境传感器的对应于当前检测区域的辐射区域根据描述其他交通参与者在相关环境中的交通信息——例如在存在迎面交通时——如此改变，使得其他交通参与者的环境传感器不受干扰并且理想地反之亦然。为了匹配辐射区域，即，匹配检测区域，在现有技术中已经提出了各种可能性。因此，具体地、尤其在雷达传感器中可以提出，检测区域的匹配通过数字波束成形、尤其在使用环境传感器的发射路径中的移相器的情况下和/或通过匹配发射功率来进行。移相器例如可以设置在环境传感器、尤其是雷达传感器的前端中，其中，发射功率的修改主要影响辐射的作用范围。环境传感器理想地具有天线装置，该天线装置包括多个可独立驱控的或可利用不同相位驱控的天线元件。通过这种方式可以在这样的意义上匹配环境传感器的辐射特性，即最终产生确定的功率分布，该功率分布限定了检测区域。

交通信息适宜地包括其他交通参与者相对于机动车的位置和方向。以这种方式能够判断，布置在其他交通参与者上的环境传感器是否至少非常有可能受到干扰。特别有利地，交通信息可以至少部分地由机动车的至少一个环境传感器本身和/或另外的环境传感器的传感器数据来确定。在雷达和/或激光雷达技术的领域中，可以简单地确定相对于被探测的对象的距离和方向。例如在雷达技术的领域中，现在存在多种方案，这些方案也能够实现将被探测的对象识别为其他交通参与者、尤其是其他机动车和/或甚至更准确地对这些其他交通参与者进行分类。因为在现代机动车中通常主要在传感器和/或信息融合的意义上合并各种环境传感器的传感器数据，所以当然也可以使用其他环境传感器的传感器数据，尤其是辅助至少一个环境传感器本身的传感器数据。

在本发明的一个特别有利的改进方案中，交通信息附加地或替代地也可以由机动车的通信装置的通信数据，尤其是通过车对车通信来确定。通过车对车通信(Car2Car(车对车)或c2c)，交通参与者例如不仅可以相互交换各自的位置、速度以及其他数据，而且尤其也可以通知其他交通参与者，在机动车上是否和以何种程度存在测距的雷达传感器，其中，适宜地，关于相应的环境传感器的布置和取向和/或关于所使用的频带的信息也附加给该环境传感器信息。通过这种方式，对于接收相应通信数据的机动车可以尤其简单地实现，如此综合交通信息，从而在本机动车内部可以检验，自身的测距的环境传感器是否并以何种程度可能影响其他交通参与者的测距的环境传感器的功能，在此是通信数据的发射器的功能。由于作为通信数据被接收的环境传感器信息理想地也可以包含所使用的频带，因此车对车通信提供了优异的基础，以便判断，是否以及在何种程度上应该针对本机动车的至少一个环境传感器进行辐射特性、即检测区域的匹配。

适宜的是，还确定包括至少一个其他交通参与者的运动速度和/或运动方向的交通信息。当例如暂时不能确定交通信息时，这可以实现所谓的预先计算其他交通参与者将如何在未来运动，以便能够实时地进行检测区域的尽可能合理且精确的匹配。

在本发明的特别有利的设计方案中提出，根据包含在交通信息中的和/或可由该交通信息推导出的、描述在本机动车与其他交通参与者之间的交通关系的分类信息来进行检测区域的匹配。换言之，可以考虑其他交通参与者在当前交通情况下相对于本机动车所起的作用，因为由此尤其也得知，本机动车的至少一个环境传感器继续或多或少地全面观察作为对象的其他交通参与者的必要程度。因此，可以基于交通信息、尤其实时地进行环境传感器的检测区域的与交通情况相关的匹配。

优选地，在描述在另一行车道上迎面而来的其他交通参与者的分类信息中，可以将环境传感器的检测区域匹配成，至少部分地除去其他交通参与者的行车道。在此可以具体地规定，从检测区域中移除的其他交通参与者的行车道部分位于该其他交通参与者的行车道前方，和/或从检测区域中移除的其他交通参与者的行车道部分包括其他交通参与者的至少一个环境传感器在该行车道上所确定的检测区域。换言之，自身的环境传感器的辐射特性可以匹配，使得迎面而来的机动车的环境传感器不受干扰。在此，检测区域的形状、即尤其是关于发射信号的功率分布也可以连续地并且根据与迎面交通的距离被调节。通过这种方式可以提高在相反行驶方向的机动车中的抗干扰性。

这基于这样的构思，即，在机动车中主要使用前部环境传感器，以便例如在ACC系统和/或行车道变换辅助装置的情况下，监控与在前方行驶的或待超越的其他交通参与者的距离，因此监控与具有相同行驶方向的机动车的距离。迎面而来的其他交通参与者更可能作为环境传感器系统中的对象被滤除。尤其当机动车在高速公路上运行时，更确切地说将迎面而来的机动车评估为不相关的对象。

因此建议，将环境传感器的检测集中在自身行车道上，因此将功率辐射到相关的区域中并且隐没不太相关的区域，以便提高环境传感器的抗干扰性。尤其也可以设想，通过匹配检测区域、具体而言匹配辐射特性，在确定的相关区域中、尤其是在自身行车道和/或具有相同行驶方向的相邻行车道上以更大的作用范围或更大的性能辐射发射信号。在高速公路的场景中例如可以考虑，聚焦到自身的行车道上，该自身的行车道还包括相同的行驶方向的行车道，并且如果这可能影响其他交通参与者的环境传感系统，则不在高速公路的另一侧上进行测量。换言之，所辐射的功率在空间中的功率分布可以实时地被模型化，例如通过波束成形，使辐射到迎面而来的机动车的与其测量相关的区域中的功率最小化，以及因此使干扰最小化。

在此，这里讨论的迎面而来的其他交通参与者的情况主要涉及沿本机动车的行驶方向取向的环境传感器，其中，原则上例如当迎面而来的其他交通参与者刚刚驶过或已经驶过本机动车时，也可以应用于横向测量的环境传感器和/或在机动车的后部空间中测量的环境传感器。

在本发明的范围内也可以提出，在描述直接在前方行驶的交通参与者的分类信息中，检测区域被限制在当前行驶的行车道的横向部分上，尤其是被限制在当前行驶的行车道的一半的横向部分上。在自身行车道上有另一交通参与者直接在前方行驶的情况下，例如可以为相应地向前方测量的环境传感器和在直接在前方行驶的另一交通参与者中的向后方测量的环境传感器进行车道的“划分”，从而两个环境传感器继续能够探测和跟踪相应其他的机动车，但是至少可以减少相互的干扰。在此，根据存在的交通信息，划分也可以基本上动态地进行，使得两个机动车继续能够基于检测区域的尤其是协同的匹配而进一步相互探测。

在本发明的特别优选的设计方案中可以提出，对于至少一个分类信息，尤其是在如下的分类信息的情况下，不进行检测区域的匹配，该分类信息将其他交通参与者描述为潜在的碰撞对象和/或描述为不具有至少一个潜在干扰的环境传感器，和/或将其他交通参与者描述为与使用环境传感器的传感器数据的车辆功能相关的对象。尤其对于高度相关的其他交通参与者或者说能够排除那里的环境传感器的可能干扰的交通参与者，也可以抑制检测区域从最大地设置的基础检测区域进行匹配。如果交通信息例如包含如下信息，即，其他交通参与者在相关的方向上不具有任何环境传感器，也不会出现对其环境传感器的干扰，从而不需要匹配检测区域。如果在本机动车中例如存在碰撞监控装置并且对于其他交通参与者计算出非常高的碰撞概率，那么适宜的是，放弃检测区域的匹配，以便能够以高质量实施用于避免碰撞和/或降低碰撞后果的措施。如果其他交通参与者与使用环境传感器的传感器数据的车辆功能高度相关，例如在ACC系统中直接在前方行驶的交通参与者，则同样可以放弃检测区域的匹配，以便能够确保其进一步跟踪在前方行驶的交通参与者。在此，在这一点上还要注意，也可以表述为，针对所有的被评估为与使用环境传感器的传感器数据的至少一个车辆功能不相关的其他交通参与者进行匹配。这例如在许多情况下适用于迎面而来的交通，如上面已经阐述的那样。

在此还要注意，分类信息例如不仅必须基于其他交通参与者的位置信息或运动信息，而且也可以基于其他交通参与者的基于传感器的类型识别或型号识别等。此外，为了确定分类信息，尤其是通过车对车通信获得的通信数据也可以是极其有用的。

一般地，在本发明的范围内可以适宜地提出，根据至少一个描述其他交通参与者的运动的交通信息选择检测区域的匹配的时间进程/变化曲线。例如，尤其当不能或不能足够快地跟踪其他交通参与者时，可以根据描述其他交通参与者的运动的交通信息预先计算其他交通参与者的运动，以便可以说一同实施对检测区域的匹配。

在本发明的范围内还优选的是，至少部分地根据规则组进行检测区域的匹配，所述规则组被提供给多个机动车、尤其是被提供给至少一个其他交通参与者，所述规则组对交通信息进行分析并针对至少一个交通情况描述不同交通参与者的环境传感器的检测区域的协作的、尤其互补的匹配。这样确定的规则组(该规则组可以理想地提供和应用于所有参与的机动车)避免了通过车对车通信等使机动车相互协调的必要性，因此为检测区域提供适合于典型交通情况的匹配规则，在使用所述匹配规则时至少减少对其他交通参与者的环境传感器的干扰。例如，对于迎面而来的交通来说可以确定，在辐射特性中隐没迎面而来的交通参与者在迎面而来的交通参与者的行车道上的典型的检测区域。类似的规则也可以考虑用于其他交通情况，例如上面描述的自身行车道的划分等。规则组的细节忠实程度在此可以取决于交通信息的细节忠实程度，例如当已知给其他交通参与者的特定类别配备环境传感器及环境传感器的特性时，可以存在符合相应类别的规则。

如果规则组被提供给尽可能多的机动车，则大多出现检测区域的协作匹配以用于使相互干扰最小化。

然而在本发明的范围内也可以考虑，在利用与其他交通参与者的通信连接的情况下至少部分地基于与其他交通参与者的相互协调来进行检测区域的匹配。在该次优选的设计方案中，例如可以尤其在使用相应的协商算法的情况下实现如已经针对其他情况提出的常见的相互协调方法。

除了所述方法，本发明也涉及一种机动车，其具有至少一个测距的环境传感器、尤其是雷达传感器和/或激光雷达传感器，其中，所述环境传感器通过在能被匹配的检测区域中发射发射信号并接收通过发射信号的反射产生的接收信号来进行测量，并且所述机动车还包括被构造用于实施根据本发明的方法的控制装置。关于根据本发明的方法的全部实施方案可以类似地转用到根据本发明的机动车上，因此利用该机动车同样可以获得已经提到的优点。

附图说明

本发明的其他优点和细节从下面描述的实施例中以及根据附图得出。附图示出：

图1示出具有两个机动车的交通情况，其中出现环境传感器的相互干扰，

图2示出图1的交通情况，其具有匹配的检测区域并且因此干扰最小化，和

图3示出了按本发明的机动车的原理图。

具体实施方式

图1示出在道路3上具有两个相对行驶的机动车1、2的交通情况。两个机动车当前具有至少一个指向相应的机动车1、2的前方区域的雷达传感器4、5作为环境传感器。此外，示出了各个雷达传感器4、5的在图1中使用的基础检测区域6、7，所述基础检测区域当前对应于辐射区域，因此也对应于辐射特性。显然存在重叠区域8。此外，相应的雷达传感器4位于相应另外的雷达传感器5的基础检测区域7内，以及相应的雷达传感器5也位于相应另外的雷达传感器4的基础检测区域6内，因此如通过方框9表明的那样，会导致两个雷达传感器4、5的探测操作被干扰。

在此根据本发明的方法提出，所述方法通过控制装置、尤其是控制器在相应的机动车1、2中执行。具体地，将关于相应另外的机动车1、2的交通信息用作其他交通参与者，以便基于基础检测区域6、7实时地这样进行检测区域的匹配，使得雷达传感器4、5之间的干扰最小化。交通信息可以由相应雷达传感器4、5本身的传感器数据并且必要时在使用相应的机动车1、2的另外的环境传感器的情况下确定，但是交通信息也可以包含车对车通信的通信数据，该交通信息在此除了相应的其他机动车1、2相对于本机动车2、1的位置和取向之外，还包括相应其他机动车1、2的运动信息以及分类信息，该分类信息在此至少描述了，机动车1、2分别在道路3的不同的行车道10、11上迎面行驶。

在本实施例中，指向相应机动车1、2的前方区域的雷达传感器4、5例如用于相应机动车1、2的ACC系统，对于在分别与自身行驶方向的反方向相对应的行车道11、10上的机动车来说，所述雷达传感器可以被视为与相应ACC功能不相关。这种分类信息触发检测区域从基础检测区域6、7出发的确定匹配，如其通过图2的匹配的检测区域12、13示出的那样。可以看出，在检测区域12中，至少除去相应另外的行车道11中的由相应另外的雷达传感器5想要探测的区域，并且在检测区域13中，至少除去相应另外的行车道10中的由相应另外的雷达传感器4想要探测的区域。换言之，将各个雷达传感器4和5所辐射的功率分布降低到自身行车道10或11上，从而在很大程度上、尤其完全避免雷达传感器4和5的相互干扰并且仍然可以获得所有相关的传感器数据。

在此，在其他分类信息中当然也能够出现关于检测区域12、13的其他行为方式，所述行为方式此外通常实时地匹配。如果分类信息例如表明，在其他交通参与者的情况下完全不存在可能被干扰的环境传感器，则也可以避免匹配并且继续使用相应的基础检测区域6、7。原则上可以进一步检测与所提供的车辆功能相关的其他交通参与者，其中，在具体的实施例中可以考虑，例如划分在机动车1、2之间的空间，从而尽管如此两个机动车仍可以继续探测。

在实施所述方法的控制装置中，与此相关地存储了对于机动车1、2相同的规则组，所述规则组能够实现由相应的交通信息、尤其包括分类信息的交通信息确定或决定，不必从基础检测区域6、7出发进行任何匹配。在其他实施例中也可以考虑通过机动车1、2之间的车对车通信进行协调。

在此关于雷达传感器4、5描述的过程当然也可以用于其他在确定的频带中进行主动测量的环境传感器，例如激光雷达传感器。

最后，图3示出按本发明的机动车1的原理图。该雷达传感器在此除了雷达传感器4之外，还具有用于后方空间的另一雷达传感器14，以及指向前方区域的激光雷达传感器15，这些传感器的检测区域、具体说是辐射区域/辐射特性可以根据本发明的方法在需要时进行匹配。为了实施根据本发明的方法，机动车1具有实现为控制器16或在控制器16中实现的控制装置17。该控制装置也可以使用其他环境传感器、例如摄像机18的传感器数据，以便确定交通信息；可选地，机动车1也可以具有用于车对车通信的通信装置19。