用于雷達(dá)輔助的導(dǎo)航的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于借助于雷達(dá)傳感器導(dǎo)航的方法以及裝備有雷達(dá)傳感器的交通工具(Fahrzeug)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在相應(yīng)的環(huán)境中定向或?qū)Ш浇煌üぞ撸壳安捎迷诜忾]的空間內(nèi)也工作的基于攝像機(jī)的系統(tǒng)以及基于所謂global posit1ning system(全球定位系統(tǒng)，GPS)的系統(tǒng)，在該全球定位系統(tǒng)中使用不同衛(wèi)星的當(dāng)前位置以便執(zhí)行用于相應(yīng)交通工具的位置確定。
[0003]已知方法不利的是:這些方法一方面相對(duì)不精確以及另一方面具有受限的使用范圍。因此，一般僅在充足的照明情況下可以采用攝像機(jī)傳感器以及僅在外部區(qū)域中可以采用GPS系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在此背景下，介紹具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的方法以及具有獨(dú)立權(quán)利要求12的特征的具有雷達(dá)傳感器的交通工具。實(shí)施方式從從屬權(quán)利要求中得出。
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，該方法規(guī)定使用雷達(dá)傳感器。該雷達(dá)傳感器布置在交通工具上，以便確定交通工具相對(duì)于在相應(yīng)的環(huán)境中的相應(yīng)對(duì)象的當(dāng)前位置。通過(guò)將交通工具的或相應(yīng)的由雷達(dá)傳感器確定的在相應(yīng)環(huán)境中的傳感器對(duì)象的由傳感器確定的位置傳輸?shù)降貓D中，可以非常精確地以及與相應(yīng)的環(huán)境條件無(wú)關(guān)地導(dǎo)航或引導(dǎo)交通工具穿過(guò)相應(yīng)的環(huán)境。
[0006]在本發(fā)明的背景下，雷達(dá)傳感器可理解為這樣的裝置，該裝置將射頻范圍中的電磁波(無(wú)線電波)成束地作為所謂的初級(jí)信號(hào)發(fā)出并且將由環(huán)境中的相應(yīng)對(duì)象、即傳感器對(duì)象反射的“回波(Echo)”作為次級(jí)信號(hào)接收并且根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)例如借助于控制設(shè)備來(lái)分析，即用于相應(yīng)的傳感器對(duì)象的測(cè)位。
[0007]為了盡可能精確地導(dǎo)航或引導(dǎo)交通工具穿過(guò)相應(yīng)的環(huán)境，規(guī)定:在相應(yīng)的環(huán)境中定位參考對(duì)象，這些參考對(duì)象可以借助于雷達(dá)傳感器來(lái)識(shí)別并且這些參考對(duì)象的在相應(yīng)環(huán)境中的準(zhǔn)確位置是已知的或存放在與雷達(dá)傳感器關(guān)聯(lián)的文件中。
[0008]在本發(fā)明的背景下，參考對(duì)象可理解為這樣的對(duì)象，該對(duì)象可以被雷達(dá)傳感器輻照并且將具有唯一的反向散射性能的特征信號(hào)(即次級(jí)信號(hào))反射(即反輻射)到雷達(dá)傳感器處。參考對(duì)象的可能的構(gòu)型例如為三棱鏡或其它的反光鏡，其中也可以設(shè)想具有唯一的反向散射性能的每種其它的技術(shù)上合適的對(duì)象。
[0009]在所介紹的方法的背景下，唯一的反向散射性能、即反向散射特征可理解為由參考對(duì)象反射的具有定義的、即唯一指定的特性的雷達(dá)信號(hào)，其中雷達(dá)信號(hào)的特性可理解為諸如相對(duì)距離、相對(duì)速度、所測(cè)量的高度、角度品質(zhì)因數(shù)、延伸性或所測(cè)量的雷達(dá)截面的特征值或特征值的方差，其中每個(gè)另外的要通過(guò)雷達(dá)輻射檢測(cè)的特性或每個(gè)要檢測(cè)的特征也適用于對(duì)象的識(shí)別。
[0010]為了識(shí)別傳感器對(duì)象(即由雷達(dá)傳感器檢測(cè)的對(duì)象)或?qū)⒃搨鞲衅鲗?duì)象與另外的傳感器對(duì)象區(qū)分開(kāi)，傳感器對(duì)象的不同特性一一諸如相對(duì)距離、相對(duì)速度、所測(cè)量的高度、角度品質(zhì)因數(shù)、延伸性或所測(cè)量的雷達(dá)截面一一以及每個(gè)另外的要通過(guò)雷達(dá)輻射檢測(cè)的特性或每個(gè)要檢測(cè)的特征通過(guò)例如控制設(shè)備綜合在特征向量中并且與例如存放在控制設(shè)備中的另外的特征向量均衡(3&816；[011611)。
[0011]此外可以設(shè)想，主動(dòng)地通過(guò)相應(yīng)的傳感器對(duì)象提供、即例如通過(guò)無(wú)線通信傳輸相應(yīng)傳感器對(duì)象的特征向量。
[0012]在諸如參考對(duì)象的雷達(dá)反射器中，反射的雷達(dá)信號(hào)的相應(yīng)特性的方差非常小，因?yàn)槔走_(dá)反射器為點(diǎn)目標(biāo)，使得與普通的對(duì)象不同，在雷達(dá)反射器中不能識(shí)別反射迀移或僅能識(shí)別減少的反射迀移。因?yàn)槔走_(dá)反射器、諸如參考對(duì)象的相應(yīng)特征在相應(yīng)的雷達(dá)傳感器接近時(shí)改變，因此隨著時(shí)間計(jì)算相應(yīng)特征并且將所述相應(yīng)特征通過(guò)特征向量用于識(shí)別相應(yīng)的參考對(duì)象。這意味著:相應(yīng)的通過(guò)雷達(dá)傳感器接收的信號(hào)可以與已知的、即例如通過(guò)分類(lèi)器訓(xùn)練的信號(hào)例如借助于不同的特征向量來(lái)均衡并且因此可以被識(shí)別。
[0013]三棱鏡或反光鏡(即雷達(dá)反射器)提供這樣的優(yōu)點(diǎn):所述三棱鏡或反光鏡與相應(yīng)雷達(dá)反射器的相應(yīng)取向無(wú)關(guān)地將入射輻射的大部分朝向輻射源反射。相應(yīng)地，由雷達(dá)反射器反射的輻射與其它對(duì)象相比引起非常強(qiáng)的以及可以良好地檢測(cè)的雷達(dá)回波。
[0014]通過(guò)唯一的反向散射性能(例如以特定的波長(zhǎng)和/或幅度)可以識(shí)別相應(yīng)的參考對(duì)象并且可以與在雷達(dá)傳感器或交通工具的相應(yīng)環(huán)境中的任意其它傳感器對(duì)象區(qū)分開(kāi)。因?yàn)檫€已知參考對(duì)象的位置，可以計(jì)算雷達(dá)傳感器相對(duì)于相應(yīng)的所探測(cè)的參考對(duì)象的當(dāng)前位置。
[0015]在構(gòu)型中也可以設(shè)置主動(dòng)的參考對(duì)象或應(yīng)答器，這些參考對(duì)象或應(yīng)答器裝備有發(fā)送單元以便主動(dòng)地輻照相應(yīng)的雷達(dá)傳感器或放大接收的信號(hào)并且由此對(duì)雷達(dá)傳感器來(lái)說(shuō)比在被動(dòng)的參考對(duì)象的情況下更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)參考對(duì)象的識(shí)別，其中相應(yīng)的應(yīng)答器可以例如借助于雷達(dá)發(fā)送單元、藍(lán)牙發(fā)送單元、WLAN發(fā)送單元或3G發(fā)送單元來(lái)構(gòu)造，以便給相應(yīng)的雷達(dá)傳感器一一其在必要時(shí)可以裝備有相應(yīng)的接收單元一一傳送諸如對(duì)通過(guò)雷達(dá)傳感器的輻照做出反應(yīng)的相應(yīng)特征向量的附加信息。
[0016]如果對(duì)于相應(yīng)參考對(duì)象已知諸如地圖上的相應(yīng)坐標(biāo)的特征，即存放在控制設(shè)備中用于計(jì)算雷達(dá)傳感器的當(dāng)前位置，則可以將當(dāng)前位置繪入在相應(yīng)地圖上并且用于導(dǎo)航或路徑引導(dǎo)。這種路徑引導(dǎo)例如可以內(nèi)部以及外部地提供在停車(chē)樓、停車(chē)位中或農(nóng)業(yè)耕種的土地上。在此可以根據(jù)預(yù)先放置的參考對(duì)象沿相應(yīng)路徑必要時(shí)自動(dòng)地將相應(yīng)交通工具相對(duì)于至少一個(gè)參考對(duì)象引導(dǎo)到諸如停車(chē)位的相應(yīng)的點(diǎn)。此外，也可設(shè)想例如用于地面運(yùn)輸工具的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的路徑引導(dǎo)，在這種路徑引導(dǎo)中相應(yīng)的貨物被自動(dòng)識(shí)別并且通過(guò)相應(yīng)的地面運(yùn)輸工具來(lái)操控并且隨后通過(guò)運(yùn)送站運(yùn)送。在此可以通過(guò)雷達(dá)傳感器作為附加功能進(jìn)行自動(dòng)的障礙物識(shí)別，使得障礙物與例如地面運(yùn)輸工具的碰撞被自動(dòng)避免。
[0017]此外，在使用所介紹的方法的情況下可提供例如到停車(chē)樓中的下一可能的空閑停車(chē)位的引導(dǎo)系統(tǒng)。對(duì)此可以規(guī)定:停車(chē)位中的相應(yīng)的參考對(duì)象根據(jù)占用能被識(shí)別并且被遮蔽，使得該引導(dǎo)系統(tǒng)可以計(jì)算相應(yīng)路徑并且傳輸給交通工具。
[0018]可能的是:相應(yīng)的參考對(duì)象不僅與坐標(biāo)關(guān)聯(lián)，而且還與諸如相應(yīng)環(huán)境的路線走向或?qū)傩砸灰恢T如路面品質(zhì)因數(shù)或資源(例如停車(chē)室)的可用性一一的附加信息關(guān)聯(lián)。相應(yīng)地可以將相應(yīng)路徑必要時(shí)與這些附加信息相匹配。在此，路徑可以由相應(yīng)交通工具所包括的控制設(shè)備以及由引導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)計(jì)算，使得相應(yīng)的路徑在計(jì)算結(jié)束之后被傳輸?shù)较鄳?yīng)的交通工具。
[0019]在構(gòu)型中，雷達(dá)傳感器可以附加地用于識(shí)別或探測(cè)相應(yīng)的參考對(duì)象，也用于探測(cè)諸如危險(xiǎn)地點(diǎn)或障礙物的另外的傳感器對(duì)象。尤其在視線受限的情況下可以借助于雷達(dá)技術(shù)保證相應(yīng)環(huán)境的可靠掃描并且由此實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的概覽。
[0020]用于借助于雷達(dá)傳感器和參考對(duì)象來(lái)實(shí)施導(dǎo)航的可能方案可以例如如下構(gòu)造: a)確定許多傳感器對(duì)象S上的時(shí)間點(diǎn)tn，所述傳感器對(duì)象S為參考對(duì)象R，其中使用特征性的特性(如高度和/或反向散射性能)用于區(qū)分非參考對(duì)象和參考對(duì)象。
[0021]b)將所探測(cè)的參考對(duì)象的相應(yīng)特征與預(yù)先提供在地圖上的特征比較。
[0022]c)為所有探測(cè)的參考對(duì)象在地圖中搜索相應(yīng)的參考對(duì)象。對(duì)此如下進(jìn)行:
形成搜索窗口，從雷達(dá)傳感器在起始時(shí)間點(diǎn)tnl的當(dāng)前位置出發(fā)，其中搜索窗以其規(guī)模取決于在至少一個(gè)相應(yīng)參考對(duì)象和雷達(dá)傳感器之間的所測(cè)量的距離以及取決于雷達(dá)傳感器或交通工具在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)的最大可能的運(yùn)動(dòng)。
[0023]此外，必要時(shí)通過(guò)與相應(yīng)傳感器對(duì)象的相應(yīng)特征向量均衡來(lái)在地圖中的搜索窗口內(nèi)搜索參考對(duì)象。通過(guò)相互均衡相應(yīng)參考對(duì)象的相應(yīng)特性，例如通過(guò)順時(shí)針地比較距離和/或特征向量和/或布置來(lái)核實(shí)相應(yīng)的參考對(duì)象。將相應(yīng)的探測(cè)的參考對(duì)象民分配給相應(yīng)的存放在地圖上的參考對(duì)象Rj。
[0024]d)為每個(gè)分配民一R ,形成圓，其中圓周與相應(yīng)的探測(cè)的參考對(duì)象到雷達(dá)傳感器的距離相對(duì)應(yīng)。
[0025]e)借助于長(zhǎng)程三角測(cè)量法根據(jù)相應(yīng)的圓來(lái)計(jì)算雷達(dá)傳感器在地圖上的當(dāng)前位置。對(duì)于僅存在兩種分配的情況存在兩種解。相應(yīng)地必須核實(shí)哪個(gè)位置是正確的，這例如通過(guò)雷達(dá)傳感器或相應(yīng)的交通工具在一個(gè)測(cè)量周期中可以經(jīng)過(guò)的最大