WO2019091700A1 - Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums in einem Überwachungsbereich einer Entfernungsmessvorrichtung, Entfernungsmessvorrichtung und Fahrerassistenzsystem - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums in einem Überwachungsbereich einer Entfernungsmessvorrichtung, Entfernungsmessvorrichtung und Fahrerassistenzsystem Download PDF

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Llarina Lobo-Palacios
Christian Sturm
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining at least one free space in a monitoring area of a distance measuring device, in particular of a vehicle
  • environmental information are determined from which at least one free space is determined.
  • the invention relates to a distance measuring device for monitoring a monitoring area, in particular of a vehicle, on objects, the distance measuring device having
  • At least one transmitter for transmitting transmission signals to the surveillance area
  • At least one receiver for receiving received signals from the surveillance area
  • control and / or evaluation device for controlling the at least one transmitter and the at least one receiver and / or for evaluating received signals
  • the at least one control and / or evaluation means comprises means for determining at least one free space in the monitoring area from the received signals.
  • the invention relates to a driver assistance system of a vehicle having at least one distance measuring device
  • At least one electronic control device for controlling functional devices of the vehicle depending on environmental information provided by at least one distance measuring device, - And at least one distance measuring device for determining environmental information from a monitoring area, the at least one distance measuring device
  • At least one transmitter for transmitting transmission signals to the surveillance area
  • At least one receiver for receiving received signals from the surveillance area
  • control and / or evaluation device for controlling the at least one transmitter and the at least one receiver and / or for evaluating received signals
  • the at least one control and / or evaluation means comprises means for determining at least one free space in the monitoring area from the received signals.
  • a method is known in particular for improving the reactivity of vehicles or vehicle drivers when danger occurs in traffic.
  • the lying in the direction of travel of a vehicle vehicle environment is examined for a free driving space. At least the location parameters of the free travel area are made available to a system or a person for further processing.
  • the invention has for its object to design a method, a distance measuring device and a driver assistance system of the type mentioned, in which an accuracy and / or reliability of the free space determination can be improved.
  • the environmental information is characterized by a distance-dependent amplitude characteristic, which depends on distances from a reference range of the distance-measuring device, the amplitude profile is compared in terms of amplitude with a free space threshold, which is set or specified in terms of amplitude below a predefinable detection threshold for determining target signals,
  • an outer boundary of the at least one free space is defined.
  • an amplitude-related detection threshold is predetermined, which may be so high that correspondingly stronger detections can be identified as target signals.
  • the detection threshold can advantageously be specified such that increases in the amplitude profile that result from reflections of the transmission signals on real target objects are above the detection threshold. With the detection threshold, an appropriate false detection rate can be achieved.
  • a free space threshold is defined, which lies below the detection threshold. With the free space threshold, according to the invention, even smaller increases in amplitude can be detected, which can result in particular from weak reflections on real objects. In this way it can be ensured that even objects with weak reflections can be detected and no object for determining the free space is overlooked.
  • the outer limit of the free space is thus determined by the safety of the reference range of the distance measuring device closest to the amplitude increase, which are above the free space threshold. Thus, on the whole, it can be ensured that the free space is even more likely to be free of any objects.
  • the free space determination can be performed in this way more accurate and reliable.
  • a free space is part of the corresponding surveillance area, which is extremely likely to be free of objects. To be considered free space, the distance dependent amplitude must be below the free space threshold.
  • the outer boundary of the free space describes the end of the free space away from the reference area.
  • An inner boundary of the free space can accordingly describe the end of the free space facing the reference area.
  • the reference range of the distance measuring device may be a reference point, a reference line or a reference surface to which the distances can be referred.
  • the reference range may be defined by the position of a transmitter and / or a receiver of the rangefinder.
  • the free space threshold can be fixed prior to commissioning of the distance measuring device or adjusted during operation.
  • the free space threshold can be specified in particular during a calibration of the removal device.
  • the free space threshold can be adjusted according to the environmental conditions and / or the operating conditions. Thus, overall, reliability and accuracy of free space determination can be improved.
  • the invention can also be used to detect objects which move on a trajectory tangent to the reference region.
  • Such objects may be susceptible to false detections, in particular due to noise or interference from other sources, which without the invention would be detected with little probability as detections associated with real objects.
  • the invention enables the identification of false detections.
  • such false detections that have arisen due to accumulation from previous measurement cycles in a map and / or detections that have been erroneously classified as static can be identified.
  • it can be detected by means of the invention whether an object originally recognized as static, in particular a stationary pedestrian, a parked vehicle or the like, has moved.
  • the invention can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can be used in a land vehicle, in particular a passenger car, truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft and / or a watercraft.
  • the invention can also be used in autonomous or at least partially autonomous vehicles.
  • a vehicle recognized free spaces can be identified as free and / or parking spaces. Knowledge of open spaces can improve the responsiveness of vehicles or vehicle drivers when traffic hazards occur. In particular, in combination with a driver assistance system so the driving safety and / or driving comfort can be improved.
  • Standing or moving objects, in particular vehicles, persons, obstacles, road bumps, in particular potholes or stones, roadway boundaries, free spaces, in particular parking spaces, or the like, can be detected as ambient information with the distance measuring device.
  • the detection device may advantageously be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device and / or a parking assistance system or the like.
  • the object data detected by the detection device in particular the distance, orientation and / or relative speed of an object relative to the vehicle, transmitted to the control device and for influencing driving functions, in particular the speed, a brake function, a steering function, a chassis control and / or an output of a warning and / or warning signal, in particular for the driver or the like.
  • the free space threshold can be adjusted depending on a noise of the amplitude curve. In this way, the free space threshold can be adapted to the noise component in the amplitude curve.
  • the free space threshold can be chosen to be above a maximum noise. Thus, an overall accuracy of the method can be improved.
  • the free space threshold can be set or specified with an offset function starting from the detection threshold.
  • an offset function can be preset or set constant over at least part of the amplitude profile and / or can be variably preset or set at least over part of the amplitude profile.
  • the offset function can be set constant at least over part of the amplitude curve.
  • the offset function can have a constant value over the entire amplitude curve. Thus, a calculation effort can be reduced accordingly.
  • the offset function can be variably set or adjusted over at least part of the amplitude profile. In this way, the offset function can be adjusted individually in particular to the noise and / or the course of the detection threshold.
  • an offset function can be set or adjusted in terms of amplitude constant or variable over at least part of the amplitude profile and / or can be preset or set at least temporally constant or variable over a part of the amplitude profile.
  • the offset function can be better adapted in particular to the noise and / or the detection threshold.
  • the offset function can be chosen so that an improvement in the accuracy and reliability of the free space determination is achieved.
  • the offset function can be constant in terms of amplitude and / or time over at least part of the amplitude profile. This makes it easier to specify the offset function.
  • the offset function can be variable in amplitude and / or time over at least part of the amplitude curve.
  • the offset function can be adapted to an amplitude-related and / or temporal course, in particular of the detection threshold, the noise and / or the amplitude profile of the surroundings information.
  • At least one free space can be used as a spatial one-dimensional distance, as a two-dimensional surface or as three-dimensional volume can be defined. In this way, depending on the application and arrangement of the distance measuring device in each case the most suitable free space information can be obtained.
  • At least one free space can be specified as a two-dimensional surface via an azimuth angle or an elevation angle or as a three-dimensional volume via azimuth and elevation.
  • At least one free space can be defined as a vertical or horizontal section or as a spatial section.
  • At least one free space can be defined two-dimensionally as a circular sector or three-dimensionally as a spherical sector.
  • distances, directions and / or speeds of any objects relative to the reference range of the distance measuring system can be determined from the environmental information.
  • a location, in particular a distance and a direction, and / or a movement of a possible object relative to the reference range of the distance measuring device can be determined.
  • detected objects can also be identified as static or dynamic, in particular on the basis of the speed information. This allows more accurate statements about the free space.
  • At least one radar system, a LiDAR system, an ultrasound system or another type of distance measuring system can be used to determine the environmental information.
  • a monitoring area can be precisely and quickly monitored for objects.
  • Such distance measuring systems work without contact.
  • a scanning, in particular scanning, measuring system can be used for the distance measuring device.
  • a monitoring area can be scanned accordingly.
  • the environmental information can be determined from the received signals by means of at least one Fourier transformation.
  • an amplitude curve in be determined a so-called distance gate Dopplertor matrix.
  • Any objects in the surveillance area may be represented in such a range gate doppler gate matrix by corresponding target signals in the form of amplitude peaks.
  • a distance of a corresponding object to the reference range of the distance measuring device can be determined.
  • Doppler values corresponding relative velocities can be determined.
  • the intensities of the corresponding range cells obtained from the Fourier transform of the received signals must be below the free space threshold.
  • the free space threshold can be predetermined or adjusted depending on a noise of the amplitude curve in the Doppler and / or distance dimension. In this way, the accuracy and / or reliability of the free space determination can be further improved.
  • At least one multidimensional discrete Fourier transformation in particular at least one two-dimensional or three-dimensional Fourier transformation, can be performed.
  • a fast Fourier transform FFT
  • radar signals can be reshaped using Fourier transforms.
  • an inner limit of the free space can additionally be specified or set.
  • a distance of an opening of the free space from the reference range of the removal device can be predetermined.
  • the clearance is between the inner border and the outer border.
  • the inner boundary may lie behind a near zone of the distance measuring device. In this way, any objects in the vicinity can be disregarded in the free space determination.
  • the inner limit can be set at a distance of approximately between 10 cm and 1 m from the reference range of the distance measuring device.
  • control and / or evaluation device comprises means for performing the method according to the invention.
  • control and / or evaluation device may comprise means for carrying out at least one multi-dimensional discrete Fourier transformation of the received signals.
  • control and / or evaluation device has means for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle in a driving situation in plan view, with a driver assistance system and exemplarily four radar systems for monitoring respective monitoring areas;
  • FIG. 2 shows a functional representation of the motor vehicle with the driver assistance system and one of the radar systems from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a distance-gate-amplitude diagram in which an amplitude profile of a radar measurement with one of the radar systems from FIG. 1 is shown.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 10 in the form of a passenger car in a driving situation in plan view.
  • the motor vehicle 10 has, for example, four identical radar systems 12.
  • the radar systems 12 are arranged, for example, at the four corners of the motor vehicle 10. With the radar systems 12, respective monitoring areas 14 in the direction of travel 16 can be monitored obliquely in front of and obliquely behind the motor vehicle 10 towards objects 18.
  • the radar systems 12 can also be arranged at other locations on the motor vehicle 10 and aligned differently. It is also possible to provide more or less than four radar systems 12.
  • the objects 18 may, for example, be other vehicles, persons, obstacles, road bumps, for example potholes or stones, roadway boundaries or the like. In the figures 1 and 2, some objects 18 are indicated by way of example.
  • Each radar system 12 is designed, for example, as a frequency-modulated continuous wave radar.
  • Frequency-modulated continuous wave radars are also referred to in the art as FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radars.
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • a distance, a direction and a velocity of the object 18 relative to a reference point of the motor vehicle 10 can be determined.
  • Reference point for example, be the position of a transmitter 26 of the radar system 12 on the motor vehicle 10.
  • the radar systems 12 are part of a driver assistance system 20 or can at least be connected to it.
  • FIG. 2 shows a functional diagram of the driver assistance system 20, some exemplary components of the motor vehicle 10, and one of the radar systems 12.
  • a driver of the motor vehicle 10 can be supported.
  • the motor vehicle 10 using the driver assistance system 20 at least partially drive autonomously, on or off parking.
  • driving functions of the motor vehicle 10 such as a motor control, a braking function or a steering function, influenced or hints or warning signals are issued.
  • the driver assistance system 20 is connected to functional devices 22 in a regulating and / or controlling manner.
  • FIG. 2 shows by way of example two functional devices 22.
  • the functional devices 22 may be, for example, an engine control system, a brake system, a steering system, a chassis control or a signal output system.
  • the driver assistance system 20 has an electronic control device 24 with which corresponding electronic control and regulating signals can be transmitted to the functional devices 22 and / or received and processed by them.
  • Each radar system 12 includes by way of example a transmitter 26, an electronic control and evaluation device 28 and a receiver 30.
  • Each control and evaluation device 28 is technically connected to the control device 24.
  • driving functions of the motor vehicle 10 can be controlled / regulated depending on environmental information that is determined with the radar systems 12.
  • electrical / electronic control and / or evaluation devices such as the control device 24, the control and evaluation devices 28, an engine control unit of the motor vehicle 10 or the like Chen, integrated in one or more components or groups of components or at least partially realized as decentralized components or groups of components.
  • transmission signals 32 can be sent, for example, with constantly changing frequency in the corresponding monitoring area 14.
  • the transmit signals 32 are optionally reflected on objects 18 and sent back as corresponding receive signals 34 to the receiver 30 and received therewith. From the received signals 34, the distance, the direction and the speed of the object 18 relative to the motor vehicle 10 or the reference point are determined by the control and evaluation device 28.
  • the method for determining environmental information from the corresponding monitoring area 14 will be explained below by way of example with reference to one of the radar systems 12.
  • the transmitter 26 is controlled so that transmission signals 32 are sent to the monitoring area 14.
  • the transmission signals 32 are generated, for example, from frequency-modulated continuous-wave signals.
  • Reflected echoes of the transmission signals 32 are received by the corresponding receiver 30 as received signals 34 on the object 18 and if necessary brought into a form which can be utilized by the control and evaluation device 28.
  • false detections for example in the form of noise or possibly interferences from other sources, can be received by the receiver 30 as receive signals 34 from the monitoring area 14.
  • the reception signals 34 received by the receiver 30 are subjected to a two-dimensional fast Fourier transformation by appropriate means of the control and evaluation device 28.
  • the result of the Fourier transformation results in an amplitude curve 36 for the transformed received signals 34.
  • the amplitude curve 36 in the range gate dimension is shown by way of example in a distance-gate-amplitude diagram.
  • the amplitude curve 36 is dependent on a distance to the reference point. From the result of the two-dimensional discrete Fourier transformation, target signals 38a of physically existing target objects and their respective amplitudes emerge as peaks.
  • the amplitude curve 36 characterizes the intensity of a possible target signal 38a or, if it is in the corresponding monitoring area 14, only noise.
  • a target object is an area of an object 18 on which transmit signal 32 can be reflected. Multiple targets may originate from the same object 18 or from different objects 18.
  • the range gates correspond to so-called “range bins.”
  • the Doppler ports correspond to so-called relative speed gates or "Doppler bins.”
  • the amplitude profile 36 is compared with a predetermined detection threshold 40.
  • the detection threshold 40 is shown by way of example in FIG. 3 as a constant amplitude.
  • the detection threshold 40 can be predetermined and stored, for example, before commissioning of the radar system 12 during test measurements.
  • the detection threshold 40 is selected so that only target signals 38a of real target objects whose amplitudes are correspondingly large are above the detection threshold 40 and therefore detected. From the target signals 38a, a distance, a velocity and / or a direction of the corresponding target objects relative to the reference point of the radar system 12 can be determined.
  • a free space threshold 44 is given in terms of amplitude below the detection threshold 40.
  • the free space threshold 44 is reduced, for example, by a constant amplitude offset 48 with respect to the detection threshold 40.
  • the amplitude offset 48 is selected so that the free space threshold 44 is above the noise 50 so that noise 50 is not erroneously identified as the target signal 38a or 38b.
  • the amplitude curve 36 is compared with the free space threshold 44. If available, possible target signals 38b are determined whose amplitudes lie above the free space threshold 44 and below the detection threshold 40.
  • the possible target signals 38b are provided with the reference numeral 38b for easier discrimination of the above-mentioned target signals 38a.
  • the potential target signals 38b may be due, for example, to weak reflections to target objects or to signal noise.
  • Target objects which generate the possible target signals 38b are provided with the reference symbols 18b as black dots in FIG. 1 for the sake of simpler distinctness.
  • the possible target signals 38b are not detected in the comparison with the detection threshold 40, since their reflections are too weak.
  • the free space threshold 44 it is ensured that even very weak reflections of possible target objects can be used to determine the free space 42.
  • the smallest distance 52 in which the amplitude curve 36 lies above the free space threshold 44 is defined as the outer boundary 46 of the free space 42.
  • the clearance 42 Due to the opening angle of the radar system 12, the clearance 42 has the shape of a circular sector, for example in FIG. 1, depending on the orientation of the radar system 12.
  • the free space 42 is shown as a two-dimensional area in azimuth.
  • the free space 42 can also be defined in the elevation direction or as a three-dimensional volume.
  • an inner boundary 54 for the free space 42 can additionally be specified. This is shown by way of example in FIG. 1 at the free space 42, which is determined by the left-hand radar system 12 in the direction of travel 16.
  • the inner boundary 54 may eliminate the near range of the radar system 12, for example, at distances of about 20 cm to 50 cm from the radar system 12.
  • the bumper of the vehicle 10 may be arranged, which would be erroneously detected as relative to the motor vehicle 10 static object.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums (42) in einem Überwachungsbereich (14) einer Entfernungsmessvorrichtung (12) insbesondere eines Fahrzeugs (10), eine Entfernungsmessvorrichtung (12) und ein Fahrerassistenzsystem (20) beschrieben. Bei dem Verfahren werden Sendesignale (32) in den Überwachungsbereich (14) gesendet werden, Empfangssignale (34) aus dem Überwachungsbereich (14) empfangen und aus den Empfangssignalen (34) Umgebungsinformationen ermittelt, aus denen wenigstens ein Freiraum (42) ermittelt wird. Die Umgebungsinformationen werden durch einen entfernungsabhängigen Amplitudenverlauf (36) charakterisiert, der von Entfernungen von einem Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung (12) abhängig ist. Der Amplitudenverlauf wird amplitudenmäßig mit einer Freiraumschwelle verglichen, welche amplitudenmäßig unterhalb einer vorgebbaren Detektionsschwelle zur Ermittlung von Zielsignalen eingestellt oder vorgegeben wird. Mit der kleinsten Entfernung, in der der Amplitudenverlauf amplitudenmäßig oberhalb der Freiraumschwelle liegt, wird eine äußere Grenze (46) des wenigstens einen Freiraums (42) definiert.

Description

Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums in einem Überwachungsbereich einer Entfernungsmessvorrichtung, Entfernungsmessvorrichtung und
Fahrerassistenzsystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums in einem Überwachungsbereich einer Entfernungsmessvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs
- bei dem Sendesignale in den Überwachungsbereich gesendet werden,
- Empfangssignale aus dem Überwachungsbereich empfangen werden
- und aus den Empfangssignalen Umgebungsinformationen ermittelt werden, aus denen wenigstens ein Freiraum ermittelt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Entfernungsmessvorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs insbesondere eines Fahrzeugs auf Objekte hin, wobei die Entfernungsmessvorrichtung aufweist
- wenigstens einen Sender zum Senden von Sendesignalen in den Überwachungsbereich,
- wenigstens einen Empfänger zum Empfangen von Empfangssignalen aus dem Überwachungsbereich
- und wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Senders und des wenigstens einen Empfängers und/oder zur Auswertung von Empfangssignalen,
- wobei die wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweist zur Ermittlung wenigstens eines Freiraums im Überwachungsbereich aus den Empfangssignalen.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs mit wenigstens einer Entfernungsmessvorrichtung aufweisend
- wenigstens eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung von Funktionseinrichtungen des Fahrzeugs abhängig von Umgebungsinformationen, welche durch wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung bereitgestellt werden, - und wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung zur Ermittlung von Umgebungsinformationen aus einem Überwachungsbereich, wobei die wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung aufweist
- wenigstens einen Sender zum Senden von Sendesignalen in den Überwachungsbereich,
- wenigstens einen Empfänger zum Empfangen von Empfangssignalen aus dem Überwachungsbereich und
- wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Senders und des wenigstens einen Empfängers und/oder zur Auswertung von Empfangssignalen,
- wobei die wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweist zur Ermittlung wenigstens eines Freiraums im Überwachungsbereich aus den Empfangssignalen.
Stand der Technik
Aus der DE 100 49 229 A1 ist ein Verfahren insbesondere zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit von Fahrzeugen oder Fahrzeuglenkern bei Auftreten von Gefahr im Verkehr bekannt. Bei dem Verfahren wird das in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs liegende Fahrzeugumfeld auf einen freien Fahrraum hin untersucht. Zumindest die Ortsparameter des freien Fahrraums werden einem System oder einer Person zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Entfernungsmessvorrichtung und ein Fahrerassistenzsystem der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Freiraumbestimmung verbessert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
- die Umgebungsinformationen durch einen entfernungsabhängigen Amplitudenverlauf charakterisiert werden, der von Entfernungen von einem Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung abhängig ist, - der Amplitudenverlauf amplitudenmäßig mit einer Freiraumschwelle verglichen wird, welche amplitudenmäßig unterhalb einer vorgebbaren Detektionsschwelle zur Ermittlung von Zielsignalen eingestellt oder vorgegeben wird,
- mit der kleinsten Entfernung, in der der Amplitudenverlauf amplitudenmäßig oberhalb der Freiraumschwelle liegt, eine äußere Grenze des wenigstens einen Freiraums definiert wird.
Erfindungsgemäß wird also eine amplitudenmäßige Detektionsschwelle vorgegeben, welche so hoch liegen kann, dass entsprechend stärkere Detektionen als Zielsignale identifiziert werden können. Die Detektionsschwelle kann vorteilhafterweise so vorgegeben werden, dass Erhöhungen des Amplitudenverlaufs, die von Reflexionen der Sendesignale an realen Zielobjekten herrühren, über der Detektionsschwelle liegen. Mit der Detektionsschwelle kann so eine angemessene Falschdetektionsrate erzielt werden. Ferner wird eine Freiraumschwelle definiert, welche unterhalb der Detektionsschwelle liegt. Mit der Freiraumschwelle können erfindungsgemäß auch geringere Amplitudenerhöhungen erfasst werden, welche insbesondere von schwachen Reflexionen an realen Objekten herrühren können. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch Objekte mit schwachen Reflexionen erfasst werden können und kein Objekt zur Bestimmung des Freiraums übersehen wird. Die äußere Grenze des Freiraums wird also sicherheitshalber durch die vom Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung am nächsten gelegenen Amplitudenerhöhung bestimmt, welche über der Freiraumschwelle liegen. So kann insgesamt sichergestellt werden, dass der Freiraum mit noch größerer Wahrscheinlichkeit frei von etwaigen Objekten ist. Die Freiraumbestimmung kann auf diese Weise genauer und zuverlässiger durchgeführt werden.
Ein Freiraum ist ein Teil des entsprechenden Überwachungsbereichs, der mit extrem großer Wahrscheinlichkeit frei von Objekten ist. Um als Freiraum betrachtet zu werden, muss die entfernungsabhängige Amplitude unterhalb der Freiraumschwelle liegen.
Die äußere Grenze des Freiraums beschreibt das von der Referenzbereich entfernte Ende des Freiraums. Eine innere Grenze des Freiraums kann entsprechend das dem Referenzbereich zugewandte Ende des Freiraums beschreiben. Der Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung kann ein Referenzpunkt, eine Referenzlinie oder eine Referenzfläche sein, auf den die Entfernungen bezogen werden können. Der Referenzbereich kann durch die Position eines Senders und/oder eines Empfängers der Entfernungsmessvorrichtung definiert werden.
Vorteilhafterweise kann die Freiraumschwelle vor der Inbetriebnahme der Entfernungsmessvorrichtung fix vorgegeben werden oder während des Betriebs eingestellt werden. Die Freiraumschwelle kann insbesondere bei einer Kalibrierung der Entfernungsvorrichtung vorgegeben werden. Während des Betriebs kann die Freiraumschwelle entsprechend an die Umgebungsbedingungen und/oder die Betriebsbedingungen angepasst werden. So kann insgesamt eine Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Freiraumbestimmung verbessert werden.
Mithilfe der Erfindung ist es möglich, auch Objekte zu erfassen, bei denen nicht oder nur schwer erkannt werden kann, ob sie statisch oder dynamisch sind. Insbesondere können mit der Erfindung auch Objekte erkannt werden, welche sich auf einer bezüglich dem Referenzbereich tangentialen Trajektorie bewegen. Derartige Objekte können insbesondere aufgrund von Rauschen oder Interferenzen von anderen Quellen anfällig für Falschdetektionen sein, die ohne die Erfindung nur mit geringer Wahrscheinlichkeit als zu realen Objekten gehörende Detektionen erfasst würden. Die Erfindung ermöglicht die Identifikation von Falschdetektionen. Insbesondere können erfindungsgemäß solche Falschdetektionen identifiziert werden, die durch Akkumulation aus vorherigen Messzyklen in einer Karte entstanden sind, und/oder Detektionen, die fälschlicherweise als statisch klassifiziert wurden. Ferner kann mithilfe der Erfindung erkannt werden ob ein ursprünglich als statisch erkanntes Objekt, insbesondere ein stehender Fußgänger, ein parkendes Fahrzeug oder dergleichen, sich bewegt hat.
Die Erfindung kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei autonomen oder wenigstens teilweise autonomen Fahrzeugen eingesetzt werden. Bei einem Fahrzeug können erkannte Freiräume als freie Fahrräume und/oder Parkräume identifiziert werden. Durch die Kenntnis von Freiräumen kann eine Reaktionsfähigkeit von Fahrzeugen oder Fahrzeuglenkern bei Auftreten von Gefahren im Verkehr verbessert werden. Insbesondere in Kombination mit einem Fahrerassistenzsystem kann so die Fahrsicherheit und/oder ein Fahrkomfort verbessert werden.
Mit der Entfernungsmessvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Freiräume, insbesondere Parklücken, oder dergleichen, als Umgebungsinformationen erfasst werden.
Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise können die mit der Detektionsvorrichtung erfassten Objektdaten, insbesondere die Entfernung, Orientierung und/oder Relativgeschwindigkeit eines Objekts relativ zum Fahrzeug, an die Steuervorrichtung übermittelt und zur Beeinflussung von Fahrfunktionen, insbesondere der Geschwindigkeit, einer Bremsfunktion, einer Lenkungsfunktion, einer Fahrwerksregelung und/oder einer Ausgabe eines Hinweis- und/oder Warnsignals insbesondere für den Fahrer oder dergleichen, verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Freiraumschwelle abhängig von einem Rauschen des Amplitudenverlaufs eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Freiraumschwelle an den Rauschanteil im Amplitudenverlauf angepasst werden. Die Freiraumschwelle kann so gewählt werden, dass sie oberhalb eines maximalen Rauschens liegt. So kann insgesamt eine Genauigkeit des Verfahrens verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Freiraumschwelle mit einer Offset-Funktion ausgehend von der Detektionsschwelle eingestellt oder vorgegeben werden. Auf diese Weise kann die Freiraumschwelle mit der ohnehin vorgegebenen Detektionsschwelle gekoppelt werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Offset- Funktion wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs konstant vorgegeben oder eingestellt werden und/oder wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs variabel vorgegeben oder eingestellt werden. Die Offset-Funktion kann wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs konstant vorgegeben werden. Die Offset- Funktion kann über den gesamten Amplitudenverlauf einen konstanten Wert aufweisen. So kann ein Rechenaufwand entsprechend verringert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Offset- Funktion wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs variabel vorgegeben oder eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Offset-Funktion individuell insbesondere an das Rauschen und/oder den Verlauf der Detektionsschwelle angepasst werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Offset- Funktion wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs amplitudenmäßig konstant oder variabel vorgegeben oder eingestellt werden und/oder wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs zeitlich konstant oder variabel vorgegeben oder eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Offset-Funktion besser insbesondere an das Rauschen und/oder die Detektionsschwelle angepasst werden. Insgesamt kann die Offset- Funktion so gewählt werden, dass eine Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Freiraumbestimmung erreicht wird.
Vorteilhafterweise kann die Offset- Funktion wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs amplitudenmäßig und/oder zeitlich konstant sein. So kann die Offset-Funktion einfacher vorgegeben werden.
Vorteilhafterweise kann die Offset- Funktion wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs amplitudenmäßig und/oder zeitlich variabel sein. So kann die Offset-Funktion an einen amplitudenmäßigen und/oder zeitlichen Verlauf insbesondere der Detektionsschwelle, des Rauschens und/oder des Amplitudenverlaufs der Umgebungsinformationen angepasst werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens ein Freiraum als räumlich eindimensionale Strecke, als zweidimensionale Fläche oder als dreidimensionales Volumen definiert werden. Auf diese Weise kann je nach Anwendung und Anordnung der Entfernungsmessvorrichtung jeweils die am besten geeignete Freirauminformation gewonnen werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Freiraum als zweidimensionale Fläche über einen Azimutwinkel oder einen Elevationswinkel oder als dreidimensionales Volumen über Azimut und Elevation vorgegeben werden. Wenigstens ein Freiraum kann als vertikaler oder horizontaler Schnitt oder als räumlicher Ausschnitt definiert sein. Wenigstens ein Freiraum kann zweidimensional als Kreissektor oder dreidimensional als Kugelsektor definiert sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können aus den Umgebungsinformationen Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von etwaigen Objekten relativ zu dem Referenzbereich des Entfernungsmesssystems ermittelt werden. Auf diese Weise kann ein Ort, insbesondere eine Entfernung und eine Richtung, und/oder eine Bewegung eines etwaigen Objekts relativ zu dem Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung bestimmt werden. So können erfasste Objekte insbesondere auf Basis der Geschwindigkeitsinformationen auch als statisch oder dynamisch identifiziert werden. Dies erlaubt genauere Aussagen über den Freiraum.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann für die Ermittlung der Umgebungsinformationen wenigstens ein Radarsystem, ein LiDAR-System, ein Ultraschallsystem oder ein andersartiges Abstandsmesssystem verwendet werden. Mit derartigen Abstandsmesssystemen kann ein Überwachungsbereich genau und schnell auf Objekte hin überwacht werden. Derartige Abstandsmesssystemen arbeiten berührungslos.
Vorteilhafterweise kann für die Entfernungsmessvorrichtung ein abtastendes, insbesondere scannendes, Messsystem verwendet werden. Mit derartigen Messsystemen kann ein Überwachungsbereich entsprechend abgetastet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die Umgebungsinformationen mithilfe wenigstens einer Fouriertransformation aus den Empfangssignalen ermittelt werden. Mithilfe der Fouriertransformation kann ein Amplitudenverlauf in einer sogenannten Entfernungstor-Dopplertor-Matrix ermittelt werden. Etwaige Objekte im Überwachungsbereich können in einer derartigen Entfernungstor-Dopplertor-Matrix durch entsprechende Zielsignale in Form von Amplituden-Peaks dargestellt werden. Aus den entsprechenden Entfernungswerten der Zielsignale kann eine Entfernung eines entsprechenden Objekts zu dem Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung ermittelt werden. Aus den Dopplerwerten können entsprechende Relativgeschwindigkeiten ermittelt werden.
Um als Freiraum betrachtet zu werden, müssen die Intensitäten der entsprechenden Entfernungszellen, welche aus der Fourier-Transformation der Empfangssignale erhalten werden, unterhalb der Freiraumschwelle liegen.
Vorteilhafterweise kann die Freiraumschwelle abhängig von einem Rauschen des Amplitudenverlaufs in der Doppler- und/oder Entfernungsdimension vorgegeben oder eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Freiraumbestimmung weiter verbessert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine mehrdimensionale diskrete Fouriertransformation, insbesondere wenigstens eine zweidimensionale oder dreidimensionale Fouriertransformation, durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) durchgeführt werden.
Mithilfe von Fourier-Transformationen können insbesondere Radarsignale entsprechend umgeformt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann zusätzlich eine innere Grenze des Freiraums vorgegeben oder eingestellt werden. Mit der inneren Grenze kann eine Entfernung eines Anfangs des Freiraums von dem Referenzbereich der Entfernungsvorrichtung vorgegeben werden. Der Freiraum befindet sich zwischen der inneren Grenze und der äußeren Grenze. Auf diese Weise können Signale, die ihren örtlichen Ursprung zwischen dem Referenzbereich der Entfernungsvorrichtung und der inneren Grenze des Freiraums haben, bei der Freiraumbestimmung unberücksichtigt bleiben. Derartige Signale können durch Reflexionen an relativ zu dem Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung statischen Objekte hervorgerufen werden. Insbeson- dere können durch die Vorgabe der inneren Grenze des Freiraums Reflexionen an einer Stoßstange des eigenen Fahrzeugs unberücksichtigt bleiben.
Vorteilhafterweise kann die innere Grenze hinter einem Nahbereich der Entfernungsmessvorrichtung liegen. Auf diese Weise können etwaige Objekte in dem Nahbereich bei der Freiraumbestimmung unberücksichtigt bleiben.
Vorteilhafterweise kann die innere Grenze in einem Abstand von etwa zwischen 10 cm und 1 m vom Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung vorgegeben werden.
Die Aufgabe wird ferner bei der erfindungsgemäßen Entfernungsmessvorrichtung dadurch gelöst, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Vorteilhafterweise kann die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweisen zur Durchführung wenigstens einer mehrdimensionalen diskreten Fourier-Transformation der Empfangssignale.
Die Aufgabe wird außerdem bei der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung Mittel aufweist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Entfernungsmessvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel im der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschrei- bung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 ein Kraftfahrzeug in einer Fahrsituation in der Draufsicht, mit einem Fahrerassistenzsystem und bespielhaft vier Radarsystemen zu Überwachung jeweiliger Überwachungsbereiche;
Figur 2 eine Funktionsdarstellung des Kraftfahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und einem der Radarsysteme aus der Figur 1 ;
Figur 3 ein Entfernungstor-Amplituden-Diagramm, in dem ein Amplitudenverlauf einer Radarmessung mit einem der Radarsysteme aus der Figur 1 gezeigt ist.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in einer Fahrsituation in der Draufsicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über beispielhaft vier identische Radarsysteme 12. Die Radarsysteme 12 sind beispielhaft an den vier Ecken des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit den Radarsystemen 12 können jeweilige Überwachungsbereiche 14 in Fahrtrichtung 16 schräg vor und schräg hinter dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Die Radarsysteme 12 können auch an anderen Stellen am Kraftfahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Es können auch mehr oder weniger als vier Radarsysteme 12 vorgesehen sein. Bei den Objekten 18 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen handeln. In den Figuren 1 und 2 sind beispielhaft einige Objekte 18 angedeutet.
Jedes Radarsystem 12 ist beispielsweise als frequenzmoduliertes Dauerstrichradar ausgestaltet. Frequenzmodulierte Dauerstrichradare werden in Fachkreisen auch als FMCW (Frequency modulated continuous wave) Radare bezeichnet. Mit dem Radarsystem 12 kann beispielsweise eine Entfernung, eine Richtung und eine Geschwindigkeit des Objektes 18 relativ einem Referenzpunkt des Kraftfahrzeugs 10 ermittelt wer- den. Referenzpunkt kann beispielsweise die Position eines Senders 26 des Radarsystems 12 am Kraftfahrzeug 10 sein.
Die Radarsysteme 12 sind Teil eines Fahrerassistenzsystems 20 oder können zumindest mit diesem verbunden sein. In der Figur 2 ist ein Funktionsschaubild des Fahrerassistenzsystems 20, einiger beispielhafter Bauteile des Kraftfahrzeugs 10 und eines der Radarsysteme 12 gezeigt. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann beispielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 unterstützt werden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 10 mithilfe des Fahrerassistenzsystems 20 wenigstens teilweise autonom fahren, ein- oder ausparken. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion oder eine Lenkfunktion, beeinflusst oder Hinweise oder Warnsignale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 20 mit Funktionseinrichtungen 22 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der Figur 2 sind beispielhaft zwei Funktionseinrichtungen 22 dargestellt. Bei den Funktionseinrichtungen 22 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabesystem handeln.
Das Fahrerassistenzsystem 20 weist eine elektronische Steuereinrichtung 24 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtungen 22 übermittelt und/oder von diesen empfangen und verarbeitet werden können.
Jedes Radarsystem 12 umfasst beispielhaft einen Sender 26, eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 und einen Empfänger 30.
Jede Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 ist signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Mit der Steuereinrichtung 24 können abhängig von Umgebungsinformationen, die mit den Radarsystemen 12 ermittelt werden, Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10 gesteuert/geregelt werden.
Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob elektrische/elektronische Steuer- und/oder Auswertevorrichtungen, wie beispielsweise die Steuereinrichtung 24, die Steuer- und Auswerteeinrichtungen 28, ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs 10 oder derglei- chen, in einem oder mehreren Bauteilen oder Bauteilgruppen integriert oder wenigstens teilweise als dezentrale Bauteile oder Bauteilgruppen realisiert sind.
Mit jedem Sender 26 können Sendesignale 32 beispielsweise mit sich ständig ändernder Frequenz in den entsprechenden Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden gegebenenfalls an Objekten 18 reflektiert und als entsprechende Empfangssignale 34 zu dem Empfänger 30 zurückgesendet und mit diesem empfangen. Aus den Empfangssignalen 34 wird mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 die Entfernung, die Richtung und die Geschwindigkeit des Objektes 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10, respektive zum Referenzpunkt, ermittelt.
Das Verfahren zur Ermittlung von Umgebungsinformationen aus dem entsprechenden Überwachungsbereich 14 wird im Folgenden beispielhaft anhand eines der Radarsysteme 12 erläutert.
Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 wird der Sender 26 so angesteuert, dass Sendesignale 32 in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden beispielhaft aus frequenzmodulierten Dauerstrichsignalen erzeugt.
Mit dem entsprechenden Empfänger 30 werden sofern vorhanden an dem Objekt 18 reflektierte Echos der Sendesignale 32 als Empfangssignale 34 empfangen und falls erforderlich in eine mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 verwertbare Form gebracht. Zusätzlich oder falls kein Objekt 18 vorhanden ist, können mit dem Empfänger 30 Falschdetektionen, beispielsweise in Form von Rauschen oder gegebenenfalls Interferenzen von anderen Quellen, als Empfangssignale 34 aus dem Überwachungsbereich 14 empfangen werden.
Die mit dem Empfänger 30 empfangenen Empfangssignale 34 werden mit entsprechenden Mitteln der Steuer- und Auswerteeinrichtung 28 einer zweidimensionalen schnellen Fourier-Transformation unterzogen. Aus dem Ergebnis der Fourier- Transformation ergibt sich für die transformierten Empfangssignale 34 ein Amplitudenverlauf 36. In der Figur 3 ist beispielhaft in einem Entfernungstor-Amplituden-Diagramm der Amplitudenverlauf 36 in der Entfernungstor-Dimension gezeigt. Der Amplitudenverlauf 36 ist von einer Entfernung zu dem Referenzpunkt abhängig. Aus dem Ergebnis der zweidimensionalen diskreten Fourier-Transformation gehen Zielsignale 38a von physikalisch vorhandenen Zielobjekten und deren jeweilige Amplituden als Peaks hervor. Der Amplitudenverlauf 36 charakterisiert die Intensität eines etwaigen Zielsignals 38a oder, falls sich in dem entsprechenden Überwachungsbereich 14 befindet, lediglich Rauschen.
Ein Zielobjekt ist ein Bereich eines Objekts 18, an dem Sendesignal 32 reflektiert werden können. Mehrere Zielobjekte können von demselben Objekt 18 oder von unterschiedlichen Objekten 18 herrühren. In der Entfernungstor-Dopplertor-Dimension entsprechen die Entfernungstore so genannten„Range bins" oder Abstandsintervallen. Die Dopplertore entsprechen sogenannten Relativgeschwindigkeitstoren oder „Doppler bins".
Um die Zielsignale 38a von physikalisch vorhandenen Zielobjekten in dem Amplitudenverlauf 36 identifizieren zu können, wird der Amplitudenverlauf 36 mit einer vorgegebenen Detektionsschwelle 40 verglichen. Die Detektionsschwelle 40 ist in der Figur 3 beispielhaft als konstante Amplitude gezeigt. Die Detektionsschwelle 40 kann beispielsweise vor Inbetriebnahme des Radarsystems 12 bei Testmessungen vorgegeben und abgespeichert werden. Die Detektionsschwelle 40 ist so gewählt, dass lediglich Zielsignale 38a von realen Zielobjekten, deren Amplituden entsprechend groß sind, über der Detektionsschwelle 40 liegen und daher erkannt werden. Aus den Zielsignalen 38a kann eine Entfernung, eine Geschwindigkeit und/oder eine Richtung der entsprechenden Zielobjekte relativ zum Referenzpunkt des Radarsystems 12 ermittelt werden.
Um einen Freiraum 42 zu bestimmen, welcher sich als Fahrraum oder Parkraum für das Kraftfahrzeug 10 eignet, wird amplitudenmäßig unterhalb der Detektionsschwelle 40 eine Freiraumschwelle 44 vorgegeben. In dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Freiraumschwelle 44 beispielhaft um ein konstantes Amplituden-Offset 48 gegenüber der Detektionsschwelle 40 verringert. Das Amplituden-Offset 48 ist so gewählt, dass die Freiraumschwelle 44 oberhalb des Rauschens 50 liegt, sodass Rauschen 50 nicht fälschlicherweise als Zielsignal 38a oder 38b identifiziert wird. Der Amplitudenverlauf 36 wird mit der Freiraumschwelle 44 verglichen. Sofern vorhanden werden mögliche Zielsignale 38b ermittelt, deren Amplituden über der Freiraumschwelle 44 und unterhalb der Detektionsschwelle 40 liegen. Die möglichen Zielsignale 38b sind zur einfacheren Unterscheidung von den oben erwähnten Zielsignalen 38a mit dem Bezugszeichen 38b versehen. Die möglichen Zielsignale 38b können beispielsweise von schwachen Reflexionen an Zielobjekten oder von Signalrauschen herrühren. Zielobjekte, welche die möglichen Zielsignale 38b erzeugen, sind der einfacheren Unterscheidbarkeit wegen in der Figur 1 als schwarze Punkte mit den Bezugszeichen 18b versehen. Die möglichen Zielsignale 38b werden bei dem Vergleich mit der Detektionsschwelle 40 nicht erfasst, da ihre Reflexionen zu schwach sind. Durch Verwendung der Freiraumschwelle 44 wird sichergestellt, dass auch sehr schwache Reflexionen von möglichen Zielobjekten zur Bestimmung des Freiraums 42 herangezogen werden können.
Die kleinste Entfernung 52, in der der Amplitudenverlauf 36 oberhalb der Freiraumschwelle 44 liegt, wird als äußere Grenze 46 des Freiraums 42 definiert.
Aufgrund des Öffnungswinkels des Radarsystems 12 hat der Freiraum 42 abhängig von der Ausrichtung des Radarsystems 12 beispielhaft in der Figur 1 die Form eines Kreissektors. In der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist der Freiraum 42 als zweidimensionale Fläche in Azimut gezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine entsprechende Ausgestaltung und/oder Ausrichtung des Radarsystems 12 der Freiraum 42 auch in Elevationsrichtung oder als dreidimensionales Volumen definiert sein.
Optional kann zusätzlich eine innere Grenze 54 für den Freiraum 42 vorgegeben werden. Dies ist in der Figur 1 beispielhaft bei dem Freiraum 42 gezeigt, der mit dem in Fahrtrichtung 16 vorderen linken Radarsystem 12 ermittelt wird. Die innere Grenze 54 kann den Nahbereich des Radarsystems 12, beispielsweise in Entfernungen von etwa 20 cm bis 50 cm von dem Radarsystem 12, aussparen. In diesem Bereich kann beispielsweise die Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet sein, welche fälschlicherweise als relativ zum Kraftfahrzeug 10 statisches Objekt erfasst würde.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums (42) in einem Überwachungsbereich (14) einer Entfernungsmessvorrichtung (12) insbesondere eines Fahrzeugs (10)
- bei dem Sendesignale (32) in den Überwachungsbereich (14) gesendet werden,
- Empfangssignale (34) aus dem Überwachungsbereich (14) empfangen werden
- und aus den Empfangssignalen (34) Umgebungsinformationen ermittelt werden, aus denen wenigstens ein Freiraum (42) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umgebungsinformationen durch einen entfernungsabhängigen Amplitudenverlauf (36) charakterisiert werden, der von Entfernungen von einem Referenzbereich der Entfernungsmessvorrichtung (12) abhängig ist,
- der Amplitudenverlauf (36) amplitudenmäßig mit einer Freiraumschwelle (44) verglichen wird, welche amplitudenmäßig unterhalb einer vorgebbaren Detektions- schwelle (40) zur Ermittlung von Zielsignalen (38a) eingestellt oder vorgegeben wird,
- mit der kleinsten Entfernung (52), in der der Amplitudenverlauf (36) amplitudenmäßig oberhalb der Freiraumschwelle (44) liegt, eine äußere Grenze (46) des wenigstens einen Freiraums (42) definiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Freiraumschwelle (44) abhängig von einem Rauschen (50) des Amplitudenverlaufs (36) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiraumschwelle (44) mit einer Offset- Funktion (48) ausgehend von der Detektionsschwelle (40) eingestellt oder vorgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Offset-Funktion (48) wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs (36) konstant vorgegeben oder eingestellt wird und/oder wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs variabel vorgegeben oder eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Offset- Funktion (48) wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs (36) amplitudenmäßig konstant oder variabel vorgegeben oder eingestellt wird und/oder wenigstens über einen Teil des Amplitudenverlaufs (36) zeitlich konstant oder variabel vorgegeben oder eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Freiraum (42) als räumlich eindimensionale Strecke, als zweidimensionale Fläche oder als dreidimensionales Volumen definiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Umgebungsinformationen Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von etwaigen Objekten (18) relativ zu dem Referenzbereich des Entfernungsmesssystems (12) ermittelt werden.
8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der Umgebungsinformationen wenigstens ein Radarsystem (12), ein LiDAR-System, ein Ultraschallsystem oder ein andersartiges Abstandsmesssystem verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Umgebungsinformationen mithilfe wenigstens einer Fouriertransformation aus den Empfangssignalen (34) ermittelt werden.
10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine innere Grenze (54) des Freiraums (42) vorgegeben oder eingestellt wird.
1 1 . Entfernungsmessvorrichtung (12) zur Überwachung eines Überwachungsbereichs (14) insbesondere eines Fahrzeugs (10) auf Objekte (18) hin, wobei die Entfernungsmessvorrichtung (12) aufweist
- wenigstens einen Sender (26) zum Senden von Sendesignalen (32) in den Überwachungsbereich (14),
- wenigstens einen Empfänger (30) zum Empfangen von Empfangssignalen (34) aus dem Überwachungsbereich (14)
- und wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (28) zur Steuerung des wenigstens einen Senders (26) und des wenigstens einen Empfängers (30) und/oder zur Auswertung von Empfangssignalen (34),
- wobei die wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist zur Ermittlung wenigstens eines Freiraums (42) im Überwachungsbereich (14) aus den Empfangssignalen (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche.
12. Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs (10) mit wenigstens einer Entfernungsmessvorrichtung (12) aufweisend
- wenigstens eine elektronische Steuereinrichtung (24) zur Steuerung von Funktionseinrichtungen (22) des Fahrzeugs (10) abhängig von Umgebungsinformationen, welche durch wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung (12) bereitgestellt werden,
- und wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung (1 2) zur Ermittlung von Umgebungsinformationen aus einem Überwachungsbereich (14), wobei die wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung (12) aufweist
- wenigstens einen Sender (26) zum Senden von Sendesignalen (32) in den Überwachungsbereich (14),
- wenigstens einen Empfänger (30) zum Empfangen von Empfangssignalen (34) aus dem Überwachungsbereich (14) und
- wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (28) zur Steuerung des wenigstens einen Senders (26) und des wenigstens einen Empfängers (30) und/oder zur Auswertung von Empfangssignalen (34),
- wobei die wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist zur Ermittlung wenigstens eines Freiraums (42) im Überwachungsbereich (14) aus den Empfangssignalen (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (28) Mittel aufweist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
PCT/EP2018/077884 2017-11-10 2018-10-12 Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Freiraums in einem Überwachungsbereich einer Entfernungsmessvorrichtung, Entfernungsmessvorrichtung und Fahrerassistenzsystem Ceased WO2019091700A1 (de)

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