[发明专利]雷达传感器、雷达传感器系统以及用于利用用于测量点状和面状地反射的对象的水平和垂直数字波束形成来确定对象的位置的方法

说明书

描述了一种雷达传感器、尤其是用于车辆的雷达传感器，所述雷达传感器具有一个控制单元和一个天线装置，其特征在于，所述雷达传感器有能力执行用于确定对象的垂直和水平位置的空间扫描，用来辅助对所述对象的几何形状的区分。

技术领域

本发明涉及一种雷达传感器、雷达传感器系统，以及用于确定对象的位置的方法。

毫米波雷达传感器、例如用于汽车和航空应用的毫米波雷达传感器应该有紧凑并且成本低廉的结构。

如果探测仅限于一个平面（大多是水平平面）（这在大多数汽车雷达传感器中都是这种情况），那么这可以以成本低廉的方式通过使用平板天线和多个接收机来实现。在此，根据“数字波束形成（Digital Beamforming）”的原理来实现波束形成和控制。

然而，对于一些应用来说，不仅需要精确的垂直位置确定而且需要水平位置确定。这例如适用于用于机动车的车门空间监控的传感装置，在所述机动车的情况下，车门能自动打开。这里，传感器必须识别出可能的障碍物，使得避免与打开的车门相撞。在此，所述障碍物可以在车辆高度的范围内任意地来布置。

另一应用可能是所谓的停车辅助，在所述停车辅助的情况下，例如必须在可能相撞的对象与低矮的路边石之间进行区分。

平坦和点状反射体的反射特性基本上按如下地来区分：平坦表面只在雷达波束垂直地入射时具有显著的反射，而在点状反射体的情况下，即使在其它角度的情况下这也是这种情况。所述情形可能导致：被扩大的平坦表面在其轮廓方面不能被识别出并且尤其是在车门自动打开的情况下可能发生碰撞。

背景技术

从Winfried Mayer 博士发表的题为“具有在发射侧切换的分组天线的成像雷达传感器（Abbildender Radarsensor mit sendeseitig geschalteter Gruppenantenne）”的论文（Cuvillier 出版社，哥廷根（Göttingen）2008年，ISBN 978-3-86727-565-1 /1/）公知了如下方法以及装置，所述方法利用数字波束形成的技术来监控一个区域，在所述方法和装置的情况下使用具有多个发射机和多个接收机的天线阵列。

在DE 10 2008 052 246 A1中 描述了一种用于测定对象的垂直位置的具有可调节的仰角波束方向的传感器系统。在这种情况下，通过反射体的机械运动来实现调节。

在PCT/EP2012/003702 中描述了一种具有对天线孔径的合成放大以及二维波束扫描的成像雷达传感器。在此，在水平方向通过由多个接收信道构成的数字波束形成、在垂直方向通过比较两个接收信号的振幅来实现所述二维波束扫描，所述两个接收信号由两个发射机产生，所述两个发射机具有彼此在垂直方向倾斜的天线图。然而，该方法实际上有如下缺点：由于传感器前面的结构（如天线罩、塑料保险杠和类似的遮盖物）而使得天线图的振幅特性失真。这意味着应根据遮盖物情况执行对雷达传感器的校准，以便以测量技术检测和补偿这些失真。

发明内容

本发明的任务是提供一种装置、一种方法以及一种雷达系统，用来避免上面描述的缺点。此外，本发明的任务是提供一种雷达传感器或一种雷达传感器系统或一种装置和一种方法，利用所述方法可以确定对象的垂直位置而且借助于所述装置可以执行在点状对象与面状对象之间的分类。

该任务由具有权利要求1或13的特征的装置、具有权利要求18或19的特征的方法来解决。

如下的解决方案可能性是本发明相关的，例如通过：

A. 用于确定对象在三维空间中的位置的装置，所述装置具有至少两个雷达发射/接收装置，其中每个装置具有至少4个接收机和一个或两个发射机，所述装置具有用于水平波束偏转的天线阵列，所述用于水平波束偏转的天线阵列在垂直方向具有扇形波束，而且所述装置具有用于垂直波束偏转的天线阵列，所述用于垂直波束偏转的天线阵列的单辐射元件在垂直方向以及在水平方向都具有宽的方向特性；