[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102019115719A1 - Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave - Google Patents

Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave Download PDF

Info

Publication number
DE102019115719A1
DE102019115719A1 DE102019115719.6A DE102019115719A DE102019115719A1 DE 102019115719 A1 DE102019115719 A1 DE 102019115719A1 DE 102019115719 A DE102019115719 A DE 102019115719A DE 102019115719 A1 DE102019115719 A1 DE 102019115719A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radar wave
assistance system
driver assistance
laser
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019115719.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Straschill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Europe GmbH filed Critical FEV Europe GmbH
Publication of DE102019115719A1 publication Critical patent/DE102019115719A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/006Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of the effect of a material on microwaves or longer electromagnetic waves, e.g. measuring temperature via microwaves emitted by the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/865Combination of radar systems with lidar systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/95Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/95Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032Constructional details for solid-state radar subsystems
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/22Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop
    • H03L7/23Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop with pulse counters or frequency dividers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (1) für ein Fahrzeug (2) zur Erfassung einer Umgebung (34) des Fahrzeugs (2), das Fahrerassistenzsystem (1) aufweisend einen Oszillator (4), der eine erste Radarwelle (10) erzeugt, einen ersten Laser (5), der einen ersten Laserstrahl (6) erzeugt, einen Konverter (7) und eine Phasenregelschleife (33) mit einer Führungsgröße und einer Phase der ersten Radarwelle (10) als Regelgröße, wobei der Konverter (7) einen ersten Teilstrahl (8) des ersten Laserstrahls (6) in eine zweite Radarwelle (9) umwandelt, eine Phase der zweiten Radarwelle (9) die Führungsgröße ist und das Fahrerassistenzsystem (1) die erste Radarwelle (10) und einen zweiten Teilstrahl (11) des ersten Laserstrahls (6) gleichzeitig aussendet, um zumindest anhand eines Unterschiedes zwischen einer Laufzeit der ersten Radarwelle (10) und einer Laufzeit des zweiten Teilstrahls (11) zumindest einen Wert einer Zustandsgröße einer Luft der Umgebung (34) zu bestimmen.The invention relates to a driver assistance system (1) for a vehicle (2) for detecting an environment (34) of the vehicle (2), the driver assistance system (1) comprising an oscillator (4) which generates a first radar shaft (10), a first Laser (5), which generates a first laser beam (6), a converter (7) and a phase-locked loop (33) with a reference variable and a phase of the first radar wave (10) as a controlled variable, wherein the converter (7) comprises a first partial beam ( 8) of the first laser beam (6) into a second radar wave (9), a phase of the second radar wave (9) is the reference variable and the driver assistance system (1) the first radar wave (10) and a second sub-beam (11) of the first laser beam (6) simultaneously emits to determine at least one value of a state variable of an air of the environment (34), at least based on a difference between a transit time of the first radar wave (10) and a travel time of the second sub-beam (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs mit einem Laser.The invention relates to a driver assistance system for a vehicle for detecting an environment of the vehicle with a laser.

Ein derartiges Fahrerassistenzsystem ist aus der US 2014/0104051 A1 bekannt. Darin wird der Laser verwendet, um einen Abstand zwischen einem in der Umgebung befindlichen weiteren Fahrzeug zu dem Fahrzeug zu bestimmen. Eine gleiche Anwendung findet ein in der US 7,742,152 B2 beschriebener Laser. Des Weiteren ist es bekannt, mit Hilfe von Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren des Fahrzeugs einen Zustand einer unmittelbar das Fahrzeug umgebenden Luft zu erfassen. Soll jedoch eine Sicherheit des Fahrzeugs weiter erhöht werden, so ist es hilfreich, zumindest eine Zustandsgröße der Luft in einem vor dem Fahrzeug befindlichen Raum zu erfassen. Beispielsweise kann mit einer Kenntnis über die Zustandsgröße eine Wahrscheinlichkeit über eine Glatteisbildung auf einer Fahrbahn berechnet werden.Such a driver assistance system is from the US 2014/0104051 A1 known. Therein, the laser is used to determine a distance between an adjacent further vehicle to the vehicle. A similar application is found in the US 7,742,152 B2 described laser. Furthermore, it is known to detect a state of an air directly surrounding the vehicle with the aid of temperature and humidity sensors of the vehicle. However, if a safety of the vehicle is to be further increased, then it is helpful to detect at least one state variable of the air in a space located in front of the vehicle. For example, with knowledge of the state variable, a probability of black ice formation on a roadway can be calculated.

Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs dahingehend zu verbessern, dass eine Zustandsgröße einer Luft eines vor dem Fahrzeug befindlichen Raumes bestimmt werden kann.Based on this, it is the object of the present invention to improve a driver assistance system for a vehicle for detecting an environment of the vehicle such that a state variable of an air of a space located ahead of the vehicle can be determined.

Diese Aufgabe wird mit einem Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrerassistenzsystems und Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a driver assistance system having the features of claim 1 and a method having the features of claim 6. Advantageous embodiments of the driver assistance system and further developments of the method are the subject of the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Fahrerassistenzsystem weist einen Oszillator, der eine erste Radarwelle erzeugt, einen ersten Laser, der einen ersten Laserstrahl erzeugt, einen Konverter und eine Phasenregelschleife auf. Die Phasenregelschleife hat eine Führungsgröße und eine Regelgröße. Die Regelgröße ist eine Phase der ersten Radarwelle. Der Konverter wandelt erfindungsgemäß einen ersten Teilstrahl des ersten Laserstrahls in eine zweite Radarwelle um. Weiterhin ist eine Phase der zweiten Radarwelle die Führungsgröße der Phasenregelschleife. Das Fahrerassistenzsystem sendet die erste Radarwelle und einen zweiten Teilstrahl des ersten Laserstrahls gleichzeitig aus, um zumindest anhand eines Unterschiedes zwischen einer Laufzeit der ersten Radarwelle und einer Laufzeit des zweiten Teilstrahls zumindest einen Wert einer Zustandsgröße einer Luft der Umgebung zu bestimmen.To solve the problem, a driver assistance system for a vehicle for detecting an environment of the vehicle is proposed. The driver assistance system includes an oscillator that generates a first radar wave, a first laser that generates a first laser beam, a converter, and a phase locked loop. The phase-locked loop has a reference variable and a controlled variable. The controlled variable is a phase of the first radar wave. The converter converts according to the invention a first partial beam of the first laser beam into a second radar wave. Furthermore, a phase of the second radar wave is the reference variable of the phase locked loop. The driver assistance system simultaneously transmits the first radar wave and a second sub-beam of the first laser beam in order to determine at least one value of a state variable of an ambient air, at least based on a difference between a transit time of the first radar wave and a travel time of the second sub-beam.

Mit der jeweiligen Phase ist ein aktueller Winkel, gemessen in rad, einer ersten bzw. zweiten Schwingung gemeint, die die erste bzw. die zweite Radarwelle erzeugen. Die Umgebung des Fahrzeugs kann zum einen weitere Fahrzeuge, Luft eines unmittelbar an das Fahrzeug angrenzenden Raumes, der das Fahrzeug berührt, und vor allem Luft eines Raumes, der sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindet und das Fahrzeug nicht berührt, im Folgenden als vorderer Raum bezeichnet, umfassen. Die Zustandsgröße der Luft ist vorzugsweise eine mittlere Temperatur der Luft in dem vorderen Raum.By the respective phase is meant a current angle, measured in radians, of a first and second oscillation, respectively, which generate the first and the second radar wave, respectively. The environment of the vehicle may be further vehicles, air of a directly adjacent to the vehicle space that touches the vehicle, and especially air of a room that is in the direction of travel in front of the vehicle and does not touch the vehicle, hereinafter referred to as the front room designated include. The state quantity of the air is preferably an average temperature of the air in the front space.

Der Konverter weist vorzugsweise einen Kristall, insbesondere Indium-Antimonit, und noch bevorzugter Indium-Phosphit-Antimonit, auf. Trifft der erste Teilstrahl auf den Kristall, so wird der Kristall in einen angeregten Zustand überführt. Geht der Kristall von seinem angeregten Zustand wieder in seinen Grundzustand über, gibt der Kristall einen Teil der Energie in Form von Radarstrahlung ab.The converter preferably comprises a crystal, in particular indium antimonite, and more preferably indium phosphite antimonite. If the first partial beam strikes the crystal, the crystal is converted into an excited state. When the crystal returns from its excited state to its ground state, the crystal releases some of the energy in the form of radar radiation.

Die Radarstrahlung umfasst hierbei die zweite Radarwelle, wobei eine Energie des zweiten Teilstrahls, die sich aus dem Produkt der Planck-Kontante h und einer Frequenz des ersten Teilstrahls berechnet, ein ganzzahliges Vielfaches einer Energie der zweiten Radarwelle, die sich aus einem Produkt aus der Planck-Konstante h und einer Frequenz der zweiten Radarwelle berechnet, ist.The radar radiation here comprises the second radar wave, wherein an energy of the second sub-beam, which is calculated from the product of the Planck constant h and a frequency of the first sub-beam, an integer multiple of an energy of the second radar wave, which consists of a product of the Planck Constant h and a frequency of the second radar wave is calculated.

Damit der erste Teilstrahl zum einen zu dem Konverter gelangt und zum anderen auch in Richtung eines Objektes vor dem Fahrzeug ausgesendet werden kann, wird der erste Laserstrahl in zumindest einen ersten Teilstrahl, der zu dem Konverter geleitet wird, und in einen zweiten Teilstrahl, der zu einem Ausgang des Fahrerassistenzsystems geleitet wird, aufgeteilt. Der Konverter umfasst bevorzugt eine Halterung oder ein Gehäuse, welches den Kristall sichert und ausrichtet.In order for the first partial beam to reach the converter on the one hand and for the other to be emitted in the direction of an object in front of the vehicle, the first laser beam is converted into at least a first partial beam, which is conducted to the converter, and into a second partial beam, which an output of the driver assistance system is divided. The converter preferably comprises a holder or housing which secures and aligns the crystal.

Zur Erzeugung der zweiten Radarwelle kann der Konverter eine dotierte Glasfaser, besonders vorteilhaft eine Ytterbium-dotierte Glasfaser, aufweisen. Der Konverter erzeugt aus dem ersten Teilstrahl durch unelastische Streuung, vorzugsweise durch Brillouin-Streuung, die zweite Radarwelle. Zur Erzeugung der zweiten Radarwelle kann neben dem ersten Teilstrahl gemäß einer speziellen Variante ein weiterer Laserstrahl, der phasensynchron zu dem ersten Teilstrahl ist, verwendet werden. Der weitere Laserstrahl kann vorzugsweise in einen ersten Teilstrahl des weiteren Laserstrahls und einen zweiten Teilstrahl des weiteren Laserstrahls aufgeteilt werden. Der zweite Teilstrahl des weiteren Laserstrahls wird bei dieser Variante gleichzeitig mit der ersten Radarwelle und dem zweiten Teilstrahl ausgesandt. In einer weiteren Variante besteht der Konverter aus einer Photodiode, die von dem ersten Teilstrahl und dem weiteren Laserstrahl oder dem ersten Teilstrahl und dem ersten Teilstrahl des weiteren Laserstrahls beleuchtet wird.To generate the second radar wave, the converter may comprise a doped glass fiber, particularly advantageously an ytterbium-doped glass fiber. The converter generates from the first partial beam by inelastic scattering, preferably by Brillouin scattering, the second radar wave. In order to generate the second radar wave, in addition to the first sub-beam according to a special variant, a further laser beam which is in phase synchronization with the first sub-beam can be used. The further laser beam can preferably be divided into a first partial beam of the further laser beam and a second partial beam of the further laser beam. The second partial beam of the further laser beam is emitted in this variant simultaneously with the first radar wave and the second partial beam. In a further variant, the converter consists of a photodiode, which of the first partial beam and the another laser beam or the first partial beam and the first partial beam of the further laser beam is illuminated.

Über eine Streifenleitung kann die zweite Radarwelle zu einem Eingang der Phasenregelschleife geleitet werden. Die Laufzeit der ersten Radarwelle, im Folgenden erste Laufzeit genannt, und die Laufzeit des zweiten Teilstrahls, im Folgenden zweite Laufzeit genannt können wie folgt ermittelt werden. Bevorzugt wird ein erster Zeitpunkt, in dem die erste Radarwelle und der zweite Teilstrahl gleichzeitig in Richtung des Objektes ausgesendet werden erfasst. Im Anschluss daran wird ein zweiter Zeitpunkt, in dem die an dem Objekt reflektierte erste Radarwelle mit einem ersten Detektor empfangen wird, und ein dritter Zeitpunkt, in dem der an dem Objekt reflektierte zweite Teilstrahl mit einem zweiten Detektor empfangen wird, erfasst. Die erste Laufzeit ist der Zeitunterschied zwischen dem zweiten und dem ersten Zeitpunkt und die zweite Laufzeit der Zeitunterschied zwischen dem dritten und dem ersten Zeitpunkt.Via a stripline, the second radar wave can be directed to an input of the phase locked loop. The transit time of the first radar wave, hereinafter referred to as the first transit time, and the transit time of the second sub-beam, referred to below as the second transit time, can be determined as follows. Preferably, a first time in which the first radar wave and the second partial beam are transmitted simultaneously in the direction of the object is detected. Following this, a second point in time at which the first radar wave reflected by the object is received by a first detector and a third point in time at which the second partial beam reflected by the object is received by a second detector are detected. The first runtime is the time difference between the second and the first time and the second runtime is the time difference between the third and the first time.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass die Lichtgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle in Luft von einem Wert der Zustandsgröße und Werten von weiteren Zustandsgrößen der Luft und einer Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, abhängt. Die Zustandsgröße und die weiteren Zustandsgrößen können beispielsweise eine Temperatur, ein Druck, eine relative Feuchte und ein CO2-Gehalt der Luft sein. Berechnungsvorschriften, die einen Zusammenhang zwischen diesen Zustandsgrößen und der Lichtgeschwindigkeit in Luft beschreiben, sind in der Veröffentlichung „The Refractive Index of Air“, Metrologia 2 (1966), Seiten 71-80, von B. Edlen [1] und in der Veröffentlichung „The Refractivity of Air“, Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 86, No. 1, January-February 1981 , von Frank E. Jones [2] und in der Veröffentlichung „The refraction and dispersion of air for the visible spectrum“, Barrell, H.; Sears, J. E., Jr., Phil. Trans. Roy. Soc. London, A238: 1-64; 1939, [3] beschrieben. Beispielsweise lässt sich die von der Wellenlänge abhängige Lichtgeschwindigkeit cλ durch eine Lösung des folgenden Gleichungssystems, das in [2] beschrieben ist, berechnen bzw. approximieren: c λ = c 0 n ,

Figure DE102019115719A1_0001
( n 1 ) tp = K λ D tp ,
Figure DE102019115719A1_0002
D tp = p [ 1 + p ( 0.817 0.0133 t ) × 10 6 ] ( 1 + 0.0036610 t )
Figure DE102019115719A1_0003
( n 1 ) tp = ( n 1 ) s D tp D s ,
Figure DE102019115719A1_0004
( n 1 ) tp = p ( n 1 ) s 720.775 [ 1 + p ( 0.817 0.0133 t ) × 10 1 ] [ 1 + 0.0036610 t ] .
Figure DE102019115719A1_0005
wobei Ds ein Dichtefaktor für Luft unter Standardbedingungen mit dem Wert 720,775, n ein von der Wellenlänge abhängiger Dispersionsindex und c0 die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist und Kλ aus der Tabelle V auf Seite 29 in [3] und den Gleichungen 5.1-5.3 in [3] entnommen werden kann. Der Druck p der Luft wird in Torr und Temperatur der Luft t in °C gemessen.The invention is based on the idea that the speed of light of an electromagnetic wave in air depends on a value of the state variable and values of further state variables of the air and a wavelength of the electromagnetic wave. The state variable and the further state variables can be, for example, a temperature, a pressure, a relative humidity and a CO 2 content of the air. Computational rules that describe a relationship between these state variables and the speed of light in air are in the publication "The Refractive Index of Air," Metrologia 2 (1966), pages 71-80, by B. Edlen [1] and in the publication "The Refractivity of Air", Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 86 , No. 1, January-February 1981 , by Frank E. Jones [2] and in the publication "The refraction and dispersion of air for the visible spectrum", Barrell, H .; Sears, JE, Jr., Phil. Trans. Roy. Soc. London, A238: 1-64; 1939, [3] described. For example, the wavelength-dependent speed of light c λ can be calculated or approximated by a solution of the following equation system, which is described in [2]: c λ = c 0 n .
Figure DE102019115719A1_0001
( n - 1 ) tp = K λ D tp .
Figure DE102019115719A1_0002
D tp = p [ 1 + p ( 0817 - 0.0133 t ) × 10 - 6 ] ( 1 + 0.0036610 t )
Figure DE102019115719A1_0003
( n - 1 ) tp = ( n - 1 ) s D tp D s .
Figure DE102019115719A1_0004
( n - 1 ) tp = p ( n - 1 ) s 720775 [ 1 + p ( 0817 - 0.0133 t ) × 10 - 1 ] [ 1 + 0.0036610 t ] ,
Figure DE102019115719A1_0005
where D s is a density factor for air under standard conditions of 720,775, n is a wavelength dependent dispersion index and c 0 is the vacuum light velocity and K λ is from Table V on page 29 in [3] and equations 5.1-5.3 in [3]. The pressure p of the air is measured in Torr and temperature of the air t in ° C.

Eine Änderung eines Wertes der Zustandsgröße oder der weiteren Zustandsgrößen haben jeweils einen unterschiedlich starken Einfluss auf eine Änderung der Lichtgeschwindigkeit. Dabei wirken sich eine prozentuale Änderung der Temperatur, des Druckes, der relativen Feuchte und des CO2-Gehaltes jeweils in absteigender Reihenfolge auf eine Änderung der Lichtgeschwindigkeit aus. Hinzu kommt, dass die jeweiligen Werte der Zustandsgröße und der weiteren Zustandsgrößen der Luft in dem vorderen Raum für gewöhnlich unterschiedlich stark entlang einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs schwanken. So ist beispielsweise eine Änderung des Druckes entlang der Fahrtrichtung üblicherweise prozentual geringer als eine Änderung der Temperatur oder der relativen Feuchte entlang der Fahrtrichtung. Werden neben der ersten und der zweiten Laufzeit zusätzlich Werte die weiteren Zustandsgrößen mit Hilfe von Sensoren des Fahrzeugs gemessen, beispielsweise jeweils ein Wert des Drucks, der relativen Feuchte und des CO2-Gehalts, so kann mit Hilfe aller gemessenen Größen die mittlere Temperatur der Luft des vorderen Raumes approximiert werden.A change in a value of the state variable or the further state variables each have a different influence on a change in the speed of light. In this case, a percentage change in the temperature, the pressure, the relative humidity and the CO 2 content each act in descending order on a change in the speed of light. In addition, the respective values of the state quantity and the other state variables of the air in the front space usually vary in different degrees along a traveling direction of the vehicle. For example, a change in pressure along the direction of travel is usually lower in percentage than a change in temperature or relative humidity along the direction of travel. If, in addition to the first and second running times, additional values of the further state variables are measured with the aid of sensors of the vehicle, for example a value of the pressure, the relative humidity and the CO 2 content, the mean temperature of the air can be determined with the aid of all measured variables of the front room are approximated.

Dies ermöglicht es, insbesondere bei kritischen Wetterbedingungen, wie bei Glatteis oder Nebel, die Umgebungsbedingungen der Luft des vorderen Raumes und bevorzugt auch einen Zustand einer Oberfläche einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug sich bewegt, zu approximieren. Beispielsweise kann bei Wetterbedingungen, bei denen eine Bildung von Glatteis sehr wahrscheinlich ist, eine minimale Änderung der relativen Feuchte oder der Temperatur die Glatteisbildung bewirken.This makes it possible to approximate the environmental conditions of the air of the front space, and preferably also a state of a surface of a roadway on which the vehicle is moving, especially in critical weather conditions, such as in black ice or fog. For example, in weather conditions where ice formation is very likely, a minimum change in relative humidity or temperature can cause black ice formation.

Die Zustandsgröße der Luft mit Hilfe des vorgeschlagenen Fahrerassistenzsystems zu bestimmen, hat nun mehrere Vorteile.Determining the state variable of the air with the aid of the proposed driver assistance system now has several advantages.

Durch eine Erfassung der ersten und zweiten Laufzeit und dadurch, dass eine Wellenlänge der ersten Radarwelle und eine Wellenlänge des zweiten Teilstrahls bekannt sind, können mit Hilfe der Laufzeiten und der Wellenlängen zumindest zwei Werte von Stützstellen von zumindest einer der oben genannten Berechnungsvorschriften für die Berechnung der von der Wellenlänge abhängigen Lichtgeschwindigkeit bestimmt werden. Mit Hilfe der Berechnungsvorschriften kann ein Gleichungssystem zur Bestimmung der mittleren Temperatur der Luft des vorderen Raumes aufgestellt werden, das die erste und die zweite Laufzeit und Werte der weiteren Zustandsgrößen der Luft, wie beispielsweise der relativen Feuchte, des CO2-Gehalts und/oder des Drucks enthält.By detecting the first and second transit times and in that one wavelength of the first radar wave and a wavelength of the second With the aid of the transit times and the wavelengths, at least two values of interpolation points of at least one of the abovementioned calculation rules for the calculation of the wavelength-dependent speed of light can be determined. With the help of the calculation rules, a system of equations for determining the average temperature of the air of the front room can be set up, which records the first and second transit times and values of the further state variables of the air, such as the relative humidity, the CO 2 content and / or the Contains pressure.

Gemäß einer ersten Variante ist es möglich, dass die Werte der weiteren Zustandsgrößen der Luft mithilfe der Sensoren gemessen werden.According to a first variant, it is possible that the values of the further state variables of the air are measured by means of the sensors.

Gemäß einer zweiten Variante kann vorgesehen sein, dass die Werte der weiteren Zustandsgrößen der Luft für die Berechnung des Wertes der Zustandsgröße als konstant angenommen werden. Bei dieser zweiten Variante der Berechnung des Wertes der Zustandsgröße werden vorzugsweise Werte der weiteren Zustandsgrößen verwendet, die die Luft in einer Region, in der sich das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt, in dem die Laufzeiten gemessen werden, befindet, im Jahresmittel aufweist. Die zweite Variante stellt zwar eine kostengünstige Methode zur Berechnung des Wertes der Zustandsgröße dar, ist aber gegenüber der ersten Variante ungenauer.According to a second variant, it may be provided that the values of the further state variables of the air are assumed to be constant for the calculation of the value of the state variable. In this second variant of the calculation of the value of the state variable, preferably values of the further state variables are used which have the average annual air in a region in which the vehicle is at a time in which the transit times are measured. Although the second variant represents a cost-effective method for calculating the value of the state variable, it is inaccurate compared to the first variant.

Die Wellenlänge der Radarwelle beträgt etwa 1 mm bis 1 cm, im Folgenden erste Wellenlänge genannt, und die Wellenlänge des zweiten Teilstrahls etwa 1 nm bis 1 µm, im Folgenden zweite Wellenlänge genannt. Dadurch, dass die zweite Wellenlänge um einen Faktor von etwa 1000 kleiner als die erste Wellenlänge ist, liegen die beiden Stützstellen in einem möglichen Raum von möglichen Stützstellen vergleichsweise weit auseinander. Dies kann den Vorteil haben, dass das Gleichungssystem besonders gut konditioniert ist, wobei eine gute Konditionierung bedeutet, dass sich eine Ungenauigkeit einer einzelnen Größe, hier die erste und/oder zweite Wellenlänge, verhältnismäßig wenig auf eine Änderung einer zu errechnenden Größe, hier die mittlere Temperatur, auf Basis des Gleichungssystems auswirkt.The wavelength of the radar wave is about 1 mm to 1 cm, hereinafter referred to as the first wavelength, and the wavelength of the second partial beam about 1 nm to 1 .mu.m, hereinafter referred to as the second wavelength. Due to the fact that the second wavelength is smaller than the first wavelength by a factor of about 1000, the two interpolation points are relatively far apart in a possible space from possible interpolation points. This can have the advantage that the system of equations is particularly well conditioned, with good conditioning meaning that an inaccuracy of a single variable, in this case the first and / or second wavelength, relatively little to a change in a variable to be calculated, here the mean Temperature, based on the system of equations.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die erste Radarwelle durch den mit Hilfe der Phasenregelschleife geregelten Oszillator unter Verwendung der zweiten Radarwelle als Führungsgröße erzeugt wird. Dies bewirkt, dass die erste Radarwelle jeweils eine feste Phasenbeziehung zu dem ersten Laserstrahl, dem ersten und zweiten Teilstrahl hat und eine Frequenzschwankung über ein Zeitintervall der ersten Radarwelle deutlich geringer als bei einer Verwendung eines Schwingquarzes als Taktgeber für den Oszillator ist. Eine feste Phasenbeziehung zwischen einer ersten und einer zweiten Welle meint, dass sich eine Phase der ersten Welle durch ein Produkt mit einer Phase der zweiten Welle als einen ersten Faktor und einer konstanten Zahl als einen zweiten Faktor beschreiben lässt.Another advantage is that the first radar wave is generated by the phase locked loop controlled oscillator using the second radar wave as a reference variable. This causes the first radar wave to each have a fixed phase relationship to the first laser beam, the first and second partial beam and a frequency fluctuation over a time interval of the first radar wave is significantly lower than when using a quartz oscillator as a clock generator for the oscillator. A fixed phase relationship between a first and a second wave means that a phase of the first wave can be described by a product with a phase of the second wave as a first factor and a constant number as a second factor.

Des Weiteren würde bei einer Verwendung von zwei verschiedenen Quarzen eine Ungenauigkeit eines jeweiligen Quarzes bei sich verändernden Umgebungsbedingungen unterschiedlich stark sein, wodurch jeweilige mit Hilfe der Quarze erzeugte Frequenzen unterschiedlich stabil über einen Zeitraum sind und zu hohen Messungenauigkeiten führen könnten.Furthermore, if two different quartzes were used, inaccuracy of a particular quartz would be variable with changing environmental conditions, whereby respective frequencies generated by the quartz would be differentially stable over a period of time and could lead to high inaccuracies in measurement.

Bei dem vorgeschlagenen Fahrerassistenzsystem hingegen funktioniert der erste Laser wie ein Taktgeber für den Oszillator, wodurch eine Ungenauigkeit des Oszillators und damit ein Phasenrauschen der ersten Welle reduziert werden kann. Kann die erste Radarwelle mit der ersten Wellenlänge durch die zweite Radarwelle stabiler, d.h. mit einem geringeren Phasenrauschen, als mit einem Schwingquarz erzeugt werden, so kann der Wert der Zustandsgröße präziser bestimmt werden.On the other hand, in the proposed driver assistance system, the first laser functions as a clock for the oscillator, whereby an inaccuracy of the oscillator and thus a phase noise of the first wave can be reduced. The first radar wave having the first wavelength can be made more stable by the second radar wave, i. With a lower phase noise than is generated with a quartz crystal, the value of the state quantity can be determined more precisely.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Phasenregelschleife zumindest einen ersten Frequenzteiler aufweist, mit dem eine Frequenz der ersten Radarwelle einstellbar ist. Dadurch, dass die Frequenz der ersten Radarwelle einstellbar ist, können weitere Werte von Stützstellen der Berechnungsvorschriften ermittelt werden. Der gleiche Vorteil ergibt sich, wenn der erste Laser als ein abstimmbarer Laser ausgebildet ist, mit dem eine Frequenz des ersten Laserstrahls geändert werden kann. Möglich ist auch, dass der Konverter einstellbar ist und mit dem einstellbaren Konverter eine Frequenz der zweiten Radarwelle veränderbar ist, wodurch sich die Frequenz der ersten Radarwelle aufgrund einer Kopplung über die Phasenregelschleife ergibt.In an advantageous embodiment, it is provided that the phase-locked loop has at least one first frequency divider with which a frequency of the first radar wave can be set. Due to the fact that the frequency of the first radar wave is adjustable, further values of interpolation points of the calculation rules can be determined. The same advantage arises when the first laser is designed as a tunable laser with which a frequency of the first laser beam can be changed. It is also possible that the converter is adjustable and with the adjustable converter, a frequency of the second radar wave is variable, resulting in the frequency of the first radar wave due to a coupling via the phase locked loop.

Eine besonders einfache Möglichkeit die Frequenz der ersten Radarwelle zu ändern wird jedoch durch den ersten Frequenzteiler bereitgestellt. Der erste Frequenzteiler ist vorzugsweise in einem Rückkopplungspfad von einem Ausgang des Oszillators und einem Eingang eines Phasenkomparators der Phasenregelschleife angeordnet. In vorteilhafter Weise weist die Phasenregelschleife einen zweiten Frequenzteiler auf, der sich vor einem ersten Eingang des Phasenkomparators befindet, um eine Frequenz der zweiten Radarwelle zu teilen. Beide Frequenzteiler können eine jeweilige eingangsseitige Frequenz durch eine ganze Zahl teilen und jeweils an ihrem Ausgang eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz, die gleich einem Ergebnis dieser Teilung ist, ausgeben.However, a particularly simple way of changing the frequency of the first radar wave is provided by the first frequency divider. The first frequency divider is preferably arranged in a feedback path from an output of the oscillator and an input of a phase comparator of the phase locked loop. Advantageously, the phase locked loop has a second frequency divider located in front of a first input of the phase comparator to divide a frequency of the second radar wave. Both frequency dividers can divide a respective input-side frequency by an integer and each output at its output an electromagnetic wave having a frequency equal to a result of this division.

Mit Hilfe des ersten und des zweiten Frequenzteilers ist es möglich, die erste Radarwelle mit einer Frequenz zu erzeugen, deren Wert in einem einstellbaren Verhältnis zu einem Wert der Frequenz der zweiten Radarwelle und insbesondere des ersten Laserstrahls steht. Das Verhältnis kann durch einen Quotienten angegeben werden, wobei ein Dividend des Quotienten eine natürliche Zahl n und ein Divisor des Quotienten eine natürliche Zahl m ist. Die natürliche Zahl m gibt das Teilerverhältnis des ersten Frequenzteilers und die natürliche Zahl n ein Teilerverhältnis des zweiten Frequenzteilers an. Die Werte m und n können jeweils variabel, bevorzugt mithilfe einer Steuereinheit, an dem ersten bzw. zweiten Frequenzteiler eingestellt werden. With the aid of the first and the second frequency divider, it is possible to generate the first radar wave with a frequency whose value is in an adjustable ratio to a value of the frequency of the second radar wave and in particular of the first laser beam. The ratio can be given by a quotient, where a dividend of the quotient is a natural number n and a divisor of the quotient is a natural number m. The natural number m indicates the divider ratio of the first frequency divider and the natural number n indicates a divider ratio of the second frequency divider. The values m and n can each be adjusted variably, preferably by means of a control unit, at the first or second frequency divider.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem einen zweiten Laser auf, der mit dem ersten Laser derart gekoppelt ist, dass der erste Laser den zweiten Laser mithilfe des ersten Laserstrahls, des ersten oder zweiten Teilstrahls anregen kann. Der zweite Laser erzeugt einen zweiten Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die unterschiedlich zu der zweiten Wellenlänge ist. Der zweite Laserstrahl hat eine feste Phasenbeziehung zu dem ersten Laserstrahl. Dies wird durch die Kopplung der beiden Laser erreicht. Das Fahrerassistenzsystem sendet den zweiten Laserstrahl gleichzeitig mit dem zweiten Teilstrahl aus und berechnet eine dritte Laufzeit des zweiten Laserstrahls analog zu der Laufzeit des zweiten Teilstrahls.In an advantageous embodiment, the driver assistance system has a second laser which is coupled to the first laser such that the first laser can excite the second laser by means of the first laser beam, the first or second partial beam. The second laser generates a second laser beam having a wavelength different from the second wavelength. The second laser beam has a fixed phase relationship with the first laser beam. This is achieved by coupling the two lasers. The driver assistance system transmits the second laser beam simultaneously with the second partial beam and calculates a third transit time of the second laser beam analogously to the transit time of the second partial beam.

Da der zweite Laserstrahl eine zur zweiten Wellenlänge unterschiedliche Wellenlänge hat und daher der zweite Laserstrahl eine zum zweiten Teilstrahl unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit in dem vorderen Raum hat, kann mithilfe der dritten Laufzeit eine weitere unabhängige Gleichung des Gleichungssystems zur Bestimmung des Wertes der Zustandsgröße gebildet werden. Dies ermöglicht es, auf zumindest eine Messung eines Wertes einer der weiteren Zustandsgrößen zu verzichten, beispielsweise auf eine Messung des Wertes des Druckes.Since the second laser beam has a wavelength which is different from the second wavelength and therefore the second laser beam has a different speed of light in the front space than the second partial beam, a further independent equation of the system of equations for determining the value of the state variable can be formed with the aid of the third transit time. This makes it possible to dispense with at least one measurement of a value of one of the further state variables, for example, a measurement of the value of the pressure.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem einen weiteren Oszillator zum Erzeugen einer dritten Radarwelle und eine weitere Phasenregelschleife aufweist. Die weitere Phasenregelschleife regelt den weiteren Oszillator derart, dass die dritte Radarwelle jeweils eine feste Phasenbeziehung zu der ersten Radarwelle und dem zweiten Teilstrahl hat und eine gegenüber der ersten Radarwelle verschiedene Frequenz hat. Das Fahrerassistenzsystem sendet die dritte Radarwelle, die erste Radarwelle und den zweiten Teilstrahl gleichzeitig aus. Diese Weiterbildung ergibt die gleichen Vorteile wie die oben genannte Ergänzung des Fahrerassistenzsystems durch den zweiten Laser, da die Wellenlänge der dritten Radarwelle gegenüber der ersten Radarwelle verschieden ist. Vorteilhaft kann bei dieser Weiterbildung auf eine Messung der relativen Feuchte verzichtet werden.In a further development, it is provided that the driver assistance system has a further oscillator for generating a third radar wave and a further phase locked loop. The further phase-locked loop controls the further oscillator such that the third radar wave has a fixed phase relationship to the first radar wave and the second sub-beam and has a different frequency than the first radar wave. The driver assistance system transmits the third radar wave, the first radar wave and the second sub-beam simultaneously. This development gives the same advantages as the above-mentioned supplement of the driver assistance system by the second laser, since the wavelength of the third radar wave is different from the first radar wave. Advantageously, in this development, a measurement of the relative humidity can be dispensed with.

Zur Lösung der Aufgabe wird weiter ein Verfahren zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten vorgeschlagen. In einem ersten Schritt wird der erste Laserstrahl mit dem ersten Laser erzeugt. In einem zweiten Schritt wird die zweite Radarwelle mithilfe des Konverters und des ersten Teilstrahls des ersten Laserstrahls erzeugt. In einem dritten Schritt wird die erste Radarwelle mithilfe eines Oszillators erzeugt, wobei der Oszillator mithilfe der Phasenregelschleife geregelt wird und eine Phase der ersten Radarwelle als Regelgröße und eine Phase der zweiten Radarwelle als Führungsgröße verwendet wird. In einem vierten Schritt werden die erste Radarwelle und der zweite Teilstrahls des ersten Laserstrahls gleichzeitig ausgesendet. In einem fünften Schritt wird eine jeweilige Laufzeit der ersten Radarwelle und des zweiten Teilstrahls zwischen dem Fahrerassistenzsystem und einem Objekt, an dem der zweite Teilstrahl und die erste Radarwelle reflektiert werden, gemessen. In einem sechsten Schritt wird ein Wert einer Zustandsgröße der Luft der Umgebung anhand der Laufzeiten ermittelt.To achieve the object, a method for detecting an environment of a vehicle is further proposed with the following steps. In a first step, the first laser beam is generated with the first laser. In a second step, the second radar wave is generated by means of the converter and the first sub-beam of the first laser beam. In a third step, the first radar wave is generated by means of an oscillator, wherein the oscillator is controlled by means of the phase locked loop and a phase of the first radar wave is used as a controlled variable and a phase of the second radar wave as a reference variable. In a fourth step, the first radar wave and the second sub-beam of the first laser beam are emitted simultaneously. In a fifth step, a respective transit time of the first radar wave and of the second sub-beam is measured between the driver assistance system and an object on which the second sub-beam and the first radar wave are reflected. In a sixth step, a value of a state variable of the ambient air is determined based on the transit times.

Der Wert der Zustandsgröße kann, wie oben beschrieben, mit Hilfe des Gleichungssystems und der gemessenen Laufzeit der ersten Radarwelle und der Laufzeit des zweiten Teilstrahls ermittelt werden.The value of the state variable can, as described above, be determined with the aid of the equation system and the measured transit time of the first radar wave and the transit time of the second sub-beam.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Schritte eins bis sechs mehrere Male durchgeführt werden und zumindest anhand der jeweils gemessenen Laufzeiten ein Modell generiert wird. Das Modell berücksichtigt zumindest ein Ausbreitungsverhalten des zweiten Teilstrahls und/oder der ersten Radarwelle in Abhängigkeit der Zustandsgröße berücksichtigt.An advantageous embodiment of the method provides that the steps one to six are performed several times and at least based on the respective measured maturities a model is generated. The model takes into account at least one propagation behavior of the second partial beam and / or the first radar wave as a function of the state variable.

Ein Generieren des Modells meint, dass Funktionen zwischen Eingangswerten des Modells und zumindest einem Ausgangswert des Modells vor dem Generieren des Modells bereits vorhanden sind und während des Generierens Werte von Parametern der Funktionen an Werte von mehreren Datensätzen angepasst werden. Dabei wird ein einzelner Datensatz vorzugsweise dann erzeugt, wenn die Schritte eins bis sechs absolviert wurden. Der einzelne Datensatz weist zumindest die beiden Laufzeiten und den Wert der Zustandsgröße auf. Ein weiterer Datensatz wird vorzugsweise dann generiert, wenn die Schritte eins bis sechs ein weiteres Mal durchgeführt wurden.Generating the model means that functions already exist between input values of the model and at least one output value of the model before generating the model, and during the generation, values of parameters of the functions are adapted to values of several data sets. In this case, a single data record is preferably generated when steps one to six have been completed. The individual data record has at least the two transit times and the value of the state variable. Another record is preferably generated when steps one through six have been performed a second time.

Die Funktionen berücksichtigen ein Ausbreitungsverhalten, insbesondere die Lichtgeschwindigkeit der ersten Radarwelle und die Lichtgeschwindigkeit des zweiten Teilstrahls, und können in einer ersten Variante die oben genannten Berechnungsvorschriften enthalten. Gemäß einer zweiten Variante können die Funktionen auch Funktionen eines neuronalen Netzes sein, welche nach einem Training des neuronalen Netzes das Ausbreitungsverhalten modellieren.The functions take into account a propagation behavior, in particular the speed of light of the first radar wave and the speed of light of the second sub-beam, and can be combined in one first variant contain the above calculation rules. According to a second variant, the functions may also be functions of a neural network which model the propagation behavior after training of the neural network.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung fließt bei einer Generierung des Modells ein gemessener Wert der Zustandsgröße mit ein. Der gemessene Wert wird zu einem Zeitpunkt gemessen, in dem sich das Fahrzeug in einem Luftvolumen befindet, in dem sich zuvor der zweite Teilstrahl und die erste Radarwelle ausgebreitet haben.According to an advantageous development, when the model is generated, a measured value of the state variable is included. The measured value is measured at a time when the vehicle is in an air volume in which previously the second sub-beam and the first radar wave have propagated.

Bei dieser Weiterbildung wird der Wert der Zustandsgröße nach einem Messen der jeweiligen Laufzeiten gemessen. Dadurch, dass sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Messung des Wertes der Zustandsgröße in dem genannten Luftvolumen befindet, entspricht der gemessene Wert der Zustandsgröße annähernd einem realen Wert der Zustandsgröße, der zuvor mit Hilfe der gemessenen Laufzeiten und der oben beschriebenen Berechnungsvorschriften ermittelt wurde. Vorzugsweise wird ein Unterschied zwischen dem gemessenen Wert und dem ermittelten Wert der Zustandsgröße erfasst und anhand des Unterschiedes das Modell, insbesondere die Werte der Parameter der Funktionen, angepasst. Diese Weiterbildung ermöglicht somit, das Modell zu korrigieren.In this development, the value of the state variable is measured after measuring the respective transit times. Since the vehicle is in the said air volume at the time of measuring the value of the state variable, the measured value of the state variable corresponds approximately to a real value of the state variable which was previously determined with the aid of the measured transit times and the calculation rules described above. Preferably, a difference between the measured value and the determined value of the state variable is detected, and the model, in particular the values of the parameters of the functions, is adapted on the basis of the difference. This development thus makes it possible to correct the model.

Eine besondere Ausgestaltung sieht vor, dass bei einem Generieren des Modells zumindest eine erste Materialeigenschaft des Objektes bekannt ist und mithilfe des Modells, der gemessen Laufzeiten und zumindest eines gemessenen Wertes der Zustandsgröße die erste oder eine weitere Materialeigenschaft eines zu detektierenden Objektes erkannt wird.A particular embodiment provides that at least one first material property of the object is known when the model is generated, and the first or a further material property of an object to be detected is recognized by means of the model, the measured transit times and at least one measured value of the state variable.

Bei dieser Ausgestaltung hat das Modell vorzugsweise die gemessenen Laufzeiten, den gemessenen Wert der Zustandsgröße und bevorzugt weitere Werte der weiteren Zustandsgrößen der Luft als Eingangswerte und eine zu erkennende Materialeigenschaft des zu detektierenden Objektes als Ausgangswert.In this embodiment, the model preferably has the measured transit times, the measured value of the state variable, and preferably further values of the further state variables of the air as input values and a material property to be detected of the object to be detected as output value.

Bevorzugt wird mithilfe des Modells eine modellierte Intensität eines Empfangssignals des ausgesendeten zweiten Teilstrahls und/oder der ersten Radarwelle bestimmt. Im Anschluss daran wird bevorzugt ein Vergleich der modellierten Intensität mit einer gemessenen Intensität eines Empfangssignals des ausgesendeten zweiten Teilstrahls beziehungsweise der ersten Radarwelle durchgeführt und anhand eines Ergebnisses des Vergleiches und einem gemessenen Wert der Zustandsgröße die erste oder eine weitere Materialeigenschaft eines weiteren Objektes bestimmt.Preferably, a modeled intensity of a received signal of the transmitted second partial beam and / or the first radar wave is determined with the aid of the model. Subsequently, a comparison of the modeled intensity with a measured intensity of a received signal of the emitted second partial beam or of the first radar wave is preferably carried out, and the first or a further material property of a further object is determined on the basis of a result of the comparison and a measured value of the state variable.

Der Vorteil dieser Weiterbildung des Verfahrens ist, dass neben den gemessenen Laufzeiten zusätzlich die gemessenen Intensitäten der beiden Empfangssignale benutzt werden. Weil die Laufzeit unabhängig von den gemessenen Intensitäten der Empfangssignale ist, liegt mit Hilfe der gemessenen Intensitäten der Empfangssignale zumindest eine weitere Information vor, über die die erste oder die weitere Materialeigenschaft erkannt werden kann.The advantage of this further development of the method is that, in addition to the measured transit times, the measured intensities of the two received signals are additionally used. Because the transit time is independent of the measured intensities of the received signals, with the aid of the measured intensities of the received signals there is at least one further piece of information via which the first or the further material property can be detected.

Eine mögliche Anwendung kann beispielsweise vorsehen, dass anhand der gemessenen Intensitäten der beiden Empfangssignale erkannt wird, dass das Objekt eine metallisch bedampfte Oberfläche hat, an der der zweite Teilstrahl sehr gut reflektiert wird, und die Oberfläche auf einem die erste Radarwelle absorbierenden Kunststoff aufgebracht ist. Gemäß einer zweiten möglichen Anwendung kann anhand der gemessenen Intensitäten der beiden Empfangssignale erkannt werden, ob das Objekt eine mattschwarz lackierte Eisenschicht hat, die ein starkes Radarecho generiert, aber große Teile des zweiten Teilstrahls absorbiert. Des Weiteren können die gemessenen Laufzeiten dazu verwendet werden, zu bestimmen, in welcher Entfernung sich ein Material mit der ersten oder der weiteren erkannten Materialeigenschaft in Bezug zu dem Fahrerassistenzsystem befindet.One possible application may provide, for example, that it is detected on the basis of the measured intensities of the two received signals that the object has a metallic vapor-deposited surface on which the second partial beam is reflected very well, and the surface is applied on a plastic absorbing the first radar wave. According to a second possible application, it can be detected on the basis of the measured intensities of the two received signals whether the object has a matt black lacquered iron layer which generates a strong radar echo but absorbs large parts of the second partial beam. Furthermore, the measured transit times may be used to determine at which distance a material with the first or the further recognized material property is related to the driver assistance system.

Eine weitere Variante des Verfahrens kann vorsehen, dass zumindest anhand des Wertes der Zustandsgröße ein erster Zustand einer Fahrbahn, auf dem sich das Fahrzeug befindet, bestimmt wird. Weiterhin kann zumindest mithilfe eines Raddrehzahlsensors eines Rades des Fahrzeugs und einem Reibwertmodell zur Bestimmung eines Reibwertes zwischen dem Rad und der Fahrbahn ein zweiter Zustand der Fahrbahn bestimmt werden. Anschließend kann ein Vergleich zwischen dem ersten Zustand der Fahrbahn und dem zweiten Zustand der Fahrbahn durchgeführt werden und anhand eines Ergebnisses des Vergleiches das Modell korrigiert werden.A further variant of the method may provide that a first state of a roadway on which the vehicle is located is determined at least on the basis of the value of the state variable. Furthermore, at least by means of a wheel speed sensor of a wheel of the vehicle and a friction coefficient model for determining a coefficient of friction between the wheel and the roadway, a second state of the roadway can be determined. Subsequently, a comparison between the first state of the roadway and the second state of the roadway can be carried out and the model can be corrected on the basis of a result of the comparison.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Figuren. Dabei bezeichnet ein mehrfach verwendetes Bezugszeichen dieselbe Komponente. Die Figuren zeigen schematisch in:

  • 1 ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem zur Erzeugung eines Laserstrahls und einer Radarwelle,
  • 2 das Fahrerassistenzsystem aus 1 mit einem Laser, einem Konverter und einer Phasenregelschleife,
  • 3 ein Verlauf der Radarwelle und ein Verlauf der zum Laserstrahl korrespondierenden elektromagnetischen Welle,
  • 4 ein weiteres Fahrerassistenzsystem mit zwei Lasern, einem Konverter und einer Phasenregelschleife.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description and from the figures. In this case, a reference symbol used repeatedly denotes the same component. The figures show schematically in:
  • 1 a vehicle with a driver assistance system for generating a laser beam and a radar wave,
  • 2 the driver assistance system 1 with a laser, a converter and a phase locked loop,
  • 3 a course of the radar wave and a course of the laser beam corresponding to the electromagnetic wave,
  • 4 Another driver assistance system with two lasers, a converter and a phase locked loop.

1 zeigt ein Fahrerassistenzsystem 1 für ein Fahrzeug 2 zur Erfassung einer Umgebung 34 des Fahrzeugs 2. Die Umgebung 34 umfasst insbesondere eine Luft eines vorderen Raumes 3, der sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 2 befindet und das Fahrzeug nicht berührt, einen unmittelbar das Fahrzeug 2 umgebenden Raum 31 und ein Objekt 30. Der Raum 31 grenzt bevorzugt an den vorderen Raum 3 an. 1 shows a driver assistance system 1 for a vehicle 2 to capture an environment 34 of the vehicle 2 , The environment 34 includes in particular an air of a front room 3 moving in the direction of travel in front of the vehicle 2 and does not touch the vehicle, one immediately the vehicle 2 surrounding space 31 and an object 30 , The space 31 preferably adjoins the front room 3 on.

2 zeigt eine schematische Ansicht des Fahrerassistenzsystems 1. Das Fahrerassistenzsystem 1 weist einen Oszillator 4, der eine erste Radarwelle 10 erzeugt, einen ersten Laser 5, der einen ersten Laserstrahl 6 erzeugt, einen Konverter 7 und eine Phasenregelschleife 33 mit einer Führungsgröße und einer Phase der ersten Radarwelle 10 als Regelgröße auf. Der erste Laserstrahl 6 wird mit Hilfe einer optischen Weiche 12 in einen ersten Teilstrahl 8 des ersten Laserstrahls 6 und einen zweiten Teilstrahl 11 des ersten Laserstrahls 6 aufgeteilt. Der erste Teilstrahl 8 wird vorzugsweise mit Hilfe eines Lichtwellenleiters auf einen Kristall 13, der vorzugsweise Indium-Antimonit enthält, gerichtet. Der Kristall 13 ist mit Hilfe eines halb offenen Gehäuses 14 des Konverters 7 fest gegenüber dem Lichtwellenleiter ausgerichtet. Der Konverter 7 wandelt den ersten Teilstrahl 8 in eine zweite Radarwelle 9 um. 2 shows a schematic view of the driver assistance system 1 , The driver assistance system 1 has an oscillator 4 , the first radar wave 10 generates a first laser 5 , the first laser beam 6 generates a converter 7 and a phase locked loop 33 with a command and a phase of the first radar wave 10 as a controlled variable. The first laser beam 6 is using an optical switch 12 in a first partial beam 8th of the first laser beam 6 and a second sub-beam 11 of the first laser beam 6 divided up. The first partial beam 8th is preferably by means of an optical waveguide on a crystal 13 , which preferably contains indium antimonite directed. The crystal 13 is with the help of a half-open case 14 the converter 7 firmly aligned with the optical fiber. The converter 7 converts the first partial beam 8th in a second radar wave 9 around.

Die zweite Radarwelle 9 wird mit Hilfe von zumindest einer Streifenleitung 15 empfangen und an einen Eingang 16 der Phasenregelschleife 33 geleitet. Die Phasenregelschleife 33 umfasst einen ersten Frequenzteiler 17, einen Phasenkomparator 18, einen Schleifenfilter 19, den Oszillator 4 und einen zweiten Frequenzteiler 20, der sich in einer Rückkopplungsschleife zwischen dem Oszillator 4 und dem ersten Frequenzteiler 17 befindet. Die Phasenregelschleife 33 regelt die Phase der ersten Radarwelle 10 derart, dass die erste Radarwelle eine feste Phasenbeziehung zu der Phase der zweiten Radarwelle 9 hat. Insbesondere regelt die Phasenregelschleife 33 eine Frequenz der ersten Radarwelle 10.The second radar wave 9 is done with the help of at least one stripline 15 received and to an entrance 16 the phase locked loop 33 directed. The phase locked loop 33 includes a first frequency divider 17 , a phase comparator 18 , a loop filter 19 , the oscillator 4 and a second frequency divider 20 which is in a feedback loop between the oscillator 4 and the first frequency divider 17 located. The phase locked loop 33 regulates the phase of the first radar wave 10 such that the first radar wave has a fixed phase relationship with the phase of the second radar wave 9 Has. In particular, the phase-locked loop controls 33 a frequency of the first radar wave 10 ,

Die erste Radarwelle 10 wird an einem Ausgang 21 der Phasenregelschleife 33 abgeführt und in Richtung einer Antenne 22 geleitet. Die Antenne 22 strahlt die erste Radarwelle 10 in den vorderen Raum 3 ab. Gleichzeitig wird der zweite Teilstrahl 11 an einen optischen Ausgang 23 des Fahrerassistenzsystems 1 geleitet. Der optische Ausgang 23 strahlt den zweiten Teilstrahl 11 ebenfalls und bevorzugt gleichzeitig zu einem Aussenden der ersten Radarwelle 10 in den vorderen Raum 3 ab. Um sowohl den ersten Laser 5 als auch die Phasenregelschleife 33 zu steuern, insbesondere ein erstes Teilungsverhältnis m für den ersten Frequenzteiler 17 und ein zweites Teilungsverhältnis n für den zweiten Frequenzteiler 20 vorzugeben, sind der erste Laser 5 und die Phasenregelschleife 33 mit einer Auswertungs- und Steuereinheit 24 des Fahrerassistenzsystems 1 verbunden. Über eine derartige Verbindung gelangt eine jeweilige Information darüber, wann der zweite Teilstrahl 11 und die erste Radarwelle 10 ausgesendet wurden, zu der Auswertungs- und Steuereinheit 24.The first radar wave 10 will be at an exit 21 the phase locked loop 33 dissipated and in the direction of an antenna 22 directed. The antenna 22 emits the first radar wave 10 in the front room 3 from. At the same time, the second partial beam 11 to an optical output 23 of the driver assistance system 1 directed. The optical output 23 radiates the second partial beam 11 also and preferably simultaneously to a transmission of the first radar wave 10 in the front room 3 from. To both the first laser 5 as well as the phase locked loop 33 to control, in particular a first division ratio m for the first frequency divider 17 and a second dividing ratio n for the second frequency divider 20 pretend to be the first laser 5 and the phase locked loop 33 with an evaluation and control unit 24 of the driver assistance system 1 connected. About such a connection passes a respective information about when the second partial beam 11 and the first radar wave 10 were sent to the evaluation and control unit 24 ,

Das Fahrerassistenzsystem 1 weist weiterhin einen ersten Detektor 25 zum Empfangen des zweiten Teilstrahls 11, einen zweiten Detektor 26 zum Empfangen der ersten Radarwelle 10, nachdem diese genau wie der zweite Teilstrahl 11 an einem Objekt 30 reflektiert wurde, einen ersten Sensor 26, einen zweiten Sensor 27, einen dritten Sensor 28 und einen vierten Sensor 29 auf.The driver assistance system 1 also has a first detector 25 for receiving the second sub-beam 11 , a second detector 26 for receiving the first radar wave 10 after this, just like the second sub-beam 11 on an object 30 was reflected, a first sensor 26 , a second sensor 27 , a third sensor 28 and a fourth sensor 29 on.

Die Auswertungs- und Steuereinheit 24 steuert und speichert einen ersten Zeitpunkt, in dem die erste Radarwelle 10 und der zweite Teilstrahl 11 gleichzeitig in Richtung des Objektes 3 ausgesendet werden. Im Anschluss daran erfasst die Auswertungs- und Steuereinheit 24 einen zweiten Zeitpunkt, in dem die an dem Objekt 3 reflektierte erste Radarwelle 10 mit dem zweiten Detektor 26 empfangen wird, und einen dritten Zeitpunkt, in dem der an dem Objekt 3 reflektierte zweite Teilstrahl mit dem ersten Detektor 25 empfangen wird. Die erste Laufzeit ist der Zeitunterschied zwischen dem zweiten und dem ersten Zeitpunkt und die zweite Laufzeit der Zeitunterschied zwischen dem dritten und dem ersten Zeitpunkt.The evaluation and control unit 24 Controls and stores a first time in which the first radar wave 10 and the second sub-beam 11 simultaneously in the direction of the object 3 to be sent out. Afterwards, the evaluation and control unit will record 24 a second time in which the on the object 3 reflected first radar wave 10 with the second detector 26 is received, and a third time in which the on the object 3 reflected second partial beam with the first detector 25 Will be received. The first runtime is the time difference between the second and the first time and the second runtime is the time difference between the third and the first time.

Des Weiteren bestimmt die Auswertungs- und Steuereinheit 24 mit Hilfe der oben genannten Berechnungsvorschriften und vorzugsweise mit Hilfe eines mit dem ersten Sensor 27 erfassten Kohlendioxidgehalts der Luft in dem Raum 31, einer mit dem zweiten Sensor 28 erfassten eine relative Feuchte der Luft in dem Raum 31 und einem mit dem dritten Sensor 29 erfassten Druck der Luft in dem Raum 31 einen Wert einer Zustandsgröße in dem vorderen Raum 3. Die Zustandsgröße ist in diesem Ausführungsbeispiel eine mittlere Temperatur in dem vorderen Raum 3. Die Berechnungsvorschriften sind vorzugsweise in der Auswertungs- und Steuereinheit 24 gespeichert oder liegen in einem Speicher 35 in Form eines ersten Modells vor.Furthermore, the evaluation and control unit determines 24 with the aid of the above-mentioned calculation instructions and preferably with the aid of one with the first sensor 27 recorded carbon dioxide content of the air in the room 31 , one with the second sensor 28 detected a relative humidity of the air in the room 31 and one with the third sensor 29 detected pressure of the air in the room 31 a value of a state quantity in the front room 3 , The state quantity in this embodiment is a mean temperature in the front space 3 , The calculation instructions are preferably in the evaluation and control unit 24 stored or stored in a memory 35 in the form of a first model.

Weiterhin weist die Steuer- und Auswertungseinheit 24 weist vorzugsweise ein zweites Modell 32 auf, das zumindest eine Ausbreitungseigenschaft des zweiten Teilstrahls 11 und/oder der ersten Radarwelle 10 in Abhängigkeit der Zustandsgröße berücksichtigt. Für eine Erstellung des Modells 32 wird vorzugsweise eine Vielzahl von Datensätzen in der Steuer- und Auswertungseinheit 24 abgespeichert und Werte von Parametern des Modells 32 an die Datensätze angepasst.Furthermore, the control and evaluation unit 24 preferably has a second model 32 on, the at least one propagation property of the second sub-beam 11 and / or the first radar wave 10 taken into account as a function of the state variable. For a creation of the model 32 is preferably a plurality of records in the control and evaluation unit 24 stored and values of parameters of the model 32 adapted to the data records.

Ein einzelner Datensatz umfasst dabei vorzugsweise die erste und die zweite Laufzeit oder jeweilige mit den Detektoren 25, 26 erfasste Werte und zumindest eine erste Materialeigenschaft des Objektes 30, an dem der zweite Teilstrahl 11 und die erste Radarwelle 10 reflektiert werden. Hierbei kann das zweite Modell 32 beispielsweise derart aufgebaut sein, dass die erste Materialeigenschaft des Objektes 30 einen Ausgangswert und die restlichen oben genannten Werte des einzelnen Datensatzes jeweils einen Eingangswert des zweiten Modells 32 darstellen.A single data set preferably comprises the first and the second runtime or the respective ones with the detectors 25 . 26 recorded values and at least a first material property of the object 30 at which the second partial beam 11 and the first radar wave 10 be reflected. Here, the second model 32 For example, be constructed such that the first material property of the object 30 an output value and the remaining above-mentioned values of the individual data set each have an input value of the second model 32 represent.

Innerhalb des Modells 32 kann bevorzugt eine Intensität eines jeweiligen Empfangssignals des ersten Detektors 25 bzw. des zweiten Detektors 26 in Abhängigkeit von einem jeweiligen aktuellen Wert des ersten Sensors 27, des zweiten Sensors 28 und des dritten Sensors 29 approximiert werden. Die jeweilige modellierte Intensität des Empfangssignals kann dann mit einer gemessenen Intensität eines jeweiligen Empfangssignals des ersten Detektors 25 und des zweiten Detektors 26 verglichen werden. Anhand eines derartigen Vergleiches und mit Hilfe eines mit dem vierten Sensor 36 gemessenen Wertes der Zustandsgröße können die erste oder eine weitere Materialeigenschaft eines zu detektierenden Objektes erkannt werden. Der gemessene Wert der Zustandsgröße ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Temperatur der Luft in dem Raum 31.Within the model 32 may preferably be an intensity of a respective received signal of the first detector 25 or the second detector 26 depending on a respective current value of the first sensor 27 , the second sensor 28 and the third sensor 29 be approximated. The respective modeled intensity of the received signal can then be measured with a measured intensity of a respective received signal of the first detector 25 and the second detector 26 be compared. Based on such a comparison and with the help of one with the fourth sensor 36 measured value of the state variable, the first or a further material property of an object to be detected can be detected. The measured value of the state quantity in this embodiment is a temperature of the air in the room 31 ,

3 zeigt zeitliche Phasenverläufe ϕ einer Phase über der Zeit t, insbesondere einen zeitlichen Phasenverlauf 41 der ersten Radarwelle 10 und einen zeitlichen Phasenverlauf 42 einer zum zweiten Teilstrahl 11 korrespondierende elektromagnetische Welle. Aus 2 ist ersichtlich, dass die elektromagnetische Welle und die erste Radarwelle 10 eine feste Phasenbeziehung zueinander haben. 3 shows temporal phase curves φ of a phase over time t, in particular a temporal phase curve 41 the first radar wave 10 and a temporal phase course 42 one to the second partial beam 11 corresponding electromagnetic wave. Out 2 it can be seen that the electromagnetic wave and the first radar wave 10 have a fixed phase relation to each other.

Des Weiteren beträgt eine Wellenlänge der ersten Radarwelle 10 ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge des ersten Teilstrahls 8 und damit auch des zweiten Teilstrahls 11. Wird der Wert m des ersten Teilungsverhältnis zur Steuerung der Phasenregelschleife 33 geändert, beispielsweise verringert, so verändert, beispielsweise erhöht, sich die Wellenlänge der ersten Radarwelle 10. Ein zeitlicher Phasenverlauf 43 einer derart veränderten ersten Radarwelle 10 mit einer geringeren Wellenlänge ist in 3 gestrichelt dargestellt.Furthermore, one wavelength of the first radar wave 10 an integer multiple of a wavelength of the first sub-beam 8th and thus also the second partial beam 11 , The value m of the first division ratio becomes the control of the phase locked loop 33 changed, for example, reduced, so changed, for example, increases the wavelength of the first radar wave 10 , A temporal phase progression 43 such a changed first radar wave 10 with a lower wavelength is in 3 shown in dashed lines.

Auch die veränderte erste Radarwelle 10 hat jeweils eine feste Phasenbeziehung gegenüber der zweiten Radarwelle 9 und dem zweiten Teilstrahl 11. Eine Phase der ersten Radarwelle 10 und auch der veränderten ersten Radarwelle 10 weist stets einen festen Faktor gegenüber einer Phase der zweiten Radarwelle 8 und einer Phase des zweiten Teilstrahls 11, des ersten Teilstrahls 8 und des ersten Laserstrahls 6 auf.Also the changed first radar wave 10 each has a fixed phase relationship with respect to the second radar wave 9 and the second sub-beam 11 , A phase of the first radar wave 10 and also the changed first radar wave 10 always has a fixed factor with respect to a phase of the second radar wave 8th and a phase of the second sub-beam 11 , the first partial beam 8th and the first laser beam 6 on.

4 zeigt ein weiteres Fahrerassistenzsystem 100. Das Fahrerassistenzsystem 100 weist zusätzlich zu den Komponenten des Fahrerassistenzsystems 1 einen zweiten Laser 51, einen zweiten optischen Ausgang 52, eine zweite Phasenregelschleife 53 und eine zweite Antenne 54 auf. Bei dieser Variante wird der zweite Teilstrahl 11 durch eine Teilung eines vierten Teilstrahls 64 erzeugt. Der vierte Teilstrahl 64 wird durch eine Teilung des ersten Laserstrahls 6 an der Weiche 12 gewonnen. Eine Teilung des vierten Teilstrahls 64 in den zweiten Teilstrahls 11 und einen fünften Teilstrahl 55 erfolgt durch eine weitere optische Weiche 56. Mit dem fünften Teilstrahl 55 wird der zweite Laser 51 gepumpt. Dies bewirkt, dass ein mit dem zweiten Laser 51 erzeugter zweiter Laserstrahl 57 phasensynchron zu dem ersten Laserstrahl 6 und damit auch zu dem zweiten Teilstrahl 11 ist. Der zweite Laserstrahl 57 weist gegenüber dem zweiten Teilstrahl 11 des ersten Laserstrahls 6 eine unterschiedliche Wellenlänge auf. 4 shows another driver assistance system 100 , The driver assistance system 100 indicates in addition to the components of the driver assistance system 1 a second laser 51 , a second optical output 52 , a second phase locked loop 53 and a second antenna 54 on. In this variant, the second partial beam 11 by a division of a fourth partial beam 64 generated. The fourth partial beam 64 is due to a division of the first laser beam 6 at the switch 12 won. A division of the fourth partial beam 64 in the second sub-beam 11 and a fifth sub-beam 55 done by another optical switch 56 , With the fifth partial beam 55 becomes the second laser 51 pumped. This causes one with the second laser 51 generated second laser beam 57 in phase synchronization with the first laser beam 6 and thus also to the second partial beam 11 is. The second laser beam 57 points opposite to the second partial beam 11 of the first laser beam 6 a different wavelength.

Die zweite Phasenregelschleife 53 funktioniert in gleicher Weise und hat die gleichen Komponenten wie die erste Phasenregelschleife 33. Jedoch wird mit Hilfe der Steuer- und Auswertungseinheit 24 ein anderes erstes Teilungsverhältnis m und/oder ein anderes zweites Teilungsverhältnis n für die zweite Phasenregelschleife 53 vorgegeben. Dadurch erzeugt die zweite Phasenregelschleife 53 eine dritte Radarwelle 58, die ebenfalls wie die erste Radarwelle 10 eine feste Phasenbeziehung zu der ersten Radarwelle 9 aufweist. Dadurch, dass die zweite Phasenregelschleife 53 andere Teilerverhältnisse für die Frequenzteiler aufweist, hat die dritte Radarwelle 58 eine andere Frequenz gegenüber der ersten Radarwelle 10. Die dritte Radarwelle 58 wird zu der zweiten Antenne 54 geleitet und von der zweiten Antenne 54 in den vorderen Raum 3 abgestrahlt. Ebenso richtet der zweite optische Ausgang 52 den zweiten Laserstrahl 57 in den vorderen Raum 3.The second phase locked loop 53 works in the same way and has the same components as the first phase locked loop 33 , However, with the help of the control and evaluation unit 24 another first division ratio m and / or another second division ratio n for the second phase locked loop 53 specified. This generates the second phase-locked loop 53 a third radar wave 58 which also like the first radar wave 10 a fixed phase relationship with the first radar wave 9 having. Thereby, that the second phase locked loop 53 has other divider ratios for the frequency divider has the third radar wave 58 a different frequency compared to the first radar wave 10 , The third radar wave 58 becomes the second antenna 54 directed and from the second antenna 54 in the front room 3 radiated. Likewise, the second optical output directs 52 the second laser beam 57 in the front room 3 ,

Mit Hilfe des zusätzlichen zweiten Laserstrahls 57 und der dritten Radarwelle 58 ist es möglich, weitere Stützstellen für die Berechnungsvorschrift der Zustandsgröße der Luft zu ermitteln und dadurch den Wert der Zustandsgröße der Luft in Abhängigkeit von der jeweiligen Laufzeit des zweiten Teilstrahls 11, des zweiten Laserstrahls 57, der ersten Radarwelle 10 und der dritten Radarwelle 58 zu bestimmen. Beide Strahlen 11, 57 werden bevorzugt gleichzeitig mit beiden Radarwellen 10, 58 ausgesendet und ein gemeinsamer Zeitpunkt des Aussendens in der Steuer- und Auswertungseinheit 24 gespeichert. Der zweite Laserstrahl 57 wird mit einem dritten Detektor 37 und die dritte Radarwelle 58 mit einem vierten Detektor 38 empfangen.With the help of the additional second laser beam 57 and the third radar wave 58 It is possible to determine further supporting points for the calculation rule of the state variable of the air and thereby the value of the state variable of the air as a function of the respective duration of the second partial beam 11 , the second laser beam 57 , the first radar wave 10 and the third radar wave 58 to determine. Both rays 11 . 57 are preferred simultaneously with both radar waves 10 . 58 sent out and a common time of sending out in the control and evaluation unit 24 saved. The second laser beam 57 is with a third detector 37 and the third radar wave 58 with a fourth detector 38 receive.

1 zeigt weiterhin einen ersten Radrehzahlsensor 39 und einen zweiten Raddrehzahlsensor 40 zur Berechnung eines Reibwertes zwischen einer Fahrbahn 61 und einem ersten Rad 62 und/oder einem zweiten Rad 63 des Fahrzeugs 2 mithilfe eines Reibwertmodells, welches vorteilhaft in der Steuer- und Auswertungseinheit 24 enthalten ist. Mithilfe des berechneten Reibwertes kann sowohl das erste Modell als auch das zweite Modell 32 korrigiert werden. 1 further shows a first wheel speed sensor 39 and a second wheel speed sensor 40 for calculating a coefficient of friction between a roadway 61 and a first wheel 62 and / or a second wheel 63 of the vehicle 2 using a coefficient of friction model, which is advantageous in the control and evaluation unit 24 is included. Using the calculated coefficient of friction, both the first model and the second model 32 Getting corrected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014/0104051 A1 [0002]US 2014/0104051 A1 [0002]
  • US 7742152 B2 [0002]US 7742152 B2

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „The Refractive Index of Air“, Metrologia 2 (1966), Seiten 71-80, von B. Edlen [1] und in der Veröffentlichung „The Refractivity of Air“, Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 86, No. 1, January-February 1981 [0012]"The Refractive Index of Air," Metrologia 2 (1966), pages 71-80, by B. Edlen [1] and in the publication "The Refractivity of Air", Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 86 , No. 1, January-February 1981 [0012]

Claims (10)

Fahrerassistenzsystem (1) für ein Fahrzeug (2) zur Erfassung einer Umgebung (34) des Fahrzeugs (2), das Fahrerassistenzsystem (1) aufweisend einen Oszillator (4), der eine erste Radarwelle (10) erzeugt, einen ersten Laser (5), der einen ersten Laserstrahl (6) erzeugt, einen Konverter (7) und eine Phasenregelschleife (33) mit einer Führungsgröße und einer Phase der ersten Radarwelle (10) als Regelgröße, wobei der Konverter (7) einen ersten Teilstrahl (8) des ersten Laserstrahls (6) in eine zweite Radarwelle (9) umwandelt, eine Phase der zweiten Radarwelle (9) die Führungsgröße ist und das Fahrerassistenzsystem (1) die erste Radarwelle (10) und einen zweiten Teilstrahl (11) des ersten Laserstrahls (6) gleichzeitig aussendet, um zumindest anhand eines Unterschiedes zwischen einer Laufzeit der ersten Radarwelle (10) und einer Laufzeit des zweiten Teilstrahls (11) zumindest einen Wert einer Zustandsgröße einer Luft der Umgebung (34) zu bestimmen.Driver assistance system (1) for a vehicle (2) for detecting an environment (34) of the vehicle (2), the driver assistance system (1) comprising an oscillator (4) which generates a first radar shaft (10), a first laser (5) , which generates a first laser beam (6), a converter (7) and a phase locked loop (33) with a reference variable and a phase of the first radar wave (10) as a controlled variable, wherein the converter (7) comprises a first partial beam (8) of the first Laser beam (6) into a second radar wave (9) converts, a phase of the second radar wave (9) is the command variable and the driver assistance system (1) the first radar wave (10) and a second sub-beam (11) of the first laser beam (6) simultaneously emits, at least on the basis of a difference between a running time of the first radar wave (10) and a running time of the second partial beam (11) to determine at least one value of a state variable of an air of the environment (34). Fahrerassistenzsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenregelschleife (33) zumindest einen ersten Frequenzteiler (17) aufweist, mit dem eine Frequenz der ersten Radarwelle (10) einstellbar ist.Driver assistance system (1) after Claim 1 , characterized in that the phase locked loop (33) has at least one first frequency divider (17) with which a frequency of the first radar wave (10) is adjustable. Fahrerassistenzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laser (5) ein abstimmbarer Laser (5) ist.Driver assistance system (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the first laser (5) is a tunable laser (5). Fahrerassistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (1) einen zweiten Laser (51) aufweist, der mit dem ersten Laser (5) derart gekoppelt ist, dass der erste Laser (5) den zweiten Laser (51) mithilfe des ersten Laserstrahls (6), des ersten oder zweiten Teilstrahls (11) anregen kann, wobei der zweite Laser (51) einen zweiten Laserstrahl (57) mit einer Wellenlänge erzeugt, die unterschiedlich zu einer Wellenlänge des ersten Laserstrahls (6) ist, der zweite Laserstrahl (57) eine feste Phasenbeziehung zu dem ersten Laserstrahl (6) hat, und das Fahrerassistenzsystem (1) den zweiten Laserstrahl (57) gleichzeitig mit dem zweiten Teilstrahl (11) aussendet.Driver assistance system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the driver assistance system (1) has a second laser (51) which is coupled to the first laser (5) such that the first laser (5) the second laser (51 ) can excite by means of the first laser beam (6), the first or second sub-beam (11), wherein the second laser (51) generates a second laser beam (57) having a wavelength which is different from a wavelength of the first laser beam (6) said second laser beam (57) has a fixed phase relationship with the first laser beam (6) and the driver assistance system (1) emits the second laser beam (57) simultaneously with the second sub-beam (11). Fahrerassistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (1) einen weiteren Oszillator zum Erzeugen einer dritten Radarwelle (58) und eine weitere Phasenregelschleife (53) aufweist und die weitere Phasenregelschleife (53) den weiteren Oszillator derart regelt, dass die dritte Radarwelle (58) jeweils eine feste Phasenbeziehung zu der ersten Radarwelle (10) und dem zweiten Teilstrahl (11) hat und eine gegenüber der ersten Radarwelle (10) verschiedene Frequenz hat, und das Fahrerassistenzsystem (1) die dritte Radarwelle (58), die erste Radarwelle (10) und den zweiten Teilstrahl (11) gleichzeitig aussendet.Driver assistance system (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the driver assistance system (1) has a further oscillator for generating a third radar wave (58) and another phase locked loop (53) and the further phase locked loop (53) controls the further oscillator so in that the third radar shaft (58) has in each case a fixed phase relationship to the first radar wave (10) and the second sub-beam (11) and has a different frequency than the first radar wave (10), and the driver assistance system (1) the third radar wave ( 58), the first radar wave (10) and the second sub-beam (11) emits simultaneously. Verfahren zur Erfassung einer Umgebung (34) eines Fahrzeugs (2) mit den folgenden Schritten: - Erzeugen eines ersten Laserstrahls (6) in einem ersten Schritt, - Erzeugen einer zweiten Radarwelle (9) mithilfe eines Konverters (7) und eines ersten Teilstrahls (8) des ersten Laserstrahls (6) in einem zweiten Schritt, - Erzeugen einer ersten Radarwelle (10) mithilfe eines Oszillators (4) und Regeln des Oszillators (4) mithilfe einer Phasenregelschleife (33) mit einer Phase der ersten Radarwelle (10) als Regelgröße und einer Phase der zweiten Radarwelle (9) als Führungsgröße in einem dritten Schritt, - Gleichzeitiges Aussenden der ersten Radarwelle (10) und eines zweiten Teilstrahls (11) des ersten Laserstrahls (6) in einem vierten Schritt, - Messen einer jeweiligen Laufzeit der ersten Radarwelle (10) und des zweiten Teilstrahls (11) zwischen dem Fahrerassistenzsystem (1) und einem Objekt (30), an dem der zweite Teilstrahl (11) und die erste Radarwelle (10) reflektiert werden, in einem fünften Schritt, - Ermitteln eines Wertes einer Zustandsgröße der Luft der Umgebung (34) anhand der Laufzeiten in einem sechsten Schritt.Method for detecting an environment (34) of a vehicle (2) with the following steps: Generating a first laser beam (6) in a first step, Generating a second radar wave (9) by means of a converter (7) and a first partial beam (8) of the first laser beam (6) in a second step, - Generating a first radar wave (10) by means of an oscillator (4) and controlling the oscillator (4) by means of a phase locked loop (33) having a phase of the first radar wave (10) as a controlled variable and a phase of the second radar wave (9) as a reference variable in a third step, Simultaneous emission of the first radar wave (10) and a second sub-beam (11) of the first laser beam (6) in a fourth step, Measuring a respective transit time of the first radar wave (10) and the second sub-beam (11) between the driver assistance system (1) and an object (30) on which the second partial beam (11) and the first radar wave (10) are reflected a fifth step, - Determining a value of a state variable of the air of the environment (34) based on the transit times in a sixth step. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte eins bis sechs mehrere Male durchgeführt werden und zumindest anhand der jeweils gemessenen Laufzeiten ein Modell generiert wird, welches zumindest ein Ausbreitungsverhalten des zweiten Teilstrahls (11) und/oder der ersten Radarwelle (10) in Abhängigkeit der Zustandsgröße berücksichtigt.Method according to Claim 6 , characterized in that the steps one to six are performed several times and at least based on the respective measured maturities a model is generated, which takes into account at least one propagation behavior of the second partial beam (11) and / or the first radar wave (10) in dependence of the state variable , Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Generierung des Modells ein gemessener Wert der Zustandsgröße mit einfließt, wobei der gemessene Wert zu einem Zeitpunkt gemessen wird, in dem sich das Fahrzeug (2) in einem Luftvolumen befindet, in dem sich zuvor der zweite Teilstrahl (11) und die erste Radarwelle (10) ausgebreitet haben.Method according to Claim 7 , characterized in that when generating the model, a measured value of the state variable is included, wherein the measured value is measured at a time in which the vehicle (2) is in an air volume in which previously the second partial beam (11 ) and the first radar shaft (10) have spread. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Generieren des Modells zumindest eine erste Materialeigenschaft des Objektes (30) bekannt ist und mithilfe des Modells, der gemessen Laufzeiten und zumindest eines gemessenen Wertes der Zustandsgröße die erste oder eine weitere Materialeigenschaft eines zu detektierenden Objektes erkannt wird.Method according to Claim 7 or 8th , characterized in that when generating the model at least a first material property of the object (30) is known and using the model, the measured transit times and at least one measured value of the state variable, the first or another material property of an object to be detected is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest anhand des Wertes der Zustandsgröße ein erster Zustand einer Fahrbahn (61), auf dem sich das Fahrzeug (2) befindet, bestimmt wird, zumindest mithilfe eines Raddrehzahlsensors (39, 40) eines Rades des Fahrzeugs (2) und einem Reibwertmodell zur Bestimmung eines Reibwertes zwischen dem Rad und der Fahrbahn (61) ein zweiter Zustand der Fahrbahn (61) bestimmt wird, ein Vergleich zwischen dem ersten Zustand der Fahrbahn (61) und dem zweiten Zustand der Fahrbahn (61) durchgeführt wird und anhand eines Ergebnisses des Vergleiches das Modell korrigiert wird.Method according to one of Claims 6 to 9 , characterized in that at least based on the value of the state variable, a first state of a roadway (61) on which the Vehicle (2) is determined, at least by means of a wheel speed sensor (39, 40) of a wheel of the vehicle (2) and a friction coefficient model for determining a coefficient of friction between the wheel and the roadway (61) determines a second state of the road (61) is performed, a comparison between the first state of the roadway (61) and the second state of the roadway (61) is performed and based on a result of the comparison, the model is corrected.
DE102019115719.6A 2018-06-21 2019-06-11 Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave Pending DE102019115719A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018114981.6 2018-06-21
DE102018114981.6A DE102018114981A1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019115719A1 true DE102019115719A1 (en) 2019-08-08

Family

ID=62842995

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018114981.6A Withdrawn DE102018114981A1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave
DE102019115719.6A Pending DE102019115719A1 (en) 2018-06-21 2019-06-11 Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018114981.6A Withdrawn DE102018114981A1 (en) 2018-06-21 2018-06-21 Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102018114981A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7742152B2 (en) 2006-06-23 2010-06-22 University Of Kansas Coherent detection scheme for FM chirped laser radar
US20140104051A1 (en) 2002-05-20 2014-04-17 Intelligent Technologies International, Inc. Vehicular anticipatory sensor system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140104051A1 (en) 2002-05-20 2014-04-17 Intelligent Technologies International, Inc. Vehicular anticipatory sensor system
US7742152B2 (en) 2006-06-23 2010-06-22 University Of Kansas Coherent detection scheme for FM chirped laser radar

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
„The Refractive Index of Air", Metrologia 2 (1966), Seiten 71-80, von B. Edlen [1] und in der Veröffentlichung „The Refractivity of Air", Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 86, No. 1, January-February 1981

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018114981A1 (en) 2018-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69212966T2 (en) RADAR DEVICE WITH LASER
EP1124142B1 (en) Radar system for determining optical visibility
DE102012107445A1 (en) Method for classifying moving vehicles
DE102017207648B4 (en) Method and device for measuring a layer thickness of an object
DE1523179B2 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE RELATIVE SPEED BETWEEN TWO OBJECTS
DE102015200027A1 (en) Apparatus and method for determining a characteristic of a measuring point
DE4324308C1 (en) Process for determining visibility in thick fog and visibility sensor
EP3612860B1 (en) Lidar measuring device
DE102016206965B4 (en) Method for measuring and determining a THz spectrum of a sample
WO2005064359A1 (en) Device for measuring the distance to far-off objects and close objects
DE1946264B2 (en) DEVICE FOR MEASURING VISIBILITY IN FOG
DE1297919B (en) Arrangement for measuring the speed of a vehicle in relation to a surrounding fluid
DE102019115719A1 (en) Driver assistance system for detecting a state variable of an air using a laser beam and a radar wave
DE2942355A1 (en) DEVICE FOR DETECTING THE CONTINUITY OF A PROJECTILE
DE2848625A1 (en) ARRANGEMENT FOR USE IN AN AIRPLANE TO DETECT OBSTACLES
DE102019130016A1 (en) Driver assistance system with a transmitter with a frequency-controlled radiation direction and a converter for frequency adjustment
DE3843302C2 (en) Passive distance measuring device
DE102017207635B3 (en) Method and device for measuring a layer thickness of an object
CH676512A5 (en)
DE3008252A1 (en) Optical detector for system movement - using total internal reflection in glass block and partially reflecting mirrors to produce phase shift in coherent light beam
EP3709056B1 (en) Computer implemented method and passive radar detection system for detecting a flying object in the area of a wind turbine
DE2014681C2 (en) Distance measuring device with HF light modulation and IF phase comparison
DE1623427C3 (en) Arrangement for transmitter distance and direction determination by formation of the reception intensity ratio
WO2023131457A1 (en) Sensor with quality evaluation and a digital output
DE102019110329A1 (en) Time-of-flight camera

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R230 Request for early publication