[发明专利]用于在雷达系统中确定仰角的设备和方法

说明书

本发明涉及在多于一个目标31、32位于雷达区20内的情况下对仰角的确定。通过根据本发明的在多目标场景中的仰角估算，也可以在这种情况下求得方位角和仰角，并且接着对相应的目标物体31、32进行可靠的分类。本发明尤其也涉及一种具有雷达系统的机动车10，该雷达系统包括根据本发明的方位角和仰角估算装置。

技术领域

本发明涉及一种用于在雷达系统中确定仰角的设备和方法。本发明尤其涉及一种用于在雷达区内出现多个目标的情况下确定仰角的设备和方法。

背景技术

现代的车辆越来越多地配备有所谓的驾驶辅助系统，它们对机动车的驾驶员例如在流动交通中驾车时以及例如在路边泊车时进行协助。

在此，对于驾驶辅助系统的处理过程来说值得期望的是，对那些可被机动车无危险地驶过的物体(例如位于地上的空饮料罐)与那些无论如何都不能被机动车驶过的物体(例如停放的汽车或树木)进行区分。为此有帮助的是，除了检测到的物体的方位上的角位置之外也附加地求得仰角，也就是物体的垂直位置。

德国专利申请DE 10 2010 064 348 A说明了用于机动车的雷达传感器。在此，天线装置能被这样控制，即，该天线装置具有时间上变化的方向特性。通过分析评价雷达回波可以确定检测到的物体的仰角。

一种用于确定仰角的可能性在于，对雷达传感器装置补充一个附加的仰角天线。该仰角天线具有在仰角方向上与主系统天线的特性不同的方向特性。若将由仰角天线的发射脉冲引起的、接收到的信号的振幅与由主天线的发射脉冲引起的信号的振幅相比较，则可由振幅的这种比较推断出物体的仰角。在此，对振幅的观测针对振幅幅值的分析，或者替换地也根据幅值和相位来分析评价复振幅。

然而如果在雷达区的扇形区域中同时存在多于一个的物体，那么在这种情况下，不再能够由接收信号的振幅比明确地确定仰角。

因此，需要一种雷达系统，该雷达系统能够在雷达区内多于一个物体时也可靠地确定仰角。此外，也需要一种雷达系统，该雷达系统在雷达区段内多于一个物体时能够实现对物体的可靠分类。

发明内容

根据一个方面，本发明提供了一种用于确定仰角的设备，其具有用于发出和接收雷达信号的发射和接收单元；用于确定方位上的目标参数的设备，该设备被设计用于求得多个检测到的目标和用于对每个检测到的目标确定方位角；和用于确定仰角的设备，该设备被设计用于基于方位上的目标参数形成控制矩阵并且用于在考虑控制矩阵的情况下对每个检测到的目标确定仰角。

根据另一方面，本发明提供了一种用于在雷达系统中确定仰角的方法，其具有以下步骤：确定方位上的目标参数，其中，方位上的目标参数包括检测到的目标的数量和针对每个检测到的目标的方位上的角估算；基于方位上的目标参数形成控制矩阵；并且在考虑控制矩阵的情况下确定目标的仰角。

本发明的构思在于，基于检测到的目标的求得的数量和配属于每个目标的方位角为每个检测到的目标求得各自的仰角。在此，仰角的确定借助最小二乘法进行。为此，构成一个适当的控制矩阵，该控制矩阵相应于雷达系统沿检测到的目标的方位方向的系统响应。基于该控制矩阵能够确定接收信号的振幅比并且由此还能够以简单的方式确定目标的仰角。

本发明的优点在于，对于根据本发明的确定仰角的方案无需附加的另外的天线元件或信号发生器形式的发射和接收硬件。根据本发明的用于确定仰角的方案可以在使用已有的发射和接收硬件的情况下实现。

本发明的另一优点在于，在一个单个的雷达区内在出现多个物体时也能够正确地估算仰角。因此，由这些信息能进一步推断出可靠的分类。

在一个实施方式中，发射和接收单元包括信号产生设备、主天线和仰角天线。在此，仰角天线优选具有与主天线不同的方向特性。因此，通过比较一方面由主天线的发射脉冲及另一方面由仰角天线的发射脉冲引起的接收信号，也可以进行简单且可靠的仰角确定。在替换的实施方式中，主天线和仰角天线具有相同的方向特性、但具有不同的相位中心。