[發明專利]用于探測車輛周圍環境中的對象的傳感器系統

在審

• 申請號: 202080011884.4
• 申請日: 2020-01-27
• 公開（公告）號: CN113366339A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: J·貝克特
• 申請（專利權）人: 采埃孚股份公司
• 主分類號: G01S13/87
• 分類號: G01S13/87;G01S7/40;G01S13/42;G01S13/931
• 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探測車輛(16)的周圍環境(14)中的對象(12)的傳感器系統(10)，傳感器系統具有：第一雷達傳感器節點(S1)和第二雷達傳感器節點(S2)，第一雷達傳感器節點和第二雷達傳感器節點分別包括：至少兩個發送元件(Tx)，用于發送雷達信號；至少兩個接收元件(Rx)，用于接收這兩個雷達傳感器節點所發送的雷達信號的反射；以及處理器單元(22)，用于基于所接收的反射來探測車輛的周圍環境中的對象，并且第一雷達傳感器節點和第二雷達傳感器節點以彼此間隔開的方式布置在車輛上，其中，第一雷達傳感器節點的發送元件和接收元件形成虛擬接收孔徑的孔徑元件的節點內場，并且第一雷達傳感器節點的發送元件和第二雷達傳感器節點的接收元件形成虛擬接收孔徑的孔徑元件的跨節點場；并且這兩個雷達傳感器節點之間的距離以及第一雷達傳感器節點內的發送元件與接收元件之間的距離被選擇為使得：節點內場的第一孔徑元件的位置對應于跨節點場的第二孔徑元件的位置。本發明還涉及一種車輛和一種用于校準傳感器系統的雷達傳感器節點的校準方法。

本發明涉及一種用于探測車輛的周圍環境中的對象的傳感器系統、和一種用于校準傳感器系統的雷達傳感器節點的校準方法。

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，來對車輛周圍環境中的對象進行標識和分類。基于所識別的對象，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。當前所使用的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。

雷達傳感器部分地協同運行，其中，這種傳感器網絡包括多個獨立的傳感器(也被稱為節點)。在多個雷達傳感器節點協同運行期間，可以在評估多基地信號(即由一個雷達傳感器節點發送并且由另一個雷達傳感器節點接收的信號)時獲得額外的信息。因此，一方面，對各個雷達傳感器節點本身的信號進行評估；另一方面，對從一個雷達傳感器節點傳輸到另一個雷達傳感器節點的(多基地式)信號進行評估。由于增大的物理延伸范圍(發送元件與接收元件之間的距離)，這種對多基地信號的評估促使比使用單個傳感器的情況更大的(虛擬)孔徑。在進行方位角和仰角方面的角度估計時，孔徑是限制分辨率的量。此外，額外的相干集成功率能夠實現更大的射程。

在這方面，在DE 10 2016 004 305 A1中描述了一種具有布置在不同的安裝位置處的多個雷達傳感器的機動車輛、和一種用于操作布置在機動車輛的不同安裝位置處的多個雷達傳感器的方法。雷達傳感器被設計成檢測機動車輛的附近環境并且可以作為發送器和/或接收器運行。至少一個第一雷達傳感器被設計成用來發出發送信號。不同于第一雷達傳感器的至少一個第二雷達傳感器被設計成用來接收發送信號的反射信號。

使用傳感器網絡中的雷達傳感器的挑戰在于校準。通常僅在周圍環境傳感器已在車輛中安裝好的時間點才能進行校準。為進行校準過程，車輛通常駛入到適合的測試室(吸收室)，以便執行校準。在大多數情況下，將機器人臂上的傳感器目標移動到預定的測量位置處并且用雷達傳感器進行檢測。取決于方案，可能需要對在傳感器網絡中的多個雷達傳感器節點進行聯合協調(Abstimmung)或校準。在此特別的挑戰是，對這些雷達傳感器節點有著不同影響的振蕩器的相位及頻率漂移和長期老化效應。

鑒于此，本發明的目的在于，能夠使多個獨立的雷達傳感器節點協同運行。尤其應實現對多基地信號的評估并且應將用于進行校準的成本保持得較小。應實現針對隨時間流逝出現的變化(例如老化效應)的魯棒性。

為了實現此目的，本發明在第一方面中涉及一種用于探測車輛的周圍環境中的對象的傳感器系統，所述傳感器系統具有：