-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Wie
auf diesem Fachgebiet bekannt ist, gibt es einen Trend, Detektoren
in Fahrzeuge wie etwa Kraftfahrzeuge einzubauen. Es ist notwendig,
einen Detektor zur Verfügung
zu stellen, der in der Lage ist, Objekte auf dem Weg des Fahrzeugs
genau und zuverlässig
zu erfassen. Ein solcher Detektor wird manchmal als Seitenobjekterfassungssensor
(Side Object Detection Sensor; SODS) bezeichnet und muss gegen den
relativen Ort des Kraftfahrzeugs sowie gegen Hindernisse und Umweltbedingungen
wie etwa Temperatur, Feuchtigkeit, Eis und Regen relativ unempfindlich
sein.
-
Radar
ist eine geeignete Technologie für
die Implementierung eines automobilen SODS. Ein für diesen
Zweck geeigneter Radartyp ist das FMCW (Frequency Modulated Continuous
Wave; frequenzmodulierte Dauerstrich)-Radar. Bei einem typischen FMCW-Radar
erhöht
sich die Frequenz des übertragenen
CW-Signals linear von einer ersten vorbestimmten Frequenz auf eine
zweite vorbestimmte Frequenz. Das FMCW-Radar besitzt die Vorteile einer hohen
Empfindlichkeit, einer relativ geringen Senderleistung, und einer
guten Bereichs- bzw. Entfernungsauflösung.
-
Da
der SODS ein Verbraucherprodukt ist, das sich auf die Sicherheit
von Fahrzeugen auswirken kann, sind die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des
Sensors von größter Wichtigkeit.
Aspekte des SODS, die zu seiner Genauigkeit und Zuverlässigkeit beitragen,
umfassen seine Anfälligkeit
gegen Rauschen und die Genauigkeit insgesamt, mit der empfangene
Radiofrequenz (RF)-Signale verarbeitet werden, um Objekte innerhalb
des Sichtfeldes des SODS zu erfassen. Anfälligkeit gegen Rauschen kann
beispielsweise Falscherfassungen verursachen und kann, was sogar
noch schädlicher
ist, dazu führen,
dass ein Objekt unentdeckt bleibt.
-
Weitere
wichtige Attribute des SODS stehen mit dem Faktor seiner physischen
Größe und Form
in Zusammenhang. Vorzugsweise ist der vorwärtsblickende Sensor (FLS) in
einem relativ kleinen Gehäuse
aufgenommen, das hinter der Vorderfläche des Motorraums des Fahrzeugs
oder dem Kühlergrill montiert
werden kann. Im Hinblick auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit
ist es unablässig,
dass die Sende- und Empfangsantenne und -schaltungen nicht durch
Attribute des Kühlergrills
des Fahrzeugs beein trächtigt
werden und an dem Fahrzeug in einer vorhersagbaren Ausrichtung montiert
werden.
-
Eine
Auswirkung auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des SODS besitzt auch
das Vorhandensein von Fremdmaterial oder Objekten, die auf unerwünschte Weise
einen oder mehrere Abschnitte der SODS-Sende- und/oder Empfangsantenne
blockieren und insbesondere Teile der RF-Energie blockieren, die
sich auf die SODS-Sende- und Empfangsantenne hin und von diesen
weg fortpflanzt. Eine solche Blockade kann durch eine Ansammlung über einen
Zeitraum von Fremdmaterial oder Objekten im Bereich der Antennenöffnung verursacht
sein. Solche Fremdmaterialien können
beispielsweise durch Umweltbedingungen wie etwa Temperatur, Feuchtigkeit,
Eis, Regen und dergleichen verursacht werden. Eine solche Blockade
kann den ordnungsgemäßen Betrieb
des SODS verschlechtern oder in extremen Fällen sogar unterbinden. Sobald
ein Fahrzeug mit einem darin montierten FLS auf der Straße eingesetzt
wird, kann sich ein allmähliches,
kontinuierliches Ansammeln von Fremdmaterial ereignen. Dies resultiert
in einer entsprechenden allmählichen Verringerung
der SODS Systemleistung und erschwert somit die Erfassung des Vorhandenseins
einer Antennenblockade infolge einer allmählichen Ansammlung von Fremdmaterial.
-
Das
US-Patent 5,959,570 beschreibt
einen vorwärtsblickenden
Sensor (Forward Looking Sensor) mit einem System zur Erfassung einer
Antennenblockade. Wenn die Sendeantenne blockiert ist, tritt eine
Zunahme des Pegels von Leckenergie auf, die zwischen die Sende-
und Empfangsantenne gekoppelt ist. Eine Leckerfassungsschaltung
erfasst die Zunahme des Lecksignals zwischen der Sende- und Empfangsantenne
und stellt somit eine Erfassung einer Antennenblockade zur Verfügung.
-
Es
wäre daher
wünschenswert,
einen SODS zur Verfügung
zu stellen, der in der Lage ist, eine Antennenblockade zu erfassen.
Es wäre
auch wünschenswert,
einen SODS zur Verfügung
zu stellen, der in der Lage ist, eine Antennenblockade infolge der
Ansammlung von Fremdmaterial wie etwa Schlamm, Eis, Schnee oder
dergleichen an dem Fahrzeug in demjenigen Bereich des Fahrzeugs
zu erfassen, in dem der SODS montiert ist. Es wäre weiterhin wünschenswert,
einen SODS zur Verfügung
zu stellen, der eine Antennenblockade erfasst und einen Anwender
des Systems vom Vorhandensein einer solchen Blockade in Kenntnis
setzt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung ist in den Nebenansprüchen definiert,
und vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Detektierung einer Antennenblockade
eines Radarsystems wie etwa eines an einem Kraftfahrzeug montierten
SODS angegeben. Das System zur Detektierung einer Antennenblockade
des Radarsystems umfasst einen Blockade-Detektierungsprozessor,
der dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Signalen zu empfangen,
die von einem in dem Radarsystem enthaltenen Signalprozessor oder
von externen Quellen zur Verfügung gestellt
werden, um einen blockierten Zustand der Antenne des Radarsystems
zu erfassen. Bei einer Ausführungsform
umfasst der Blockade-Detektierungsprozessor einen Fahrzeuggeschwindigkeitseingang,
einen Sensortemperatureingang und einen Mustererkennungsinformationseingang.
-
Bei
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum
Betreiben des Systems zur Erfassung einer Antennenblockade in einem
Radarsystem, welches eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne
enthält,
das Aufnehmen eines ersten Lecksignals, das zwischen der Sendeantenne
und der Empfangsantenne übertragen
wird, und das Vergleichen des Energiepegels des ersten Lecksignals
mit mindestens einem aus einer Anzahl vorbestimmter Erkennungsmusterprofile.
Das Verfahren umfasst ferner eine Feststellung, ob das erste Lecksignal
im wesentlichen vorbestimmten Charakteristiken irgend eines der
Anzahl von vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen angepasst ist.
Falls festgestellt wird, dass das erste Lecksignal im wesentlichen
an die vorbestimmten Charakteristiken irgend eines der Anzahl von
vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen angepasst ist, erzeugt das
System ein erstes Signal mit einem ersten Wert, der einer Antennenblockade
entspricht. Falls festgestellt wird, dass das erste Lecksignal nicht
an die vorbestimmten Charakteristiken irgend eines der Anzahl von
vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen angepasst ist, erzeugt das
System ein zweites Signal mit einem zweiten Wert, welcher einer
Abwesenheit einer Antennenblockade entspricht.
-
Das
Verfahren umfasst ferner eine Feststellung, ob der Energiepegel
des ersten Lecksignals von einem vorbestimmten Lecksignalschwellwertpegel
abweicht. Falls das erste Lecksignal von dem vorbestimmten Lecksignalschwellwertpegel
abweicht, erzeugt das System das erste Signal. Ferner erzeugt das
System, falls das erste Lecksignal nicht von dem Lecksignalschwellwertpegel
abweicht, das zweite Signal.
-
Die
vorstehend beschriebenen Verfahren können zyklisch eine vorbestimmte
Anzahl von Malen wiederholt werden, um eine Mehrzahl der ersten Signale
und eine Mehrzahl der zweiten Signale zu erzeugen. Nach dem Erzeugen
der Mehrzahl der ersten Signale und der Mehrzahl der zweiten Signale umfasst
das Verfahren ferner eine Feststellung, ob eine vorbestimmte Anzahl
der ersten Signale vorhanden ist. Falls festgestellt wird, dass
die vorbestimmte Anzahl von ersten Signalen vorhanden ist, erzeugt das
System ein Antennenblockadedetektierungssignal.
-
Das
vorstehend beschriebene Verfahren des Vergleichens des Energiepegels
des ersten Lecksignals mit mindestens einem von einer Anzahl von
vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen gemäß der vorstehenden Beschreibung
umfasst ferner das Vergleichen des Energiepegels des ersten Lecksignals mit
mindestens einem von einer Anzahl von vorausgehend in einer Datenbank
gespeicherten, vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen. Die vorbestimmten
Erkennungsmusterprofile, die in der Datenbank gespeichert sind,
repräsentieren
Signaturen, die einer Mehrzahl von unterschiedlichen Objekten zugordnet
sind, welche mit Wahrscheinlichkeit die Antennenblockade verursachen
können.
-
Das
vorstehend beschriebene Verfahren des Vergleichens des Energiepegels
des ersten Lecksignals mit mindestens einem von einer Anzahl von
vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen umfasst ferner das Vergleichen
des Energiepegels des ersten Lecksignals mit mindestens einem vorausgehend
in der Datenbank gespeicherten Referenzlecksignalprofil. Das Referenzlecksignalprofil
repräsentiert
eine Lecksignatur, die bei Abwesenheit einer Antennenblockade erzeugt
wird.
-
Das
vorstehend beschriebene Verfahren des Erzeugens des Antennenblockadesignals
umfasst ferner das Erzeugen einer Mehrzahl von ersten Werten, die
jedem der Mehrzahl von ersten Signalen zugeordnet sind, welche das
Vorhandensein einer Antennenblockade repräsentieren.
-
Ferner
umfasst das Verfahren das Erzeugen einer Mehrzahl von Abstandswerten,
welche jedem der Mehrzahl von ersten Signalen zugeordnet sind. Die
Abstandswerte repräsentieren
einen Abstand zwischen der Antenne und einem mit der Blockade in Zusammenhang
stehenden Objekt.
-
Das
Verfahren des Feststellens, ob eine vorbestimmte Anzahl von ersten
Signalen vorhanden ist, umfasst das Aufnehmen eines Geschwindigkeitssignals,
das einer relativen Bewegung der Antenne zugeordnet ist. Falls die
Mehrzahl von Abstandswerten gemäß der vorstehenden
Beschreibung während
des Aufnehmens des Geschwindigkeitssignals im wesentlichen gleichwertig
sind, erzeugt das System die Antennenblockadeerfassungsmarkierung.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Ein
umfassenderes Verständnis
der vorstehend genannten Merkmale der vorliegenden Erfindung wie
auch der Erfindung selbst ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der Zeichnung; es zeigt:
-
1 eine
stark abstrahierte Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl
von SODSs, die jeweils ein Blockadeerfassungssystem nach dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung enthalten;
-
2 eine
stark abstrahierte Draufsicht auf das Sichtfeld eines der Mehrzahl
von SODSs von 1;
-
3 ein
stark abstrahiertes Blockdiagramm eines der Mehrzahl von SODSs von 1;
-
4 ein
detailliertes Blockdiagramm eines der Mehrzahl von SODSs von 1;
-
5 eine
grafische Darstellung einer Mehrzahl von Kurven, welche tatsächliche
Lecksignalpegel und Referenzlecksignalpegel, eine Mehrzahl von vorbestimmten
Blockadekurven, und eine Blockadedetektierungsschwellwertkurve repräsentieren,
von denen eine(r) oder mehrere von dem SODS von 4 verwendet
werden können,
um festzustellen, ob ein Blockadezustand des SODS vorliegt;
-
6 eine
weitere, ähnliche
grafische Darstellung einer Mehrzahl von Kurven, die einen erwarteten
und einen tatsächlichen
Lecksignalpegel im Falle eines Blockadezustands des SODS von 4 repräsentieren;
-
7 eine
beispielhafte Detektionsmeldungsmatrix zum Speichern einer Mehrzahl
von Werten, die Zielen und Bereichen gemäß der Erfassung durch den SODS
von 4 zugeordnet sind;
-
8 eine
beispielhafte Bereichswertanalyse, die von dem SODS von 4 ausgeführt wird; und
-
9 ein
Ablaufdiagramm, das beispielhafte Prozessschritte veranschaulicht,
die in dem SODS von 4 ausgeführt werden können.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Unter
Bezugnahme auf 1 ist dort ein Kraftfahrzeug 2 gezeigt,
das Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält. Im Besonderen enthält das Kraftfahrzeug 2 einen
oder mehrere SODS 10a, 10b, 10c und 10d,
die an verschiedenen Stellen an dem Kraftfahrzeug 2 montiert
sind, wobei die SODS 10a, 10b, 10c und 10d jeweils
ein entsprechendes System zur Erfassung einer Blockade 11a, 11b, 11c und 11d enthalten.
Das System zur Erfassung einer Blockade 11a, 11b, 11c und 11d,
das jedem des einen oder der mehreren SODS 10a, 10b, 10c und 10d zugeordnet
ist, kann dazu konfiguriert sein, einen Anwender des Kraftfahrzeugs 2 von
einem blockierten Zustand des SODS 10a, 10b, 10c und 10d in
Kenntnis zu setzen. Im Ansprechen auf die Meldung kann der Anwender
behebende Maßnahmen
ergreifen, um den blockierten Zustand aufzuheben. Das beispielhafte
Blockadeobjekt 12 des SODS 10a kann beispielsweise
eine Anzahl von unterschiedlichen Objekten oder Fremdmaterial (oder
eine Kombination von Objekten und Fremdmaterial) wie etwa Schnee, Salz,
Eis, Schmutz oder dergleichen umfassen, die an dem SODS 10a anhaften
oder ihn effektiv blockieren. Das Kraftfahrzeug 2 kann
ferner eine Fahrzeugverarbeitungseinheit 15 enthalten,
die mit jedem der SODS 10a, 10b, 10c und 10d und
mit jedem zugeordneten Blockadeerfassungssystem 11a, 11b, 11c und 11d gekoppelt
ist. Es ist anzumerken, dass die SODS 10a, 10b, 10c und 10d und
die diesen zugordneten Blockadeerfassungssysteme 11a, 11b, 11c und 11d jeweils
einen ähnlichen
Aufbau besitzen. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden daher
vorliegend nur der SODS 10a und das zugeordnete Blockadeerfassungssystem 11a beschrieben
und im Nachfolgenden als "SODS 10" bzw. "Blockadeerfassungssystem 11" bezeichnet.
-
Obgleich
das Blockadeerfassungssystem vorliegend als im SODS 10 enthalten
gezeigt und beschrieben wird, dürfte
es verständlich
sein, dass ein einzelnes diskretes Blockadeerfassungssystem 11e mit
dem Fahrzeugprozessor gekoppelt sein kann, um aus einer Entfernung
mit jedem der SODS 10a, 10b, 10c und 10d zu
kommunizieren. Bei dieser Anordnung kann ein einzelnes diskretes
Blockadeerfassungssystem 11e gleichzeitig jeden der SODS 10a, 10b, 10c und 10d überwachen
und dabei die Duplizierung von Schaltungsanordnungen und/oder Komponenten
minimieren.
-
Unter
Bezugnahme auf 2 ist ein beispielhaftes Sichtfeld
bzw. eine beispielhafte Erfassungszone 14 gezeigt, die
von dem vorstehend beschriebenen SODS 10 von 1 verwirklicht
wird. Das beispielhafte Sichtfeld 14 wird von einer Mehrzahl
von Antennenstrahlen, z.B. sieben Antennenstrahlen a-g, zur Verfügung gestellt.
Jeder der Strahlen a-g umfasst eine Strahlbreite von ca. 15-20°, was in
einer Gesamtazimut abtastung von mehr als 150° resultiert. Für den Durchschnittsfachmann
dürfte
ersichtlich sein, dass andere Anzahlen von Strahlen a-g (z.B. weniger
oder mehr als sieben) und zahlreiche Abtastwinkel möglicht sind.
Die bei einer bestimmten Anwendung anzuwendende, bestimmte Anzahl
von Antennenstrahlen a-g wird gemäß einer Vielfalt von Faktoren
gewählt,
welche die gewünschte
Auflösung des
Sichtfeldes 14 mit umfassen, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
Das Sichtfeld 14 bzw. die Erfassungszone wird hier mit
einer im wesentlichen rechtwinkligen Form zur Verfügung gestellt,
die eine maximale interessierende Grenze definiert. Bei anderen
Ausführungsformen
kann die Form des Sichtfeldes jedoch einer Anzahl anderer Formen
wie etwa einem Trapezoid oder einem Kreisbogen entsprechen. Ferner
können
die Größe und Form
der Erfassungszone 14 dynamisch programmiert werden, wie in
der ebenfalls anhängigen
Anmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen Nr. 09/930,867 und der
Bezeichnung TECHNIQUE FOR CHANGING A RANGE GATE AND RADAR COVERAGE
beschrieben ist, die auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung überragen
wurde.
-
Der
in das Kraftfahrzeug 2 eingebaute SODS 10 verwendet
die Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW)-Radartechnologie
und ist für
die Montage an dem Kraftfahrzeug 2 konfiguriert, um ein
oder mehrere Objekte oder Ziele im Sichtfeld 14 des SODS 10 zu
erfassen. Bei dieser Anwendung können
die Ziele (nicht gezeigt) andere Autos, Bäume, Schilder, Fußgänger usw.
umfassen. Der SODS 10 erfasst ein oder mehrere Ziele in
seinem Sichtfeld 14 und klassifiziert jedes Ziel entweder
als ein "primäres" Ziel oder ein "sekundäres" Ziel. Das primäre, oder
Führungsziel
kann auf verschiedene Weiseen definiert sein und ist bei der veranschaulichenden Ausführungsform
das dem SODS 10 am nächste
befindliche Objekt. Das Sichtfeld 14 kann jedoch von dem
Blockadeobjekt 12 verzerrt werden, was in einem effektiven
Sichtfeld resultiert, das grafisch durch die gestrichelte Linie 14a von 2 dargestellt
ist. Darüber
hinaus kann das verzerrte Sichtfeld 14a ferner durch das
Blockadeobjekt 12 in einem Maße verzerrt sein, in dem das
Sichtfeld 14a praktisch nicht mehr vorhanden oder annähernd gleich
Null ist.
-
Unter
Bezugnahme auf 3 umfasst ein SODS 10 eine
Antennenanordnung 14, eine Mikrowellenanordnung 20 mit
einem Sender 22 sowie einem Empfänger 24, und eine
Elektronikanordnung 28, die aus einem Signalprozessor 30,
Leistungszuleitungen 32, Steuerschaltungen 34 und
einer digitalen Schnittstelle 36 besteht. Der Signalprozessor 30 umfasst
auch das Blockadeerfassungssystem 11 des SODS 10.
Das Blockadeerfassungssystem 11 umfasst einen Blockade-Detektierungsprozessor 13,
der dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Signalen zu empfangen,
die von dem Signal prozessor 30 oder von externen Quellen
zur Verfügung
gestellt werden, um einen blockierten Zustand des SODS zu erfassen.
Bei einer Ausführungsform
umfasst der Blockade-Detektierungsprozessor 13 einen Fahrzeuggeschwindigkeitseingang 13a,
einen Sensortemperatureingang 13b und einen Mustererkennungsinformationseingang 13c,
die im Nachfolgenden sämtlich erörtert werden.
-
Steuersignale
werden dem SODS 10 von dem Fahrzeugprozessor 15 über einen
Signalbus 42 (1) zur Verfügung gestellt. Diese Steuersignale umfassen
ein Gierratensignal, das einer dem Kraftfahrzeug 2 zugeordneten
Gierrate entspricht, und ein Geschwindigkeitssignal, das der Geschwindigkeit des
Kraftfahrzeugs 2 entspricht. Im Ansprechen auf diese Steuersignale
und reflektierte RF-Signale, die von dem SODS 10 empfangen
werden, liefert der SODS 10 ein oder mehrere Ausgangssignale,
welche das primäre
Ziel innerhalb seines Sichtfeldes 14 charakterisieren, über den
Signalbus 42 an das Kraftfahrzeug 2. Diese Ausgangssignale
umfassen ein Bereichssignal, das einen Bereich anzeigt, der einem primären Ziel
im Sichtfeld des Sensors 10 zugeordnet ist, ein Bereichsratensignal,
das eine Bereichsrate anzeigt, die dem primären Ziel zugeordnet ist, und ein
Azimutsignal, das den Azimut anzeigt, der dem primären Ziel
relativ zu dem Kraftfahrzeug 2 zugeordnet ist.
-
Die
Antennenanordnung 14 umfasst zwei Antennen, eine Empfangsantenne 16 zum
Empfangen von RF-Signalen, und eine Sendeantenne 18 zum
Senden von RF-Signalen.
Der SODS 10 kann als bistatischer Radarsensor charakterisiert
werden, da er eine separate Sendeantenne und Empfangsantenne umfasst.
Die Antennen 16, 18 sind mehrkeulig und parallelgesteuert,
so dass sie in die gleiche Richtung weisen. Verschiedene Schaltungsanordnungen zum
Wählen
des Winkels der jeweiligen Antennen 16, 18 sind
geeignet, einschließlich
eines Mehrpositionsschalters.
-
Der
Ausgang von der Empfangsantenne 16 wird mit dem Mikrowellenempfänger 24 gekoppelt, wo
ein oder mehrere Lokaloszillatorsignale in ihrer Frequenz von der
Sendesignalfrequenz um einen festen Betrag abgesetzt sind. Das Ausgangssignal des
Empfängers 24 befindet
sich auf einer Offset-Frequenz, wobei die Zielfrequenzen entweder über oder
unter dieser liegen.
-
Der
Empfänger 24 umfasst
einen Analog-Digital (A/D)-Umsetzer, der eine verstärkte Version
des empfangenen RF-Signals mit einer Rate abtastet, die mindestens
das Zweifache der größten Frequenz aus
dem Empfänger
ist. Diese Signalabtastproben werden durch eine Fast Fourier-Transformation (FFT)
in dem Digitalsignalprozessor 30 verarbeitet, um den Anteil
des Signals innerhalb verschiedener Frequenzbereiche (d.h. Frequenzfächer) festzustellen.
Die FFT-Ausgänge
dienen als Daten für
den übrigen
Signalprozessor 30 einschließlich des Blockade-Detektierungsprozessors 13.
Die übrigen
Teile des SODS 10 sind Standardgegenstände, darunter eine Leistungsversorgung 32,
Steuerschaltungen 34 mit einem Systemtaktgeber (quarzgesteuerter
Oszillator) für
Frequenzstabilität,
und eine digitale Schnittstelle 36.
-
Die
Art und Weise, auf welche der Signalprozessor
30 empfangene
RF-Signale verarbeitet, um dem Fahrzeug
40 die vorstehend
beschriebenen Ausgangssignale, die Bereich, Bereichsrate und/oder
Azimut eines primären
Ziels anzeigen, über den
Ausgangssignalbus
46 zur Verfügung zu stellen, ist nachfolgend
beschrieben. Mehr Details sind in der
US-Patentschrift
Nr. 6,011,507 der gleichen Anmelderin mit der Bezeichnung
RADAR SYSTEM AND METHOD OF OPERATING SAME, eingereicht am 12. Nov.
1996, und in der
US-Patentschrift
Nr. 5,959,570 mit der Bezeichnung AUTOMOTIVE FORWARD LOOKING
SENSOR BLOCKAGE DETECTION SYSTEM AND RELATED TECHNIQUES, eingereicht
am 21. Nov. 1997, zu finden.
-
Der
Blockade-Detektierungsprozessor 13 wird nachfolgend in
Verbindung mit den 4 bis 9 ausführlich beschrieben.
Es sei hier nur gesagt, dass der Blockade-Detektierungsprozessor 13 ein
Lecksignal aufnimmt und das Lecksignal mit mindestens einem von
einer Anzahl von vorbestimmten Erkennungsmusterprofilen vergleicht.
Im Ansprechen darauf, dass das Lecksignal einem oder mehreren der
Profile angepasst ist, erzeugt das System ein Signal, welches das
Vorhandensein einer Blockade des SODS 10 anzeigt.
-
Unter
weiterer Bezugnahme auf 4, in der gleiche Elemente von 3 mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind, in einer allgemeinen Übersicht über den
Betrieb des Senders 22, überträgt das FMCW-Radar ein Signal 50 mit
einer Frequenz, die sich auf eine vorbestimmte Weise über die
Zeit ändert. Das
Sendesignal 50 wird im allgemeinen zur Verfügung gestellt,
indem ein VCO Steuer- oder Rampensignal 86 an einen spannungsgesteuerten
Oszillator (VCO) 92 gelegt wird. Im Ansprechen auf das
Rampensignal 86 erzeugt der VCO 92 ein Chirp-Signal 88.
-
Ein
Maß für die Übertragungszeit
des RF-Signals kann durch einen Vergleich der Frequenz eines Empfangssignals 54 mit
der Frequenz einer Abtastprobe 58 des Sendesignals bestimmt
werden. Die Bereichsfeststellung wird somit durch Messen der Schwebefrequenz
zwischen den Frequenzen der Abtastprobe 58 des Sendesignals
und des Rücklaufsignals 54 zur
Verfügung
gestellt, wobei die Schwebefrequenz gleich der Flanke des Rampensignal 86 multipliziert
mit der Zeitverzögerung
des Rücklaufsignals
ist. Die gemessene Frequenz enthält
ferner die Dopplerfrequenz infolge der relativen Geschwindigkeit
zwischen dem Ziel und dem Radarsystem. Um die zwei Beiträge zu der
gemessenen Frequenzverschiebung trennen und identifizieren zu können, wird die
zeitvariable Frequenz des Sendesignals 50 erhalten, indem
ein Steuersignal 86 dem VCO 92 in Form eines linearen
Rampensignals, gefolgt von entweder einem CW-Signal oder einer Rampe
mit der entgegengesetzten Flanke zur Verfügung gestellt wird.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
wird das VCO Steuersignal 86 mit digitalen Schaltungen
und Vorgehensweisen erzeugt. Bei einer anderen Ausführungsform
wird das Rampensignal 86 vom DSP 30 und einem
Digital-Analog-Umsetzer (DAC) 70 erzeugt. Die Verwendung
des DSP 30 und des DAC 70 zum Erzeugen des Rampensignals 86 in
dem SOD-System 10 ist dadurch möglich, dass gemäß der vorliegenden
Erfindung festgestellt wurde, dass durch eine geeignete Auswahl
der Charakteristiken der Erfassungszone – einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf
die Größe, Form
und Auflösung
der Erfassungszone – eine
präzise
Linearität
des Chirp-Signals 88 nicht erforderlich ist. Dies ist ein
Ergebnis der Korrelation, die zwischen den Nichtlinearitäten in den
Sende- und Empfangswellenformen in nahen Bereichen vorliegt. Bei
dieser Anordnung kann die Frequenz des Sendesignals 50 genau
und einfach gesteuert werden, was die Implementierung mehrerer Vorteile
und weiterer erfinderischer Merkmale erleichtert.
-
Als
ein Beispiel werden eine oder mehrere Charakteristiken von aufeinander
folgenden Rampen in dem Rampensignal 86 auf zufällige Weise
variiert, um eine Interferenz zwischen ähnlichen, nahe beieinander
befindlichen Radarsystemen zu reduzieren. Als ein weiteres Beispiel
wird die Temperaturkompensation mittels einer geeigneten Einstellung
des Rampensignals 86 implementiert. Ferner können Änderungen
am SODS 10, die ansonsten Änderungen oder Einstellungen
von Hardware erfordern würden, durch
einfaches Herunterladen einer Software auf den DSP 30 durchgeführt werden.
Beispielsweise kann das Frequenzband für den Betrieb des SOD-Systems 10 problemlos
variiert werden, was wünschenswert
sein kann, wenn der SOD in verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen
Betriebsfrequenzanforderungen verwendet wird.
-
Der
Elektronikabschnitt 28 des SODS 10 umfasst den
DSP 30, die Leistungsversorgung 32, und einen
Verbinder 154, durch den der Signalbus 42 zwischen
den SODS 10 und den Fahrzeugprozessor gekoppelt ist (1).
Die digitale Schnittstelle 36 ist in Form eines Controller
Area Network (CAN)-Transceivers (XCVR) 150 vorgesehen,
der über
einen CAN-Mikrocontroller 80 mit dem DSP 30 gekoppelt ist.
Der CAN-Controller 80 weist
einen mit ihm gekoppelten Systemtaktgeber auf, um Frequenzstabilität zur Verfügung zu
stellen. Bei einer Ausführungsform ist
der Systemtaktgeber als ein quarzgesteuerter Oszillator vorgesehen.
Ein Analog-Digital-(A/D)-Umsetzer 68 empfängt den
Ausgang eines Videoverstärkers 64 und
konvertiert das Signal in eine digitale Form, um für eine Erfassungsverarbeitung
an den DSP 30 gekoppelt zu werden. Bei einer Ausführungsform
ist der A/D-Umsetzer 68 als ein 12Bit-A/D-Umsetzer vorgesehen.
Für den
Durchschnittsfachmann dürfte
jedoch ersichtlich sein, dass ein jeder A/D-Umsetzer mit einer ausreichenden
Auflösung
für die
besondere Anwendung verwendet werden kann. Ein Digitalsignalbus 158 ist
mit Antennenschaltertreiberschaltungen 103 gekoppelt, die
wiederum Mikrowellenschalter 99, 101 steuern,
um Steuersignale zum Treiben der Mikrowellenschalter zur Verfügung zu stellen,
die ihrerseits die Antennenlenkung steuern. Im Elektronikabschnitt 28 des
SODS 10 ist auch ein Flash-Speicher 156 vergesehen, in
dem Softwarebefehle oder Code und Daten gespeichert sind.
-
Der
DSP 30 umfasst den Blockade-Detektierungsprozessor 13,
der dazu gekoppelt ist, eine Mehrzahl von digitalen Signalabtastproben
zu empfangen, die durch eine Fast Fourier-Transformation der vom
A/D-Umsetzer 68 gelieferten, digitalen Abtastproben erzeugt
werden. Die Mehrzahl der vom Blockade-Detektierungsprozessor 13 empfangenen, digitalen
Signalabtastproben repräsentieren
verschiedene Frequenzbereiche (d.h. Frequenzfächer), die vom Empfänger 24 aufgenommen
werden. Es ist wichtig anzumerken, dass der Blockade-Detektierungsprozessor 13 auf
Frequenzbereiche anspricht, die in einem Null-Doppler-Frequenzfächer auftreten (z.B.
das Lecksignal). Der Null-Doppler-Fächer ist zwischen der physischen
Oberfläche
des SODS 10 und einem vorbestimmten Abstand vom SODS 10 definiert.
Es wurde festgestellt, dass das Vorhandensein eines Objektes oder
von Fremdmaterial 12 (1), welches
das Übertragungssignal
vom SODS 10 blockiert, dazu führt, dass das Lecksignal einen ungewöhnlich hohen
Signalpegel oder einen ungewöhnlich
niedrigen Signalpegel aufweist (das Blockadesignal könnte sich
konstruktiv oder destruktiv mit dem Lecksignal kombinieren), wenn
es von der Empfangsantenne 16 empfangen wird. Wie bereits
erwähnt
wurde, tritt dieses Lecksignal im Null-Doppler-Frequenzfächer auf.
Beispielsweise kann der vorbestimmte Abstand, der eine ferne Grenze
des Null-Doppler-Frequenzfächers
definiert, annähernd gleich
100 Zentimeter (cm) sein.
-
Der
Blockade-Detektierungsprozessor 13 ist ferner dazu konfiguriert,
Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation über eine Eingangsleitung 13a,
Sensortemperaturinformation hinsichtlich des SODS 10 über eine
Eingangsleitung 13b, und Mustererkennungsinformation über eine
Eingangsleitung 13c zu empfangen. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation
kann von dem Fahrzeugprozessor (1) erhalten
werden und kann Informationen bezüglich der relativen Geschwindigkeit
des den SODS 10 mitführenden
Kraftfahrzeugs 2 umfassen. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation
kann in Verbindung mit anderen Informationen verarbeitet werden,
die von dem Blockade-Detektierungsprozessor empfangen werden, um
festzustellen, ob ein Blockadeobjekt oder Fremdmaterial 12 sich
in Bewegung befindet oder relativ zum SODS 10 stationär ist.
-
Die
Temperaturinformation hinsichtlich des SODS 10 kann von
dem Temperatursensor 98 erhalten werden, der sich am SODS 10 befindet,
und kann sowohl temperatur- als auch feuchtigkeitsbezogene Informationen
in großer
Nähe zum
bzw. am SODS 10 umfassen. Die Temperaturinformation hinsichtlich des
SODS 10 kann von dem Blockade-Detektierungsprozessor 13 verwendet
werden, um Systemparameter wie etwa die Signalstärkepegel der Kurven A-F (5)
einzustellen, um thermische Auswirkungen auf die Kalibrierung des
SODS 10 auszugleichen.
-
Die
Mustererkennungsinformation (z.B. in Form von Koeffizienten) kann
aus einer ersten Nachschlagetabelle erhalten werden, die vorausgehend erzeugt
und in einem dem DSP 30 zugeordneten Speicher wie etwa
einer Flüchtigspeichervorrichtung 304 gespeichert
wurde. Der Blockade-Detektierungsprozessor kann Attribute der Mustererkennungsinformation
in Verbindung mit dem aufgenommenen Lecksignal verarbeiten, um festzustellen,
ob ein Blockadezustand des SODS 10 vorliegt, was nachfolgend
ausführlicher
beschrieben wird. Falls der Blockade-Detektierungsprozessor 13 feststellt,
dass ein Blockadezustand vorliegt, wird eine Blockadeerfassungsmarkierung
erzeugt und über
die Ausgangsleitung 13d an eine Detektionsmeldungsmatrix
(7) übertragen.
-
Unter
weiterer Bezugnahme auf 5 wird die Mustererkennungsinformation
von dem Blockade-Detektierungsprozessor 13 verwendet, um
festzustellen, ob ein blockierter Zustand des SODS 10 vorliegt.
Die Mustererkennungsinformation kann Informationen enthalten, die
eine Mehrzahl von Kurven definieren, welche verschiedene aufgenommene Lecksignale
repräsentieren,
die verschiedenen Objekten und/oder Fremdmaterial 12 zugeordnet
sind, welche einen blockierten Zustand des SODS 10 verursachen.
Beispielsweise definiert ein erster Satz der Mustererkennungsinformation
eine erste Kurve "A", die einer Lecksignalantwort
entspricht, die sich ergibt, wenn Schnee eine Sende- und/oder Empfangsoberfläche des
SODS 10 blockiert. Bei einem anderen Beispiel definiert
ein zweiter Satz der Mustererkennungsinformation eine zweite Kurve "B", die einer Lecksignalantwort entspricht,
die sich ergibt, wenn Schmutz die Sende- und/oder Empfangsoberfläche des
SODS 10 blockiert. Bei wieder einem anderen Beispiel definiert
ein dritter Satz der Mustererkennungsinformation eine dritte Kurve "C", die einer aufgenommenen Lecksignalantwort
entspricht, die sich ergibt, wenn eine Kombination aus Schnee und Schmutz
die Sende- und/oder Empfangsoberfläche des SODS 10 blockiert.
Andere Sätze
der Mustererkennungsinformation können eine Mehrzahl von verschiedenen
Kurven definieren, die Lecksignalantworten entsprechen, welche einer
Mehrzahl von einzelnen oder kombinierten Objekten und/oder Fremdmaterialien 12 zugeordnet
sind, die Eis, Schlamm und Salz umfassen, jedoch nicht hierauf beschränkt sind.
-
Die
erste Nachschlagetabelle kann ferner andere Parameter enthalten,
die von dem Blockade-Detektierungsprozessor 13 verwendet
werden, um festzustellen, ob ein blockierter Zustand des SODS 10 vorliegt.
Genauer gesagt kann die erste Nachschlagetabelle ferner einen Referenzsatz
von Mustererkennungsinformation enthalten, welche eine Referenzkurve "D" definiert, die ein aufgenommenes Referenzlecksignal
repräsentiert,
das der Abwesenheit jeglicher den SODS 10 blockierenden
Objekte und/oder Fremdmaterialien zugeordnet ist. Mit anderen Worten,
die Referenzkurve D ist einem erwarteten aufgenommenen Lecksignal
in Abwesenheit eines blockierten Zustandes des SODS 10 zugeordnet. Das
aufgenommene Referenzlecksignal kann beispielsweise aus einer Bestimmung
des Signalpegels des durchschnittlichen aufgenommenen Lecksignals über eine
vorbestimmten Zeitspanne erhalten werden. Die Kurve "E" repräsentiert das tatsächliche
aufgenommene Lecksignal, das dem Empfänger in Echtzeit zugeführt wird.
-
Zusätzlich kann
die erste Nachschlagetabelle auch einen Satz von Mustererkennungsinformation
enthalten, die eine Kurve "F" definiert, welche
die Blockadeschwellwertkurve repräsentiert. Falls der Blockade-Detektierungsprozessor
feststellt, dass ein aufgenommenes Lecksignal die Blockadeschwellwertkurve über- oder
unterschreitet, wird ein Blockadezustand des SODS erklärt. Beispielsweise
kann ein vorbestimmter Schwellwertpegel der Blockadeschwellwertkurve
F in der Größenordnung
von 2 Dezibel (db) über
oder unter einem erwarteten Lecksignalpegel liegen. Für den Durchschnittsfachmann
ist natürlich
ersichtlich, dass andere Schwellwertpegel verwendet werden können. Der
jeweils verwendete, bestimmte Schwellwertpegel kann entspre chend
einer Vielfalt von Faktoren gewählt
werden, einschließlich – aber nicht
beschränkt
auf – Empfängerempfindlichkeit,
Senderleistung, Wirkungsgrad von Sende- und Empfangsantenne und dergleichen.
-
Die
Kurve "G" repräsentiert
ein beispielhaftes Lecksignal, das aus einem blockierten Zustand des
SODS 10 resultiert. Es ist wichtig anzumerken, dass die
Kurve G einen Blockadeschwellwertkurve F (nachstehend beschrieben)
nicht überkreuzt
und somit nicht dazu führen
würde,
dass eine Blockadeerfassung des SODS 10 erklärt wird.
Dennoch kann gemäß der vorliegenden
Erfindung, im wesentlichen durch Abgleichen von Charakteristiken
der Kurve G mit Charakteristiken von mindestens einer der Kurven
A-D, eine Blockadeerfassung des SODS 10 erfasst und erklärt werden.
-
Unter
weiterer Bezugnahme auf 6 sind dort die Leckrauschenkurve
E und die Blockadeschwellwertkurve F gezeigt, wobei die Kurven E
und F jeweils den in 5 gezeigten ähnlich sind. In diesem Diagramm
hat jedoch der Signalpegel der Kurve G aus 5 zugenommen,
wie durch die Kurve GG dargestellt ist, die den von der Blockadeschwellwertkurve
F gebildeten Schwellwert überkreuzt.
In diesem Fall wird ein Blockadezustand des SODS 10 erfasst
und erklärt,
weil die Kurve GG den Blockadeschwellwertkurve "F" in
der von den vertikalen Asymptoten "H" und "I" definierten Blockadeentfernung überkreuzt.
-
Unter
Bezugnahme auf 7 ist dort eine beispielhafte
Detektionsmeldungsmatrix 13e gezeigt, die eine Mehrzahl
von Werten enthält,
die in einer Anzahl von Zeilen, die Hauptzyklen entsprechen, sowie in
einer Anzahl von Spalten, die Nebenzyklen entsprechen, angeordnet
sind. Insbesondere ist ein Hauptzyklus durch eine einzelne vollständige Überstreichung
bzw. einen einzelnen vollständigen
Zyklus einer Mehrzahl von Antennenstrahlen definiert, und für welche
Abmessungen der Mehrzahl von Antennenstrahlen das Sichtfeld oder
die Erfassungszone 14 definiert ist. Ferner ist ein Nebenzyklus
durch jeden Antennenstrahl definiert, der in der Mehrzahl von Antennenstrahlen
jedes Hauptzyklus enthalten ist. Wie beispielsweise für die beispielhafte
Ausführungsform
beschrieben ist, kann ein Hauptzyklus durch die einzelne vollständige Überstreichung
oder den einzelnen vollständigen
Zyklus der Antennenstrahlen a-g definiert sein, die vorausgehend
unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben wurden. Daher
umfasst die Detektionsmeldungsmatrix 13e dieser beispielhaften
Ausführungsform
drei Zeilen, die drei Hauptzyklen entsprechen, und sieben Spalten, die
sieben Nebenzyklen (z.B. einem Nebenzyklus für jeden der sieben Strahlen
a-g) entsprechen.
-
Jeder
Eintrag eines Wert in der Detektionsmeldungsmatrix 13e ist
repräsentativ
für den
Ausgang des Blockade-Detektierungsprozessors 13 (4),
der über
die Ausgangsleitung 13d empfangen wird. Ein "T" (True)-Wert zeigt die Aktivierung einer
Blockadeerfassungsmarkierung durch den Blockade-Detektierungsprozessor 13 über die
Ausgangsleitung 13d an, wie vorausgehend beschrieben wurde.
Ein "R" (Range)-Wert, der
jedem "T"-Wert zugeordnet
ist, zeigt einen Bereich bis zu dem Objekt oder Fremdmaterial 12 an,
was in der Aktivierung einer Blockadeerfassungsmarkierung resultiert,
die einen Blockadezustand des SODS 10 repräsentiert. Ein "F" (False)-Wert zeigt an, dass keine Blockadeerfassungsmarkierung
von dem Blockade-Detektierungsprozessor 13 über die
Ausgangsleitung 13d aktiviert wurde.
-
Bei
einer Ausführungsform
kann jede Adressstelle (Zeile und Spalte) der Detektionsmeldungsmatrix 13e initialisiert
oder anfänglich
mit einem "F"-Wert belegt werden.
Falls ein blockierter Zustand des SODS 10 gemäß der vorstehenden
Beschreibung erfasst wird, kann der vorausgehend eingetragene "F"-Wert durch einen "T"-
und "R"-Wert ersetzt und überschrieben werden.
-
Bei
der beispielhaften Detektionsmeldungsmatrix 13e umfasst
der Hauptzyklus-1 die Erfassung eines Blockadezustands des SODS 10 (Erfassungsmarkierung
durch den Blockade-Detektierungsprozessor 13 aktiviert)
in den Nebenzyklen eins bis fünf, die
den Strahlen a-e zugeordnet sind. Dieser Blockadezustand wird in
jedem der Nebenzyklen eins bis fünf
mit den Werten T, R gemäß der vorstehenden Definition
dargestellt. Ferner enthielten im Hauptzyklus-1 die Nebenzyklen
sechs und sieben, die den Strahlen f und g zugeordnet sind, keine
Erfassung eines Blockadezustands des SODS 10 (Erfassungsmarkierung
vom Blockade-Detektierungsprozessor 13 nicht aktiviert).
Diese Abwesenheit eines Blockadezustands ist in jedem der Nebenzyklen
sechs und sieben mit den Werten F dargestellt, wie vorausgehend
definiert wurde. Hauptzyklus-2 und Hauptzyklus-3 erfassten ähnliche
Blockaden (T), Bereiche (R), und die Abwesenheit von Blockaden (F)
gemäß der Erfassung
durch den Blockade-Detektierungsprozessor 13, und gemäß der Eingetragung
in die Detektionsmeldungsmatrix 13e.
-
Nach
dem Eintragen der vorstehend beschriebenen Werte in die Detektionsmeldungsmatrix 13e kann
der Blockade-Detektierungsprozessor 13 vorbestimmte Muster
der Wiederholung der Werte T, R analysieren, um zu folgern, ob ein
blockierter Zustand des SODS vorliegt. Falls anschließend festgestellt
wurde, dass ein blockierter Zustand des SODS tatsächlich vorliegt,
kann ein Anwender des Kraftfahrzeugs 2 durch eine Alarmbenachrichtigung
wie etwa ein Alarmlicht oder einen Tonalarm davon in Kenntnis gesetzt
werden, oder die Information kann verwendet werden, um andere Maßnahmen
zu ergreifen.
-
An
Anwender des Kraftfahrzeugs 2 ausgegebene Falschalarme
werden beträchtlich
verringert, indem erforderlich gemacht wird, dass ein vorbestimmtes
Muster von Wiederholungen der Werte von T, R in der Detektionsmeldungsmatrix 13e vorliegt, bevor
ein Alarm ausgelöst
wird. Bei einer Ausführungsform
umfassen die vorbestimmten Muster der Wiederholung der Werte T,
R, die von dem Blockade-Detektierungsprozessor in die Detektionsmeldungsmatrix
eingetragen sind, eine Erfassung, dass die Werte T, R in zumindest
fünf aufeinanderfolgenden
Nebenzyklen eines Hauptzyklus in die Detektionsmeldungsmatrix 13e eingetragen
sind, und dass dieses Muster in zumindest zwei aufeinanderfolgenden
Hauptzyklen wiederholt ist. Wenn beispielsweise die Werte T, R in
die Detektionsmeldungsmatrix 13e in fünf aufeinanderfolgenden Nebenzyklen
eingetragen werden, und sich dieses Muster über zwei aufeinanderfolgende
Hauptzyklen wiederholt, wie durch den umrandeten Bereich 13e1 der
Detektionsmeldungsmatrix 13e angegeben ist, wird ein blockierter Zustand
des SODS 10 erfasst, und ein darauffolgender Alarm kann
an den Anwender des Kraftfahrzeugs 2 ausgegeben werden.
-
Obgleich
die vorstehend beschriebene Detektionsmeldungsmatrix drei Zeilen
und sieben Spalten darstellt, ist anzumerken, dass die Anzahl sowohl der
Zeilen als auch der Spalten je nach der für eine Blockadezustandanalyse
gewünschten
oder erforderlichen Datenmenge gemäß der vorstehenden Beschreibung
erweitert werden kann.
-
Unter
weiterer Bezugnahme auf 8 umfasst die Mehrzahl von Bereichswerten
R, die jeder Erfassung (T) eines Blockadezustands des SODS 10 zugeordnet
sind, einen numerischen Wert, der einem tatsächliche Bereich oder Abstand
zwischen der Sender- und/oder
Empfängeroberfläche und
dem für die
Verursachung des blockierten Zustands des SODS 10 verantwortlichen
Objekt oder Fremdmaterial 12 entspricht. Beispielsweise
kann der numerische Wert von R, der sich in der Detektionsmeldungsmatrix
bei Hauptzyklus-1 und Nebenzyklus-1 befindet, als "X1" definiert sein.
Ferner kann der numerische Wert von R, der sich in der Detektionsmeldungsmatrix
bei Hauptzyklus-2 und Nebenzyklus-2 befindet, als "X2" definiert sein.
Bei diesem Beispiel wird ein blockierter Zustand des SODS festgestellt,
weil das vorstehend beschriebene, vorbestimmte Muster der Wiederholung
der Werte T, R erfüllt
ist. Vor dem Alarmieren eines Anwenders des Kraftfahrzeugs 2 analysiert
der Blockade-Detektierungsprozessor 13 jedoch die numerischen
Werte von X1 und X2 gemäß der Gleichung
X2 = X1 + (VR)(t), wobei (VR) die Geschwindigkeit ist, mit der sich
das Ziel vom dem SODS-Sensor
in einer radialen Richtung weg bewegt; und (t) die Zeit ist, um
festzustellen, ob der Wert VR zunimmt. Falls der Wert von VR gemäß der Bestimmung
durch den Blockade-Detektierungsprozessor 13 zunimmt und
einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet,
wird der gegenwärtige
blockierte Zustand des SODS 10 aufgehoben. Die Aufhebung des
blockierten Zustands des SODS 10 im Ansprechen auf die Überschreitung
des vorbestimmten Schwellwerts durch den Wert von VR zeigt an, dass der
Bereich oder Abstand zu dem Objekt oder Fremdmaterial 12,
das den blockierten Zustand des SODS 10 hervorrief, sich
relativ zu dem Kraftfahrzeug 2 mit dem SODS 10 wegbewegt.
Die vorstehend beschriebene Analyse des Wertes VR minimiert Falschalarme,
die von dem Blockade-Detektierungsprozessor 13 an den Anwender
des Kraftfahrzeugs 2 übertragen
werden, noch weiter, und stellt eine Dopplerfähigkeit zur Verfügung, um
zwischen einem sich bewegenden Ziel und einem stationären Ziel
zu unterscheiden.
-
Unter
Bezugnahme auf 9 wird eine Ausführungsform
eines Prozesses zur Erfassung eines blockierten Zustands des SODS 10 beispielhaft durch
das Ablaufdiagramm 200 angegeben. Der Prozess zur Erfassung
eines blockierten Zustands des SODS 10 kann von dem am
DSP 30 befindlichen Blockade-Detektierungsprozessor 13 durchgeführt werden,
der vorausgehend in Verbindung mit 4 beschrieben
wurde.
-
Der
Prozess beginnnt in Schritt 202, in dem eine Hauptzyklusüberstreichung
in der Frequenz im SODS 10 initiiert und der erste einer
Mehrzahl von Hauptzyklen begonnen wird. In Schritt 205 wird
auch die Anzahl von Strahlen oder Nebenzyklen in jedem Hauptzyklus
im SODS 10 initiiert, und der erste einer Mehrzahl von
Nebenzyklen wird begonnen. Ferner werden auch die Abmessungen der
Strahlen oder Nebenzyklen, welche das Sichtfeld oder die Erfassungszone 14 definieren,
im SODS 10 initiiert. Beispielsweise kann der SODS 10 so
initiiert werden, dass er eine Hauptzyklus-Überstreichungsfrequenz von
ca. 20 kHz basierend auf einem 50 ms-Hauptzyklus und einem 1 ms-Nebenzyklus
aufweist, und die Anzahl von Strahlen oder Nebenzyklen, die in jedem Hauptzyklus
enthalten ist, kann auf sieben initiiert werden, wie z.B. die Strahlen
a-g von 2. Ferner können die Abmessungen der Strahlen
oder Nebenzyklen, welche das Sichtfeld oder die Erfassungszone 14 definieren,
auf ca. 15 bis ca. 20° Strahlbreite und
ca. 150° im
Azimut- oder Überstreichungswinkel initiiert
werden.
-
In
Schritt 210 werden ein Blockadeerfassungsschwellwert und
eine Blockadeentfernung im SODS 10 eingestellt. Der Blockadeerfassungsschwellwert
kann ähnliche Charakteristiken
wie die Kurve F aufweisen, die vorausgehend unter Bezugnahme auf
die 5 und 6 ausführlich beschrieben wurde. Die
Blockadeentfernung kann als ein Bereich definiert sein, der von
den vertikalen Asymptoten "H" und "I" begrenzt ist, wie in den 5 und 6 gezeigt
ist. Die vertikale Asymptote "H" befindet sich annähernd auf
der Oberfläche
des SODS 10 und repräsentiert
einen Blockade-Nullbereich (z.B. minimaler Frequenzfächer). Die
vertikale Asymptote "I" befindet sich in
einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche des SODS 10 und
repräsentiert
einen Blockade-Maximalbereich
(z.B. maximaler Frequenzfächer).
-
In
Schritt 215 wird eine Mehrzahl von digitalen Signalabtastproben
mittels einer FFT verarbeitet, um den Lecksignalanteil in verschiedenen
Frequenzbereichen (d.h. Frequenzfächern) festzustellen. Die Mehrzahl
von digitalen Signalabtastproben entspricht den Datenabtastproben,
die durch Abtasten jedes der Frequenzfächer zur Verfügung gestellt
wird, die jedem der Nebenzyklen (z.B. Strahlen a-g von 2) zugeordnet
sind. Die Verarbeitung kann beispielsweise von dem FFT-Prozessor 30a durchgeführt werden, der
vorausgehend in Verbindung mit 4 beschrieben
wurde. Der Ausgang des FFT-Prozessors 30a kann als Eingang
an den Blockade-Detektierungsprozessor 13 wie auch als
Eingang an den Rest des Digitalsignalprozessors 30 dienen.
-
In
Schritt 220 wird eine Identifikation eines blockierten
Zustands des SODS 10 und ein entsprechender Bereich zu
dem Objekt, Fremdmaterial oder Ziel, das den blockierten Zustand
des SODS 10 verursachte, durch Analysieren des Lecksignals
festgestellt. Bei einer Ausführungsform
wird ein Ziel durch Vergleichen des Lecksignalpegels mit gespeicherten Lecksignalpegelmustern
(z.B. den Kurven A-C, die der Mustererkennungsinformation entsprechen,
die vorausgehend unter Bezugnahme auf 5 erörtert wurde)
identifiziert. Wenn in diesem Fall eine Charakteristik eines gemessenen
Lecksignals (z.B. Signalpegel) im wesentlichen an irgend eine der
Kurven A-C angepasst ist, liefert das System eine Anzeige einer
Blockadeerfassung (z.B. liefert der Blockade-Detektierungsprozessor 13 ein
Signal über
die Ausgangsleitung 13d). Bei einer Ausführungsform kann
die Anzeige als eine Erfassungsmarkierung (T) zur Verfügung gestellt
werden, die das Vorhandensein eines blockierten Zustands des SODS 10 anzeigt,
und ein (T)-Wert wird in die Detektionsmeldungsmatrix 13e eingetragen,
wie vorausgehend beschrieben wurde.
-
Zusätzlich kann
ein Ziel und ein entsprechender Bereich auch durch Vergleichen des
Lecksignals mit der Kurve F & FF
identifiziert werden, die dem vorbestimmten Blockadeschwellwert
entspricht, wie vorausgehend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erörtert wurde.
In diesem Fall, falls das Lecksignal (z.B. Signalpegel) den vorbestimmten Blockadeschwellwert
der Kurve F (5) oder die vorbestimmte Blockadeschwellwertkurve
FF (6) überschreitet,
wird ein Blockadeerfassungsmarkierung (T)-Wert von dem Blockade-Detektierungsprozessor 13 geliefert
und in die Detektionsmeldungsmatrix 13e eingetragen.
-
In
Schritt 225, und unter weiterer Bezugnahme auf 5,
wird eine Feststellung getroffen, ob ein blockierter Zustand des
SODS 10 "innerhalb" der Blockadeentfernung
erfasst wird, wobei diese Blockadeentfernung als über dem
Bereich definiert ist, der zwischen den vertikalen Asymptoten "H" und "I" liegt.
Ein blockierter Zustand des SODS 10 kann "innerhalb" der Blockadeentfernung
festgestellt werden, indem das Lecksignal "E" mit
den Mustererkennungsinformationskurven "AC" verglichen
wird, um festzustellen, ob Charakteristiken des Lecksignals im wesentlichen
an irgend eine der Mustererkennungsinformationskurven "A-C" angepasst sind.
Falls keine wesentliche Anpassung zwischen dem Lecksignal "E" und irgend einer der Mustererkennungsinformationskurven "A-C" erfasst wird, wird
in Schritt 227 ein vorläufiger
blockierter Zustand des SODS 10 erklärt.
-
Beispielsweise
kann die Kurve "G" ein Lecksignal repräsentieren,
wenn der SODS teilweise durch Schmutz blockiert ist, weil die Kurve "G" im wesentlichen an Charakteristiken
der Mustererkennungsinformationskurve "B" angepasst
sein kann, bei der es sich um eine erwartete Kurve handelt, wenn
Schmutz im wesentlichen einen blockierten Zustand des SODS 10 verursacht.
Als Ergebnis wird in Schritt 227 ein vorläufiger blockierter
Zustand des SODS 10 erklärt. Es ist wichtig anzumerken,
dass dieser blockierte Zustand des SODS 10 (z.B. Schmutz)
erfasst wird, obgleich die das Lecksignal repräsentierende Kurve "G" die Blockadeschwellwertkurve "F" nicht überschreitet.
-
Auf ähnliche
Weise, und weiter unter Bezugnahme auf 6, kann
ein blockierter Zustand des SODS 10 auch "innerhalb" der Blockadeentfernung durch
Vergleichen des Lecksignals "GG" (z.B. Signalpegel)
mit der Blockadeschwellwertkurve "F" festgestellt
werden. Falls festgestellt wird, dass das Lecksignal "GG" die Blockadeschwellwertkurve "F" überschreitet
oder die Blockadekurve "FF" unterschreitet, wird
in Schritt 227 ein vorläufiger
blockierter Zustand des SODS 10 erklärt.
-
Ferner
werden in Schritt 225, falls kein blockierter Zustand des
SODS 10 gemäß der vorstehenden
Beschreibung innerhalb der Blockadeentfernung erfasst wurde, die vorstehend
beschriebenen Schritte 205-220 unter Verwendung
eines anderen Nebenzyklus oder eines anderen Strahls a-g, der von
dem in der vorausgehend beschriebenen Iteration verwendeten Strahl
a-g verschieden ist, wiederholt. Falls in Schritt 225 festgestellt
wird, dass ein Blockadezustand des SODS innerhalb der Blockadeentfernung
gemäß der vorstehenden
Beschreibung vorliegt, dann wird in Schritt 230 eine weitere
Bestimmung durchgeführt,
ob ein Ziel ausserhalb der Blockadeentfernung vorhanden ist.
-
Ein
oder mehrere Ziele ausserhalb der Blockadeentfernung können in
Schritt 230 durch Vergleichen eines oder mehrerer der Lecksignale "D", "E" oder "F" (5) oder
des Lecksignals "GG" (6) mit
jeder ihrer entsprechenden Blockadeschwellwertkurve(n) "F" erfasst werden. Falls festgestellt
wird, dass irgend eines der Lecksignale "D", "E" oder "F" die
Blockadeschwellwertkurve "F" in einem Bereich ausserhalb
der Blockadeentfernung überschreitet, wird
die Erfassung eines Ziels ausserhalb der Blockadeentfernung erklärt. Als
Resultat wird in Schritt 231 der vorläufige blockierte Zustand des
SODS 10, der in Schritt 227 erklärt wurde,
aufgehoben, und die vorstehend beschriebenen Schritte 205-230 werden wiederholt.
-
Es
ist wichtig anzumerken, dass der vorläufige blockierte Zustand des
SODS 10 in Schritt 231 aufgehoben wird, weil wenn
der SODS 10 z.B. durch Schmutz blockiert wäre, dann
könnte
ein Ziel ausserhalb der Blockadeentfernung nicht erfasst werden. Da
in Schritt 231 ein Ziel ausserhalb der Blockadeentfernung
erfasst wird, kann der SODS 10 nicht wesentlich blockiert
sein. Die Feststellung eines Ziels ausserhalb der Blockadeentfernung,
die in Schritt 230 vorgenommen wurde, verringert die Eintragung von
falschen (T)-Werten in die Detektionsmeldungsmatrix 13e beträchtlich.
Ferner verringert das Reduzieren der Anzahl von falschen (T)-Werten,
die in die Detektionsmeldungsmatrix 13e eingetragen werden, auch
die Ausgabe von Falschalarmen an den Anwender des Kraftfahrzeugs 2.
-
Wenn
ferner in Schritt 230 kein Ziel ausserhalb der Blockadeentfernung
erfasst wird, wird der vorläufige
blockierte Zustand des SODS 10 in Schritt 232 als
ein blockierter Zustand des SODS 10 bestätigt. Als
Resultat werden in Schritt 235 (T, R)-Werte in die Detektionsmeldungsmatrix 13e (7)
eingetragenen, die jeweils anzeigen, dass ein blockierter Zustand
des SODS 10 erfasst wurde und ein entsprechender Bereich
zu dem Objekt, das den Blockadezustand verursachte, festgestellt
wurde.
-
Danach
wird in Schritt 245 eine Feststellung getroffen, ob alle
der durch die Strahlen a-g (2) dargestellten
Nebenzyklen für
jeden Hauptzyklus verarbeitet wurden. Falls festgestellt wird, dass
irgend einer der Nebenzyklen nicht verarbeitet wurde, werden die
vorstehend beschriebenen Schritt 205-235 wiederholt,
bis in Schritt 245 festgestellt wird, dass alle Nebenzyklen,
die durch die Strahlen a-g (2) dargestellt
sind, für
jeden Hauptzyklus verarbeitet wurden.
-
In
Schritt 250 wird jeder Hauptzyklus, der jede Zeile der
Detektionsmeldungsmatrix 13e definiert, bewertet. Während der
Bewertung der Detektionsmeldungsmatrix 13e wird in Schritt 255 eine
Feststellung getroffen, ob zumindest "N" aufeinanderfolgenden
Strahlen (z.B. Nebenzyklen) jedes Hauptzyklus einen (T, R)-Wert
enthalten, der einen blockierten Zustand des SODS 10 innerhalb
der Blockadeentfernung repräsentiert.
Bei einer Ausführungsform können N aufeinanderfolgende
Strahlen als fünf
aufeinanderfolgende Strahlen definiert sein. Falls in Schritt 255 festgestellt
wird, dass weniger als N aufeinanderfolgende Strahlen jedes Hauptzyklus
einen (T, R)-Wert enthalten, endet das Verfahren in Schritt 260,
weil ein Blockadezustand des SODS 10 nicht schlüssig ist.
Falls festgestellt wird, dass N aufeinanderfolgende Strahlen jedes
Hauptzyklus der Detektionsmeldungsmatrix 13e einen (T,
R)-Wert enthalten, wird in Schritt 265 eine weitere Feststellung
getroffen, ob ein weiterer Hauptzyklus initiiert werden soll. Die
Initiierung eines weiteren Hauptzyklus würde dazu führen, dass die vorstehend beschriebenen Schritte 202-255 wiederholt
werden, und dass eine weitere Zeile von Werten (z.B. T, R) zu der
Detektionsmeldungsmatrix hinzugefügt werden kann.
-
Falls
in Schritt 265 festgestellt wird, dass kein weiterer Hauptzyklus
initiiert werden soll, werden in Schritt 270 die Spalten
der Detektionsmeldungsmatrix 13e zusätzlich bewertet. Im Besonderen enthalten
die Spalten jeweils eine Anzahl von (T, R)-Werten, für welche
der "R"-Wert einen Bereich
zu dem Objekt oder Fremdmaterial repräsentiert, das den blockierten
Zustand des SODS 10 verursachte. Diese "R"-Werte,
die in jeder Spalte der Detektionsmeldungsmatrix 13e enthalten
sind, können
miteinander verglichen werden, um festzustellen, ob die Werte einander
im wesentlichen gleich sind, was anzeigt, dass der Bereich zu dem
Objekt oder Fremdmaterial konstant ist (z.B. ist das Objekt oder
Fremdmaterial stationär).
Ferner können
auch die "R"-Werte verglichen
werden, um festzustellen, ob eine wesentliche Größendifferenz zwischen den jeweiligen "R"-Werten vorliegt, was anzeigt, dass
der Bereich zu dem Objekt oder Fremdmaterial variabel ist (z.B.
befindet sich das Objekt oder Fremdmaterial in Bewegung).
-
Falls
in Schritt 275 festgestellt wird, dass zumindest "M" der "R"-Werte,
die sich in zumindest fünf Spalten
der Detektionsmeldungsmatrix 13e befinden, im wesentlichen
gleich bleiben, wird in Schritt 285 ein Blockadezustand
des SODS 10 erklärt,
und das Verfahren endet in Schritt 260. Bei einer Ausführungsform
können
M "R"-Werte als fünf aufeinanderfolgende
Bereichswerte definiert sein.
-
Falls
hingegen weniger als zumindest M der "R"-Werte,
die sich in zumindest fünf
Spalten der Detektionsmeldungsmatrix 13e befinden, im wesentlichen
nicht gleich bleiben, endet das Verfahren in Schritt 260,
ohne dass ein Blockadezustand des SODS 10 erklärt wird.
Ein Blockadezustand des SODS 10 wird nicht erklärt, falls
sich die "R"-Bereichswerte während aufeinanderfolgender
Hauptzyklen ändern
oder im wesentlichen nicht gleich bleiben, weils dies anzeigt, dass
sich das erfasste Ziel oder die erfasste Blockade bezüglich des
SODS 10 bewegt. Als Ergebnis macht die Anzeige gemäß der vorstehenden
Beschreibung, dass sich das erfasste Objekt oder Fremdmaterial bewegt,
die Erklärung
eines Blockadezustands des SODS 10 nicht-schlüssig. Daher
wird unter diesen Bedingungen kein Blockadezustand des SODS 10 erklärt, wie
vorausgehend beschrieben wurde.
-
Die übrigen Komponenten
des SODS 10 sind weiterhin unter erneuter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Die Flüchtigspeichervorrichtung 304 kann
eine Direktzugriffsspeichervorrichtung (RAM) umfassen und kann eine
zweite Nachschlagetabelle speichern, die einen Satz von DSP-Ausgangssignalen
enthält,
oder Wörter
in Zuordnung zur Frequenz des Sendesignals 50, das von
dem jeweiligen DSP-Ausgangssignal erzeugt wird. Diese Daten werden
während
des anfänglichen
Bootens des Systems aus dem Flash-Speicher 156 an die Flüchtigspeichervorrichtung 304 übertragen.
Diese Daten können von
Zeit zu Zeit als Ergebnis von Temperatureffekten, die vorliegend
beschrieben wurden, korrigiert werden.
-
Der
DSP 30 liefert die digitalen Rampenausgangssignale oder
Wörter
an den DAC 70, der die Rampenwörter in jeweilige analoge Signale
konvertiert. Eine analoge Glättungsschaltung 76 ist
mit dem Ausgang des DAC 70 gekoppelt, um den abgestuften DAC-Ausgang
zu glätten,
um das Rampensteuersignal 86 an den VCO 92 zu
liefern. Bei der veranschaulichenden Ausführungsform ist der VCO 92 eine SMV2488-Vorrichtung,
die von Z Communications, Inc., San Diego, Calif. verfügbar ist,
und das VCO-Ausgangssignal 88 hat
eine Frequenz in dem Bereich von 2,31 bis 2,54 GHz.
-
Eine
Aufwärtskonvertiererschaltung 90 führt an dem
VCO Ausgangssignal 88 eine Aufwärtskonvertierung auf eine höhere Frequenz
durch, was für eine Übertragung über den
Sender 22 erwünscht sein
kann. Insbesondere wird das Signal 88 auf eine Frequenz
zwischen 24,01 bis 24,24 GHz aufwärtskonvertiert. Der Aufwärtskonvertierer 90 umfasst eine
50 Ω-Last 136,
einen Verstärker 138,
einen dielektrischen Resonator (DR) 140 und einen Mischer 142.
Der Verstärker 138,
der dielektrische Resonator (DR) und die Übertragungsleitungen 144, 146 bilden eine
Oszillatorschaltung, in der der DR 140 Energie auf seiner
Grundfrequenz und innerhalb seines Passbandes aus der Übertragungsleitung 144 in
die Übertragungsleitung 146 einkoppelt,
um ein Oszillatorsignal für
das Koppeln an den Mischer 142 zu erzeugen. Bei der veranschaulichenden
Ausführungsform
hat das Oszillatorsignal auf der Übertragungsleitung 144 eine
nominale Frequenz von 21,7 GHz. Der Ausgang des Mischers 142 wird
von einem Bandpassfilter 96 gefiltert und von einem Verstärker 94 verstärkt. Ein
Teil des Ausgangssignals aus dem Verstärker 94 wird über den
Koppler 95 gekoppelt, um das Sendesignal 50 für eine weitere
Verstärkung durch
den Verstärker 78 und
eine Übertragung
durch die Sendeantenne 18 zur Verfügung zu stellen. Ein anderer
Teil des Ausgangssignals aus dem Verstärker 94 entspricht
einem Lokaloszillator (LO)-Signal 58, das an einen LO-Eingangsanschluss
eines Mischer 60 im Empfangssignalpfad geliefert wird.
-
Die
Schaltnetze 99, 101 sind mit der Sende- und Empfangsantenne 16, 18 durch
eine Butler-Matrix gekoppelt. Die Antennen 18, 16 und
die Schaltnetze 99, 101 und die Butler-Matrix
können
von dem Typ sein, der in der am 16. Aug. 2001 eingereichten US-Patentanmeldung mit
der Bezeichnung Switched Beam Antenna Architecture mit der Anmeldenummer 09/932,574,
die auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen
wurde, beschrieben ist. Es sei hier nur gesagt, dass die Schaltnetze 99, 101 und
die Butler-Matrix betrieben werden, um eine Antenne mit einem geschalteten
Antennenstrahl mit Antennenstrahl-Charakteristiken zur Verfügung zu
stellen, welche die Fähigkeit
des SODS 10 zur Erfassung von Zielen verbessern.
-
Das
Empfangssignal 54 wird von einem geräuscharmen RF-Verstärker (LNA) 52,
einem Bandpassfilter 56, und einem weiteren LNA 62,
wie dargestellt, verarbeitet. Das Ausgangssignal des RF-Verstärkers 62 wird
von einem Mischer 60 abwärtskonvertiert, der ein aus
dem Sender gekoppeltes Lokaloszillatorsignal 58, wie gezeigt,
empfängt.
Veranschaulichende Frequenzen für
die RF-Signale vom Verstärker 62 und
das Lokaloszillatorsignal 58 liegen in der Größenordnung
von 24 GHz. Obgleich der veranschaulichte Empfänger 24 eine Direktkonversions-Homodynempfänger ist,
können
auch andere Empfängertopologien
in dem SODS 10 verwendet werden.
-
Ein
Videoverstärker 64 verstärkt und
filtert die abwärtskonvertierten
Signale, die bei der veranschaulichenden Ausführungsform eine Frequenz zwischen
1 kHz und 40 kHz aufweisen. Der Videoverstärker 64 kann Merkmale
besitzen, einschließlich Temperaturkompensation,
Filten von Lecksignalen, und Empfindlichkeitsregelung basierend
auf der Frequenz, wie in einer ebenfalls anhängigen, am 16. Aug. 2001 eingereichten
US-Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Video Amplifier for Radar Receiver" und der Anmeldenummer
09/930,867 beschrieben ist, die auf die Anmelderin der vorliegenden
Erfindung übertragen
wurde.
-
Der
A/D-Umsetzer 68 konvertiert den analogen Ausgang des Videoverstärkers 64 für eine weitere
Verarbeitung in digitale Signalabtastproben. Insbesondere werden
die digitalen Signalabtastproben durch eine Fast Fourier-Transformation
(FFT) 30a im DSP 30 verarbeitet, um den Anteil
des Rücklaufsignals
innerhalb verschiedener Frequenzbereiche (d.h. Frequenzfächer) zu
bestimmen. Die FFT-Ausgänge dienen
als Daten für
den Rest des Digitalsignalprozessors 30, in dem ein oder
mehrere Algorithmen für die
Erfassung von Objekten innerhalb des Sichtfeldes implementiert werden,
wie in der am 16 Aug. 2001 eingereichten US-Patentanmeldung der
gleichen Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen Nr. 09/931,636
und mit der Bezeichnung RADAR TRANSMITTER CIRCUITRY AND TECHNIQUES beschrieben
ist.
-
Der
SODS 10 besitzt ein Temperaturkompensationsmerkmal, mit
dem temperaturinduzierte Variationen der Frequenz des Sendesignals
durch eine entsprechende Einstellung des Rampensignals 86 kompensiert
werden. Zu diesem Zweck umfasst der Sender 22 einen dielektrischen
Resonator (DR) 72, der mit einem Mikrowellensignaldetektor 74 gekoppelt
ist. Der Ausgang des Mikrowellendetektors 74 ist mit einem
Analog-Digital-Umsetzer (nicht gezeigt) gekoppelt, der im CAN-Controller 80 für eine Verarbeitung
durch den DSP 30 enthalten ist.
-
Im
Betrieb koppelt der DR 72 Energie nur dann an den Detektor 74,
wenn das Sendesignal 50 eine Frequenz innerhalb eines Bereiches
um die Grundresonanzfrequenz des DR (d.h. innerhalb des Passbandes
des DR) aufweist. Bei der veranschaulichenden Ausführungsform
besitzt der DR 72 eine Grundfrequenz innerhalb des Sendefrequenzbereichs
und ein Passband, das im Vergleich mit dem Sendefrequenzbereich
relativ schmal ist. Bei dieser veranschaulichenden Ausführungsform
ist der DR mit einem Passband in der Größenordnung von 10 MHz vorgesehen,
das in der Mitte des Bandes für den
Betrieb des Systems zentriert ist, um eine ausreichende Frequenzerfassungs auflösung zur
Verfügung
zu stellen, wie sich noch zeigen wird. Der Detektor 74 erfasst
eine Ausgangsleistung vom DR 72 und liefert ein elektrisches
Signal, das einen vorbestimmten Pegel der Ausgangsleistung vom DR
anzeigt.
-
Die
Erfassung der Ausgabeleistung aus dem DR 72 zeigt eine Übertragung
der DR's grundlegenden
vorbestimmten Frequenz an. Ferner entspricht eine Übertragung
der vorbestimmten Frequenz einem vorbestimmten DSP-Ausgabewort,
das wiederum einer "erwarteten" Übertragungsfrequenz gemäß der Angabe
in der Nachschlagetabelle entspricht.
-
Wenn
der DSP 30 im Betrieb über
den CAN-Controller 80 vom Frequenzdetektor 72 und 74 ein
Ausgangssignal empfängt,
das eine Übertragung mit
der vorbestimmten Frequenz anzeigt, wird die dem DSP-Ausgang zugeordnete,
erwartete Frequenz durch einen Software-Komparator 82 im
DSP mit der vorbestimmten Frequenz verglichen. Die gemessene Erfassungszeit
und die angewiesene Frequenz werden korreliert, um eine genaue Frequenzmessung
vornehmen zu können.
Jegliche Diskrepanz zwischen der erwarteten Frequenz und der gemessenen
Frequenz zeigt an, dass eine Anpassung an den DSP-Ausgang erforderlich
ist. Anders ausgedrückt,
eine Differenz zwischen den zwei Frequenzen zeigt an, dass die Daten
der Nachschlagetabelle korrigiert werden müssen, da die erwartete Frequenz nicht
im Ansprechen auf den entsprechenden DSP-Ausgang übertragen
wird.
-
Anhand
eines einfachen Beispiels sei ein Fall betrachtet, in dem die Nachschlagetabelle
anzeigt, dass ein DSP-Ausgang von 11110000 einer Übertragungsfrequenz
von 24,20 GHz entspricht, und der DR 72 eine Grundfrequenz
von 24,20 GHz besitzt. Somit zeigt eine Erfassung der Ausgabeleistung
vom DR 72 an, dass 24,20 GHz übertragen werden. Es sei jedoch
ferner angenommen, dass die Erfassung stattfindet, wenn der DSP-Ausgang
als 11110001 angegeben ist. Dieses Szenario zeigt an, dass die DSP-Ausgabewörter eingestellt
werden müssen
und insbesondere um Eins abwärtsverschoben
werden müssen,
um die gewünschte,
erwartete Frequenz zu übertragen.
-
Es
können
verschiedene Vorgehensweisen verwendet werden, um den Fehler zwischen
der Sendefrequenz und der erwarteten Frequenz auszugleichen. Als
ein Beispiel kann ein Versatz, der gleich dem Betrag des Fehlers
(d.h. der Differenz zwischen der Sendefrequenz und dem DSP-Ausgabewort,
das in Zuordnung zu der DR-Grundfrequenz in der Nachschlagetabelle
gespeichert ist) ist, je nach der Richtung des Versatzes hinzuaddiert
oder subtrahiert werden, und zwar jedes Mal, wenn ein neues DSP- Ausgabewort geliefert
wird und bis ein neuer Fehler erfasst wird. Anders ausgedrückt, jeder
nachfolgende DSP-Ausgang wird einfach um den Betrag des erfassten
Fehlers verschoben. Da sich die Temperatur im allgemeinen nicht
schnell ändert,
kann diese Fehlererfassung und -korrektur relativ selten durchgeführt werden,
wie etwa einmal pro 50 ms oder 100 ms. Für den Durchschnittsfachmann
dürfte verständlich sein,
dass andere Aufbauten und Verfahrensweisen verwendet werden können, um
die Frequenz des Sendesignals 50 für die Rückführung an den DSP 30 zu
erfassen, damit die DSP-Ausgabewörter für eine Einstellung
der Frequenz des Sendesignals eingestellt werden können.
-
Nach
dieser Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
dürfte
es für
den Durchschnittsfachmann ersichtlich sein, dass andere Ausführungsformen
unter Einbeziehung der Konzepte der Erfindung verwendet werden können. Diese Ausführungsformen
sollten daher nicht auf offengelegte Ausführungsformen eingeschränkt werden, sondern
nur durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt sein.