用于雷达辅助的导航的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于借助于雷达传感器导航的方法以及装备有雷达传感器的交通工具(Fahrzeug)。
【背景技术】
[0002]为了在相应的环境中定向或导航交通工具，目前采用在封闭的空间内也工作的基于摄像机的系统以及基于所谓global posit1ning system(全球定位系统，GPS)的系统，在该全球定位系统中使用不同卫星的当前位置以便执行用于相应交通工具的位置确定。
[0003]已知方法不利的是:这些方法一方面相对不精确以及另一方面具有受限的使用范围。因此，一般仅在充足的照明情况下可以采用摄像机传感器以及仅在外部区域中可以采用GPS系统。
【发明内容】
[0004]在此背景下，介绍具有独立权利要求1的特征的方法以及具有独立权利要求12的特征的具有雷达传感器的交通工具。实施方式从从属权利要求中得出。
[0005]为了克服现有技术的缺点，该方法规定使用雷达传感器。该雷达传感器布置在交通工具上，以便确定交通工具相对于在相应的环境中的相应对象的当前位置。通过将交通工具的或相应的由雷达传感器确定的在相应环境中的传感器对象的由传感器确定的位置传输到地图中，可以非常精确地以及与相应的环境条件无关地导航或引导交通工具穿过相应的环境。
[0006]在本发明的背景下，雷达传感器可理解为这样的装置，该装置将射频范围中的电磁波(无线电波)成束地作为所谓的初级信号发出并且将由环境中的相应对象、即传感器对象反射的“回波(Echo)”作为次级信号接收并且根据不同的标准例如借助于控制设备来分析，即用于相应的传感器对象的测位。
[0007]为了尽可能精确地导航或引导交通工具穿过相应的环境，规定:在相应的环境中定位参考对象，这些参考对象可以借助于雷达传感器来识别并且这些参考对象的在相应环境中的准确位置是已知的或存放在与雷达传感器关联的文件中。
[0008]在本发明的背景下，参考对象可理解为这样的对象，该对象可以被雷达传感器辐照并且将具有唯一的反向散射性能的特征信号(即次级信号)反射(即反辐射)到雷达传感器处。参考对象的可能的构型例如为三棱镜或其它的反光镜，其中也可以设想具有唯一的反向散射性能的每种其它的技术上合适的对象。
[0009]在所介绍的方法的背景下，唯一的反向散射性能、即反向散射特征可理解为由参考对象反射的具有定义的、即唯一指定的特性的雷达信号，其中雷达信号的特性可理解为诸如相对距离、相对速度、所测量的高度、角度品质因数、延伸性或所测量的雷达截面的特征值或特征值的方差，其中每个另外的要通过雷达辐射检测的特性或每个要检测的特征也适用于对象的识别。
[0010]为了识别传感器对象(即由雷达传感器检测的对象)或将该传感器对象与另外的传感器对象区分开，传感器对象的不同特性一一诸如相对距离、相对速度、所测量的高度、角度品质因数、延伸性或所测量的雷达截面一一以及每个另外的要通过雷达辐射检测的特性或每个要检测的特征通过例如控制设备综合在特征向量中并且与例如存放在控制设备中的另外的特征向量均衡(3&816；[011611)。
[0011]此外可以设想，主动地通过相应的传感器对象提供、即例如通过无线通信传输相应传感器对象的特征向量。
[0012]在诸如参考对象的雷达反射器中，反射的雷达信号的相应特性的方差非常小，因为雷达反射器为点目标，使得与普通的对象不同，在雷达反射器中不能识别反射迀移或仅能识别减少的反射迀移。因为雷达反射器、诸如参考对象的相应特征在相应的雷达传感器接近时改变，因此随着时间计算相应特征并且将所述相应特征通过特征向量用于识别相应的参考对象。这意味着:相应的通过雷达传感器接收的信号可以与已知的、即例如通过分类器训练的信号例如借助于不同的特征向量来均衡并且因此可以被识别。
[0013]三棱镜或反光镜(即雷达反射器)提供这样的优点:所述三棱镜或反光镜与相应雷达反射器的相应取向无关地将入射辐射的大部分朝向辐射源反射。相应地，由雷达反射器反射的辐射与其它对象相比引起非常强的以及可以良好地检测的雷达回波。
[0014]通过唯一的反向散射性能(例如以特定的波长和/或幅度)可以识别相应的参考对象并且可以与在雷达传感器或交通工具的相应环境中的任意其它传感器对象区分开。因为还已知参考对象的位置，可以计算雷达传感器相对于相应的所探测的参考对象的当前位置。
[0015]在构型中也可以设置主动的参考对象或应答器，这些参考对象或应答器装备有发送单元以便主动地辐照相应的雷达传感器或放大接收的信号并且由此对雷达传感器来说比在被动的参考对象的情况下更简单地实现相应参考对象的识别，其中相应的应答器可以例如借助于雷达发送单元、蓝牙发送单元、WLAN发送单元或3G发送单元来构造，以便给相应的雷达传感器一一其在必要时可以装备有相应的接收单元一一传送诸如对通过雷达传感器的辐照做出反应的相应特征向量的附加信息。
[0016]如果对于相应参考对象已知诸如地图上的相应坐标的特征，即存放在控制设备中用于计算雷达传感器的当前位置，则可以将当前位置绘入在相应地图上并且用于导航或路径引导。这种路径引导例如可以内部以及外部地提供在停车楼、停车位中或农业耕种的土地上。在此可以根据预先放置的参考对象沿相应路径必要时自动地将相应交通工具相对于至少一个参考对象引导到诸如停车位的相应的点。此外，也可设想例如用于地面运输工具的仓库内的路径引导，在这种路径引导中相应的货物被自动识别并且通过相应的地面运输工具来操控并且随后通过运送站运送。在此可以通过雷达传感器作为附加功能进行自动的障碍物识别，使得障碍物与例如地面运输工具的碰撞被自动避免。
[0017]此外，在使用所介绍的方法的情况下可提供例如到停车楼中的下一可能的空闲停车位的引导系统。对此可以规定:停车位中的相应的参考对象根据占用能被识别并且被遮蔽，使得该引导系统可以计算相应路径并且传输给交通工具。
[0018]可能的是:相应的参考对象不仅与坐标关联，而且还与诸如相应环境的路线走向或属性一一诸如路面品质因数或资源(例如停车室)的可用性一一的附加信息关联。相应地可以将相应路径必要时与这些附加信息相匹配。在此，路径可以由相应交通工具所包括的控制设备以及由引导系统来计算，使得相应的路径在计算结束之后被传输到相应的交通工具。
[0019]在构型中，雷达传感器可以附加地用于识别或探测相应的参考对象，也用于探测诸如危险地点或障碍物的另外的传感器对象。尤其在视线受限的情况下可以借助于雷达技术保证相应环境的可靠扫描并且由此实现改进的概览。
[0020]用于借助于雷达传感器和参考对象来实施导航的可能方案可以例如如下构造: a)确定许多传感器对象S上的时间点tn，所述传感器对象S为参考对象R，其中使用特征性的特性(如高度和/或反向散射性能)用于区分非参考对象和参考对象。
[0021]b)将所探测的参考对象的相应特征与预先提供在地图上的特征比较。
[0022]c)为所有探测的参考对象在地图中搜索相应的参考对象。对此如下进行:
形成搜索窗口，从雷达传感器在起始时间点tnl的当前位置出发，其中搜索窗以其规模取决于在至少一个相应参考对象和雷达传感器之间的所测量的距离以及取决于雷达传感器或交通工具在一个测量周期内的最大可能的运动。
[0023]此外，必要时通过与相应传感器对象的相应特征向量均衡来在地图中的搜索窗口内搜索参考对象。通过相互均衡相应参考对象的相应特性，例如通过顺时针地比较距离和/或特征向量和/或布置来核实相应的参考对象。将相应的探测的参考对象民分配给相应的存放在地图上的参考对象Rj。
[0024]d)为每个分配民一R ,形成圆，其中圆周与相应的探测的参考对象到雷达传感器的距离相对应。
[0025]e)借助于长程三角测量法根据相应的圆来计算雷达传感器在地图上的当前位置。对于仅存在两种分配的情况存在两种解。相应地必须核实哪个位置是正确的，这例如通过雷达传感器或相应的交通工具在一个测量周期中可以经过的最大