DE19949409A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Objektdetektierung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur ObjektdetektierungInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Objektdetektierung mit wenigstens zwei an einem Kraftfahrzeug angebrachten, abstandsauflösenden Sensoren, deren Detektionsbereiche sich wenigstens teilweise überlappen, wobei relative Positionen möglicher detektierter Objekte bezüglich der Sensoren im Überlappungsbereich nach dem Triangulationsprinzip bestimmt werden, wobei mögliche Scheinobjekte, die durch die Objektbestimmung entstehen, durch dynamische Objektbeobachtungen ermittelt werden.
Description
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren und
einer Vorrichtung entsprechend der Oberbegriffe der
unabhängigen Patentansprüche. Ein gattungsgemäßes Verfahren
und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Objektdetektion
werden beispielsweise im Rahmen einer Pre-Crash-Sensierung
bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Hierbei wird durch eine
Sensorik festgestellt, ob es zu einer möglichen Kollision
mit einem detektierten Objekt, beispielsweise einem anderen
Kraftfahrzeug, kommen wird. Falls es zu einer Kollision
kommt, wird zusätzlich bestimmt, mit welcher Geschwindigkeit
und an welchem Aufschlagpunkt es zu der Kollision kommt. In
Kenntnis dieser Daten können lebensrettende Millisekunden
für den Fahrer des Kraftfahrzeugs gewonnen werden, in denen
vorbereitende Maßnahmen beispielsweise bei der Airbag-
Ansteuerung oder bei einem Gurtstraffersystem vorgenommen
werden können. Weitere mögliche Einsatzmöglichkeiten sind
eine Einparkhilfe, eine Tote-Winkel-Detektion oder ein
Stop & Go System als Erweiterung zu einem bestehenden System
zur automatischen Fahrgeschwindigkeitsregelung (z. B. ACC,
Adaptive Cruise Control).
Aus dem SAE-Paper 1999-01-1239 "Radar-based near distance
sensing device for automotive application" von Martin Kunert
et al., veröffentlicht auf der "International Congress & Exposition,
March 1999, Detroit" im Rahmen der SAE-Session
"Intelligent Vehicle Initiative", ist eine radarbasierte
Nahfeldsensorik bekannt. Das beschriebene Mikrowellensystem
arbeitet vorzugsweise in einem Frequenzbereich von 24 GHz
und besteht aus mindestens 2 Sensoren, die die Fahrzeugfront
bzw. die komplette Heckpartie abdecken. Auf Basis der sich
aufgrund der verteilten Radarmodule ergebenden syntetischen
Antennenapertur wird die horizontale Winkelbestimmung
mittels Triangulation durchgeführt. Die einzelnen
Radarmodule besitzen jeweils einen Antennenstrahl und sind
in flacher Modulbauweise aufgebaut. Ebenfalls in dem
Radarmodul integriert ist ein Mikrocontroller, der
verschiedene Funktionen übernimmt und unter anderem die
Anbindung an die Fahrzeuginfrastruktur sicherstellt. Um das
Triangulationsprinzip anzuwenden, sind mindestens zwei
Radarmodule notwendig. Aufgrund der limitierten Bandbreite
der Radarmodule (schlechtes Trennvermögen bei der Detektion
mehrerer Objekte) und um mehrdeutige Situationen zu
vermeiden, schlagen Kunert et al. in dem SAE-Paper
1999-01-1239 eine Konfiguration mit drei Radarmodulen vor.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung anzugeben, die bei zuverlässigen
Detektionsergebnissen einen gegenüber dem Stand der Technik
geringeren Hardware-Aufwand erfordern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein
Verfahren zur Objektdetektierung mit wenigstens zwei an
einem Kraftfahrzeug angebrachten, abstandsauflösenden
Sensoren, deren Detektionsbereiche sich wenigstens teilweise
überlappen, wobei relative Positionen möglicher detektierter
Objekte bezüglich der Sensoren im Überlappungsbereich nach
dem Triangulationsprinzip bestimmt werden, wobei mögliche
Scheinobjekte, die durch die Objektbestimmung entstehen,
durch dynamische Objektbeobachtungen ermittelt werden.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe kann
gegenüber dem Stand der Technik bei gleichbleibend
zuverlässigen Detektionsergebnissen auf einen dritten
abstandsauflösenden Sensor verzichtet werden. Zwar werden
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die
Objektdetektion mit nur zwei abstandsauflösenden Sensoren im
Überlappungsbereich der Sensoren durch das
Triangulationsprinzip ebenso wie nach dem Stand der Technik
Scheinobjekte erzeugt, durch die dynamischen
Objektbeobachtungen können diese Scheinobjekte jedoch
ermittelt und entsprechend eliminiert werden. Bei der
Anordnung von mehr als zwei Sensoren bietet das
erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß weniger Sensoren
notwendig sind, als es bei entsprechenden bekannten
Verfahren nach dem Stand der Technik erforderlich wäre, um
eindeutige Meßergebnisse zu liefern.
Besonders vorteilhaft ist es, daß zur dynamischen
Objektbeobachtung wenigstens die Geschwindigkeiten und/oder
Beschleunigungen und/oder Beschleunigungsänderungen der
möglichen detektierten Objekte analysiert werden. Durch die
Analyse kann in besonders vorteilhafter Weise überprüft
werden, ob die analysierten Geschwindigkeiten und/oder
Beschleunigungen und/oder Beschleunigungsänderungen der
möglichen detektierten Objekte Werte annehmen, die außerhalb
eines vorbestimmten Wertebereichs liegen. Mit anderen
Worten, es wird überprüft, ob die möglichen detektierten
Objekte aufgrund ihrer dynamischen Bewegungen überhaupt
reale Detektionsobjekte sein können, oder ob es sich bei den
möglichen detektierten Objekten um Scheinobjekte handelt.
Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist es vorgesehen, daß die vorbestimmten
Wertebereiche entsprechend der jeweiligen Fahrsituation des
Kraftfahrzeugs bestimmt werden und/oder aus einem Speicher
entnommen werden. Es werden also die Grenzen von
Geschwindigkeit, Beschleunigung und Beschleunigungsänderung,
die ein reales Objekt von einem Scheinobjekt unterscheiden,
adaptiv an die Fahrsituation angepaßt. Hierbei werden in
besonders vorteilhafter Weise Scheinobjekte in jeder
Fahrsituation zuverlässig erkannt.
Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden insbesondere dynamische
Objektbeobachtungen bzw. dynamische Objektbewegungen
analysiert, die maßgeblich quer zur Ausrichtung des
Detektionsbereiches der Sensoren stattfinden. Diese
Ausführungsform berücksichtigt in vorteilhafter Weise den
Umstand, daß Scheinobjekte besonders in Querrichtung
unplausible Werte von Geschwindigkeit, Beschleunigung und
Beschleunigungsänderung aufweisen.
Erfindungsgemäß wird die oben genannte Aufgabe weiterhin
gelöst durch eine Vorrichtung zur Objektdetektierung mit
wenigstens zwei an einem Kraftfahrzeug angebrachten,
abstandsauflösenden Sensoren, deren Detektionsbereiche sich
wenigstens teilweise überlappen, wobei Mittel vorhanden
sind, um relative Positionen möglicher detektierter Objekte
bezüglich der Sensoren im Überlappungsbereich nach dem
Triangulationsprinzip zu bestimmen, wobei Mittel vorhanden
sind, um mögliche Scheinobjekte, die durch die
Objektbestimmung entstehen, durch dynamische
Objektbeobachtungen zu ermitteln. Durch die erfindungsgemäß
vorgesehenen Mittel zur Ermittlung von Scheinobjekten durch
dynamische Objektbeobachtungen ist es in besonders
vorteilhafter Weise möglich, zum einen mit nur zwei
abstandsauflösenden Sensoren ein Objektdetektionssystem zu
realisieren und zum anderen eine besonders hohe
Detektionszuverlässigkeit zu erreichen.
Bevorzugt werden die Sensoren als Puls-Radar-Sensoren im
24-GHz-Bereich ausgeführt und werden an der Fahrzeugfront
des Kraftfahrzeugs äquidistant angeordnet. Die bevorzugte
Detektionsreichweite der Sensoren beträgt wenigstens sieben
Meter und der bevorzugte Detektionswinkel weist wenigstens
140 Grad auf. Durch diese bevorzugte Auslegung und Anordnung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine besonders
kostengünstige und zuverlässige Lösung angegeben, die zudem
für verschiede Anwendungsfälle genutzt werden kann. Mit den
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelieferten Daten kann
beispielsweise gleichzeitig eine Pre-Crash Überwachung
vorgenommen werden und parallel die Stop & Go Funktion eines
Systems zur adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung (ACC)
unterstützt werden. Gerade in Bezug auf den zuletzt
genannten Anwendungsfall zusammen mit ACC, aber auch bei
beliebigen anderen Anwendungen, ist es vorteilhaft, wenn
zusätzlich wenigstens ein weiteres Sensorsystem mit einem
anderen Detektionsbereich vorhanden ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Objektdetektierung anhand eines
Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Detektionsschaubild zweier Sensoren und
Fig. 2 ein zweites Detektionsschaubild zweier Sensoren.
Fig. 1 zeigt ein erstes Detektionsschaubild zweier
Sensoren. Hierbei sind zwei abstandsauflösende Sensoren mit
1 und. 2 gekennzeichnet. Der bevorzugte Einsatz der in dieser
Patentanmeldung beschriebenen abstandsauflösenden Sensoren
ist die Objektdetektierung bei einem Kraftfahrzeug. Hierzu
sind die abstandsauflösenden Sensoren in der Regel sichtbar
oder unsichtbar am äußeren Umfang des Kraftfahrzeugs
angebracht. Ein möglicher Anbringungsort ist beispielsweise
die vordere Stoßstange des Kraftfahrzeugs. Dieser
Anbringungsort wird in der Regel in den Fällen ausgewählt,
in denen maßgeblich der Bereich, der in Fahrtrichtung vor
dem Kraftfahrzeug liegt, detektiert beziehungsweise
überwacht werden soll. Im Bezug auf Fig. 1 würde somit die
dargestellte Y-Achse in etwa der Oberfläche der vorderen
Stoßstange eines Kraftfahrzeugs entsprechen. Mit der in
Fig. 1 gezeigten X-Achse ist in diesem Falle die
Fahrtrichtung bzw. die Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs
bezeichnet. Die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte
symmetrische Anordnung der Sensoren 1 und 2 im Bezug auf die
gezeigte X-Achse stellt keine Einschränkung der Erfindung
dar. Ebenso wie die unsymmetrische Anordnung von
abstandsauflösenden Sensoren an einem Kraftfahrzeug ist es
möglich, eine größere Anzahl von Sensoren anzubringen.
Einzige zu berücksichtigende Voraussetzung hierbei ist, daß
der Abstand zwischen den Sensoren in eingebautem Zustand
bekannt ist, damit die Entfernungen zu Detektionsobjekten
nach dem Triangulationsprinzip bestimmt werden können. Für
Anwendungen, die einen bezüglich der Fahrzeuglängsachse
symmetrischen Erfassungsbereich benötigen, ist eine
symmetrische Anordnung der Sensoren von Vorteil.
Die Auswertung nach dem Triangulationsprinzip ist in jedem
Fall nur innerhalb des Überlappungsbereichs der Sensoren
möglich. Hierbei ergibt sich bei einem einzigen zu
detektierenden Objekt eine eindeutige Positionsaussage.
Befinden sich hingegen mehrere Objekte innerhalb des
Detektionsbereichs bzw. innerhalb des Überlappungsbereichs,
so werden die Ergebnisse, die sich aufgrund der
Triangulation ergeben, mehrdeutig. Wie diese Mehrdeutigkeit
ohne zusätzlichen Hardwareaufwand eindeutig bestimmt werden
kann, zeigt die folgende Figurenbeschreibung.
Mit den Bezugszeichen 3 und 4 sind in Fig. 1 zwei Radien um
den Einbauort des Sensors 1 gekennzeichnet, die mögliche
Detektionsabstände des Sensors 1 kennzeichnen. Mit 5 ist der
maximale Detektionswinkel des Sensors 1 bezeichnet. Die in
diesem Ausführungsbeispiel verwendeten abstandsauflösenden
Sensoren weisen beispielhaft einen Detektionswinkel von
ungefähr 140° und eine maximale Detektionsreichweite von ca.
7 m auf. Der in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Abstand
zwischen den Sensoren 1 und 2 auf der Y-Achse soll
beispielhaft ungefähr 1,2 m betragen. Durch die in dem
Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung der Sensoren
bezüglich der Y-Achse ergibt sich somit ein
Überlappungsbereich in X-Richtung von ca. 7 m und in
Y-Richtung von ca. 5 m.
Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die in
diesem Ausführungsbeispiel genannten Größenordnungen keine
Einschränkung der Erfindung darstellen. Je nach
Konfiguration des Sensorsystems liegen beliebige Detektions-
und Überlappungsbereiche im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Es sei angenommen, daß der Sensor 2 ebenfalls in zwei
verschiedenen Abständen Objekte detektiert. Diese
Detektionsradien des Sensors 2 sind mit 6 und 7
gekennzeichnet. Mit dem Bezugszeichen 8 ist der maximale
Detektionswinkel des Sensors 2 bezeichnet, der in diesem
Beispiel ebenfalls 140° betragen soll. Werden nun rein
formal alle Schnittpunkte der Detektionsradien der Sensoren
1 und. 2 gebildet, so ergeben sich die möglichen
Objektpositionen 11, 12, 21 und 22. Es sei nun weiterhin
angenommen, daß die Reflexpositionen 11 und 22 die
Positionen der real vorhandenen Objekt darstellen. Aufgrund
der Tatsache, daß die Sensoren 1 und 2 lediglich abstands-
und nicht winkelauflösend sind und die Positionen möglicher
Objekte durch die Schnittpunkte der Detektionsradien
gebildet werden, ergeben sich somit die nicht real
vorhandenen Scheinreflexe 12 und 21 an den Schnittpunkten
der Detektionsradien der Sensoren 1 und 2. Erfindungsgemäß
ist es nunmehr möglich, daß die durch die Objektdetektion
erzeugten Scheinobjekte durch dynamische Objektbeobachtungen
ermittelt werden und für die weitere Auswertung entsprechend
unberücksichtigt bleiben. Hierbei wird zur Erläuterung auf
die folgende Fig. 2 verwiesen.
Fig. 2 zeigt die identische Anordnung der beiden
abstandsauflösenden Sensoren 1 und 2, wie sie auch schon im
Rahmen der Beschreibung zur Fig. 1 gezeigt worden ist. Es
sei nun angenommen, daß die bereits aus der Beschreibung der
Fig. 1 bekannten Detektionsradien 3, 4, 6 und 7 zu einem
Zeitpunkt t0 detektiert worden sind. Somit ergeben sich zum
Zeitpunkt t0 die möglichen Objektpositionen 11, 12, 22 und
21. Wenn nun weiterhin angenommen wird, daß sich das Objekt
11 relativ zum Sensorsystem in Ruhe befindet, so bleiben zu
weiteren Zeitpunkten die Detektionsradien 3 und 6
unverändert. Ein solches in relativer Ruhe befindliches
Objekt kann beispielsweise ein sehr dicht mit konstantem
Abstand vorausfahrendes Motorrad sein. Weiterhin sei
angenommen, daß sich das Objekt 22 relativ zum eigenen
Kraftfahrzeug entgegen der gezeigten X-Achse bewegt. Das
würde bedeuten, daß sich das reale Objekt 22 zu einem
Zeitpunkt t1 an der Position 32 befindet. Diese Position 32
würde vom Sensor 1 im Abstand 4' und vom Sensor 2 im Abstand
7' detektiert werden. Dadurch, daß sich das Objekt 11
relativ zum Kraftfahrzeug bzw. zum Sensorsystem in Ruhe
befindet, wird das Objekt 11 weiterhin in Abständen 3 und 6
von den Sensoren detektiert. Durch die detektierten Abstände
4' und 7' ergeben sich in Kombination mit den detektierten
Abständen 3 und 6 die neuen Scheinreflexpositionen 31 und
33, wobei die Scheinreflexposition 31 der vorhergehenden
Scheinreflexposition 21 und die Scheinreflexposition 33 der
vorherigen Scheinreflexposition 12 entspricht. Diese
Zuordnung der Objekte zu verschiedenen Zeitpunkten
zueinander wird durch ein sogenanntes Trackingverfahren
realisiert, das dem Fachmann hinlänglich bekannt ist.
Hierbei werden Objektpositionen zu verschiedenen Zeitpunkten
in einem Speicher abgelegt und durch entsprechende
Algorithmen einander zugeordnet, so daß sich für einzelne
detektierte Objekte eine Art Detektionsspur ergibt. Über die
Zuordnung der detektierten Objektdaten zu einem bestimmten
Objekt hinaus kann anhand der gespeicherten Daten eine
Analyse der Dynamik der einzelnen Objekte vorgenommen
werden. Hierunter ist in erster Linie zu verstehen, daß für
jedes einzelne mögliche detektierte Objekt die
Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung und/oder die
Beschleunigungsänderung analysiert bzw. bestimmt wird. Die
sich dabei ergebenden Werte von Geschwindigkeit,
Beschleunigung und Beschleunigungsänderung werden im
weiteren auf ihre Plausibilität hin überprüft. Hierzu können
in einem in den Figuren nicht gezeigten Steuergerät mit
einem integrierten Mikrocontroller bestimmte Modellgrenzen
nachgebildet werden, die den physikalischen Randbedingungen
eines realen Objekts entsprechen. So ist es z. B. bekannt,
daß ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug, das einen Spurwechsel
durchführt eine Geschwindigkeit quer zur Fahrtrichtung des
eigenen Kraftfahrzeugs in der Größenordnung von ungefähr
2 m/s aufweist. In dem speziellen Fall der Analyse der
Dynamik der detektierten Objekte bedeutet dies, daß es sich
bei einer möglichen Reflexposition, die eine Geschwindigkeit
in Y-Richtung aufweist, die beispielsweise eine
Dynamikgrenze von 5 m/s überschreitet, um ein Scheinobjekt
handelt. Insbesondere die große Geschwindigkeit in
Y-Richtung ist charakteristisch für ein Scheinobjekt. Dies
verdeutlicht auch das in Fig. 2 gezeigte Beispiel. Während
sich das reale Objekt von der Position 22 zum Zeitpunkt t0
zur Position 32 zum Zeitpunkt t1 in Y-Richtung nahezu nicht
bewegt hat und somit auch eine geringe Geschwindigkeit in
Y-Richtung aufweist, weisen die Scheinobjektreflexe 12 und
21 (zum Zeitpunkt t0) mit den Scheinobjektreflexen 31 und 33
(zum Zeitpunkt t1) zwei Positionen auf, die in Y-Richtung
gegenüber den Positionen zum Zeitpunkt t0 einen deutlichen
Versatz aufweisen. Diese Scheinobjektreflexe weisen somit
eine hohe Geschwindigkeit in Y-Richtung auf, die oberhalb
einer Dynamikgrenze von beispielsweise 5 m/s liegt. Die
Scheinobjektreflexe 31 und 33 können somit eindeutig
bestimmt werden. In analoger Weise können Dynamikgrenzen für
die Beschleunigung bzw. die Beschleunigungsänderung
festgelegt werden. Die auf diese Weise bestimmten
Scheinobjektreflexe können bei der weiteren Auswertung
entsprechend berücksichtigt werden. So stellen
beispielsweise Scheinobjekte keine reale Gefahr für die Pre-
Crash-Sensorik dar.
Im allgemeinen handelt es sich bei einem möglichen
detektierten Objekt dann um einen Scheinreflex, wenn das
Objekt die vorbestimmten Dynamikgrenzen verletzt. Hierbei
bietet sich in erster Linie eine Analyse der dynamischen
Objektbewegungen an, die maßgeblich quer zur Ausrichtung der
Sensoren stattfinden. Dies ist deswegen so vorteilhaft,
weil, wie im Rahmen von Fig. 2 gezeigt, Scheinreflexe eine
hohe Geschwindigkeit in Querrichtung (zur Fahrtrichtung des
Kraftfahrzeugs bzw. zur Fahrzeuglängsachse) aufweisen. Im
allgemeinen liegt es im Rahmen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
daß beliebige analysierbare dynamische Größen der
detektierten möglichen Objekte zur Bestimmung der
Scheinreflexe herangezogen werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform können die
vorbestimmten Wertebereiche bzw. die Dynamikgrenzen der
jeweiligen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs angepaßt werden.
Hierbei können beispielsweise je nachdem wie schnell sich
das Fahrzeug fortbewegt oder auf was für einer Straße es
sich bewegt (Stadt, Landstraße oder Autobahn) oder wieviel
Verkehr vorherrscht, ein entsprechender Datensatz aus einem
Speicher entnommen werden, um ein entsprechend angepaßtes
Dynamikmodell zu bilden. Ebenso möglich ist die adaptive
Berechnung der Wertebereiche bzw. der Dynamikgrenzen aus
Werten wie eigener Fahrgeschwindigkeit, Verkehrsaufkommen,
Art der Straße und Witterungsverhältnissen. Letztlich kann
die Bestimmung von beliebigen, zum Beispiel auf dem
fahrzeuginternen Bus-System (beispielsweise CAN-Bus)
verfügbaren Signalen, abhängig gemacht werden.
Im folgenden wird nun ein mögliches Verfahren zur Bestimmung
der Scheinreflexe beschrieben. Hierbei erfolgt zunächst eine
beliebige Zuordnung der möglichen Detektionsobjekte zu den
bestimmten Reflexen, wobei als Zuordnungskriterium
beispielsweise die Priorisierung der Reflexe mit kleinstem
radialen Abstand zum Sensor-System dienen kann. In der in
Fig. 2 gezeigten Konfiguration sind zum Zeitpunkt t0 die
Reflexpositionen 11 und 21 die dichtesten Reflexe. Bei mehr
als einem "dichtesten Reflex" wird verfahrensgemäß ein
beliebiger Reflexpunkt ausgewählt. Es sei angenommen, daß
zunächst die bestimmte Reflexposition 21 als reale Position
eines Objektes angenommen wird. Ausgehend von dieser Annahme
sind die Reflexe 11 und 22 Scheinreflexe, da sie auf den
Abstandsradien 4 und 6 liegen und diese Abstandsradien
bereits zur Bestimmung der Reflexposition 21 verwendet
wurden. Weiterhin wird der Reflex 12 als ein tatsächlicher
Objekt-Reflex angenommen, da die Detektionsradien 3 und 7
noch nicht zur Bildung eines Schnittpunktes verwendet
wurden. Nach dem bereits weiter oben im Text beschriebenen
Verfahren können nach der Bestimmung der möglichen
Objektpositionen zum Zeitpunkt t1 die Reflexe 31 und 33 als
Scheinreflexe bestimmt werden, da ihre Geschwindigkeit in
Y-Richtung, wie oben beschrieben, die Dynamikgrenzen für ein
reales Objekt verletzen. Der bisher als Scheinreflex
angenommene Reflex 22 wird zum Zeitpunkt t1 hingegen ebenso
als tatsächliche Objekt-Position revidiert, wie die zuvor
als Scheinreflex angenommene Reflexposition 11. Bewegen sich
die Reflexpositionen 11 und 22 auch in weiteren
Zeitschritten innerhalb der Dynamikgrenzen, so bleibt die
Situation in der Art erhalten, wie es der realen Anordnung
entspricht. Im allgemeinen werden in jedem Zeitschritt
sukzessive alle möglichen Reflexpositionen auf die mögliche
Verletzung der Dynamik- bzw. der Modellgrenzen hin
überprüft. Hierbei wird die Reihenfolge der Überprüfung der
einzelnen Objektpositionen beispielsweise anhand der
Relevanz, das heißt, ob sie zuvor bereits als reale
Objektposition bestimmt worden sind, oder anhand der
radialen Abstände des vorhergehenden Meßzyklus festgelegt.
Im allgemeinen Fall ist es jedoch auch möglich, die
Überprüfung der einzelnen möglichen Reflexpositionen in der
Reihenfolge abzuarbeiten, in der sie in der Trackingliste im
Speicher abgelegt sind.
Disc in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen
abstandsauflösenden Sensoren sind als 24 GHz Pulsradar
ausgeführt und in die Stoßstange des Kraftfahrzeugs
integriert. Eine Ausführung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eine Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist selbstverständlich ebenso mit anderen
abstandsauflösenden Sensoren möglich. Dies können
beispielsweise laserbasierte, akustische oder auf
thermischer Messung basierende Sensoren sein. Wichtig ist in
jedem Fall, daß die Sensoren ein gutes Trennvermögen bei
mehreren detektierten Objekten aufweisen. Das im Rahmen
dieses Ausführungsbeispiels beschriebene Sensorsystem ist in
der Lage Objekte zu erkennen bzw. zu differenzieren, die
einen seitlichen Abstand bzw. Versatz von ca. 30-40 cm
zueinander aufweisen. Es ist ebenso möglich, die Sensoren
nicht nur an der Fahrzeugfront anzuordnen. Im allgemeinen
ist es möglich, die Sensoren rund um das Auto herum
anzuordnen. Die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene
Anordnung an der Frontseite des Kraftfahrzeugs eignet sich
in erster Linie als Pre-Crash-Sensorik oder in Kombination
mit einem Gerät zur automatischen
Fahrgeschwindigkeitsregelung (beispielsweise ACC, Adaptive
Cruise Control) zum Stop & Go Betrieb. Im Rahmen einer
möglichen Einparkhilfe oder auch zur Tote-Winkel-Detektion
müßten die Sensoren selbstverständlich zusätzlich an anderen
Positionen um das Auto herum angeordnet werden.
Die in der praktischen Ausführung eingesetzte
Sensoranordnung weist eine Abstandsauflösung von ca. 3 cm
und eine Winkelauflösung von ungefähr 3° auf. Für einen
Meßzyklus ist mit einer Zeitdauer von ca. 1 bis 2 ms zu
rechnen. Nach spätestens 20 ms ist bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine
mögliche Reflexposition eines detektierten Objektes so oft
erfaßt worden, daß eine sichere Aussage möglich ist, ob es
zu einem Kontakt mit dem Objekt kommen wird und ob das
Objekt real existiert. Ebenfalls möglich ist die Aussage, an
welcher Stelle und mit welcher Geschwindigkeit es zum
Kontakt mit dem Fahrzeug kommen wird. Auf der Grundlage der
Kenntnis, an welcher Stelle und mit welcher Geschwindigkeit
es zu einem Aufprall mit dem detektierten Objekt kommt,
können vorbereitende Maßnahmen im Airbag-Steuergerät oder
auch im Gurtstraffersystem angestoßen werden. Im allgemeinen
können die erhaltenen Pre-Crash-Informationen für alle
Fahrzeugsicherheitssysteme genutzt werden. Hierzu können
automatische Notrufsysteme ebenso zählen wie beispielsweise
eine Unterbrechung der Benzinzufuhr oder eine automatische
Notfallbremsung.
Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten
abstandsauflösenden Sensoren weisen eine Reichweite von ca.
7 m auf. Je nach entsprechendem Anwendungsfall können
selbstverständlich auch Sensoren mit höheren Reichweiten,
beispielsweise bis zu 20 m, eingesetzt werden. Besonders
vorteilhaft ist die Kombination des erfindungsgemäßen
Sensorsystems mit einem weiteren Sensorsystem, das einen
anderen Detektionsbereich aufweist. Hierbei ist
beispielsweise die Kombination mit einem FMCW-Radar zur
adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung (ACC, Adaptive Cruise
Control), der eine Reichweite bis zu 200 m aufweist,
möglich. Weitere mögliche Anwendungsfälle liegen ebenfalls
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der
erfindungsgemäßen Vorrichtung. An dieser Stelle seien
auswahlhaft die Tote-Winkel-Detektion, die Einparkhilfe, die
Passiv-Entry-Funktion ("Keyless Go") und die Pre-Crash-
Erkennung genannt.
Claims (10)
1. Verfahren zur Objektdetektierung mit wenigstens zwei
an einem Kraftfahrzeug angebrachten,
abstandsauflösenden Sensoren, deren Detektionsbereiche
sich wenigstens teilweise überlappen, wobei relative
Positionen möglicher detektierter Objekte bezüglich
der Sensoren im Überlappungsbereich nach dem
Triangulationsprinzip bestimmt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß mögliche Scheinobjekte, die durch die
Objektbestimmung entstehen, durch dynamische
Objektbeobachtungen ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur dynamischen Objektbeobachtung wenigstens die
Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen und/oder
Beschleunigungsänderungen der möglichen detektierten
Objekte analysiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mögliche Scheinziele dadurch ermittelt werden, daß
die analysierten Geschwindigkeiten und/oder
Beschleunigungen und/oder Beschleunigungsänderungen
der möglichen detektierten Objekte Werte annehmen, die
außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegen.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmten Wertebereiche entsprechend der
jeweiligen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs bestimmt
werden und/oder aus einem Speicher entnommen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dynamische Objektbeobachtungen analysiert werden,
die maßgeblich quer zur Ausrichtung der Sensoren
stattfinden.
6. Vorrichtung zur Objektdetektierung mit wenigstens zwei
an einem Kraftfahrzeug angebrachten,
abstandsauflösenden Sensoren, deren Detektionsbereiche
sich wenigstens teilweise überlappen, wobei Mittel
vorhanden sind, um relative Positionen möglicher
detektierter Objekte bezüglich der Sensoren im
Überlappungsbereich nach dem Triangulationsprinzip zu
bestimmen,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorhanden sind, um mögliche Scheinobjekte,
die durch die Objektbestimmung entstehen, durch
dynamische Objektbeobachtungen zu ermitteln.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren als Puls-Radar-Sensoren im
24-GHz-Bereich ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren an der Fahrzeugfront äquidistant
angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren eine Detektionsreichweite von
wenigstens sieben Metern und einen Detektionswinkel
von wenigstens I40 Grad aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich wenigstens ein weiteres Sensorsystem
mit einem anderen Detektionsbereich vorhanden ist.
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