用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的方法和裝置以及該裝置的應用的製作方法

2023-05-29 01:38:31

用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的方法和裝置以及該裝置的應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的方法，其中，至少一個傳輸數據的通信信號由至少一個發射器(217，218，219，220，221，34)無線發射並且在至少一個物體(211，212，213，214，215，216，35)上至少部分地作為反射信號被反射，其中，由接收器(222，33)接收所述至少一個通信信號和所述反射信號，其中，所述接收器(222，33)知道其自身位置和所述至少一個發射器(217，218，219，220，221，34)的所在位置。該方法的特徵在於：由所述接收器(222，33)確定所述通信信號和所述反射信號的渡越時間差。此外，本發明還涉及一種相應的裝置(100)及其應用。
【專利說明】用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的方 法和裝置以及該裝置的應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種根據權利要求1前序部分的用於對道路交通中的物體基於通信 信號進行位置確定的方法以及一種根據權利要求21前序部分的用於對道路交通中的物體 基於通信信號進行位置確定的裝置及其應用。

【背景技術】
[0002] 現有技術中已經公知了多種不同的用於檢測環境的傳感器裝置。適用於檢測環境 並且常用的傳感器的例子例如是單目或立體攝像機裝置、雷達裝置和超聲波裝置。也已經 公知，通過進行無線傳送的車對X通信裝置不僅獲得而且發射關於車輛周圍環境的信息。 總地來講，對于越來越多並且越來越可靠的車輛系統呈現快速且明顯的發展，所述車輛系 統能夠通過多個不同的裝置檢測信息。在此，這些裝置的工作原理越不同，共同的車輛系統 所包括的裝置越好地適用於分別檢測的信息相互驗證。
[0003] 在此意義下，DE102008061304A1描述了一種用於車輛的車對X通信裝置，用於無 線傳送對於車輛重要的數據。這些數據在此傳送給周圍環境車輛或基礎設施裝置。所描述 的通信裝置包括兩個分開的通信單元，其中，第一通信單元被構造基於WLAN連接，第二通 信單元基於遙控門禁系統（RKE)連接。
[0004] DE102007048809A1描述了一種用於識別道路交通中的被遮擋的物體的方法和裝 置。在此，首先藉助於傳感器檢測一個車輛的周圍環境並且將相應的信息接著藉助於用於 車對車通信的接口傳送給處於該環境中的車輛。所傳送的信息由周圍環境車輛接收並且由 所述周圍環境車輛用於擴展環境模型，由此，環境模型也包括關於物體的不可由對應的周 圍環境車輛本身檢測的信息。另外，執行這樣擴展的環境模型的狀態分析以及自己的車輛 的狀態的評價。
[0005] 由DE102007058192A1公知一種用於多個設置在機動車中的輔助系統的中央控制 設備，所述輔助系統至少部分地配備有環境傳感器，其中，根據DE102007058192A1也將車 載信息服務系統理解為環境傳感器。中央控制設備在數據層與各個輔助系統連接並且對各 個環境傳感器的信息藉助於其它環境傳感器的信息進行驗證。例如攝像機的圖像信息可確 認雷達傳感器的距離測量。各個傳感器信息由此可被確認並且冗餘地存在。不同傳感器的 各個信號的這種耦合也被公知為傳感器融合。
[0006] 但在現有技術公知的方法和裝置中缺點在於，為了可靠並且尤其是冗餘地檢測物 體，需要不同傳感器類型的多個不同的傳感器，這又與相對高的成本投入相聯繫。此外，如 果藉助於車對X通信檢測關於物體的信息，則通常存在必要性：所述信息在處理之前並且 尤其是在對於安全性重要的輔助系統中使用之前經歷計算麻煩的認證過程或藉助於環境 傳感器信息來驗證，因為惡意的發射器可能故意發射錯誤信息。


【發明內容】

[0007] 因此，本發明的目的在於，提供一種方法，所述方法在避免信息損失和安全性損失 的情況下幫助減少根據現有技術所需的傳感器數量。
[0008] 根據本發明，所述目的通過根據權利要求1的用於對道路交通中的物體基於通信 信號進行位置確定的方法來實現。
[0009] 根據本發明的用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的方法，其 中，至少一個傳輸數據的通信信號由至少一個發射器無線發射，其中，所述至少一個通信信 號在至少一個物體上至少部分地作為反射信號被反射，其中，由接收器接收所述至少一個 通信信號和所述至少一個通信信號的反射信號，根據該方法，接收器知道其自身位置和所 述至少一個發射器的所在位置。該方法的特徵在於：由接收器確定通信信號和所述至少一 個通信信號的反射信號的渡越時間差。
[0010] 由此，本發明提供優點：藉助於無線通信信號或者說在無線通信過程的範圍內進 行處於通信信號的傳播場中並且反射所述通信信號的物體的位置確定。因為道路交通中的 物體典型地涉及機動車，所述機動車由於其金屬的結構類型而在通信信號方面具有相對好 的反射特性，所以反射信號也可相對強且好地被檢測。由此，在無附加傳感器投入的情況下 可單獨通過合適的進行無線發射的通信裝置的通信信號進行物體的位置確定。在此甚至不 需要接收器也能夠發射用於位置確定的通信信號。本發明由此說明了 一種既成本低廉又有 效的用於對物體進行位置確定的方法。
[0011] 另外有利的是，對通信信號和反射信號使用本身公知的距離-都卜勒方法，所述 距離-都卜勒方法也在本身公知的成像的"合成孔徑雷達"中以及在本身也公知的"4D脈 衝都卜勒雷達"中使用。對於距離-都卜勒方法，所接收的信號在數字地圖中表示，所述數 字地圖包含關於物體到接收器的距離的確定的都卜勒頻率。
[0012] 通過從發射器到接收器的通信信號和從發射器到物體並且從物體到接收器的反 射信號的渡越時間差，根據本發明優選首先通過通信信號或者說反射信號的已知的傳播速 度確定通信信號和反射信號所走過的行程差。
[0013] 優選提出，由渡越時間差、自身位置和所在位置確定橢圓，所述橢圓的周緣線包含 所述至少一個物體的位置。因為對於接收器不僅其自身位置而且發射器的所在位置已知， 所以所述接收器首先可確定從發射器到接收器的行程。由此，通過從發射器到接收器的已 知行程和由渡越時間差得到的行程差也可確定從發射器經由物體到接收器的絕對行程。即 接收器由此由於原理而確定橢圓，物體必然位於所述橢圓的周緣線上，發射器位於所述橢 圓的一個焦點上，接收器位於所述橢圓的另一個焦點上。
[0014] 位置確定由於原理而在繞接收器的全部方向上進行並且與通常使用的環境傳感 器不同不被限制到空間局部區域。檢測區域的唯一可能的限制在於用於接收的天線或接收 通信信號或者說反射信號的通信裝置的天線逆著確定的空間方向被屏蔽，例如由於通信裝 置的結構設計預設值。但這是特殊情況並且可通過天線或多個天線的相應布置來避免，由 此，實際上可在繞接收器的360°檢測角內進行位置確定。
[0015] 因為每個物體都導致橢圓的形成，所以由此例如也可進行接收器的環境的簡單分 級，所述分級至少給出：是多還是少的物體處於接收器的環境中。通過附加發射器形成的附 加橢圓可通過所接收的通信信號或者說反射信號的調諧（Abgleich)來識別，由此，多個發 射器不導致錯誤分級。
[0016] 優選提出，由接收器由所述至少一個通信信號和所述至少一個通信信號的反射信 號確定通過物體相對於接收器與發射器之間的基線的相對運動產生的都卜勒頻率。都卜勒 頻率在此單獨由物體相對於基線的相對運動形成並且可通過通信信號的頻率與反射信號 的調諧來求得。都卜勒頻率在此與物體朝基線方向的速度成比例。由此，通過都卜勒頻率 可檢測關於物體的附加信息。
[0017] 優選該方法的特徵在於：通過所述至少一個通信信號與關聯的反射信號的混合來 確定所述至少一個都卜勒頻率。這是用於確定都卜勒頻率的低投入且有效的可能性。通 過混合，接收器獲得通信信號的頻率與反射信號的頻率之間的頻率差。所述頻率差相應於 都卜勒頻率。特別優選混合藉助於復共軛相乘來轉換，因為這需要相對特別少的電子計算 投入並且由此也可通過成本相對低廉的計算模塊毫無問題地實現。作為替換方案特別優選 考慮所謂的可編程硬體（FPGA，field programmable gate array)或所謂的定製集成電路 (ASIC，application specific integrated circuit)。也可通過復共輒相乘和考慮可編程 硬體或定製集成電路來組合混合方法。
[0018] 根據本發明的另一個優選實施形式提出，對都卜勒頻率藉助於低通濾波器、尤其 是藉助於數字低通濾波器進行濾波。這根據低通濾波器的設計引起：超過確定極限頻率的 都卜勒頻率被濾波並且不被考慮用於另外的分析處理。根據一個特別優選的實施形式，低 通濾波器這樣設計，使得通過超過400km/h的速度差產生的都卜勒頻率被濾波。
[0019] 尤其是在數字低通濾波之後是所接收的信號的本身公知的狹掃描 (Unterabtastung)。由此，分別用於後面的快速傅立葉變換的計算投入顯著減少。優選僅 計算不麻煩的快速傅立葉變換，因為需要考慮低的都卜勒頻率（由於通常低於400km/h的 速度差）。通過考慮這樣低的都卜勒頻率，也得到相應縮短的等待時間。這在交通定位中是 有利的，因為始終需要關於目標物體的當前數據。在此意義下可容忍的等待時間優選短於 250ms。
[0020] 此外，在一些常用的無線通信技術中可出現這樣的情況：通信信號或者說反射信 號或者說各個通信包在時間上過短，以致不能直接確定都卜勒頻率，因為不出現足夠的零 交。在此情況下，都卜勒頻率優選由通信信號或者說反射信號或者說通信包的相位來求得， 其方式是相位分別在通信信號或者說反射信號或者說通信包的開始和結束時被檢測並且 例如藉助於線性外推來更新，由此，接著可由外推確定都卜勒頻率。
[0021] 符合目的地提出，由接收器通過在時間上觀測所述都卜勒頻率的變化給所述多普 勒頻率配置與相對速度相關的距離曲線，所述距離曲線的變化曲線包含所述至少一個物體 的位置。如果不僅接收器而且發射器在運動，則與相對速度相關的距離曲線在此描述弧形 的線。從該線的任意點起，處於線上的物體對於接收器會產生同一個都卜勒頻率。
[0022] 如果尤其是不僅發射器而且接收器靜止，則與相對速度相關的距離曲線基本上是 兩次彎折的直線，所述直線的第一彎折部分在接收器的位置上，所述直線的第二彎折部分 在發射器的位置上。接收器和發射器本身在此因此通過直線呈直線地連接。通過出現的雙 義性，直線不僅在接收器的位置上而且在發射器的位置上分叉，由此，最後分別兩個直線從 接收器的位置在背離發射器的方向上以及從發射器的位置在背離接收器的方向上引出。
[0023] 這樣確定的與相對速度相關的距離曲線可與先前確定的橢圓重疊。與相對速度相 關的距離曲線和橢圓在此在至多四個不同的部位上相交。要被確定位置的物體處於這些部 位之一上。通過這樣限定停留可能性可進一步改善物體的位置確定。
[0024] 尤其是符合目的地提出，都卜勒頻率的變化藉助於快速傅立葉變換配置給與相對 速度相關的距離曲線。快速傅立葉變換在此意義下被證實是特別合適的。
[0025] 另外提出，接收器也能夠發射傳輸數據的通信信號。由此得到優點：接收器本身也 可發射通信信號並且由此對於其周圍環境中的其它接收器、例如其它車輛可用作本發明意 義上的發射器。由此，其它接收器通過通信信號和關聯的反射信號也可通過根據本發明的 方法進行位置確定。
[0026] 優選已經描述的低通濾波連續地用於確定的都卜勒頻率，而快速傅立葉變換由於 特定原因而優選構造有每秒一至十個計算步驟。
[0027] 另外，有利的是，在多個發射器和多個在所述至少一個物體上分別至少部分地作 為多個反射信號被反射的通信信號的情況下由接收器分別由多個通信信號和關聯的反射 信號確定多個渡越時間差。由此，根據本發明的方法也可有利地在多個不同的發射器中使 用。在此重要的是，給每個通信信號配置關聯的反射信號。這通常可簡單地通過通信信號 和反射信號的發射頻率來實現。
[0028] 尤其有利的是，由接收器由多個渡越時間差確定多個橢圓，其中，多個橢圓的至少 一個交點包含所述至少一個物體的位置。即由此確定多個橢圓，接收器分別位於所述橢圓 的一個焦點上，發射器之一分別位於所述橢圓的另一個焦點上。橢圓因此必然產生交點，其 中，物體處於交點之一上。通過在時間上的觀測和交點空間移動的觀測，物體的實際位置可 被進一步限定並且位置確定可進一步改善。空間移動的觀測例如可以以目標跟蹤的形式來 進行，所述目標跟蹤排除物理上不可能的變化。
[0029] 如果多個物體處於接收器的周圍環境中，則每個發射器藉助於每個附加物體產生 附加橢圓。
[0030] 此外，特別有利的是，所述方法由多個接收器實施，其中，接收器藉助於通信信號 相互間交換描述交點的數據。由此得到優點：每個接收器由其周圍環境中或者說接收有效 範圍中的其它接收器獲得附加信息，所述附加信息對於該接收器可實現附加物體的附加的 位置確定或者說可實現已經檢測到的物體的改善的位置確定。改善的位置確定尤其是由多 個接收器的不同位置得到，因為這些接收器處於不同橢圓的不同焦點上。即因為一個交點 可以說從不同方向被考察，所以該交點的位置可藉助於三角測量更精確地確定。
[0031] 另外符合目的的是，由接收器由多個通信信號和多個反射信號通過多個物體相對 於接收器與發射器之間的基線的多個相對運動確定多個所產生的都卜勒頻率。接收器因此 對於每個物體確定配置給該物體的自己的都卜勒頻率。
[0032] 在此情況下，都卜勒頻率也優選藉助於低通濾波器進行濾波，以便保持後面的電 子計算投入有意義地受到限制。
[0033] 另外，尤其符合目的的是，由接收器通過在時間上觀測多個都卜勒頻率的變化給 多個都卜勒頻率分別配置與相對速度相關的距離曲線，所述距離曲線的變化曲線包含所述 至少一個物體的位置。將都卜勒頻率的變化配置給與相對速度相關的距離曲線優選藉助於 快速傅立葉變換來進行，所述快速傅立葉變換在此意義下也被證明是特別合適的。
[0034] 優選提出，所述至少一個與相對速度相關的距離曲線和所述至少一個橢圓在數字 位置地圖上重疊，其中，所述至少一個與相對速度相關的距離曲線與所述至少一個橢圓的 交點包含所述至少一個物體的位置。通過橢圓和與相對速度相關的距離曲線的重疊可進一 步限定物體的實際位置並且由此改善物體的位置確定。
[0035] 尤其是優選，所述至少一個與相對速度相關的距離曲線與包含在數字地圖材料中 的道路地圖重疊，其中，所述至少一個物體的所述至少一個位置僅僅配置給記錄在數字道 路地圖中的道路。由此得到優點：可進一步限定物體的可能位置，因為不處於記錄在數字道 路地圖中的道路上的位置被放棄。因此僅處於道路上的位置作為實際位置考慮用於位置確 定。因為道路交通中的物體通常處於道路上，所以由此通常不造成誤識別。
[0036] 特別優選，所述至少一個橢圓與包含在數字地圖材料中的道路地圖重疊，其中，所 述至少一個物體的所述至少一個位置僅僅配置給記錄在數字道路地圖中的道路。通過使橢 圓也與包含在數字地圖材料中的道路地圖重疊，在此也得到優點：僅處於道路上的位置作 為實際位置考慮用於位置確定。
[0037] 根據本發明的另一個優選實施形式提出，所述至少一個發射器的所在位置從數字 地圖材料獲知。由此得到優點：發射器不必有規律地通過通信信號發射其所在位置。取而 代之，接收器識別發射器，例如藉助於其發射頻率識別Radio發射器，並且從數字地圖材料 獲知其所在位置。這簡化和加速根據本發明的方法。
[0038] 符合目的地提出，在多個通信信號中傳輸的數據由接收器至少部分地分析處理。 由此得到優點：對於通常進行的通信過程還可不受影響且不受限制地實施。根據本發明的 方法因此絕不導致接收器的通信能力受限。
[0039] 此外，有利的是，所述至少一個發射器和/或接收器的所在位置包含在由通信信 號傳輸的數據中。這尤其是當發射器涉及移動發射器、例如能夠車對X通信的車輛時是有 利的。此外，在靜態發射器、例如Radio或電視發射器的情況下，包含在由通信信號傳輸的 數據中的所在位置可與包含在數字地圖材料中的所在位置比較，以便校驗所述所謂位置。
[0040] 此外優選，所述至少一個通信信號是下列通信類型之一的通信信號：
[0041] -WLAN 通信，尤其是按照 IEEE802. llp，
[0042] -WiFi-Direct 通信，
[0043] -ISM 通信（Industrial, Scientific, Medical Band)，尤其是通過能夠無線電連接 的連接裝置，
[0044] -Bluetooth 通信，
[0045] -ZigBee 通信，
[0046] -UWB 通信（Ultra Wide Band)，
[0047] -WiMAX 通信（Worldwide Interoperability for Microwave Access),
[0048] -遙控門禁系統通信，
[0049] -移動無線電通信，尤其是GSM通信、GPRS通信、EDGE通信，
[0050] -UMTS 通信
[0051] -LTE 通信
[0052] -紅外通信，
[0053] -Radio 通信，以及
[0054] -TV 通信。
[0055] 基於移動無線電的通信手段在此特別優選配置給自動緊急呼叫模塊。所列舉的連 接類型提供在其通信特性方面不同的優點和缺點，視類型、波長和所使用的數據協議而定。 WLAN連接例如可實現高的數據傳輸率和快的連接建立。而ISM連接僅提供小的數據傳輸 率，但突出適用於圍繞視線障礙物的數據傳輸。紅外連接也提供小的數據傳輸率。僅僅移 動無線電連接不受視線障礙物影響並且提供好的數據傳輸率。但為此，移動無線電連接的 連接建立相對慢。
[0056] 自動緊急呼叫模塊也已作為所謂eCall模塊公知。
[0057] 因為不需要通信關於用於位置確定的通信類型是雙向的，所以在本發明的意義上 也優選考慮所列舉的通常構造成單向的通信類型、如Radio通信和TV通信。
[0058] 在考慮固定的模擬或數字發射器、例如Radio站和TV站時另一個優點在於，相應 的發射塔的所在位置可從地圖獲知。在此情況下，也可特別簡單地考慮都卜勒頻率用於分 析處理，因為至少發射器不運動。由此，可相對簡單地分辨物體的位置的可能的多義性。
[0059] -般來講，通信類型越優選考慮用於根據本發明的應用，其可能的傳輸帶寬越大， 因為較大的帶寬可實現較精確的位置確定。
[0060] 此外優選，將所傳輸的數據和/或所確定的位置轉送給至少一個駕駛員輔助系 統。由此，不僅所傳輸的數據而且所確定的位置一可能情況下也共同地一可由相應的 駕駛員輔助系統處理並且用於支持駕駛員。
[0061] 特別優選，藉助於所確定的位置驗證包含在所傳輸的數據中的所在位置描述。 [0062] 此外，特別優選，駕駛員輔助系統被構造用於實施自主的制動幹涉和/或自主的 轉向幹涉和/或對駕駛員的警告。這可實現安全性提高地利用現有信息和數據。
[0063] 此外，本發明還涉及一種用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的 裝置，所述裝置包括用於無線接收和發射傳輸數據的通信信號並且用於無線接收所述通信 信號的在物體上反射的反射信號的通信單元以及用於由通信信號確定發射器的所在位置 的所在位置確定器件和用於確定所述裝置的自身位置的自身位置確定器件。所述裝置的 特徵在於：所述裝置還包括渡越時間差確定器件並且所述裝置尤其是實施根據本發明的方 法。因為根據本發明的系統由此包括全部實施根據本發明的方法所需的器件並且尤其是實 施根據本發明的方法，所以由此得到已經描述的優點。
[0064] 優選提出，所述裝置還包括用於確定通過物體相對於接收器與發射器之間的基線 的相對運動產生的都卜勒頻率的都卜勒頻率確定器件。都卜勒頻率在此尤其是優選通過通 信信號與其關聯的反射信號的混合來確定。相應地，都卜勒頻率確定器件特別優選包括信 號混合器，完全特別優選附加地包括低通濾波器、尤其是數字低通濾波器，可能情況下包括 用於計算快速傅立葉變換的計算模塊。
[0065] 符合目的地，接收器還被設計用於接收寬帶信號並且包括本身公知的正交解調 器。正交解調器可實現通過所確定的都卜勒頻率的符號來區分接近和遠離的物體。
[0066] 特別優選，所述裝置還包括距離配置器件，所述距離配置器件通過在時間上觀測 都卜勒頻率的變化給所述都卜勒頻率分別配置與相對速度相關的距離曲線，所述距離曲線 的變化曲線包含所述至少一個物體的位置。這可實現物體的改善的位置確定，因為由此提 供描述物體位置的附加信息。
[0067] 有利地提出，通信單元被構造用於同時發射和接收。為了保證通信單元的同時發 射和接收，所述通信單元符合目的地設置有分開的發射和接收天線或包括所謂本身公知的 循環器或定向耦合器或環形導線。
[0068] 同時發射和接收不僅可藉助於定向耦合器、循環器、環形導線或藉助於用於發射 單元和接收單元的分開的天線來實現。如果位置確定藉助於另外的未被接收器本身用於發 射的通信類型進行，例如TV通信，則通常使用分開的天線。用於位置確定的能力相對於純 粹通信功能的額外投入相對小，因為信號處理和分析處理最大程度地通過對於通信裝置本 來就必需的手段來實施。因為接收器部件還最大程度地已經通過主應用、即車對X通信支 付了費用，所以僅得到相對低的附加費。
[0069] 此外提出，所在位置確定器件是用於分析處理數據的至少一部分的電子分析處理 器件並且分析處理髮射器的包含在所傳輸的數據中的所在位置標記和/或是包含數字地 圖材料的數字存儲器，在所述數字存儲器中標記多個發射器的多個所在位置。由此提供進 行所在位置確定的兩個不同的可能性，所述可能性特別優選也並行地使用。由包含在所傳 輸的數據中的所在位置標記進行所在位置確定的第一可能性在此提供柔性相對大和成本 低廉的優點，因為所接收的數據通常本來就被分析處理。而通過數字地圖材料進行所在位 置確定的第二可能性與附加信息無關，由此不依賴於發射器在由通信信號傳輸的數據中描 述其所在位置。
[0070] 優選提出，自身位置確定器件是全球衛星導航系統和/或基於環境傳感器的地圖 適配系統。全球衛星導航系統、例如GPS已經廣泛流行並且批量地存在於很多車輛中。此 夕卜，這些系統相對可靠且精確。也作為地圖匹配系統公知的所謂地圖適配系統是對此的替 換方案，所述地圖適配系統可藉助於環境傳感器辨識其周圍環境並且由此將自身位置配置 給數字地圖材料中的位置。特別優選使用所述兩個系統的組合來改善所確定的自身位置的 可靠性和精度。
[0071 ] 另外，本發明還涉及根據本發明的裝置在機動車中的應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0072] 由從屬權利要求和藉助於附圖對實施例進行的下列說明中得到其它優選實施形 式。附圖表示：
[0073] 圖1根據本發明的用於實施根據本發明的方法的裝置的示例性結構，
[0074] 圖2多個變化的橢圓的時間序列，以及
[0075] 圖3與相對速度相關的距離曲線與兩個橢圓的重疊。

【具體實施方式】
[0076] 圖1示出了根據本發明的用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定 的裝置100的示例性且示意性的結構。裝置100包括通信單元，所述通信單元由用於發射 通信信號的發射級101、用於接收通信信號和反射信號的接收級102、不僅用於發射而且用 於接收的天線103和循環器104組成。天線103通過循環器104不僅與發射單元101而且 與接收單元102電連接。藉助於循環器104,天線103不僅可用於發射而且可用於接收信 息。另外，裝置100包括用於將待傳輸的數據調製成待發射的通信信號的調製器105、用於 將數字數據轉換成模擬信號的數字-模擬轉換器106、用於將模擬信號轉換成數字數據的 模擬-數字轉換器107和用於將所接收的通信信號和反射信號解調的解調器108。另外，裝 置100包括呈GPS傳感器形式的自身位置確定器件109、呈電子計算單元形式的用於確定分 別在從發射器到接收器的路程上通信信號和反射信號的渡越時間差的渡越時間差確定器 件110和用於確定繞發射器和繞接收器的橢圓的所在位置確定器件111，產生反射信號的 物體的位置處於所述橢圓的周緣線上。所在位置確定器件111也構造成電子計算單元。裝 置100根據例子被設計用於通過按照IEEE802. lip的WLAN通信，其中，所述裝置通過兩個 分別具有10MHz帶寬的信道通信，所述信道通過未使用並且也具有10MHz帶寬的第三信道 分開。
[0077] 圖2a示出了橢圓201?210,所述橢圓的交點根據本發明的方法描述物體211? 216的可能位置。不同的發射器217?221以及同一個接收器222分別處於橢圓的對應的 焦點上。根據例子，實際上僅存在物體216,而物體211?215涉及所謂的"想像目標"，即 現實中不存在的物體。但物體211?216是涉及實際物體還是涉及想像目標，對於接收器 在確定橢圓201?210的時刻仍未知。想像目標可在進一步的過程中通過在時間上觀測橢 圓201?210的交點藉助於統計方法本身來識別。因為發射器217?221以及接收器222 涉及繼續運動的車輛，所以所述車輛的速度分別通過在行駛方向上指向的箭頭來表示。
[0078] 圖2b再一次示出了與圖2a相同的狀況，但是是在1. 5s的時間間隔過去之後。因 為發射器217?221涉及車輛，所以所述發射器相對於也是車輛的接收器222運動了。相 應地，橢圓進行了移動，所述移動也導致了交點的位置的移動並且由此導致了可能的物體 211?216的位置的移動。如可看到的那樣，想像目標213和214分別分裂成兩個想像目標 213a、213b 和 214a、214b。
[0079] 圖2c中可再次看到已經描述的狀況，但這一次是在1. 5s的附加持續時間再次過 去之後。因為想像目標212、213、214a、214b、215a和215b具有不平常的運動情況，並且此 外其位置不可配置給存儲在數字地圖中的道路變化曲線，所以所述想像目標被識別為想像 目標並且被放棄。而實際存在的物體216具有有規律的對於車輛而言典型的運動情況並且 可配置給存儲在數字地圖中的道路變化曲線。由此，物體216被識別為實際存在。
[0080] 圖3示出了與相對速度相關的距離曲線36與兩個橢圓31和32的重疊，所述橢圓 根據例子幾乎構造成圓形的。接收器33處於橢圓31和32的第一焦點上，而發射器34處 於橢圓31和32的第二焦點上。圖3中用白色表示的線是相同都卜勒頻率的線。由接收器 33測量的都卜勒頻率隨著越來越接近物體35而減小，在經過物體35時經歷一個零交，在到 目標物體35的距離接著又增大時以負的符號增長。距離曲線36在四個部位35、37、38和 39上與橢圓31和32相交。由此，接收器33識別到物體35的四個可能的位置。接收器33 可通過在時間上觀測物體35的運動情況來分辨物體35的位置的這種多義性並且因此確定 物體35的實際位置。
[0081] 根據另一個未示出的實施例，根據本發明的裝置包括至少一個呈模擬電視接收器 形式的寬帶接收單元，在基帶輸出端具有5MHZ帶寬。通過在不同發射器上進行頻率變換， 可建立具有物體的位置的地圖。相對好地適用於此的是所謂的偏轉器作為物體，因為偏轉 器在相對寬的距離上反射通信信號。而純粹的反射在此情況下通常不再到達接收器。物體 處於橢圓的交點上，接收器處於所述橢圓的一個焦點上，對應的發射器處於所述橢圓的另 一個焦點上。實際存在的物體與想像目標的區分通過在時間上的觀測和所謂的Markov運 動模型來進行。如果發射器、接收器或物體的位置或者說所在位置變化，則想像目標可與真
【權利要求】
1. 一種用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的方法，其中，至少一個 傳輸數據的通信信號由至少一個發射器（217,218,219,220,221，34)無線發射，其中，所述 至少一個通信信號在至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)上至少部分地作為反 射信號被反射，其中，由接收器（222,33)接收所述至少一個通信信號和所述反射信號，其 中，所述接收器（222,33)知道其自身位置和所述至少一個發射器（217,218,219,220,221， 34) 的所在位置，其特徵在於：由所述接收器（222, 33)確定所述通信信號和所述反射信號 的渡越時間差。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：由所述渡越時間差、所述自身位置和所述 所在位置確定橢圓（201，202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 31，32)，所述橢圓的周 緣線包含所述至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)的位置。
3. 根據權利要求1和2至少之一所述的方法，其特徵在於：由所述接收器（222, 33)由 所述至少一個通信信號和所述反射信號確定通過所述物體（211，212,213, 214, 215, 216， 35) 相對於所述接收器（222, 33)與所述發射器（217, 218, 219, 220, 221，34)之間的基線的 相對運動產生的都卜勒頻率。
4. 根據權利要求1至3至少之一所述的方法，其特徵在於：通過所述至少一個通信信 號與關聯的反射信號的混合來確定至少一個都卜勒頻率。
5. 根據權利要求1至4至少之一所述的方法，其特徵在於：對所述都卜勒頻率藉助於 低通濾波器、尤其是藉助於數字低通濾波器進行濾波。
6. 根據權利要求1至5至少之一所述的方法，其特徵在於：由所述接收器（222, 33)通 過在時間上觀測所述都卜勒頻率的變化而給所述都卜勒頻率配置與相對速度相關的距離 曲線（36)，所述距離曲線的變化曲線包含所述至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216， 35)的位置。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於：所述都卜勒頻率的變化藉助於快速傅立 葉變換而配置給所述與相對速度相關的距離曲線（36)。
8. 根據權利要求1至7至少之一所述的方法，其特徵在於：所述接收器（222, 33)也能 夠發射傳輸數據的通信信號。
9. 根據權利要求1至8至少之一所述的方法，其特徵在於：在多個發射器（217, 218， 219, 220, 221，34)和多個在所述至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)上分別至 少部分地作為多個反射信號被反射的通信信號的情況下，由所述接收器（222,33)分別由 多個通信信號和關聯的反射信號確定多個渡越時間差。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於：由所述接收器（222, 33)由所述多個渡 越時間差確定多個橢圓（201，202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 31，32)，其中，所述 多個橢圓（201，202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 31，32)的至少一個交點包含所 述至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)的位置。
11. 根據權利要求1至10至少之一所述的方法，其特徵在於：所述方法由多個接收器 (222, 33)實施，其中，所述接收器（222, 33)藉助於所述通信信號相互間交換描述所述交點 的數據。
12. 根據權利要求1至11至少之一所述的方法，其特徵在於：由所述接收器（222, 33) 由多個通信信號和多個反射信號通過多個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)相對於所 述接收器（222, 33)與所述發射器（217, 218, 219, 220, 221，34) Z間的基線的多個相對運動 確定多個所產生的都卜勒頻率。
13. 根據權利要求12所述的方法，其特徵在於：由所述接收器（222,33)通過在時間 上觀測多個都卜勒頻率的變化而給多個都卜勒頻率分別配置與相對速度相關的距離曲線 (36)，所述距離曲線的變化曲線包含所述至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35) 的位置。
14. 根據權利要求1至13至少之一所述的方法，其特徵在於：所述至少一個與相對速 度相關的距離曲線（36)與所述至少一個橢圓（201，202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209， 210, 31，32)在數字位置地圖上重疊，其中，所述至少一個與相對速度相關的距離曲線和所 述至少一個橢圓（201，202, 203, 204, 205, 206, 207, 208,209, 210, 31，32)的交點包含所述 至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)的位置。
15. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於：所述至少一個與相對速度相關的距離 曲線（36)與包含在數字地圖材料中的道路地圖重疊，其中，所述至少一個物體（211，212， 213, 214, 215, 216, 35)的所述至少一個位置僅僅配置給記錄在所述數字道路地圖中的道 路。
16. 根據權利要求13和14至少之一所述的方法，其特徵在於：所述至少一個橢圓 (201，202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 31，32)與包含在數字地圖材料中的道路地 圖重疊，其中，所述至少一個物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)的所述至少一個位置僅 僅配置給記錄在所述數字道路地圖中的道路。
17. 根據權利要求1至16至少之一所述的方法，其特徵在於：所述至少一個發射器 (217, 218, 219, 220, 221，34)的所在位置從所述數字地圖材料獲知。
18. 根據權利要求1至17至少之一所述的方法，其特徵在於：在多個通信信號中傳輸 的數據由所述接收器（222, 33)至少部分地分析處理。
19. 根據權利要求1至18至少之一所述的方法，其特徵在於：所述至少一個發射器 (217,218,219,220,221，34)和/或所述接收器（222,33)的所在位置包含在由所述通信信 號傳輸的數據中。
20. 根據權利要求1至19至少之一所述的方法，其特徵在於：將所傳輸的數據和/或 所確定的位置轉送給至少一個駕駛員輔助系統。
21. 根據權利要求20所述的方法，其特徵在於：所述駕駛員輔助系統被構造用於實施 自主的制動幹涉和/或自主的轉向幹涉和/或對駕駛員的警告。
22. -種用於對道路交通中的物體基於通信信號進行位置確定的裝置（100)，包括用 於無線接收和發射傳輸數據的通信信號並且用於無線接收所述通信信號的在物體（211， 212, 213, 214, 215, 216, 35)上反射的反射信號的通信單元、用於由通信信號確定發射器 (217, 218, 219, 220, 221，34)的所在位置的所在位置確定器件（111)和用於確定所述裝置 的自身位置的自身位置確定器件（109)，其特徵在於：所述裝置（100)還包括渡越時間差確 定器件（110);所述裝置（100)尤其是實施根據權利要求1至20至少之一所述的方法。
23. 根據權利要求22所述的裝置，其特徵在於：所述裝置（100)還包括用於確定通 過所述物體（211，212, 213, 214, 215, 216, 35)相對於所述接收器（222, 33)與所述發射器 (217, 218, 219, 220, 221，34)之間的基線的相對運動產生的都卜勒頻率的都卜勒頻率確定 器件。
24. 根據權利要求23所述的裝置，其特徵在於：所述裝置（100)還包括距離配置器 件，所述距離配置器件通過在時間上觀測所述都卜勒頻率的變化而給所述都卜勒頻率分別 配置與相對速度相關的距離曲線（36)，所述距離曲線的變化曲線包含所述至少一個物體 (211，212, 213, 214, 215, 216, 35)的位置。
25. 根據權利要求22至24至少之一所述的裝置，其特徵在於：所述通信單元被構造用 於同時發射和接收。
26. 根據權利要求22至25至少之一所述的裝置，其特徵在於：所述所在位置確定器件 (111)是用於分析處理所述數據的至少一部分的電子分析處理器件並且分析處理包含在所 傳輸的數據中的所述發射器（217,218,219,220,221，34)的所在位置標記，和/或是包含數 字地圖材料的數字存儲器，在所述數字存儲器中標記多個發射器（217, 218, 219, 220, 221， 34)的多個所在位置。
27. 根據權利要求22至26至少之一所述的裝置（100)在機動車中的應用。
【文檔編號】G08G1/16GK104067141SQ201280057190
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年11月21日 優先權日:2011年11月21日
【發明者】S·施拉布勒, U·施特林, M·門策爾 申請人:大陸-特韋斯貿易合夥股份公司及兩合公司