[發明專利]用于校準多輸入多輸出雷達傳感器的設備和方法

在審

• 申請號: 202080009637.0
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN113330326A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: S·澤克納;B·西克
• 申請（專利權）人: 采埃孚股份公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/931;G01S13/42
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

本發明涉及一種用于校準多輸入多輸出MIMO雷達傳感器(12)的設備(14)，該設備具有：輸入接口(20)，用于接收所述MIMO雷達傳感器的目標列表，目標列表具有車輛的周圍環境中的多個目標的角度數據和信道數據，其中，角度數據包括有關目標所處的目標角度的信息，并且信道數據包括有關MIMO雷達傳感器的各個信道中所接收的該目標的反射信號的信息；建模單元(22)，用于基于角度數據為多個目標中的每個目標生成模型數據，模型數據具有有關假定探測單目標所預期的反射信號的信息，該單目標在MIMO雷達傳感器的遠場中位于目標角度下；處理器單元(24)，用于針對多個目標中的每個目標獲取模型誤差，模型誤差具有有關該目標的信道數據與模型數據之間的偏差的信息；選擇單元(28)，用于基于所獲取的模型誤差從多個目標中選擇目標，其中，所選擇的目標的模型誤差比其他目標的模型誤差要小；以及適配單元(30)，用于基于模型數據和信道數據來獲取校準系數，校準系數具有有關適配MIMO雷達傳感器的信道的信道輸出的信息，其中，校準系數補償信道數據與模型數據的偏差。本發明還涉及一種用于校準多輸入多輸出MIMO雷達傳感器(12)的方法以及一種系統(10)。

本發明涉及一種用于校準多輸入多輸出(MIMO)雷達傳感器的設備、和一種對應方法以及一種具有MIMO雷達傳感器和設備的系統。

當代車輛(汽車、運輸車、載重汽車、摩托車等)包括若干傳感器，這些傳感器向駕駛員提供信息并且半自動化地或全自動化地控制車輛的各個功能。在此，重要的前提條件在于檢測、識別車輛自身的周圍環境并且對其進行建模。借助于周圍環境傳感器(例如雷達傳感器、激光雷達傳感器、超聲傳感器以及相機傳感器)來檢測具有有關周圍環境的信息的傳感器數據。然后，可以根據所檢測到的數據以及必要時額外考慮的可在車輛中獲得的數據，來對車輛的周圍環境中的對象進行標識和分類。基于此，例如可以使自主或半自主的車輛的行為與當前狀況相適配或者可以向駕駛員提供額外的信息。

在此，廣泛使用的傳感器原理是雷達技術。用于車輛的雷達傳感器通常包括多個發送元件和多個接收元件并且作為多輸入多輸出雷達(MIMO雷達)運行。這些發送元件和接收元件在此形成雷達傳感器的虛擬信道(Rx/Tx天線對)，其中每個信道代表一個不同的位置。通過評定不同信道處的雷達信號的相位和幅值(信道響應)可以探測目標(以方位角和仰角表示的角度位置、多普勒或相對速度以及距離)。

在雷達傳感器的生產與加工中，存在與生產有關的差異和偏差。因此，為了改進信號質量而常見的是，在生產后測量每個單獨的雷達傳感器以實現對信道響應的校準。通常僅在雷達傳感器已經安裝在車輛中時才進行校準。為此，通常在測量室中生成位于零度方位角和仰角的角度下的目標并且測量信道響應。信道響應由n個可用的信道的n個復數值構成，在已知相應目標的位置的情況下根據距離/多普勒圖中來提取這些復數值。理想情況下，處于零度的目標應在所有信道處產生幅值和相位上相同的響應。因此，所測量的值直接反映了對應傳感器的偏差并且能夠用于進行歸一化。根據這個方案得到用于信道的(復數)校準系數。隨后，通過在計算距離/多普勒圖之后除以校準系數來應用這些校準系數。

挑戰在于，雷達傳感器的特性可能在其使用壽命期間發生變化。尤其在汽車領域中，由于諸如溫度變化、濕度、振動等因素的影響可能導致雷達傳感器的高負載和退化。校準一經執行就可能顯著變差并且在一段時間后僅還具有有限的精確度。在此，雷達傳感器內部的變化可能是長期的(例如幾年)，也可能是短期的(例如幾分鐘)。因此，通常需要進行再次(高耗費的)校準或還需要進行雷達傳感器的(昂貴的)更換。

鑒于此，本發明的目的在于，改進使用雷達傳感器時的可靠性和精確度。尤其應減少用于再次校準的耗費和成本。應實現針對雷達傳感器的退化的魯棒性。

為了實現這個目的，在第一方面中，本發明涉及一種用于校準MIMO雷達傳感器的設備，所述設備具有：

輸入接口，所述輸入接口用于接收所述MIMO雷達傳感器的目標列表，所述目標列表具有車輛的周圍環境中的多個目標的角度數據和信道數據，其中，所述角度數據包括有關目標所處的目標角度的信息，并且所述信道數據包括有關所述MIMO雷達傳感器的各個信道中所接收的該目標的反射信號的信息；