JP5138935B2 - 自動車用の測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、測定装置、特に、測定装置と少なくとも１つの物体との間の距離を測定するための、および／または測定装置と少なくとも１つの物体との間の速度差分を測定するための、自動車用の測定装置に関し、この測定装置は、少なくとも２つの信号部分シーケンスを含む送信信号を送信するための放出装置と、それぞれが少なくとも２つの一時的に変化する信号部分を有する第１信号部分シーケンスおよび第２信号部分シーケンスと、各場合においてその周波数が１差分周波数だけ異なる信号部分シーケンスの少なくとも２つの信号部分を有する。
レーダ装置として開発されたこのような測定装置は、独国特許出願公開第１００５０２７８号より、またはＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｈａｍｂｕｒｇ−Ｈａｒｂｕｒｇ発行、Ｍ．−Ｍ．Ｍｅｉｎｅｃｋｅ著の博士論文「自動車のレーダ用に最適化された送信信号の設計について（Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄａｒｓ）」（２００１年）より知られている。そのため、独国特許出願公開第１００５０２７８号は、距離と、観察点から離れた場所にある少なくとも１つの物体の相対速度との決定を開示しており、これは、観察点から、第１周波数と第２周波数を交互に放出させた信号部分の形式にて放出され、その後物体により反射され、受信および評価される、電磁信号の補助によって行われ、上記２つの周波数の信号部分は、これらが各々の場合において１つの一定周波数増分だけシフトするように、測定インターバルの最中に放出されている。
さらに、自動セクタ内へのレーダ装置の使用が、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃａｒｏｌｏ−Ｗｉｌｈｅｌｍｉｎａ、Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ発行、Ｒ．Ｍｅｎｄｅ著の博士論文「自動車における自動距離制御のためのレーダシステム（Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ）」（１９９９年）、さらに独国特許出願公開第１９９２２４１１号、独国特許第４２４４６０８号、独国特許出願公開第１００２５８４４号より知られている。
独国特許出願公開第１９９２２４１１号は、車両と１つまたはいくつかの障害物との間の距離および相対速度を測定するためのＣＷレーダ方法（継続波レーダ法）を開示しており、ここでは、送信信号は、いずれの場合にも異なる勾配を有する少なくとも４つの連続ブロックから成っている。距離／相対速度線図では、まず第１に、発見された全ての周波数位置の２つのブロックからの直線の交差点が、全て計算される。これらの交差点の妥当性を調べるためには、第３ブロックのフーリエスペクトル内の或る周波数位置に、距離／相対速度線図中の関連する直線がこの交差点の周囲領域と交差しているピークが存在するか否かが調べられる。この方法で妥当性を調べた交差点に第２条件が課され、第４ブロックのフーリエスペクトル内の或る周波数位置においてピークが存在し、距離／相対速度線図中のこれに関連する直線はこの交差点の周囲領域と交差している。両方の条件を満たしている場合には、これらの交差点は妥当であるとされる。
独国特許第４２４４６０８号は、車両とその前方に在る障害物の間の距離と相対速度を測定するレーダ方法を開示しており、このレーダ方法は、連続送信信号を放出することと、これと同時に、連続送信信号の放出の最中に障害物によって反射された信号を受信することと、この反射された信号を連続送信信号と混合することで同期および直角信号を取得することと、これらの信号を処理して障害物の距離および相対速度のための出力信号にすることと、また、連続送信信号が、相互に関連し時間インターバルのない、一定の時間期間の一定の周波数増分に分割されていることと、さらに、反射された受信信号の一定の周波数増分の各々において、複合サンプリング値が記録され、同一の一定周波数増分の送信信号と混合されることと、を備える。
独国特許出願公開第１００２５８４４号は、少なくとも２つの増分直線的に周波数変調した湾曲部が相互に混交している、増分直線的に周波数変調した送信信号を開示している。これに関連した特長は、これら２つ以上の湾曲部が、相互に対して一定の周波数シフトを有することである。周波数測定と位相差分測定により、受信した信号から物体の距離と物体の速度を明確に計算することが可能になる。
さらに、独国特許出願公開第４３３１４４０号より、レーダ装置のために、信号評価用のＩ／Ｑ信号の対、レーダアンテナとレーダフロントエンドの間で接続している位相シフタ、入力側に２つの信号チャネルを有する評価回路を形成することが知られており、レーダフロントエンドは、チャネルスイッチを介して２つの信号チャネルのうちの一方と接続可能であり、位相シフタとチャネルスイッチは同期クロックされており、位相シフタは位相を各クロック周期で０°から４５°の間で切り換える。
車両と障害物の間の距離を表示するための車両用ドップラレーダ装置が、独国特許第６８９１３４２３号より知られている。
独国特許出願公開第１００５０２７８号 独国特許出願公開第１９９２２４１１号 独国特許第４２４４６０８号 独国特許出願公開第１００２５８４４号 独国特許出願公開第４３３１４４０号 独国特許第６８９１３４２３号 ＤＥ４２４４６０８Ｃ２ ＤＥ１００２５８８Ａ１ ＤＥ２９４７８０３Ａ１ ＤＥ１９９２２４１１Ａ１ ＤＥ４３３１４４０Ａ１ ＤＥ６８９１３４２３Ｔ２ ＤＥ１００５０２７８Ａ１ ＤＥ２９４７８０３Ａ１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｈａｍｂｕｒｇ−Ｈａｒｂｕｒｇ発行、Ｍ．−Ｍ．Ｍｅｉｎｅｃｋｅ著、「自動車のレーダ用に最適化された送信信号の設計について（Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄａｒｓ）」（２００１年） Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃａｒｏｌｏ−Ｗｉｌｈｅｌｍｉｎａ、Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ発行、Ｒ．Ｍｅｎｄｅ著、「自動車における自動距離制御のためのレーダシステム（Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ）」（１９９９年）
本発明の目的は、独国特許出願公開第１００５０２７８号と比較して測定の正確性が改善された測定装置を提示することである。この目的のために、測定装置を用いて、いわゆるゴースト対象の発生を低く維持するか、これを完全に除去することにより、１０ｍｓ未満の測定時間を可能にし、また、非常に近い範囲（０ｍ．．．１ｍ）、および中程度の範囲、遠い範囲における物体の検出を可能にすることが望ましい。
上述の目的は、測定装置、特に自動車用の測定装置によって達成され、この測定装置は、測定装置と少なくとも１つの物体との間の距離を測定するための、および／または測定装置と少なくとも１つの物体との間の速度差分を測定するための測定装置であり、測定装置は、少なくとも２つの信号部分シーケンスを含む送信信号を送信するための放出装置と、それぞれが少なくとも２つの一時的に変化する信号部分を有する第１信号部分シーケンスおよび第２信号部分シーケンスと、各場合においてその周波数が１差分周波数だけ異なる信号部分シーケンスの少なくとも２つの信号部分を有し、第１信号部分シーケンスの差分周波数は、第２信号部分シーケンスの差分周波数と、詳細には少なくとも５％、有利には少なくとも１０％だけ異なっている。
本発明の有利な改良型では、測定装置は、少なくとも１つの物体によって反射された送信信号の反射信号を受信するための受信装置を有し、有利には、第１混合信号を形成するために、第１信号部分シーケンスを、少なくとも１つの物体によって反射された第１信号部分シーケンスの一部分と混合するための混合機を有する。本発明のさらなる有利な改良型では、測定装置は、第１混合信号の周波数または複数の周波数を確定するための評価装置をさらに有する。評価は、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）の補助によって生じる。
本発明の別の有利な改良型では、評価装置により、測定装置と少なくとも１つの物体との間の距離、および／または測定装置と少なくとも１つの物体との間の速度差分を、測定された第１混合信号の周波数の関数として決定することが可能になる。
本発明の別の有利な改良型では、混合機によって、第２信号部分シーケンスを、少なくとも１つの物体によって反射された第２信号部分シーケンスの一部分と混合して、第２混合信号を形成することが可能になり、また、評価装置により、測定した第２混合信号の周波数を確定することが可能になる。
本発明の別の有利な改良型では、評価装置により、測定装置と少なくとも１つの物体の間の距離、および／または測定装置と少なくとも１つの物体の間の速度差分を、測定した第１混合信号の周波数、および測定した第２混合信号の周波数の関数として決定することが可能になる。
本発明の別の有利な改良型では、評価装置により、第１混合信号の絶対位相と第２混合信号の絶対位相との間の差分を決定することが可能になる。
本発明の別の有利な改良型では、評価装置により、測定装置と少なくとも１つの物体の間の距離、および／または測定装置と少なくとも１つの物体の間の速度差分を、第１混合信号の位相と第２混合信号の位相の間の差分の関数として決定することが可能になる。
本発明の別の有利な改良型では、放出装置と受信装置の各々はアンテナである。しかし、放出装置と受信装置を共通のアンテナで実現することも可能である。
本発明の別の有利な実施形態では、放出装置は光学素子、特にレーザである。本発明の別の有利な改良型では、この場合の受信装置は、反射されたレーザ光の位相を測定するのに適した感光素子、特に光素子またはフォトダイオードである。
上述の目的はさらに、放出装置と少なくとも１つの物体との間の距離を測定する、および／または、放出装置と少なくとも１つの物体との間の速度差分を測定する方法により達成され、送信信号は、少なくとも２つの信号部分シーケンスと、第１信号部分シーケンスおよび第２信号部分シーケンスとを有し、これらの各々は、放出装置によって送出される少なくとも２つの一時的に変化する信号部分と、その周波数が各々の場合において一定でない差分周波数だけ異なる信号部分シーケンスの少なくとも２つの信号部分を有する。第１信号部分シーケンスの差分周波数は、第２信号部分シーケンスの差分周波数と、詳細には少なくとも５％、有利には少なくとも１０％だけ異なる。
本発明の別の有利な改良型では、少なくとも１つの物体によって反射された送信信号の反射信号が受信され、第１信号部分シーケンスが、少なくとも１つの物体により反射された第１信号部分シーケンスの一部分と有利に混合されて、第１混合信号を形成し、また、第１混合信号の優勢な（測定された）周波数が有利に確定される。
本発明の別の有利な改良型では、放出装置と少なくとも１つの物体の間の距離、および／または放出装置と少なくとも１つの物体の間の速度差分が、第１混合信号の優勢な周波数の関数として決定される。
本発明の別の有利な改良型では、第２信号部分シーケンスが、少なくとも１つの物体によって反射された第２信号部分シーケンスの一部分と混合されて、第２混合信号を形成し、また、本発明の別の有利な改良型では、第２混合信号の優勢な周波数が確定される。
本発明の別の有利な改良型では、放出装置と少なくとも１つの物体の間の距離、および／または放出装置と少なくとも１つの物体の間の速度差分が、第１混合信号の優勢な周波数の、また第２混合信号の優勢な周波数の関数として決定される。
本発明の別の有利な改良型では、第１混合信号の位相と第２混合信号の位相の間の差分が決定され、また、本発明の別の有利な改良型では、放出装置と少なくとも１つの物体の間の距離、および／または放出装置と少なくとも１つの物体の間の速度差分が、第１混合信号の位相と第２混合信号の位相の間の差分の関数として決定される。
本発明で言及する自動車とは、特に、道路交通に独立的に使用できる陸上車両である。特に、本発明で言及する自動車とは、内燃エンジンを有する陸上車両に限定されるものではない。
さらなる利点および詳細は、以下の例証的実施形態の説明から導出される。
図１と図２は、例証的実施形態における自動車１を示す。図１は自動車１の正面図を、図２は自動車１の側面図を示す。自動車１はフロントバンパ２とリアバンパ３を有する。例証的実施形態では、フロントバンパ２は、例えば自動車１と、少なくとも１つの物体あるいは他の自動車のような障害物２０との間の距離Ｒを測定するため、および／または、自動車１と少なくとも１つの物体または障害物２０との間の速度差分ｖを測定するための、距離および／または速度センサ１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６を有しており、上記速度差分ｖは障害物２０の速度ｖＨと自動車１の速度ｖＦの間の差である。
使用する距離および／または速度センサ１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６の数によっては、より多いまたはより少ない数の距離および／または速度センサをバンパ２上に据え付けることができる。つまり、センサを１つだけ使用することも可能である。あるいはまたはこれに加えて、距離および／または速度センサは、リアバンパ３上、サイドミラー４、５上、サイドドア６、７上、Ａ、Ｂ、Ｃピラー上、および／またはハッチバック８上に据え付けることもできる。距離および／または速度センサは、異なった方向および／または異なったレベルで配向することができる。このような距離および／速度センサの使用の例は、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃａｒｏｌｏ−Ｗｉｌｈｅｌｍｉｎａ， Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ、Ｒ．Ｍｅｎｄｅ著の博士論文「自動車における自動距離制御のためのレーダシステム（Ｒａｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ）」（１９９９年）から収集することができる。
図３は、例えば、距離および／または速度センサ１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６として使用できるレーダ装置３０を示す。レーダ装置３０は、レーダセンサ４０と評価装置４１を有する。レーダ装置３０は、発振器、または送信信号ｓ（ｔ）を生成する信号生成器３１、送信信号ｓ（ｔ）を発する送信アンテナ３５、発信され障害物２０のような物体により反射された、送信信号ｓ（ｔ）の反射信号ｒ（ｔ）を受信する受信アンテナ３６を有する。ｔはこれに関連した時間を示す。
信号生成器３１により生成された送信信号ｓ（ｔ）は、第１信号部分シーケンスと第２信号部分シーケンスの少なくとも２つの信号部分シーケンスを含み、これらの信号部分シーケンスの各々は、少なくとも２つの一時的に変形する信号部分、信号部分シーケンスの、各場合においての周波数が１差分周波数だけ異なった少なくとも２つの信号部分を有し、第１信号部分シーケンスの差分周波数は第２信号部分シーケンスの差分周波数と、詳細には少なくとも５％、有利には少なくとも１０％異なる。このような送信信号の１つの例証的実施形態を図４中の周波数／時間線図に示す。
これに関し、Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．は、第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の信号部分を示し、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．は、第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）の信号部分を示す。このような信号部分はチャープとも呼ばれている。この例証的実施形態では、時間期間ＴＢｕｒｓｔは信号部分Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．についてのものであり、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．の長さは等しい。図４では、信号部分Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．の時間期間ＴＢｕｒｓｔを実線で示し、信号部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．の時間期間ＴＢｕｒｓｔを破線で示している。
信号部分Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、またはＢ１、Ｂ２、Ｂ３．．．中の周波数は、定キャリア周波数ｆＴ（ｔ）であってよいが、さらに、変調周波数で変調した定キャリア周波数ｆＴ（ｔ）であってもよい。
第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の個々の信号部分Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．は、各々の場合においてのその周波数またはそのキャリア周波数ｆＴ（ｔ）が、差分周波数ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１）だけ異なっており、ｆＨｕｂ．Ａは、第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の第１信号部分Ａ１のキャリア周波数と第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）のＮ番目の信号部分のキャリア周波数との差分であり、また、Ｎは第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の信号部分Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．の数である。第１［ｓｉｃ；ｓｅｃｏｎｄ］信号部分シーケンスＢ（ｔ）の個々の信号部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．は、各々の場合においてその周波数またはそのキャリア周波数ｆＴ（ｔ）が、差分周波数ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１）だけ異なっており、ｆＨｕｂ．Ｂは、第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）の第１信号部分Ｂ１のキャリア周波数と第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）のＮ番目の信号部分のキャリア周波数との間の差分であり、また同様にＮは、第１［ｓｉｃ；ｓｅｃｏｎｄ］信号部分シーケンスＢ（ｔ）の信号部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．の数である。意外にも、第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の差分周波数ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１）を、特に第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）の差分周波数ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１）と、詳細には少なくとも５％、有利には少なくとも１０％異なるように選択することが、特に有利であることが分かる。
さらに、第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の信号部分Ａ１と第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）の信号部分Ｂ１との間に、周波数シフトｆＳｈｉｆｔを供給してもよい。
したがって、第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）は次式のとおりになり、
Figure 0005138935
また、第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）は次式のとおりになり、
Figure 0005138935
この場合、ｆＴＡ１は信号部分Ａ１のキャリア周波数を指し、ｒｅｃｔは矩形関数を指す。
したがって、送信信号ｓ（ｔ）は次式のとおりになる。
ｓ（ｔ）＝Ａ（ｔ）＋Ｂ（ｔ）
送信信号ｓ（ｔ）と反射信号ｒ（ｔ）を混合するために、結合器３２を介して送信信号ｓ（ｔ）が混合機３８に供給される。混合機３８は同相信号Ｉ（ｔ）を出力する。
さらに、別の結合器３３を介して送信信号ｓ（ｔ）が位相シフタ３７に供給されるが、これにより、送信信号ｓ（ｔ）の位相がキャリア周波数に対して９０°、つまりп／２だけシフトされる。この位相シフトされた送信信号が混合機３９に供給されることで、位相シフトされた送信信号と反射信号ｒ（ｔ）が混合され、これが結合器３４を介して混合機３９に供給される。混合機３９は直角信号Ｑ（ｔ）を出力する。
同相信号Ｉ（ｔ）と直角信号Ｑ（ｔ）は、特許請求の範囲の観念において混合信号である。
レーダ装置３０は、直角信号Ｑ（ｔ）に複素数ｊを乗算してｊＱ（ｔ）を算出するために使用される乗法子４２を有する。Ｉ（ｔ）とＪＱ（ｔ）を加算して複合混合信号ｍ（ｔ）を形成する。複合混合信号ｍ（ｔ）は、特許請求の範囲の観念においても同様に混合信号である。レーダ装置３０はさらに、周波数Ｋにかけて複合混合信号ｍ（ｔ）のスペクトルＭ（Ｋ）を形成するために使用する、周波数分析器４３を有する。検出器４４を使用することで、混合信号ｍ（ｔ）の優勢な周波数ＫＡが第１信号シーケンスＡ（ｔ）に関連して確定され、混合信号ｍ（ｔ）の優勢な周波数ＫＢが第２信号シーケンスＢ（ｔ）に関連して確定される。
この例では、個々の信号シーケンスＡ（ｔ）とＢ（ｔ）の処理が、有利には一時的な分離によって別個に実行されるため、混合機３８、３９の補助により第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）が、第１混合信号ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）またはｍＡ（ｔ）を形成するべく、少なくとも１つの物体２０によって反射された（反射信号ｒ（ｔ）の）第１信号部分シーケンスＡ（ｔ）の一部分と混合され、また、第２混合信号ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）またはｍＢ（ｔ）を形成するべく、第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）が、少なくとも１つの物体２０によって反射された（反射信号ｒ（ｔ））の第２信号部分シーケンスＢ（ｔ）の一部分と混合される。この目的のために、周波数分析器４３が、周波数ｘにかけて複合混合信号ｍＡ（ｔ）の複合スペクトルＭＡ（Ｋ）を形成し、周波数Ｋにかけて複合混合信号ｍＢ（ｔ）の複合スペクトルＭＢ（Ｋ）を形成する。検出器４４を使用することで、複合混合信号ｍＡ（ｔ）の周波数ＫＡ（つまり第１信号シーケンスＡ（ｔ）に関連する）と、複合混合信号ｍＢ（ｔ）の周波数ＫＢ（つまり第２信号シーケンスＢ（ｔ）に関連する）が確定される。
レーダ装置３０は、距離Ｒおよび／または差分速度ｖを決定するための評価装置４５を有する。この目的のために、評価装置４５は以下の方程式系を解き、
Figure 0005138935
Figure 0005138935
ここで、ｃは光速である。
これに加え、複合混合信号ｍＡ（ｔ）の位相と複合混合信号ｍＢ（ｔ）の位相との間の差分ΔΨをさらに確定するために、検出器４４を設けることもできる。この場合（距離Ｒおよび／または速度差分ｖを決定するために）評価装置４５を使用し、例えば最小二乗アルゴリズムにより、例えば以下の優決定の方程式系を解くことができる。
Figure 0005138935
Figure 0005138935
Figure 0005138935
さらに、２つよりも多くの信号部分シーケンスを使用することもできる。これにより、例えば、異なる差分周波数ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｃ／（Ｎ−１）の３つの信号部分シーケンスＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）を使用し、適切に放出し、処理することができる。この場合（距離Ｒおよび／または速度差分ｖを決定するために）評価装置４５を、例えば最小二乗アルゴリズムにより、例えば以下の優決定の方程式形を解くために使用できる。
Figure 0005138935
Figure 0005138935
Figure 0005138935
Figure 0005138935
この場合、
Figure 0005138935
であり、
Figure 0005138935
この場合、
Figure 0005138935
である。
したがって、例えば、異なる差分周波数ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｃ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｄ／（Ｎ−１）の、４つの信号部分シーケンスＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ）を使用し、適切に放出し、処理することもできる。この場合、（距離Ｒおよび／または速度差分ｖを決定するために）評価装置４５を使用し、例えば最小二乗アルゴリズムにより、例えば以下の優決定の方程式系を解くこともできる。
Figure 0005138935
Figure 0005138935
Figure 0005138935
Figure 0005138935
ΔΨＡＢ＝上記参照
ΔΨＡＣ＝上記参照
Figure 0005138935
この場合、
Figure 0005138935
である。
さらに、異なる信号シーケンスの信号部分に、異なる時間期間を提供することもできる。
図５は、速度差分ｖまたは距離Ｒの改善された測定を行うための、光学測定装置５０の例証的実施形態を示す。光学測定装置５０は、光学センサ６０と、本質的に評価装置４１に対応した評価装置６１とを有する。光学測定装置５０は、送信信号ｓｌ（ｔ）を生成するための発振器または信号生成器５１、送信信号ｓｌ（ｔ）の周波数にて発光するレーザ５５、障害物２０のような少なくとも１つの物体により反射された光を受光し、反射された光の周波数に関連した周波数にて反射信号ｒｌ（ｔ）を生成するための光素子５６を有する。信号生成器５１によって生成された送信信号ｓｌ（ｔ）は送信信号ｓ（ｔ）に対応しているが、別の周波数範囲内に配置されている。送信信号ｓｌ（ｔ）と反射信号ｒｌ（ｔ）を混合するために、結合器５２を介して送信信号ｓｌ（ｔ）が混合機５８に供給される。混合機５８は同相信号Ｉ（ｔ）を出力する。
別の結合器５３を介して、送信信号ｓｌ（ｔ）がさらに位相シフタ５７に供給され、これにより送信信号ｓｌ（ｔ）の位相が、キャリア周波数に対して９０°、つまりп／２だけシフトされる。この位相シフトされた送信信号が混合機５９に供給されることで、位相シフトされた送信信号と反射信号ｒｌ（ｔ）が混合され、これが結合器５４を介して混合機５９に供給される。混合機５９は直角信号Ｑ（ｔ）を出力する。
図面中の要素、信号、周波数範囲は、簡素性および明確性を考慮して、必ずしも正確な比率に準じずに描かれている。そのため、本発明の例証的実施形態の理解を促進する目的で、例えばいくつかの要素、信号、または周波数範囲の大きさが強調されている。
(参照符号一覧)
１…自動車、２、３…バンパ、４、５…サイドミラー、６、７…サイドドア、８…ハッチバック、１０、１４、１５、１６…距離および／または速度センサ、２０…物体または障害物、３０…レーダ装置、５１…信号生成器、３３、３４、５２、５３、５４…結合器、３５…送信アンテナ、３６…受信アンテナ、５７…位相シフタ、３９、５８、８９…混合機、４０…レーダ装置、４１、６１…評価装置、４２…乗算器、４３…周波数分析装置、４４…検出器、４５…評価装置、５０…光学測定装置、５５…レーザ、５６…光素子、６０…光学センサ、Ａ、Ｂ…信号シーケンス、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…信号部分、ｆＨｕｂ．Ａ、ｆＨｕｂ．Ｂ…信号部分シーケンスの第１信号部分のキャリア周波数と、信号部分シーケンスの最終信号部分のキャリア周波数との間の差、ｆＳｈｉｆｔ…周波数シフト、ｆＴ（ｔ）…キャリア周波数、Ｉ（ｔ）…同相信号、ｍ（ｔ）…複合混合信号、Ｍ（Ｋ）…複合スペクトル、Ｑ（ｔ）…直角信号、Ｒ…距離、ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ）…反射信号、ｓ（ｔ）、ｓｌ（ｔ）…送信信号、ｔ…時間、ＴＢｕｒｓｔ…時間期間、ｖ…速度差分、ｖＦ…自動車の速度、ｖＨ…障害物の速度、ΔΨ…２つの混合信号の位相の差分、Ｋ…周波数、ＫＡ、ＫＢ…測定した複合混合信号の周波数
自動車の正面図である。 自動車の側面図である。 レーダ装置の例証的実施形態である。 周波数／時間線図の例証的実施形態である。 光学測定装置の例証的実施形態である。

Claims (4)

  1. 測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）、特に、測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と少なくとも１つの物体（２０）との間の距離を測定するための、および／または前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と前記少なくとも１つの物体（２０）との間の速度差分（ｖ）を測定するための、自動車（１）用の測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）であって、
    前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）は、送信信号（ｓ（ｔ）、ｓｌ（ｔ））を送信するための放出装置（３５、５５）を有し、前記送信信号は、少なくとも２つの信号部分シーケンス（Ａ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ））を含み、第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））および第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））の各々は、いくつかの引き続いて送出される信号部分（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなり、前記信号部分シーケンス（Ａ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ））の前記信号部分（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は、調子を合わせて交互に送出され、
    信号部分シーケンス（Ａ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ））の前記引き続いて送出される信号部分（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は、各々の場合においてその周波数が１差分周波数（ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１））だけ異なり、
    前記第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））の前記差分周波数（ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１））は、前記第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））の差分周波数（ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１））とは異なり、
    前記測定装置は、受信装置（３６、５６）と評価装置（４１、６１）をさらに有し、
    前記受信装置は、前記少なくとも１つの物体（２０）によって反射された前記送信信号（ｓ（ｔ）、ｓｌ（ｔ））の反射信号（ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ））を受信し、
    さらに前記受信装置は、第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））、および第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））を形成するために、前記第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））を、前記少なくとも１つの物体（２０）によって反射された前記反射信号（ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ））の前記第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））の一部分と混合し、前記第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））を、前記少なくとも１つの物体（２０）により反射された前記反射信号（ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ））の第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））の一部分と混合するための混合機（３８、３９、５８、５９）を有しており、
    前記評価装置は、前記第１混合信号および前記第２混合信号の測定された周波数または複数の周波数（ＫＡ，ＫＢ）を確定すると共に、前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と前記少なくとも１つの物体（２０）との間の前記距離、及び／または速度差分（ｖ）を、前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））の前記測定した周波数または複数の周波数（ＫＡ）、及び前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の前記測定した周波数または複数の周波数（ＫＢ）の関数として決定することが可能である、
    測定装置。
  2. 前記評価装置（４１、６１）により、前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））の位相と前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の位相との間の差分（ΔΨ）を決定することが可能になり、
    前記評価装置（４１、６１）により、前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と前記少なくとも１つの物体（２０）との間の前記距離、および／または前記速度差分（ｖ）を、前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））の位相と前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の位相との間の差分（ΔΨ）の関数として決定することが可能になる、請求項１に記載の測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）。
  3. 測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と少なくとも１つの物体（２０）との間の距離を測定するための、および／または、前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と前記少なくとも１つの物体（２０）との間の速度差分（ｖ）を測定するための方法であって、前記方法は、
    前記測定装置が、送信信号（ｓ（ｔ）、ｓｌ（ｔ））を送信するステップを備え、
    前記送信信号（ｓ（ｔ）、ｓｌ（ｔ））は、少なくとも２つの信号部分シーケンス（Ａ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ））を有し、その第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））および第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））の各々は、いくつかの引き続いて送出される信号部分（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなり、前記信号部分シーケンス（Ａ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ））の前記信号部分（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は、調子を合わせて交互に送出され、
    信号部分シーケンス（Ａ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ））の前記引き続いて送出される信号部分（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）は、各々の場合においてその周波数が１差分周波数（ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１）、ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１））だけ異なり、
    前記第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））の前記差分周波数（ｆＨｕｂ．Ａ／（Ｎ−１））が、前記第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））の前記差分周波数（ｆＨｕｂ．Ｂ／（Ｎ−１））とは異なり、
    前記少なくとも１つの物体（２０）によって反射された前記送信信号（ｓ（ｔ）、ｓｌ（ｔ））の反射信号（ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ））を受信するステップを更に備え、
    第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））を形成するために、前記第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））を、前記反射信号（ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ））の前記第１信号部分シーケンス（Ａ（ｔ））の一部分と混合するステップと、
    第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））を形成するために、前記第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））を、前記少なくとも１つの物体（２０）により反射された前記反射信号（ｒ（ｔ）、ｒｌ（ｔ））の前記第２信号部分シーケンス（Ｂ（ｔ））の一部分と混合するステップであって、また、前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））及び前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の支配的な周波数（ＫＡ，ＫB）を確定するステップと、
    前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と前記少なくとも１つの物体（２０）との間の距離、及び／または速度差分（ｖ）を、前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））の前記支配的な周波数（ＫＡ）、及び前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の前記支配的な周波数（ＫＢ）の関数として決定するステップと、
    を備える方法。
  4. 前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））の位相と前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の位相との間の差分（ΔΨ）が決定され、
    前記測定装置（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、３０、５０）と前記少なくとも１つの物体（２０）との間の距離、及び／または速度差分（ｖ）が、前記第１混合信号（ＩＡ（ｔ）、ＱＡ（ｔ）、ｍＡ（ｔ））の位相と前記第２混合信号（ＩＢ（ｔ）、ＱＢ（ｔ）、ｍＢ（ｔ））の位相との間の差分（ΔΨ）の関数として決定される、請求項３に記載の方法。
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