Abstandswarner für Mittelkassefahrzeuge
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Abstandswarner für Mittelkassefahrzeuge
Die Antenne und die Signalverarbeitung wurden so ausgelegt, dass die gestellten Anforderungen erfüllt werden. Bei der Modellierung der Antennendiagramme können und müssen Komponenten wie Abdeckungen (Radome) und sogar Design-Abdeckungen aus dem Fahrzeugumfeld mit in die Simulation einbezogen werden. Der für den Abstandswarner benötigte bzw. definierte Abdeckungsbereich vor dem Fahrzeug – in erster Linie Reichweite und Anzahl abzudeckender Fahrspuren – ist die Eingangsgröße für das Design der Antenne. Die Verteilung der Leistung in die Haupt- und Nebenkeulen bestimmt den Ausleuchtbereich der Antenne.
Eine Grundanforderung für die Detektion von Objekten im Fahrzeugumfeld ist die Messung von relativem Abstand und Winkel sowie relativer Geschwindigkeit bezogen auf das eigene Fahrzeug. Der 24-GHz-Radarsensor sendet über eine Antenne eine elektromagnetische Welle aus. Diese wird von Objekten im Sensor-Sichtbereich reflektiert und die reflektierte Welle im Empfänger ausgewertet.
Ein Verfahren zur indirekten Laufzeitmessung ist FMCW, bei dem die Differenz-Frequenzen zwischen Sendesignal und Empfangsecho ausgewertet und Abstand und Relativgeschwindigkeit ermittelt werden können.
Die 24-GHz-Radarsensoren von Hella arbeiten nach einem gegenüber der klassischen FMCW-Abstandsmessung verbesserten Verfahren. Das klassische FMCW-Verfahren hat den Nachteil, dass die Mehrdeutigkeit zwischen Abstands- und Doppler- (bzw. Relativgeschwindigkeits-) Messung mittels mehrerer aufeinander folgender FM-Rampen aufgelöst werden muss. Deshalb erfolgt zusätzlich zur Abstandsbestimmung mittels der Differenz zwischen gesendeter und empfangener Momentan-Frequenz eine Phasendifferenzmessung zwischen mehreren ineinander verschachtelten, frequenzversetzten FM-Rampen. Durch den Einsatz von mindestens zwei Empfängern mit eigenen Antennen ist die Messung der Phasendifferenz bzw. des Einfallswinkels von Wellen möglich. Damit lassen sich Abstände, Relativgeschwindigkeiten und Winkel detektierter Objekte eindeutig mit nur einer FM-Rampe messen.
Das Vorfeld des Fahrzeugs ist mit einem Abstandswarner ausgestattet. Per Video wird die reale Umfeldsituation gezeigt, in einer darunter liegenden Maske werden die von der Signalverarbeitung detektierten Objekte veranschaulicht. Die exakte Ermittlung von Abstand, Winkel und Relativgeschwindigkeit der Objekte, korrekte Spurzuordnung sowie Erkennung und Differenzierung der Randbebauung eröffnen Potential für weitere Applikationen wie Abstandsregeltempomat (ACC, Adaptive Cruise Control) und Pre-Crash-Funktionen.
C. Roch/Harry Schubert, Elektronik
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