雷达收发器测试方法和系统与流程

雷达收发器测试方法和系统

技术实现要素：

1.本公开涉及用于测试适于汽车应用的雷达收发器，具体地用于测试安装在保险杠内或保险杠后面的雷达收发器的方法和测量系统。
2.雷达收发器通常是布置用于在专用雷达频带中发射和接收雷达信号的装置。雷达收发器通常用于车辆，以用于监测车辆周围环境。自动巡航控制(acc)功能、紧急制动(eb)功能、高级驾驶员辅助系统(adas)和自主驾驶(ad)是其中雷达数据表示车辆控制基于其的重要信息来源的应用的一些示例。
3.雷达收发器位于各个位置处，一些雷达收发器位于用作辅助雷达天线罩的车辆保险杠后面。针对这些情况，可能需要能够评估潜在堵塞。典型的堵塞情况是，当车辆停放时，保险杠被诸如雪或其他沉积物等物体堵塞，以及当雷达收发器前面的保险杠需要维修并且必须重新涂漆。
4.在后一种情况下，难以控制重新涂漆的保险杠的油漆特性。油漆必须与油漆的其余部分相匹配，因此经常需要混合各种元素来达到相同的颜。新油漆的特性可不同于原始油漆的特性，并且涂漆的方式会在探测距离和方位角估计精度方面影响雷达收发器原始性能。过量的油漆将导致雷达范围减小，有时是由雷达和仪表板之间的反射信号被抵消而造成的窄切口的形式。
5.因此，有必要检查新油漆是否以及在何种程度上影响距离和方位角估计性能。然而，并非总是能在修配厂驾驶车辆。
6.还存在静态的方法，例如使用超声波探头测量厚度。该方法的问题是性能不仅取决于厚度，而且取决于被涂漆的材料。根据雷达收发器，并不总是可以定义通过/失败标准。
7.静态方法的另一示例是使用接收器设备测量辐射波。这相对比较精确，但需要合适的设备以能够测量rf信号。此类设备昂贵并且无法部署在所有修配厂中。
8.因此，需要进一步改进，具体地用于控制是否以及在何种程度上重新涂漆的保险杠的雷达收发器特性发生了变化。应当能够在不移动车辆的情况下并且通过使用低成本设备执行此类控制。通常，需要改进对雷达收发器功能的测试，具体地在收发器自身或其周围环境发生了已知的变化诸如例如所提到的重新油漆之后。
9.发明内容
10.本公开的目的是提供一种方法和测量系统，该方法和测量系统用于控制是否以及在何种程度上雷达收发器特性发生了变化。这可在收发器自身或其周围环境发生了已知的变化之后，诸如例如在覆盖雷达收发器的保险杠已经重新涂漆之后进行。应当能够在不移动车辆的情况下并且通过使用低成本设备执行此类控制。
11.通过用于控制车载雷达收发器功能的方法来达到此目的。该方法包括发射雷达信号并收集和存储目标数据，该目标数据包括从在测量角间隔期间被至少一个目标对象反射的反射雷达信号获得的接收到的检测到的信号水平。该方法还包括当满足以下条件中的至少一个条件时，确定雷达收发器正常运行：
[0012]-在测量角间隔中包括的角间隔期间，检测到的信号水平超过最小信号水平。
[0013]-在测量角间隔中包括的角间隔期间，针对某个角变化的检测到的信号水平变化低于某个限值。
[0014]
以此方式，易于检查是否以及在何种程度上雷达收发器特性发生了变化，具体地在收发器自身或其周围环境发生了已知的变化诸如例如所提到的重新油漆之后。
[0015]
根据一些方面，该方法包括在测量角间隔期间沿着距雷达收发器一定距离处的测量弧移动目标对象。
[0016]
这提供了来自测量角间隔内的多个角度的数据的相干覆盖范围。
[0017]
根据一些方面，线用于保持距离。
[0018]
以此方式，以一种简单可靠的方式保持距离。
[0019]
根据一些方面，该方法包括在目标对象围绕测量弧移动时监测目标对象的随时间推移的方位角，并且将所监测的方位角与预期方位角轨迹进行比较。
[0020]
以这种方式，可以确定雷达收发器是否以简单可靠的方式正常运行。
[0021]
根据一些方面，在一个或多个对应的固定位置中存在两个或更多个目标对象。
[0022]
如果不存在可移动目标对象，则这将导致固定目标之间的信息丢失，但无需移动目标对象。
[0023]
根据一些方面，将金属管或金属棒用作目标对象。
[0024]
这意味着可以使用简单结构作为目标对象。
[0025]
根据一些方面，目标对象是圆柱形的并且竖直布置在轮式托架上。
[0026]
根据一些方面，最小信号水平随方位角而变化。
[0027]
本文还公开了与上述优点相关联的测量系统。
[0028]
通常，除非本文另外明确定义，否则权利要求书中使用的所有术语均根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确指出，否则对“一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有参考都应被公开地解释为是指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确指出，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。当研究所附权利要求书和以下描述时，本公开的另外的特征和优点将变得显而易见。在不脱离本公开的范围的情况下，技术人员认识到，可以组合本公开的不同特征以创建除以下描述的实施方案之外的实施方案。
附图说明
[0029]
现在参考附图更详细地描述本公开，在附图中：
[0030]
图1示意性地示出了车辆的顶视图；
[0031]
图2示意性地示出了检测到的振幅与方位角的第一曲线；
[0032]
图3示意性地示出了检测到的振幅与方位角的第二曲线；并且
[0033]
图4是所示方法的流程图。
具体实施方式
[0034]
现在将参考附图更全面地描述本公开的各方面。然而，本文所公开的不同的装置和方法可以许多种不同的形式实现，并且不应被理解为限于本文阐述的方面。在全文中，同样的附图标记在附图中是指同样的元件。
[0035]
本文所用的术语仅用于描述本公开的方面，并非旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。
[0036]
图1示出了包括雷达系统2的车辆1的顶视图，该雷达系统继而包括雷达收发器3和控制单元4。雷达收发器3具有某个视场(fov)9。
[0037]
雷达收发器3适于发射雷达信号5并接收已被对象7反射的反射雷达信号6。控制单元4控制雷达收发器3，例如发射定时、发射频率内容以及实际发射时间波形。控制单元4还适于执行信号处理，以便提取与检测到的对象相关的目标数据，例如用于以先前众所周知的方式获得距离多普勒矩阵的2d fft。
[0038]
雷达收发器3位于保险杠8后面或内部，该保险杠用作雷达收发器3的雷达天线罩。
[0039]
根据本公开，控制单元4适于控制雷达收发器3发射雷达信号5并且收集目标数据，该目标数据包括从已被在fov 9内的固定径向距离l处移动的目标对象7反射的反射雷达信号6获得的接收到的并检测到的振幅水平。因此，目标对象7、7'、7”沿着测量弧10在雷达收发器方位角θ之间从起始角θ
起始
移动到停止角θ
停止
，使得方位角测量角间隔21被覆盖，例如-60
°
至+60
°
。测量角间隔21应在fov的角跨度11内。在图1中，示出了测量角间隔21低于fov的角跨度11，但当然可或多或少等于fov的角跨度11。
[0040]
收集的目标数据至少部分地存储在控制单元4自身处或存储在外部计算机装置18处，诸如经由控制器区域网络(can)总线19连接到控制单元4的膝上型电脑。
[0041]
技术人员将理解，根据一些方面，除了检测到的振幅水平之外或另选地，目标数据包括接收到的反射雷达信号6的信噪比(snr)。就像任何无线电接收器一样，雷达系统2可以估计自身的噪声基底，例如以分贝为单位。这通常随时间推移将相对恒定，并且独立于目标对象方位角θ。snr将是目标振幅与噪声水平的比值。使用snr的益处是，随着雷达收发器3温度变化，雷达收发器3的增益/信号放大级发生变化，而snr更为稳定。因此，snr对温度的依赖较小，并且在不同雷达之间的变化也较小。在整个本公开中，snr和振幅可以互换使用。
[0042]
术语信号水平通常是指振幅水平或snr水平。在所提供的示例中，振幅水平作为信号水平进行讨论，但是这些示例当然也适用于snr水平。
[0043]
图2示出了目标对象7从起始角θ
起始-60
°
到停止角θ
停止
+60
°
多次经过-60
°
与+60
°
之间的角间隔时的检测到的振幅水平与方位角。通过分析检测到的振幅水平与方位角，可以确定雷达收发器3是否正常运行，以及新的保险杠油漆或其它改变是否影响雷达收发器3的工作。根据在计算机装置18处执行的一些方面来进行分析。
[0044]
图2和以下图3示出了由雷达收发器3测量的从目标返回的信号的以db为单位的振幅水平。技术人员将理解，这可同样为如上所述的目标的信噪比(snr)。这在图2和图3中指示，其中y轴被标记为“振幅或snr”。
[0045]
根据一些方面，所选的目标对象7在围绕测量弧10移动时，应理想地表现出相同的雷达散射截面(rcs)，并且雷达收发器3能够通过先验知道圆弧半径l来区分目标对象7。由于并非所有的雷达收发器都安装在车辆的同一高度，因此使用沿高度范围具有一致rcs的目标对象也有益处。
[0046]
如图2所示，检测到的振幅水平应超过用虚线指示的特定最小振幅水平12，从而构成振幅掩模板。这意味着检测到的振幅不会受到不可接受的衰减的影响。根据一些方面，最小振幅水平12在方位角θ上不是恒定的，而是一个随方位角θ变化的函数。在图2和图2的示
例中，方位角-50
°
与-40
°
之间具有大约-52db的一个最小振幅水平，并且方位角-40
°
与+50
°
之间具有-49db的另一最小振幅水平。这当然只是出于解释本公开的原因的一种可能性的说明。
[0047]
此外，根据一些方面，检测到的振幅水平应遵循连续轨迹，其中针对某个角变化的检测到的振幅水平变化应在某个限值内，根据一些方面，应在某个角跨度内。
[0048]
只要满足上述条件，则确定雷达收发器3正常运行，新的保险杠油漆或其它变化不影响雷达收发器3的工作以致无需采取动作。根据一些方面，图2中的曲线就是这种情况。在此，针对某个角变化的检测到的振幅水平变化增加到超过+50
°
以及低于-50
°
，并且根据一些方面，针对某个角变化的检测到的振幅水平变化只考虑某个角间隔θi，诸如例如在-50
°
至+50
°
的范围内。在该角间隔θi之外，振幅水平下降相对较快，这是正常行为。
[0049]
对于图3中的另一种情况示出了对应的曲线。
[0050]
假设目标对象7在测量期间的移动是连续且相当恒定的，测量系统20可以检查角估计中是否存在任何跳跃。如果随时间推移观察目标对象7，则确定该目标对象以起始角θ
起始
开始，并以相当恒定的速度移动到停止角θ
停止
，测量系统20应在此期间始终对此进行报告。根据一些方面，可以执行线性曲线拟合，并且例如可以接受
±6°
偏差。
[0051]
根据一些方面，在这种情况下，不确定雷达收发器3正常运行，因为检测到的振幅水平低于大约-49
°
至-42
°
之间的最小振幅水平12。还存在可与新油漆层的不规则油漆特性对应的若干振幅水平凹口或下陷13、14、15。在这些下陷13、14、15处，检测到的振幅水平不遵循连续轨迹，并且针对某个角变化的检测到的振幅水平变化落在针对检测到的振幅突变的某个角间隔的预定义限值之外。
[0052]
因此，在参考图3的示例中，提供了两个不同问题的示例，即检测到的振幅水平过低，以及检测到的振幅水平突变，使得检测到的振幅水平出现下陷13、14、15。
[0053]
根据一些方面，目标对象7由金属棒或金属管构成，在下文中考虑了金属管，其中该管可以是圆形或矩形的。根据一些方面，该管竖直安装并具有20mm-40mm的直径。雷达收发器的竖直安装位于一定范围内，例如
±1°
、
±2°
或
±3°
。根据一些方面，该管安装到与线17连接的轮式托架16，其中线17附接到车辆或任何其它对象，使得在托架16与目标对象7移动期间保持目标对象7与雷达收发器3之间的径向距离l。
[0054]
目标对象可以是角反射器的形式。角反射器通常将安装在与雷达收发器3中包括的雷达天线大致相同的高度处，并且不需要直接指向雷达。
[0055]
对于金属管，只要该管通过雷达天线的fov，其高度并不重要。
[0056]
按上述方法设计的测试装置可在普通车间使用，并且对雷达传感器周围半径要求较小，例如约1m。
[0057]
本公开可应用于包括在雷达系统2中的任何合适的一个或多个雷达收发器。在图1中，仅示出了后角雷达收发器3，这仅仅是举例。通常，在此类雷达系统2中存在若干雷达收发器，并且本公开可应用于这些雷达收发器中的一些雷达收发器或雷达系统中的所有雷达收发器。
[0058]
以下提供了如何执行测试的非限制性示例。
[0059]
1)测试操作员设置轮式托架16，诸如具有至少1米长度的竖直延伸的铝管的小托架作为目标对象7。
[0060]
2)将线17附接到保险杠8下方的锚点，其中构成半径的线长度22设置为约100cm。
[0061]
3)作为一个选项，外部计算机装置18诸如个人计算机(pc)可以经由can读取雷达收发器3的内部温度。这可用于允许雷达收发器3的温度变化，因为相对较冷的雷达收发器3通常会比相对较热的雷达收发器3测得更高的snr。此过程可以构建到控制单元4中。
[0062]
4)作为一个选项，pc 18适于将雷达收发器3配置成具有最小/最大半径的测量模式，其允许控制单元4确定哪些雷达探测对应于目标对象7，以及哪些雷达探测对应于附近的建筑物或测试操作员。
[0063]
5)测试操作员站在目标对象7后面，并且在例如15秒内将托架16围绕fov移动。
[0064]
6)pc 18经由can总线19记录方位角和检测到的振幅水平，并且向工程师提供关于例如以下各项的听觉反馈：
[0065]-在fov内检测到的目标对象7。
[0066]-目标对象7达到一个方位角极值θ
起始
、θ
停止
。测试开始并进展顺利。
[0067]-达到端部极值。成功完成测试。
[0068]
7)通过pc 18针对振幅掩模板12对检测到的振幅水平进行交叉检测。提供了对雷达收发器3的功能的通过或失败的判定，并且经由打印机提供测试结果的硬拷贝。
[0069]
根据一些方面，假设目标对象7从-60
°
开始到+60
°
结束，并且方位角θ随时间推移线性增大并始终保持正梯度，还可以监测和检查如雷达系统2报告的目标对象7的方位角估计。
[0070]
以上仅仅是示例，并且不应被视为以任何方式进行限制。交叉检查当然也可以另外或者作为一种替代方法来发现上文讨论的振幅下陷。
[0071]
参考图4，本公开涉及用于控制车辆雷达收发器3的功能的方法。该方法包括发射s100雷达信号5并收集和存储s300目标数据，该目标数据包括从在测量角间隔21期间被至少一个目标对象7反射的反射雷达信号6获得的接收到的检测到的信号水平21。该方法还包括当满足以下条件中的至少一个条件时，确定s400雷达收发器3正常运行：
[0072]-在测量角间隔21中包括的角间隔θi期间，检测到的信号水平超过最小信号水平12。
[0073]-在测量角间隔21中包括的角间隔θi期间，针对某个角变化的检测到的信号水平变化低于某个限值。
[0074]
根据一些方面，该方法包括在测量角间隔21期间沿着距雷达收发器3的距离l处的测量弧10移动s200目标对象7。
[0075]
根据一些方面，线17用于保持距离l。
[0076]
根据一些方面，该方法包括在目标对象围绕测量弧10移动时监测s301目标对象7的随时间推移的方位角θ，并且将所监测的方位角θ与预期方位角轨迹进行比较s401。
[0077]
根据一些方面，在一个或多个对应的固定位置中存在两个或更多个目标对象7。
[0078]
根据一些方面，将金属管或金属棒用作目标对象7。
[0079]
根据一些方面，目标对象7是圆柱形的并且竖直布置在轮式托架16上。
[0080]
根据一些方面，最小信号水平12随方位角而变化。
[0081]
本公开不限于讨论的示例，而可以在所附权利要求书的范围内自由变化。例如，雷达收发器可以具有任何合适的类型，并且可以根据一些方面包括合适的装置，诸如天线、发
射器、接收器、控制单元等。
[0082]
本公开涉及一种用于控制车辆雷达收发器3的功能的测量系统20，其中测量系统20包括雷达系统2，该雷达系统继而包括雷达收发器3和控制单元4。测量系统20进一步包括可移动目标对象7，并且根据一些方面，还包括连接到控制单元4的外部计算机装置18。根据一些方面，计算机装置18适于执行用于确定是否满足所述下列条件中的至少一个条件的分析。根据其它方面，不需要外部计算机，并且所有的配置和后处理都在雷达控制单元4内执行。
[0083]
控制单元4可以由一个单元构成或由两个或更多个分布式子单元构成。根据本公开的测量系统的功能可在雷达系统2的控制单元4与外部计算机装置18之间以不同方式共享。
[0084]
代替轮式托架，当然可以设想其它替代方案。例如，目标对象7可以沿着轨道移动，然而，这需要更持久的安装。此类轨道可以允许目标装置在测量期间自动移动，其中可以经由轨道上的位置获取方位角θ。
[0085]
根据一些方面，测量弧10被配置成使得距离l不是固定的，而是针对不同方位角θ变化。
[0086]
根据一些方面，在一个或多个对应的固定位置中存在两个或更多个目标对象7。这些固定目标不沿着弧10移动，并且其位置略有不同，从而可以进行多次抽查。如果不存在可移动目标对象，则这将导致固定目标之间的信息丢失，但无需移动目标对象。
[0087]
通常，本公开还涉及用于控制车辆雷达收发器3的功能的测量系统20。测量系统20包括雷达系统2，该雷达系统继而包括雷达收发器3和控制单元4，测量系统20进一步包括至少一个目标对象7。测量系统20适于：收集和存储目标数据，该目标数据包括从在测量角间隔21期间被目标对象7反射的反射雷达信号6获得的接收到的检测到的信号水平21；以及当满足以下条件中的至少一个条件时，确定雷达收发器3正常运行：
[0088]-在测量角间隔21中包括的角间隔θi期间，检测到的信号水平应超过最小信号水平12；
[0089]-在测量角间隔21中包括的角间隔θi期间，针对某个角变化的检测到的信号水平变化低于某个限值。
[0090]
根据一些方面，测量系统20包括可移动目标对象7，该可移动目标对象能够在测量角间隔21期间沿着距雷达收发器3的距离l处的测量弧10移动。
[0091]
根据一些方面，测量系统20包括适于保持距离l的线17。
[0092]
根据一些方面，测量系统20适于在目标对象围绕测量弧10移动时监测目标对象7的随时间推移的方位角θ，并且将所监测的方位角θ与预期方位角轨迹进行比较。
[0093]
根据一些方面，测量系统20在一个或多个对应的固定位置中包括两个或更多个目标对象7。
[0094]
根据一些方面，目标对象7由金属管或金属棒形成。
[0095]
根据一些方面，测量系统20包括连接到控制单元4的外部计算机装置18，其中计算机装置18适于执行用于确定是否满足所述下列条件中的至少一个条件的分析。

技术特征：

1.一种用于控制车辆雷达收发器(3)的功能的方法，其中所述方法包括：发射(s100)雷达信号(5)；收集和存储(s300)目标数据，所述目标数据包括从在测量角间隔(21)期间被至少一个目标对象(7)反射的反射雷达信号(6)获得的接收到的检测到的信号水平；当满足以下条件中的至少一个条件时，确定(s400)所述雷达收发器(3)正常运行：-在测量角间隔(21)中包括的角间隔(θ
i
)期间，所述检测到的信号水平超过最小信号水平(12)；并且-在所述测量角间隔(21)中包括的角间隔(θ
i
)期间，针对某个角变化的检测到的信号水平变化低于某个限值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括在所述测量角间隔(21)期间沿着距所述雷达收发器(3)的距离(l)处的测量弧(10)移动(s200)所述目标对象(7)。3.根据权利要求2所述的方法，其中线(17)用于保持所述距离(l)。4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其中所述方法包括：在所述目标对象围绕所述测量弧(10)移动时，监测(s301)所述目标对象(7)的随时间推移的方位角(θ)，以及将所监测的方位角(θ)与预期方位角轨迹进行比较(s401)。5.根据权利要求1所述的方法，其中在一个或多个对应的固定位置中存在两个或更多个目标对象(7)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用金属管或金属棒作为目标对象(7)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述目标对象(7)是圆柱形的并且竖直布置在轮式托架(16)上。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述最小信号水平(12)随方位角而变化。9.一种用于控制车辆雷达收发器(3)的功能的测量系统(20)，所述测量系统(20)包括雷达系统(2)，所述雷达系统继而包括所述雷达收发器(3)和控制单元(4)，所述测量系统(20)进一步包括至少一个目标对象(7)，其中所述测量系统(20)适于：收集和存储目标数据，所述目标数据包括从在测量角间隔(21)期间被目标对象(7)反射的反射雷达信号(6)获得的接收到的检测到的信号水平；以及当满足以下条件中的至少一个条件时，确定所述雷达收发器(3)正常运行：-在所述测量角间隔(21)中包括的角间隔(θ
i
)期间，所述检测到的信号水平应超过最小信号水平(12)；-在所述测量角间隔(21)中包括的角间隔(θ
i
)期间，针对某个角变化的检测到的信号水平变化低于某个限值。10.根据权利要求9所述的测量系统(20)，其中所述测量系统(20)包括可移动目标对象(7)，所述可移动目标对象能够在测量角间隔(21)期间沿着距所述雷达收发器(3)的距离(l)处的测量弧(10)移动。11.根据权利要求10所述的测量系统(20)，其中所述测量系统(20)包括适于保持所述距离(l)的线(17)。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的测量系统(20)，其中所述测量系统(20)适于在所述目标对象围绕所述测量弧(10)移动时监测所述目标对象(7)的随时间推移的方位角(θ)，并且将所监测的方位角(θ)与预期方位角轨迹进行比较。13.根据权利要求9所述的测量系统(20)，其中所述测量系统(20)在一个或多个对应的固定位置中包括两个或更多个目标对象(7)。14.根据权利要求9至13中任一项所述的测量系统(20)，其中所述目标对象(7)由金属管或金属棒形成。15.根据权利要求9至14中任一项所述的测量系统(20)，其中所述测量系统(20)包括连接到所述控制单元(4)的外部计算机装置(18)，其中所述计算机装置(18)适于执行用于确定是否满足所述下列条件中的至少一个条件的分析。

技术总结

本公开涉及用于控制车辆雷达收发器(3)的功能的方法，其中该方法包括发射(S100)雷达信号(5)并收集和存储(S300)目标数据，该目标数据包括从在测量角间隔(21)期间被至少一个目标对象(7)反射的反射雷达信号(6)获得的接收到的检测到的信号水平。该方法还包括当满足以下条件中的至少一个条件时，确定(S400)雷达收发器(3)正常运行：-在测量角间隔(21)中包括的角间隔(θ