本發(fā)明涉及一種用于提供用于對設備的天線方向圖進行校準的校準數(shù)據(jù)的方法，這些設備配置為用于發(fā)送和/或接收電磁輻射并且屬于一個共同的結構系列。本發(fā)明尤其涉及對雷達傳感器的天線方向圖的校準，例如在機動車輛中使用這些雷達傳感器來檢測交通環(huán)境。
背景技術：
1、用于機動車輛的角度分辨的雷達傳感器通常具有帶有多個相互錯開布置的天線元件的發(fā)射天線和接收天線。被定位的雷達目標的角度信息被編碼在由不同天線元件所接收到的信號之間的幅度關系和相位關系中，并且可以從接收數(shù)據(jù)中提取，其方式為：將接收到的信號的幅度和相位與天線方向圖進行對齊，該天線方向圖描述幅度和相位的角度依賴關系。同樣地，通過與天線方向圖進行對齊可以確定被定位目標的雷達橫截面，進而確定被定位對象的延展度量。
2、屬于同一結構系列且因此彼此結構相同的雷達傳感器在理想情況下應全部具有相同的天線方向圖。然而，由于不可避免的制造公差和其他干擾影響，雷達傳感器的實際的天線方向圖彼此之間有一些偏差。為了獲得精確的定位數(shù)據(jù)，因此需要通過如下方式來補償這些偏差：針對每個雷達傳感器個別地校準天線方向圖。為此需要校準數(shù)據(jù)，這些校準數(shù)據(jù)通過如下方式獲得：在標準化條件下測量接收信號的幅度和相位。為此，對標準化反射器的雷達回波進行分析評價，這些反射器以已知角度相對于雷達傳感器布置。每個反射器位置代表一個測量點，必須針對該測量點執(zhí)行單次測量。為了獲得針對相關傳感器以高角度分辨率給出幅度和相位的角度依賴關系的校準數(shù)據(jù)，各個測量點之間的角度間距應盡可能小。但是這意味著，必須針對每個單個傳感器執(zhí)行數(shù)量相對較大的測量。測量的數(shù)量越多，應由校準數(shù)據(jù)覆蓋的角度范圍就越大，并且對于在兩個維度上(在方位角上和在仰角上)角度分辨的雷達傳感器來說測量的數(shù)量增加多倍。由于所需的校準測量是耗時且費力的，因此為了傳感器的精確校準會產生高的成本。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的任務在于，在校準數(shù)據(jù)的質量被給定的情況下，最小化所需的校準測量的數(shù)量。
2、該任務根據(jù)本發(fā)明通過一種方法解決，該方法的特征在于如下步驟：
3、a)從結構系列中選擇一組設備用于創(chuàng)建訓練文件，
4、b)針對每個選擇的設備：測量具有第一數(shù)量的測量點的目標方向圖；
5、以及創(chuàng)建具有第二數(shù)量的測量點的所屬的源方向圖，該第二數(shù)量小于所述第一數(shù)量；以及將目標方向圖和源方向圖存儲在訓練文件中，
6、c)使用訓練文件將神經網(wǎng)絡訓練為用于，根據(jù)源方向圖確定分別所屬的目標方向圖，
7、d)測量來自所述結構系列的其余設備的源方向圖，
8、e)借助神經網(wǎng)絡創(chuàng)建所屬的目標方向圖，以及
9、f)使用這些目標方向圖作為用于其余設備的校準數(shù)據(jù)。
10、上述“設備”可以是雷達傳感器或其他可以用以發(fā)送和/或接收電磁輻射的系統(tǒng)。“目標方向圖”應理解為以所需的角度分辨率反映接收到的信號的幅度和相位的角度依賴關系的天線方向圖?！霸捶较驁D”應理解為以與目標方向圖相比數(shù)量減少的測量點為基礎的天線方向圖。
11、本發(fā)明基于如下認識：在傳感器(設備)屬于同一結構系列的情況下，天線方向圖的不同部分之間存在特征上的相關性，因此可以根據(jù)針對在方向圖的一部分中的測量點所獲得的測量結果推斷出該方向圖的其他部分的外觀，而無需實際上測定該方向圖的這些其他部分。根據(jù)本發(fā)明，神經網(wǎng)絡被訓練為用于根據(jù)合適的訓練數(shù)據(jù)來識別這些相關性。如果神經網(wǎng)絡曾經訓練過，則針對單個傳感器僅測量具有數(shù)量相對較少的測量點的源方向圖并且將這些數(shù)據(jù)輸入到神經網(wǎng)絡中就足夠了，然后該神經網(wǎng)絡生成完整的目標方向圖，該目標方向圖然后可以用于傳感器的校準。
12、通過這種方式可以顯著減少用于校準傳感器的成本。
13、本發(fā)明的有利構型和進一步改進在從屬權利要求中給出。
14、源方向圖可以是覆蓋與分別所屬的目標方向圖相同的角度范圍的方向圖，但是由于測量點的數(shù)量更少而具有降低的角度分辨率。
15、另一方面，源方向圖也可以覆蓋比目標方向圖的角度范圍更小的角度范圍。在這種情況下，借助神經網(wǎng)絡對用于更大角度范圍的校準數(shù)據(jù)進行外推。
16、對于在兩個維度上角度分辨的傳感器來說，源方向圖可以代表通過二維測量場的一維截面(例如在方位角上)，而通過神經網(wǎng)絡確定的目標方向圖附加地包括用于第二維度上的至少一個截面(在仰角上)的校準數(shù)據(jù)。
17、對于為了創(chuàng)建訓練文件而選擇的傳感器(設備)來說，測量完整的目標方向圖。然后，在沒有附加測量的情況下可以通過如下方式簡單地產生所屬的源方向圖：將目標方向圖減少到一個由測量點組成的更小的組。然后在訓練網(wǎng)絡時，源方向圖形成輸入數(shù)據(jù)，并且所屬的目標方向圖提供反饋，根據(jù)該反饋，例如借助反向傳播來調整網(wǎng)絡中的神經連接的權重。
18、在一種實施方式中，針對每個傳感器存儲校準數(shù)據(jù)，這些校準數(shù)據(jù)既包含源方向圖也包含目標方向圖，其中，如果源方向圖是通過減少測量點獲得的，那么源方向圖本來就已包含在目標方向圖中。
19、在另一種實施方式中，在每個待校準的傳感器中存儲測量到的源方向圖，但是在傳感器中存儲經過訓練的神經網(wǎng)絡而不是目標方向圖，該神經網(wǎng)絡然后在傳感器運行期間提供所需的校準數(shù)據(jù)。在經過訓練的神經網(wǎng)絡的參數(shù)的數(shù)據(jù)量小于完整的目標方向圖的數(shù)據(jù)量的情況下，這種實施方式是有利的。
20、本發(fā)明的主題還包括根據(jù)上述方法經過訓練為用于產生校準數(shù)據(jù)的神經網(wǎng)絡，同樣還包括在其中存儲這種用于產生校準數(shù)據(jù)的神經網(wǎng)絡的雷達傳感器。
1.一種用于提供用于對設備的天線方向圖進行校準的校準數(shù)據(jù)的方法，所述設備配置為用于發(fā)送和/或接收電磁輻射并且屬于一個共同的結構系列，其特征在于如下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述神經網(wǎng)絡(30；30'；30”)被訓練為用于生成合成的方向圖(32；32'；32”)，所述合成的方向圖與所述源方向圖(28；28'；28”)共同形成所述目標方向圖(34)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述源方向圖(28')具有比所述目標方向圖(34)更小的值范圍，并且所述神經網(wǎng)絡(30；30'；30”)被訓練為用于，通過對來自所述源方向圖(28')的值進行外推來確定所述目標方向圖(34)。
4.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述神經網(wǎng)絡(30”)被訓練為用于，在創(chuàng)建所述目標方向圖(34)時在所述源方向圖(28”)的測量點(24”)之間進行插值。
5.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，針對配置為用于二維角度測量的設備，其中，所述源方向圖(28)僅包含針對一個維度的數(shù)據(jù)，并且所述神經網(wǎng)絡(30)被訓練為用于，從所述源方向圖(28)的數(shù)據(jù)中生成針對第二維度的數(shù)據(jù)。
6.一種用于對設備的天線方向圖進行校準的方法，所述設備配置為用于發(fā)送和/或接收電磁輻射并且屬于一個共同的結構系列，所述方法使用根據(jù)上述權利要求中任一項所述的用于提供校準數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，將所述目標方向圖(34)用于在投入運行前對所述設備進行校準。
7.一種用于對設備的天線方向圖進行校準的方法，所述設備配置為用于發(fā)送和/或接收電磁輻射并且屬于一個共同的結構系列，所述方法使用根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的用于提供校準數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，針對每個待校準的設備，將測量到的源方向圖(28；28'；28”)與所述神經網(wǎng)絡(30；30'；30”)的參數(shù)共同存儲在所述設備中并且在所述設備運行期間用于提供校準數(shù)據(jù)以及校準天線方向圖。
8.一種神經網(wǎng)絡，其被訓練為用于，實施根據(jù)權利要求1所述的方法的步驟e)。
9.一種用于機動車輛的雷達傳感器，其具有存儲器用于存儲在根據(jù)權利要求1所述的方法的步驟d)中測量到的源方向圖(28)，以及具有電子設備，在該電子設備中實現(xiàn)根據(jù)權利要求9所述的神經網(wǎng)絡(30；30'；30”)。