DE102017116411B4

DE102017116411B4 - Elektronischen Steuerungseinheit, Gatewayschaltung für eine elektronische Airbag-Steuerungseinheit, Sicherheitssystem für ein Fahrzeug und Umgebungssensorelement

Info

Publication number: DE102017116411B4
Application number: DE102017116411.1A
Authority: DE
Inventors: Farhan Bin Khalid; André Roger; Romain Ygnace
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: US11433910B2; CN109278693B; CN109278693A; US20190023277A1; US20220410912A1; DE102017116411A1

Abstract

Eine elektronische Steuerungseinheit (200), umfassend:eine Signaleingangsschaltung (202), die ausgebildet ist, um ein Sensorsignal (201) von einem Radarsensor oder von einem Lidar-Sensor zu empfangen; undeine Verarbeitungsschaltung (204), die ausgebildet ist, um eine erste Bedingung basierend auf einer ersten Repräsentation des Sensorsignals zu bestimmen und um ein Aktivierungssignal (206) ansprechend auf die erste Bedingung zu erzeugen, wobei die Verarbeitungsschaltung (204) ferner ausgebildet ist zum:Erzeugen der ersten Repräsentation des Sensorsignals (205a); undErzeugen und Weiterleiten einer zweiten Repräsentation des Sensorsignals (205b) an eine erste Ausgangsschnittstelle (210), die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist.

Description

Gebiet
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine elektronische Steuerungseinheit, Gatewayschaltungen, die mit einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit koppelbar sind und auf ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, das Umgebungssensoren verwendet.
Hintergrund
Fahrzeuge, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge oder Lkws, umfassen Aufprallsensoren zum Bestimmen, ob das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat oder ob ein Objekt das Fahrzeug getroffen hat und um nachfolgend Sicherheitsmaßnahmen zu verursachen, um die Menschen innerhalb des Fahrzeugs zu schützen, z.B. durch Verursachen des Auslösens von einem oder mehreren Airbags. Die üblicherweise verwendeten Sensoren, beispielsweise Drucksensoren in einer Druckkammer oder Trägheitssensoren sind empfindlich für den Aufprall selbst, d.h., sie stellen eine Sensorantwort bereit, sobald ein Aufprall bereits aufgetreten ist. Anders ausgedrückt ist die Bedingung, die die Sicherheitsmaßnahmen verursacht, der Aufprall selbst. Die elektronische Steuerungseinheit (ECU; Electronic Control Unit), die verwendet wird, um das Sensorsignal zu bewerten, ist erforderlich, um die Sensorsignale mit einer sehr niedrigen Latenzzeit zu bewerten, um die Sicherheitsmaßnahmen rechtzeitig zu verursachen, sodass die Sicherheitsmaßnahmen nicht zu spät ausgeführt werden, um die Insassen in dem Fahrzeug weiter zu schützen. Aufgrund der sehr niedrigen Latenzzeit ist es häufig erforderlich, dass die Bewertungsalgorithmen der Sensorsignale einfach sind, um eine rechtzeitige Ausführung sicherzustellen. Daher kann die Entscheidung, Sicherheitsmaßnahmen zu unternehmen, oder die gewählten Sicherheitsmaßnahmen suboptimal sein, aufgrund der beschränkten verfügbaren Verarbeitungszeit. Ferner kann die Auswahl von Sicherheitsmaßnahmen, die unternommen werden können, eingeschränkt sein, wenn ein Aufprall nur detektierbar ist, sobald er aufgetreten ist. Einige Maßnahmen, die die Sicherheit von Insassen erhöhen, können schließlich nicht unternommen werden, da ihre Ausführung zu lange braucht, um effektiv zu sein, nachdem der Aufprall bereits aufgetreten ist. Somit scheint Raum für eine Verbesserung herkömmlicher Systeme zu bestehen.
Patentdokument 1, DE 10 2015 200 926 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Scannen eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs, Bestimmen von minimalen und maximalen Umrissen des Objekts, Planen einer Trajektorie des Kraftfahrzeugs basierend auf den angenommenen Umrisse so, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Objekt vermieden wird.
Patentdokument 2, DE 10 2015 014 817 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz eines Insassen in einem Fahrzeug. Hierbei wird eine dem Fahrzeug unmittelbar bevorstehende Kollision auf der Basis von erfassten Signalen eines Umgebungssensorsystems bestimmt.
Patentdokument 3, DE 10 2010 029 780 A1 , bezieht sich auf eine Vorrichtung zur seitlichen Umgebungsüberwachung eines Fahrzeugs.
Patentdokument 4, DE 10 2008 046 488 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Berechnen einer zweidimensionalen probabilistischen Fahrsituation.
Patentdokument 5, DE 10 2008 043 637 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen und Auswerten von absturzrelevanten Informationen zum Erkennen eines primären Absturzes.
Patentdokument 6, DE 10 2011 119 963 A1 , bezieht sich auf eine Methode zum Erfassen und Bewerten eines aktuellen Fahrzustands eines Fahrzeugs im Hinblick auf ein Unfallrisiko, wenn ein Seitenfenster oder ein Schiebedach des Fahrzeugs automatisch geöffnet wird, wenn das Unfallrisiko erkannt wird.
Patentdokument 7, DE 10 2010 003 297 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern mindestens einer reversiblen Insassenschutzmaßnahme eines Vorcrash-Sicherheitssystems.
Patentdokument 8, DE 10 2016 209 704 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Fahrgastschutzvorrichtung eines Fahrzeugs.
Patentdokument 9, DE 198 45 568 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Objekterfassung für Kraftfahrzeuge.
Patentdokument 10, DE 10 2010 022 706 A1 , bezieht sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen eines Kraftfahrzeugs mit einem Navigationssystem, das eine digitale Karte enthält, um die aktuelle Position zu bestimmen und eine wahrscheinliche Route des Fahrzeugs vorherzusagen.
Patentdokument 11, DE 103 25 163 A1 , bezieht sich auf ein Sicherheitssystem und ein zugehöriges Steuerverfahren in einem Kraftfahrzeug.
Patentdokument 12, DE 38 11 217 C2 , bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für ein Fahrzeuginsassenschutzsystem.
Zusammenfassung
Einige Ausführungsbeispiele einer elektronischen Steuerungseinheit umfassen eine Signaleingangsschaltung, die ausgebildet ist, um ein Sensorsignal von einem Radar- (radio detection and ranging; Funkdetektion und Entfernungsmessung) Sensor oder von einen Lidar-(light detection and ranging; Lichtdetektion und Entfernungsmessung) Sensor zu empfangen, sowie eine Verarbeitungsschaltung, die ausgebildet ist, um eine erste Bedingung basierend auf einer ersten Repräsentation des Sensorsignal zu bestimmen. Die Verarbeitungsschaltung erzeugt ein Aktivierungssignal ansprechend auf die erste Bedingung. Hierbei ist die Verarbeitungsschaltung ferner ausgebildet zum Erzeugen der ersten Repräsentation des Sensorsignals. Weiterhin ist die Verarbeitungsschaltung ferner ausgebildet zum Erzeugen und Weiterleiten einer zweiten Repräsentation des Sensorsignals an eine erste Ausgangsschnittstelle, die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist. Eine elektronische Steuereinheit (ECU), die in der Lage ist, Sensorsignale von Radarsensoren oder Lidarsensoren zu empfangen kann in der Lage sein, einen bevorstehenden Aufprall zu bestimmen, bevor er tatsächlich auftritt.
Radarsensoren oder Lidarsensoren stellen Informationen über eine Umgebung des Fahrzeugs bereit, so dass ein Aufprall bestimmt oder vorhergesagt werden kann - bevor er tatsächlich auftritt. Daher ist Zeit, die erste Bedingung aus einer ersten Repräsentation des Sensorsignals zu bestimmen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei einem Aufprall-Sensor gemäß dem Stand der Technik eine solche Bestimmung einer ersten Bedingung vor einem Aufprall nicht möglich ist.
Wenn die erste Bedingung erfüllt ist, kann ein Aktivierungssignal ausgegeben werden. Das Aktivierungssignal kann die Sicherheitsmaßnahmen verursachen, die für einen bestimmten, erwarteten Aufprall erforderlich sind, entweder um den erwarteten Aufprall zu verhindern oder zumindest seine Konsequenzen zu verringern.
Die Zeit, die vor einem erwarteten oder geschätzten Aufprall verfügbar ist, kann auch verwendet werden, um andere Sicherheitsmaßnahmen als jene zu verursachen, die üblicherweise verfügbar sind. Wenn die erste Bedingung vor dem Aufprall identifiziert wird, sind auch Sicherheitsmaßnahmen, die mehr Zeit zu Ausführung erfordern nun innerhalb des Schutzbereichs der Anwendung. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Aktivierungssignal nicht nur die Aktivierung einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme verursachen, wie z. B. das Auslösen eines Airbags, sondern auch die Aktivierung einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme. Eine reversible Sicherheitsmaßnahme kann eine längere zeit zum Vorteil der Möglichkeit einer Umkehrung der Sicherheitsmaßnahme oder eines Stoppens der Sicherheitsmaßnahme während ihrer Ausführung aufweisen. D.h., ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit kann in der Lage sein, zu entscheiden, abhängig von der ersten Bedingung, ob ein reversibles Aktivierungssignal zum Aktivieren einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme erzeugt werden soll oder ein irreversibles Aktivierungssignal zum Aktivieren einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme erzeugt werden soll. Die Fähigkeit zu haben, eine reversible Sicherheitsmaßnahme, irreversible Sicherheitsmaßnahmen oder eine Kombination aus beiden zu verursachen kann nicht nur die Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs erhöhen sondern auch Kosten sparen, z.B. wenn reversible Sicherheitsmaßnahmen, die keine nachfolgende Reparatur des Autos erfordern ausreichend sind, um die Insassen gemäß der ersten bestimmten Bedingung zu schützen.
Wenn z.B. ein bevorstehender Aufprall mit niedriger Geschwindigkeit oder mit einem weichen Objekt als die erste Bedingung bestimmt wird, kann es ausreichend sein, einen Sicherheitsgurt eines Insassen eines Fahrzeugs zu straffen, anstatt die irreversible Sicherheitsmaßnahme der Auslösung eines Airbags zu unternehmen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das reversible Aktivierungssignal ausgebildet sein, um zumindest eines zu Verursachen aus dem Schließen von zumindest einem Fenster eines Fahrzeugs und dem Schließen von zumindest einem Dachabschnitt des Fahrzeugs, um das Eindringen von Objekten in das Innere des Fahrzeugs zu vermeiden. Andere reversible Sicherheitsmaßnahmen umfassen das Straffen von zumindest einem Sicherheitsgurt des Fahrzeugs oder das Einstellen von zumindest einem Sitz des Fahrzeugs, um einen Insassen des Fahrzeugs in eine Position zu bringen, in der ein Aufprall oder eine starke Verlangsamungskraft auf den Körper des Insassen einen minimal möglichen Schaden verursacht.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das reversible Aktivierungssignal eine Unterdrückung einer Notbremsung eines Fahrzeugs für eine bestimmte Zeitspanne verursachen, obwohl eine Verlangsamung des Fahrzeugs die Schäden eines bevorstehenden Aufpralls zu verringern scheint. Sind Kenntnisse über eine Umgebung eines Fahrzeugs vorhanden, kann es der ECU ermöglicht werden, eine erste Bedingung zu bestimmen, bei der die Gesamtbedrohung für die Insassen des Fahrzeugs minimiert werden kann, wenn ein bestimmtes Aufprallszenario durch Unterdrücken einer Notbremsung vermieden werden kann, sogar wenn diese Entscheidung auf Koren der Akzeptanz einer höheren Geschwindigkeit für ein anderes Aufprallszenario geht.
Genauer gesagt können unterschiedliche Deformationscharakteristika von Fahrzeugen auch während der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden. Zum Beispiel trifft ein Seitenaufprall die Fahrgastzelle an einer Position, wo wenig oder kein Platz für eine Deformation ist, bevor ein direkter Aufprall auf einen Insassen erfolgt. Im Gegensatz dazu besteht bei einem Frontaufprall mehr Raum für Deformation der Fahrgastzelle, bevor ein direkter Aufprall auf einen Insassen erfolgt. Daher, wenn die ECU einen bevorstehenden Seitenaufprall sowie einen bevorstehenden Frontaufprall danach als die erste Bedingung bestimmt, kann ein ausreichend langes Unterdrücken der Notbremsung geeignet sein kann. Ein Unterdrücken der Notbremsung kann dem Fahrzeug ermöglichen, einen Bereich zu verlassen, wo ein bevorstehender Seitenaufprall auftritt, was die Sicherheit des Insassen wesentlich erhöhen kann. Die Gesamtbedrohung für die Insassen kann tatsächlich verringert werden, sogar wenn die Geschwindigkeit, bei der nachfolgend der Frontaufprall auftritt, höher im Vergleich zu einem herkömmlichen Szenario mit sofortiger Notbremsung sein kann.
Ferner oder zusätzlich zu dem reversiblen Aktivierungssignal, das reversible Sicherheitsmaßnahmen verursacht, kann das Aktivierungssignal ein irreversibles Aktivierungssignal sein, das zumindest eines aus einer Notbremsung eines Fahrzeugs und einem Auslösen eines Airbags verursacht.
Sensorsignale von Radarsignalen oder Lidarsignalen können mit einer höhen Auflösung verfügbar sein, zum Beispiel um autonome Antriebsfunktionen zu unterstützen. Zum Beispiel kann ein Sensorsignal, das durch Radar- oder Lidar-Sensoren erzeugt wird, in der Lage sein, Objekte mit hoher räumlicher Auflösung und mit hoher spektraler Auflösung zu identifizieren, um auch geringe Positions- und Geschwindigkeits-Unterschiede zu unterscheiden. Wenn zum Beispiel das Sensorsignal auch für autonome Fahrsysteme oder weiterentwickelte Fahrer-Assistenzsysteme (ADAS; advanced drivers assistance systems) verwendet wird, die beide auf einer Rekonstruktion der Umgebung des Fahrzeugs mit ausreichend Auflösung basieren, um die geeigneten Fahrentscheidungen zu treffen, können Hochauflösungs-Sensorsignale bereits in einem System eines Fahrzeugs verfügbar sein, das so ausgebildet ist. Die Sensorsignale können mit hoher Auflösung vorhanden sein, um zum Beispiel in der Lage zu sein, zu entscheiden, welche Lenkaktion erforderlich ist, um ein Berühren oder Treffen eines Objekts zu vermeiden. Auf ähnliche Weise können (Hochauflösungs-) Sensorsignale verwendet werden, um ein Verlassen der Straße zu vermeiden. Während solche autonomen oder assistierten Fahrentscheidungen weniger zeitkritisch sein können, muss eine Entscheidung, ob ein Aktivierungssignal durch die elektronische Steuerungseinheit erzeugt werden soll, um eine Sicherheitsmaßnahme zu verursachen, möglicherweise mit einer viel geringeren Latenzzeit unternommen werden. Einige Ausführungsbeispiele von elektronischen Steuerungseinheiten sind daher optional ferner ausgebildet, um die erste Repräsentation des Sensorsignals zu erzeugen, die eine geeignete und zeitempfindliche Verarbeitung innerhalb der Verarbeitungsschaltung selbst ermöglichen kann, basierend auf dem Sensorsignal, das aus dem Radarsensor und/oder dem Lidarsensor verfügbar ist.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die erste Repräsentation des Sensorsignals aus einer zweiten Repräsentation des Sensorsignals hergeleitet werden, die von einem Umgebungssensor empfangen wird. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die erste Repräsentation des Sensorsignals mit einer niedrigeren Auflösung hergeleitet werden als eine zweite Repräsentation des Sensorsignals.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Verarbeitungsschaltung der elektronischen Steuerungseinheit in der Lage sein, auch die zweite Repräsentation des Sensorsignals aus dem empfangenen Sensorsignal zu erzeugen und die zweite Repräsentation an eine erste Ausgangsschnittstelle der elektronischen Steuerungseinheit weiterzuleiten, die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist. Die elektronische Steuerungseinheit kann somit aktiviert werden, um eine schnelle Entscheidungsfindung zu erreichen, während weitere Komponenten, die das Sensorsignal verwenden, an einer zweiten Repräsentation des Sensorsignals arbeiten können, die zum Beispiel eine höhere Auflösung haben kann. Eine elektronische Steuerungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel kann somit in bestehende Systeme integriert sein, die bereits weitere Komponenten aufweisen, die an der zweiten Repräsentation des Sensorsignals arbeiten, ohne die Notwendigkeit, bestehende Komponenten, Sensoren oder beides zu modifizieren.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Verarbeitungsschaltung der elektronischen Steuereinheit ausgebildet, um die erste Repräsentation aus der zweiten Repräsentation zu extrahieren, die in dem Sensorsignal empfangen wird. Dies ermöglicht der elektronischen Steuereinheit, ein Sensorsignal zu verwenden, das geeignet für weitere Komponenten innerhalb des Fahrzeugs eingestellt ist, während es ihm ermöglicht ist, mit der erforderlichen Latenzzeit zu arbeiten, da es in der Lage ist, die erforderliche erste Repräsentation des Sensorsignals selbst zu extrahieren und somit zu erzeugen. Die ECU und ihre Funktionalität können auch ohne Aufwand und hohe zusätzliche Kosten in ein bereits bestehendes Kommunikationssystem integriert werden, z.B. in ein autonomes Fahrsystem.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist die zweite Repräsentation des Sensorsignals eine höhere Auflösung auf als die erste Repräsentation des Sensorsignals. Während weitere Komponenten innerhalb des Fahrzeugs, wie beispielsweise autonome Fahrsteuerungseinheiten, die Fähigkeit haben können, die zweite Repräsentation mit einer höhen Auflösung zu verwenden, kann die elektronische Steuerungseinheit die erste Repräsentation mit der niedrigeren Auflösung verwenden, um der elektronischen Steuereinheit die erforderliche schnelle Entscheidungsfindung zu ermöglichen. Zum Beispiel ist gemäß einigen Ausführungsbeispielen die Auflösung der ersten Repräsentation des Sensorsignals für einen gegebenen Zeitmoment von Sensordaten niedriger im Hinblick auf zumindest eine Winkelauflösung (eine einer Azimuth- oder Elevations-Auflösung, oder beide), einen abgedeckten, räumlichen Bereich oder eine relative Geschwindigkeit.
Während einige Ausführungsbeispiele von elektronischen Steuereinheiten ausgebildet sein können, um eine ersten Repräsentation des Sensorsignals und eine zweite Repräsentation des Sensorsignals innerhalb ihrer Verarbeitungsschaltung zu erzeugen, sind weitere Ausführungsbeispiele als eine Gatewayschaltung implementiert, die mit einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit koppelbar ist. Die Gatewayschaltung ermöglicht die Verwendung einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit zusammen mit Umgebungssensoren, wie beispielsweise mit einem Radarsensor oder Lidarsensor. Zu diesem Zweck umfassen Ausführungsbeispiele einer Gatewayschaltung, die mit einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit koppelbar sind, einen Signaleingang, der ausgebildet ist, um ein Sensorsignal von einem Umgebungssensor eines Fahrzeugs zu empfangen, und einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des Sensorsignals des Umgebungssensors an die ECU weiterzuleiten. Die Gatewayschaltung umfasst ferner einen zweiten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des Sensorsignals des Umgebungssensors an eine physikalische Schicht eines Kommunikationssystems zur weiteren Verwendung anderer Komponenten innerhalb des Fahrzeugs weiterzuleiten, oder der anderweitig an das Kommunikationssystem angebracht ist.
Das Verwenden einer Gatewayschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das absichtliche Kombinieren einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit zusammen mit bestehenden weiteren elektronischen Steuerungseinheiten ermöglichen, wie beispielsweise einer autonomen elektronischen Fahrsteuerungseinheit, die die zweite Repräsentation des Sensorsignals erfordern kann, um in der Lage zu sein, nach Wunsch zu arbeiten.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Gatewayschaltung in der Lage, zu identifizieren, ob ein empfangenes Sensortelegramm die erste Repräsentation des Sensorsignals oder die zweite Repräsentation des Sensorsignals aufweist, basierend auf einem Etikett in einem individuellen Sensortelegramm. Dies kann eine effiziente Hardware-Implementierung der Gatewayschaltung in Systemen ermöglichen, wo das Sensorsignal erzeugt wird, das eine Reihe von Sensortelegrammen aufweist. Es ist dann ausreichend, wenn die Gatewayschaltung in der Lage ist, die Etiketten in dem Sensortelegramm zu identifizieren, um den Inhalt des Sensortelegramms entsprechend zu dem ersten Signalausgang und/oder zu dem zweiten Signalausgang zu leiten. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Gatewayschaltung ausgebildet, um die zweite Repräsentation des Sensorsignals gemäß einem Protokoll bereitzustellen, das in dem Kommunikationssystem verwendbar ist, um die zweite Repräsentation zu weiteren zugeordneten Verarbeitungsentitäten weiterzuleiten, die mit dem Gateway mittels des Kommunikationssystems verbunden sind.
Weitere Ausführungsbeispiele einer Gatewayschaltung dienen als ein Gateway für mehrere zugeordnete Umgebungssensoren, so dass die Gatewayschaltung ferner einen zweiten Signaleingang aufweist, der ausgebildet ist, um ein weiteres Sensorsignal von einem zweiten Umgebungssensor des Fahrzeugs zu empfangen. Ferner, ist der erste Signalausgang der Gatewayschaltung ausgebildet, um die erste Repräsentation des weiteren Sensorsignals an die Airbag-ECU weiterzuleiten. Auf ähnliche Weise ist der zweite Signalausgang ausgebildet, um die zweite Repräsentation des weiteren Sensorsignals an die physikalische Schicht des Kommunikationssystems weiterzuleiten.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein Umgebungssensorelement für ein Fahrzeug, das in der Lage ist, mit einer ECU zusammen zu arbeiten einen Radar- oder Lidarsensor, der ausgebildet ist, um ein Sensorsignal zu erzeugen, das ein Sichtfeld abdeckt. Das Sensorelement ist ausgebildet, um eine erste Repräsentation des Sensorsignals sowie eine zweite Repräsentation des Sensorsignals bereitzustellen. Der Umgebungssensor umfasst ferner eine Schnittstelle, die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist. Die Schnittstelle ist ausgebildet, um die erste Repräsentation des Sensorsignals, die zweite Repräsentation des Sensorsignals oder sowohl die erste Repräsentation des Sensorsignals als auch die zweite Repräsentation des Sensorsignals an die physikalische Schicht auszugeben, um unterschiedliche Repräsentationen des Sensorsignals für eine ECU sowie für andere Komponenten oder ECUs innerhalb des Systems bereitzustellen. Wenn das Umgebungssensorelement eine Schnittstelle aufweist, die ausgebildet ist, um die unterschiedlichen Repräsentationen der Sensorsignale unter Verwendung von einem oder mehreren Sensortelegrammen auszugeben, können die unterschiedlichen Repräsentationen über einen gemeinsamen Kommunikationskanal transportiert werden. Um den nachfolgenden Komponenten zu ermöglichen, die unterschiedlichen Repräsentationen ohne einen hohen Analyseaufwand zu identifizieren, fügen einige Ausführungsbeispiele von Umgebungssensorelementen ein spezielles Etikett in individuelle Sensortelegramme ein, wobei das Etikett anzeigt, ob das individuelle Sensortelegramm Teil der ersten Repräsentation des Sensorsignals oder der zweiten Repräsentation des Sensorsignals ist.
Einige Ausführungsbeispiele eines Sicherheitssystems für ein Fahrzeug umfassen einen ersten Umgebungssensor, der erste Sensorsignale bereitstellt, einen zweiten Umgebungssensor, der zweite Sensorsignale bereitstellt, wobei der zweite Umgebungssensor locker mit dem ersten Umgebungssensor gekoppelt ist, während ein Sichtfeld des ersten Umgebungssensors und des zweiten Umgebungssensors zumindest teilweise überlappend sind. Innerhalb des Systems umfasst eine Gatewayschaltung einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des ersten Sensorsignals zu erzeugen, und einen zweiten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des ersten Sensorsignals an eine physikalische Schicht eines Kommunikationssystems weiterzuleiten. Auf ähnliche Weise umfasst eine zweite Gatewayschaltung einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des zweiten Sensorsignals an dem zweiten Signalausgang zu erzeugen, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des zweiten Sensorsignals an die physikalische Schicht des Kommunikationssystems weiterzuleiten. Das Sicherheitssystem umfasst ferner eine Airbag-ECU, die ausgebildet ist, um eine erste Bedingung basierend auf der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals, der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals oder einer Kombination der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignal und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals zu identifizieren. Die Airbag-ECU ist ausgebildet, um ein Aktivierungssignal ansprechend auf die erste Bedingung zu erzeugen. Das Aktivierungssignal ist ausgebildet, um die Ausführung von Sicherheitsmaßnahmen zu verursachen.
Unter Verwendung von zumindest zwei Umgebungssensoren innerhalb des Sicherheitssystems können die Umgebungssensoren, die ein zumindest teilweise überlappendes Sichtfeld aufweisen, das Bestimmen von Informationen über ein beobachtetes Objekt erlauben, die eine Gesamtwahrscheinlichkeit oder die Aufprallzeit des beobachteten Objekts mit dem Fahrzeug anzeigen. Zum Beispiel kann die Kombination der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals einen Schätzwert für eine Bewegungsrichtung eines Objekts innerhalb der teilweise überlappenden Sichtfelder bereitstellen. Zum Beispiel kann eine erste Bedingung, die einen zukünftigen Aufprall anzeigt, identifiziert werden, wenn das sich bewegende Objekt in nur einer der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals und der zweiten Repräsentation des zweiten Sensorsignals identifiziert wird, nachdem das Objekt innerhalb der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals detektierbar war. Wenn unter diesen Umständen ein Objekt nicht länger in einem Sichtfeld von einem der Sensoren identifiziert werden kann, kann schlussgefolgert werden, dass das Objekt zumindest eine Komponente einer relativen Bewegung in einer Richtung senkrecht zu einer Achse aufweist, die die Positionen der Umgebungssensoren verbindet. Wenn zum Beispiel die Umgebungssensoren an einer Seite eines Fahrzeugs platziert sind, kann schlussgefolgert werden, dass sich das bewegende Objekt in Richtung der Seite des Fahrzeugs bewegt und eine Bedingung eines bevorstehenden Seitenaufpralls kann bestimmt werden.
Figurenliste
Einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend nur beispielhaft und Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen

1 ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit darstellt, die ausgebildet ist, um ein Sensorsignal zu verarbeiten;
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit darstellt, die ausgebildet ist, um zumindest zwei Repräsentationen von Sensorsignalen zu verarbeiten;
3 ein Ausführungsbeispiel für eine Repräsentation eines Sensorsignals darstellt, wie durch ein Umgebungs-Radarsensor-Array bereitgestellt wird;
4 ein Flussdiagramm der Verarbeitung innerhalb eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Steuerungseinheit, einer Gatewayschaltung oder eines Umgebungssensorelements darstellt;
5 ein Ausführungsbeispiel einer Gatewayschaltung für einen Umgebungssensor darstellt;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gatewayschaltung für zumindest zwei Umgebungssensoren darstellt;
7 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeug-Sicherheitssystems darstellt; und
8 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Umgebungssensorelements darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
Während sich weitere Ausführungsbeispiel für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Ausführungsbeispiel derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Ausführungsbeispiel nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Ausführungsbeispiel können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B. Eine alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen ist „zumindest eines von A und B“. Das Gleiche gilt für Kombinationen von mehr als 2 Elementen.
Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Ausführungsbeispiel verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Ausführungsbeispiel sein. Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Ausführungsbeispiel auch Pluralelemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nachfolgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Ausführungsbeispiel die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente und/oder Komponenten derselben präzisieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben ausschließen.
1 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit 100 dar. Die elektronische Steuerungseinheit 100 umfasst eine Signaleingangsschaltung 102, die ausgebildet ist, um ein Sensorsignal von einem Radarsensor oder von einem Lidar-Sensor zu empfangen, der als ein Umgebungssensor 110 innerhalb eines Sicherheitssystems für ein Fahrzeug 120 verwendet wird. Das Fahrzeug 120 und der Umgebungssensor 110 sind ausschließlich zu darstellenden Zwecken gezeigt. Die Signaleingangsschaltung 120 kann mit beliebigen Kommunikationsmedien verbindbar sein, die den Empfang von Sensorsignalen ermöglichen und jegliches Protokoll unterstützen, das mit dem Kommunikationsmedium der bestimmten Implementierung verwendbar ist. Zum Beispiel kann das Sensorsignal als eine Reihe von individuellen Sensortelegrammen an der Signalschaltung 102 empfangen werden. Das Sensorsignal kann unter Verwendung beliebiger Kommunikationsprotokolle empfangen werden, z.B. unter Verwendung von sensorspezifischen Kommunikationsprotokollen, wie z. B. Single Edge Nibble Transmission (SENT) oder Short PWM Code (SPC). Andere Beispiele für verwendbare Protokolle sind Busprotokolle wie Controller Area Network (CAN), FlexRay, Local Interconnect Network (LIN), oder Ethernet.
Die elektronische Steuerungseinheit 100 umfasst ferner eine Verarbeitungsschaltung 104. Die Verarbeitungsschaltung 104 bestimmt eine erste Bedingung basierend auf einer ersten Repräsentation des Sensorsignals und erzeugt ein Aktivierungssignal 106 ansprechend auf die erste Bedingung. Die erste Repräsentation des Sensorsignals kann ausgewählt oder erzeugt werden, um zu den Verarbeitungsfähigkeiten der Verarbeitungsschaltung 104 zu passen und zu der verfügbaren Zeit zum Bestimmen der ersten Bedingung nach der die Verarbeitungsschaltung sucht.
Es wird darauf hingewiesen, dass Radarsensoren oder Lidarsensoren Informationen über eine Umgebung des Fahrzeugs bereitstellen, so dass ein Aufprall bestimmt oder vorhergesagt werden kann, bevor er tatsächlich auftritt, wodurch zumindest das zusätzliche Zeitbudget zwischen dem Auftreten der ersten Bedingung und dem erwarteten Aufprall bereitgestellt wird. Tatsächlich kann der erwartete Aufprall sogar verhindert werden, abhängig von den Umständen.
Das zusätzliche Zeitbudget kann auch verwendet werden, um andere Sicherheitsmaßnahmen als jene zu verursachen, die üblicherweise verfügbar sind, wie Auslösen eines Airbags oder Verursachen einer Notbremsung, da auch Sicherheitsmaßnahmen, die mehr Zeit zur Ausführung erfordern, nun innerhalb des Schutzbereichs der Anwendung sind. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Aktivierungssignal 106 nicht nur die Aktivierung einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme verursachen, wie z. B. das Auslösen eines Airbags oder Verursachen einer Notbremsung, sondern auch die Aktivierung einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme. Ausführungsbeispiele einer elektronischen Steuerungseinheit 100 können in der Lage sein zu entscheiden, abhängig von der ersten Bedingung, ob ein reversibles Aktivierungssignal zum Aktivieren einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme erzeugt werden soll oder ein irreversibles Aktivierungssignal zum Aktivieren einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme erzeugt werden soll.
Beispiele von reversiblen Sicherheitsmaßnahmen sind (ohne ausschließend zu sein) das Schließen von zumindest einem Fenster eines Fahrzeugs, das Schließen von zumindest einem Dachabschnitt des Fahrzeugs, das Spannen von zumindest einem Sitzgurt des Fahrzeugs, das Einstellen von zumindest einem Sitz des Fahrzeugs, oder das Unterdrücken einer Notbremsung eines Fahrzeugs, wie nachfolgend detaillierter erklärt werden soll.
Eine besonders attraktive Weise zum Bestimmen der ersten Bedingung ist die Verwendung eines neuronalen Netzwerks. Ordnungsgemäß trainierte, neuronale Netzwerke haben die Fähigkeit, komplexe Analysen mit niedriger Latenzzeit und hoher Zuverlässigkeit auszuführen. Somit können sogar mehrere Sensorsignale aus Radar- oder Lidarsensoren innerhalb eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Steuerungseinheit mit der erforderlichen niedrigen Latenzzeit analysiert werden, wenn ein neuronales Netzwerk innerhalb der Verarbeitungsschaltung 104 verwendet wird.
Bei einem Fahrzeug mit autonomen Fahr- oder ADAS-Funktionalitäten können bereits mehrere Umgebungssensoren, wie Radar-Sensoren, Lidarsensoren oder Kamerasensoren vorhanden sein. Üblicherweise werden diese Umgebungssensorsignale durch das ADAS-System mit größeren Ressourcen verarbeitet als herkömmliche ECUs, die z.B. für ein Airbagsystem verwendet werden. Daher können die Umgebungssensoren die Sensorsignale in einer Repräsentation bereitstellen, die nicht geeignet durch die elektronische Steuerungseinheit 100 verarbeitet werden kann. Zum Beispiel kann eine zweite Repräsentation der Sensorsignale, die innerhalb dieser Systeme bereitgestellt werden, eine höhere Auflösung haben als die Auflösung, die für die erste Repräsentation der Sensorsignale möglich ist. Ausführungsbeispiele von Airbag-ECUs stellen jedoch die erste Repräsentation der Sensorsignale mit einer niedrigeren Auflösung bereit oder erzeugen diese, so dass die Airbag-ECU in der Lage ist, auch Daten bestehender Umgebungssensoren zu verarbeiten. Das Addieren eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Steuerungseinheit 100 zu einem bestehenden System erfordert daher keine Änderungen der Umgebungssensoren und weiterer bestehender ECUs. Das Addieren eines Ausführungsbeispiels einer Airbag-ECU kann auch das Ändem der bestehenden Komponenten oder ihrer Software erlauben, ohne eine nachfolgende Modifikation der addierten Airbag-ECU zu erfordern, da die Erzeugung der Repräsentation niedrigerer Auflösung innerhalb der Airbag-ECU unabhängig von den bestehenden Komponenten ist. Dies kann von besonderem Interesse sein, da Modifikationen einer Airbag-ECU oder ihrer Software auf Kosten eines nachfolgenden Validierungsprozesses gehen würden, in dem bewiesen werden muss, dass die Software der Airbag-ECU fehlerfrei ist.
2 stellt ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit 200 dar, die fast ohne jegliche Änderungen integriert werden kann, z.B. in ein bestehendes autonomes Fahrsystem. Die elektronische Steuerungseinheit 200 ist in der Lage, zusätzlich die Sensorsignale von bereits bestehenden Umgebungssensoren zu verarbeiten. Ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel von 1 umfasst die elektronische Steuereinheit 200 eine Signaleingangsschaltung 202, die ausgebildet ist, um ein Sensorsignal 201 von einem Radarsensor oder von einem Lidarsensor zu empfangen, sowie eine Verarbeitungsschaltung 204, um eine erste Bedingung unter Verwendung einer ersten Repräsentation des Sensorsignal 205a zu bestimmen - auch bezeichnet als erste Sensorsignal-Repräsentation 205a oder erste Repräsentation 205a. Die Verarbeitungsschaltung 204 ist ferner ausgebildet, um ein Aktivierungssignal 206 ansprechend auf die erste Bedingung zu erzeugen. Ferner ist betreffend das Ausführungsbeispiel von 1 die Verarbeitungsschaltung 204 ferner ausgebildet, um eine zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b zu erzeugen - auch bezeichnet als zweite Sensorsignal-Repräsentation 205b oder zweite Repräsentation 205b. Die Verarbeitungsschaltung 204 ist ferner ausgebildet, um die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b an eine erste Ausgangsschnittstelle 210 weiterzuleiten, die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist.
Wenn zum Beispiel die elektronische Steuerungseinheit 200 das Protokoll, das in einem autonomen Fahrsystem verwendet wird, sowohl an ihrer Signaleingangsschaltung 202 als auch ihrer ersten Ausgangsschnittstelle 210 unterstützt, kann die elektronische Steuerungseinheit 200 zwischen eine autonome Fahr-ECU und ihre zugeordneten Umgebungssensoren eingefügt werden, um auch die Umgebungssensorsignale zum Verursachen von Sicherheitsmaßnahmen zu verwenden, ohne eine weitere Anpassung des autonomen Fahrsystems erforderlich zu machen. Zu diesem Zweck kann die erste Ausgangsschnittstelle 210 beliebige Protokolle unterstützen, wie beispielsweise CAN, FlexRay, oder Ethernet.
Eine elektronische Steuerungseinheit 200 von weiteren Ausführungsbeispielen kann in der Lage sein, Sensorsignale von zwei oder mehr Umgebungssensoren zu empfangen. Bei einer solchen Implementierung ist die Eingangsschaltung 202 ausgebildet, um zumindest ein weiteres Sensorsignal von einem zweiten Umgebungssensor des Fahrzeugs zu empfangen. Auf ähnliche Weise ist die erste Ausgangsschnittstelle 210 dann ferner ausgebildet, um zumindest eine erste Repräsentation des weiteren Sensorsignals weiterzuleiten.
Bei einigen Anwendungen kann die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b für die autonome Fahr-ECU eine höhere Auflösung erfordern als die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a für die elektronische Steuerungseinheit 200, so dass erforderlich ist, dass die Verarbeitungsschaltung 204 die Auflösung der zweiten Repräsentation des Sensorsignals 205b reduziert oder die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a aus der zweiten Repräsentation des Sensorsignals 205b extrahiert.
Ein bestimmtes Beispiel, wie eine Reduzierung einer Auflösung mit niedrigem Rechenaufwand erreicht werden kann, wird nachfolgend dargestellt, während auf die Repräsentation von Daten, die durch Radar- oder Lidarsensoren bereitgestellt werden, als ihr Sensorsignal in 3 Bezug genommen wird. Der Radardatenwürfel 300, der in 3 als ein bestimmtes Beispiel für ein Sensorsignal dargestellt ist, das mittels eines einzelnen Sensors erzeugt wird, hat drei Dimensionen. Die erste Dimension 302 ist anzeigend für die Distanz eines Objekts, was eine Reflexion des Radarsignals verursacht, das durch den Radarsensor gesendet wird. Die zweite Dimension 304 ist anzeigend für den Empfangskanal des Sensors, der üblicherweise ein Array von Empfangsantennen aufweist, wobei jede Empfangsantenne einem Empfangskanal entspricht. Die dritte Dimension 306 zeigt die relative Geschwindigkeit zwischen dem Sensor und einem Objekt an, das ein Radarsignal reflektiert. Jeder der dreidimensionalen Würfel, die in 3 dargestellt sind, weist zugeordnet zu demselben einen Koeffizienten auf, der Signalleistung zeigt, oder ein komplexer Wert des Signals beschreibt die Stärke eines Echos des Radarsignals, das dem Parametersatz zugeordnet ist, der durch das Bin in der ersten, zweiten und dritten Dimension 302, 304, 306 repräsentiert ist.
Für ein Dauerstrich-Radarsystem (continuous wave radar system) wird die Distanz der Reflexion zum Beispiel durch eine Frequenzdifferenz zwischen dem Radarsignal, das momentan übertragen wird, und dem reflektierten Radarsignal, das momentan empfangen wird, bestimmt. Wenn die Signalstärke pro Frequenzdifferenz mittels einer Fourier-Analyse bewertet wird, ist die Stärke der Reflexion proportional zu dem Fourier-Koeffizienten, der sich für die Frequenzdifferenz findet. Daher umfasst die Reihenfolge des Koeffizienten Informationen über die Distanz, während die Größe des Koeffizienten Informationen über die Größe des reflektierenden Objekts bereitstellt. Die Informationen über die relative Geschwindigkeit zwischen dem reflektierenden Objekt und dem Sensor wird zusätzlich bestimmt durch Bewerten der Dopplerverschiebung des reflektierten Signals relativ zu dem übertragenen Signal. Bei einer solchen Implementierung können die Koeffizienten, die den individuellen Bins zugeordnet sind, proportional zu der Größe des bestimmten Fourier-Koeffizienten sein.
Die Auflösung des Sensorsignals oder des Radarwürfels 300 ist gegeben durch das Gitter in allen drei Dimensionen 302, 304, 306. Ein Ziel zum Reduzieren der Auflösung der ersten Repräsentation des Sensorsignals 205a ist das Reduzieren des Datenbetrags, mit dem die elektronische Steuerungseinheit umgehen muss, um eine schnelle Verarbeitung im Hinblick auf die begrenzte Rechenleistung der ECU zu ermöglichen.
Angenommen, der Radarwürfel 300 wird als die zweite Repräsentation des Sensorsignals bereitgestellt, kann die Auflösung der Repräsentation auf verschiedene Weisen und im Hinblick auf verschiedene Charakteristika verringert werden, um eine erste Repräsentation mit niedrigerer Auflösung zu erreichen.
Zum Verringern der Auflösung der Distanz können zwei oder mehr benachbarte Bins in der ersten Dimension 302 zusammengeführt werden. Ferner, wenn man nur daran interessiert ist, eine Bedingung zu finden, die anzeigend für einen Aufprall eines Objekts mit dem Fahrzeug ist, können Distanzen über einer bestimmten minimalen Distanz ohne Nachteil vernachlässigt werden, was wiederum zu einer Reduzierung der Daten führt, die weiter innerhalb der Verarbeitungsschaltung 204 verarbeitet werden.
Die Auflösung der relativen Geschwindigkeit kann zum Beispiel reduziert werden durch zusammenführen von zwei oder mehr benachbarten Bins in der dritten Dimension 306. Ähnlich zu dem Vernachlässigen von Reflexionen über einer bestimmten Distanz können Einträge, die einer relativen Bewegung weg von dem Sensor entsprechen, zum Zweck der Kollisionsvorhersage vollständig vernachlässigt werden, was auch zu einer wesentlichen Reduzierung des Datenbetrags führen kann.
Die Auflösung kann ferner im Hinblick auf den Radarquerschnitt der Objekte verringert werden, die einen Eintrag innerhalb des Radardatenwürfels empfangen. Für einen Dauerstrich-Radar kann dies erreicht werden durch Erhöhen der Schwelle für die Fourier-Koeffizienten, die innerhalb des Radardatenwürfels berücksichtigt werden sollen. Zum Zweck der Kollisions-Detektion und der Erzeugung geeigneter Sicherheitsmaßnahmen kann das Einschränken der Analyse auf Objekte über einer bestimmten Größe ausreichend und vorteilhaft im Hinblick auf die Verarbeitungskomplexität sein.
Basierend auf dem Radardatenwürfel in 3 kann die räumliche und Winkelauflösung ebenfalls durch zusammenführen von zwei oder mehr benachbarten Bins in der zweiten Dimension 304 verringert werden.
Wie vorangehend ausgeführt wurde, kann die die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b eine höhere Auflösung haben als für die erste Repräsentation des Sensorsignals für einen gegebenen Moment von Sensordaten erforderlich ist (was z.B. durch einen einzelnen Funkdatenwürfel in 3 repräsentiert ist), im Hinblick auf zumindest eines aus Winkelauflösung, abgedeckter räumlicher Bereich und relative Geschwindigkeit. Natürlich kann die Auflösung auch im Hinblick auf mehr dieser Aspekte gleichzeitig reduziert werden. Durch Verwenden von einem oder einer Kombination aus mehreren der vorher beschriebenen Beispiele einer Datenreduktion kann ein Algorithmus implementiert werden, um einen Datenbetrag eines gegebenen Radardatenwürfels im Hinblick auf eine oder mehrere Dimensionen zu reduzieren, die in 3 dargestellt sind. Die so erzeugte Niedrigauflösungs-Repräsentation des Radardatenwürfels kann nachfolgend in einer elektronischen Steuerungseinheit mit eingeschränkter Verarbeitungsleistung verarbeitet werden, wie beispielsweise innerhalb einer Airbag-ECU.
4 stellt ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens einer Daten-Reduzierung und -Weiterleitung innerhalb eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Steuerungseinheit dar. Eine Datenreduzierung wird basierend auf einem Radardatenwürfel ausgeführt, wie in 3 dargestellt ist, der als ein Hochauflösungs-Sensorsignal 320 empfangen wird, auch bezeichnet als Hochauflösungs-Repräsentation 320 oder als die zweite Repräsentation des Sensorsignals. Die Hochauflösungs-Repräsentation 320 wird verarbeitet, um die erste Repräsentation des Sensorsignals 330 mit einer niedrigeren Auflösung zu erzeugen, auch bezeichnet als Niedrigauflösungs-Repräsentation 330. Nur als Beispiel sei angenommen, dass nur der Bereich (angezeigt als Distanz 302 in 3), der durch das Hochauflösungs-Sensorsignal 320 abgedeckt ist, reduziert ist, angezeigt durch den schematisch dargestellten Niedrigauflösungs-Radardatenwürfel 330, der eine reduzierte Erstreckung in der dritten Dimension 302 aufweist (am besten ersichtlich in 3). Die erste Bedingung, die die Erzeugung eines Aktivierungssignals in einem Ausführungsbeispiel einer elektronischen Steuerungseinheit verursacht, wird basierend auf der Niedrigauflösungs-Repräsentation 330 bestimmt, wie durch den Funktionsblock 350 dargestellt ist. Wenn die erste Bedingung bestimmt ist, wird das Aktivierungssignal bei Schritt 370 erzeugt.
Optional wird die Hochauflösungs-Repräsentation 320 des Sensorsignals bei Schritt 360 als die zweite Repräsentation des Sensorsignals zur weiteren Verarbeitung durch zum Beispiel eine autonome Fahr-ECU ausgegeben oder weitergeleitet.
5 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Gatewayschaltung 400 dar, die mit einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit 450 koppelbar ist, mit einer Eingangsschnittstelle 452 für ein Sensorsignal. Die Gatewayschaltung 400 ermöglicht die Verwendung einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit 450 basierend auf Sensorsignalen von Umgebungssensoren, wie beispielsweise einem Radarsensor, einem Lidarsensor oder einem Kamerasensor. Die Gatewayschaltung 400 umfasst einen Signaleingang 402, der ausgebildet ist, um ein Sensorsignal von einem Umgebungs-Sensor 440 eines Fahrzeugs zu empfangen. Ein erster Signalausgang 408 ist ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des Sensorsignals 205a des Umgebungssensors 440 an die Airbag-ECU 450 weiterzuleiten. Ein zweiter Signalausgang 410 ist ausgebildet, um eine zweite Repräsentation 205b des Sensorsignals 205b des Umgebungssensors 440 an eine physikalische Schicht eines Kommunikationssystems 470 weiterzuleiten. Das Kommunikationssystem 470 ist schematisch als ein Bussystem des Fahrzeugs in 5 dargestellt. Das Kommunikationssystem 470 kann ferner elektronische Steuerungseinheiten 472, 474 und 476 aufweisen, die daran so angebracht sind, dass diese ferner die zweite Repräsentation 205b des Sensorsignals verwenden können, während der elektronischen Airbag-Steuerungseinheit 450 ermöglicht wird, die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a zu verarbeiten. Das Verwenden einer Gatewayschaltung 400 kann das absichtliche Verbinden mit demselben Sensor und mit derselben Sensorschnittstelle mit der elektronischen Airbag-Steuerungseinheit 450 zusammen mit weiteren elektronischen Steuerungseinheiten 472, 474 und 476 ermöglichen. Das Verwenden des Gateways stellt unterschiedliche Typen von Umgebungssensordaten an unterschiedliche Anwendungen bereit. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Gatewayschaltung 400 ausgebildet, um die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b gemäß einem Protokoll bereitzustellen, das in dem Kommunikationssystem 470 verwendbar ist, um die zweite Repräsentation 205b zu den weiteren elektronischen Steuerungseinheiten 472, 474 und 476 weiterzuleiten, ohne sie modifizieren zu müssen.
Das Verwenden einer Gatewayschaltung 400 kann Revalidierungskosten für die Software der Airbag-ECU reduzieren, aufgrund einer Softwareänderung innerhalb der autonomen Fahr-ECU, die eingespart werden kann und ansonsten entstehen würde, wenn die autonome Fahr-ECU erst die Sensorsignale empfangen würde. Das liegt daran, dass immer wenn eine Modifikation in einem Airbagsystem auftritt, bewiesen werden muss, dass die Software der Airbag-ECU fehlerfrei ist. Wenn die autonome Fahr-ECU die Sensorsignale erst empfangen hat und eine Softwareänderung innerhalb der autonomen Fahr-ECU ausgeführt wurde, könnte eine Modifikation der Sensorsignale potenziell durch die veränderte Software verursacht werden. Folglich würde jede Änderung innerhalb der autonomen Fahr-ECU eine Revalidierung der fehlerfreien Funktionalität der Airbag-ECU erfordern. Stattdessen eine Gatewayschaltung 400 zu verwenden ermöglicht das absichtliche Ändern der Software innerhalb der autonomen Fahr-ECU ohne automatisch eine Revalidierung der Airbag-ECU zu erfordern.
Das Weiterleiten der ersten Repräsentation des Sensorsignals 205a und der zweiten Repräsentation des Sensorsignals 205b kann gemäß mehreren Alternativen innerhalb der Gatewayschaltung 400 erreicht werden.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist die Gatewayschaltung 400 ausgebildet, um beide Repräsentationen der Sensorsignale als Sensortelegramme über einen Kommunikationsbus zu empfangen. Es wird darauf hingewiesen, dass eine komplette erste Repräsentation 205a oder eine komplette zweite Repräsentation 205b üblicherweise mehr als ein Telegramm für eine Übertragung über den Kommunikationsbus erfordern. So kann ein individuelles Sensortelegramm Abschnitte einer ersten oder zweiten Repräsentation 205a, 205b aufweisen. Es kann für Abschnitte der ersten Repräsentation des Sensorsignals 205a innerhalb eines Sensortelegramms von Interesse sein, unter Verwendung eines ersten Etiketts etikettiert zu sein. Auf ähnliche Weise können Abschnitte einer zweiten Repräsentation 205b des Sensorsignals innerhalb eines Sensortelegramms unter Verwendung eines zweiten Etiketts etikettiert sein.
Ein Ausführungsbeispiel eines Umgebungssensors zum Erzeugen von Sensortelegrammen zur Übertragung über den Bus ist in 8 dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Wenn Sensorsignal-Repräsentationen 205a, 205b empfangen werden, die als Sensortelegramme implementiert sind, identifiziert die Gatewayschaltung 400, ob ein empfangenes Sensortelegramm zumindest einen Abschnitt einer ersten Repräsentation 205a des Sensorsignals oder zumindest einen Abschnitt der zweiten Repräsentation 205b des Sensorsignals basierend auf dem Etikett innerhalb eines individuellen Sensortelegramms aufweist. Dies kann eine effiziente Hardware-Implementierung der Gatewayschaltung in Systemen ermöglichen, wo das Sensorsignal mit einer Reihe von Sensortelegrammen erzeugt wird, da die Gatewayschaltung nur in der Lage sein muss, Etiketten innerhalb des Sensortelegramms zu identifizieren, um den Inhalt des Sensortelegramms entsprechend zu dem ersten Signalausgang und/oder dem zweiten Signalausgang zu leiten. Genauer gesagt könnte bei einem solchen Aufbau das Gateway eher einfach implementiert sein, da keine Intelligenz erforderlich ist, um den tatsächlichen Abschnitt der Sensorsignal-Repräsentation innerhalb des Telegramms zu analysieren.
Wenn zum Beispiel der CAN-Bus verwendet wird, um das Sensorsignal zu transportieren, können die CAN-Nachrichten der Sensoren identische IDs aufweisen - ein Beispiel von Etiketten in der Terminologie der obigen Beschreibung - wenn sie zumindest einen Abschnitt aufweisen, der eine einzelne Repräsentation des Sensorsignals betrifft. Alternativ können die CAN-Nachrichten zwei unterschiedliche IDs aufweisen, wenn sie zumindest einen Abschnitt der ersten Repräsentation des Sensorsignals und zumindest einen Abschnitt der zweiten Repräsentation des Sensorsignals umfassen. Der Klarheit halber würde ein Sensortelegramm dann beide Hoch- und Niedrigauflösungs-Abschnitte innerhalb eines Sensortelegramms aufweisen. In diesem Fall können CAN-Nachrichten mit unterschiedlichen IDs in jeglicher Reihenfolge als eine Reihe aus Sensortelegrammen gesendet werden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Gatewayschaltung 400 ausgebildet sein, um die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b über den Signaleingang 402 zu empfangen und um intern die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a herzuleiten, wie zum Beispiel in Verbindung mit 3 erörtert wurde.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Gatewayschaltung 400 ist die Gatewayschaltung ferner ausgebildet, um die erste Bedingung basierend auf der ersten Repräsentation des Sensorsignals 205a zu bestimmen, um ferner die Funktionalität zu implementieren, um Sicherheitsmaßnahmen zu verursachen, wie für die elektronische Steuerungseinheit 200 aus 2 erörtert wurde. Bei einem solchen Aufbau könnte die erste Bedingung zu einer ECU mit weniger Busverkehr weitergeleitet werden, da es ausreichend sein kann, nur die Signalisierung der ersten Bedingung auf dem Bus zu transportieren. Ein solcher Aufbau der Gatewayschaltung 400 erfordert mehr Intelligenz an der Gatewayschaltung 400 während die Arbeitslast zum Identifizieren der ersten Bedingung von der ECU genommen wird. Es ist ferner denkbar, dass die Gatewayschaltung 400 die Bestimmung der ersten Bedingung an eine autonome Fahr-ECU signalisiert, um durch das autonome Fahrsystem berücksichtigt zu werden.
Weitere Ausführungsbeispiele einer Gatewayschaltung 400 dienen als ein Gateway für mehrere zugeordnete Umgebungssensoren. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Gatewayschaltung ist in 6 dargestellt. Im Vergleich zu der Gatewayschaltung von 5 umfasst die Gatewayschaltung 400 ferner einen zweiten Signaleingang 404, der ausgebildet ist, um ein weiteres Sensorsignal von einem zweiten Umgebungssensor des Fahrzeugs zu empfangen. Ferner ist der erste Signalausgang 408 der Gatewayschaltung 400 ausgebildet, um eine erste Repräsentation des weiteren Sensorsignals 405a an die Airbag-ECU weiterzuleiten. Auf ähnliche Weise ist der zweite Signalausgang 410 ausgebildet, um die zweite Repräsentation des weiteren Sensorsignals 405b an die physikalische Schicht des Kommunikationssystems weiterzuleiten. Weitere Ausführungsbeispiele können entworfen sein, um gleichzeitig als ein Gateway für eine beliebige Anzahl von Umgebungssensoren zu dienen.
7 zeigt schematisch ein Beispiel eines Sicherheitssystems für ein Fahrzeug, in dem autonome Fahr-Funktionalitäten ebenfalls vorhanden sind und durch die zentrale ECU 660 gesteuert werden. Beim autonomen Fahren entscheidet die zentrale ECU 660 zum Beispiel, ob ein Lenkwinkel oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert werden sollen. Zu diesem Zweck muss die Auflösung der Sensordaten möglicherweise ausreichend sein, um ein Modell der Umgebung zu erzeugen, das genau genug ist, um eine Kollision mit anderen Fahrzeugen oder Umgebungsobjekten zu vermeiden und über gute Fahrbefehle für Komfort von Insassen und für Energieeffizienz zu entscheiden. Autonome Fahrsysteme basieren allgemein auf mehreren Sensoren, um ein Modell der Umgebung des Fahrzeugs zu erzeugen, um in der Lage zu sein, das Fahrzeug ohne oder fast ohne menschliche Interaktion zu führen oder fahren. Abhängig von der Implementierung können autonome Fahr-Funktionalitäten auf einige Szenarien eingeschränkt sein, z.B. auf Autobahnverkehr, während sie bei anderen möglicherweise nicht voll verfügbar sind, wie z.B. bei Stadtverkehr. Nichtsdestotrotz, während der Hochauflösungs-Ausgang der Umgebungssensoren möglicherweise nicht permanent für autonomes Fahren benutzt werden kann, kann eine erste Repräsentation der Sensorsignale mit niedrigerer Auflösung kontinuierlich als eine Eingabe zu der Airbag-ECU 620 verfügbar sein, um der Airbag-ECU 620 zu ermöglichen, auch Umgebungsdaten zu verwenden, auch wenn die möglicherweise für autonome Fahrfunktionen eine niedrigere Verarbeitungsleistung aufweist als die zentrale ECU 660. Während der Hochauflösungs-Ausgang der Umgebungssensoren möglicherweise nicht für autonome Fahrfunktionen verwendet wird, kann die Ausgabe des Umgebungssensors trotzdem aktualisiert werden, z.B. mehr als 1 Mal pro Sekunde, als eine Eingabe zu der Airbag-ECU.
Das Sicherheitssystem umfasst einen ersten Umgebungssensor 600, der erste Sensorsignale bereitstellt, und einen zweiten Umgebungssensor 602, der zweite Sensorsignale bereitstellt. Beim Einstellen von unterstützenden autonomen Fahrfunktionen ist es wünschenswert, dass die volle Umgebung des Fahrzeugs beobachtet wird, so dass ein erstes Sichtfeld 601 des ersten Umgebungssensors 600 und ein zweites Sichtfeld 603 des benachbarten zweiten Umgebungssensors 602 zumindest teilweise überlappend sind, was zu einem überlappenden Sichtfeld 605 führt. Die Sensoren sind vorzugsweise derart implementiert, dass das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal locker gekoppelt sind. Das lockere Koppeln der Sensoren erfordert möglicherweise keine perfekte Synchronisierung der gekoppelten Sensoren. Die Verwendung von Ausführungsbeispielen von Airbag-ECUs zusammen mit Umgebungssensoren erlaubt das Verwenden von Informationen von zumindest zwei Umgebungssensoren zusammen, um Bedingungen zu bestimmen, die Sicherheitsmaßnahmen veranlassen, die durch herkömmliche Ansätze nicht zugänglich waren, wie als nächstes erklärt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung von zwei Umgebungssensoren zusammen jedoch einige Einschränkungen mit sich bringen kann im Hinblick auf das lockere Koppeln zwischen den Umgebungssensoren. Eine Synchronisierung zwischen den zwei Sensoren sollte ausreichend gut sein, dass ein Objekt 650, das durch den ersten Sensor 620 innerhalb des überlappenden Sichtfeldes 605 bestimmt wird - ohne Unklarheiten - auch durch den zweiten Sensor 604 innerhalb des überlappenden Sichtfeldes bestimmt werden kann. Ferner sollte die Kopplung ausreichend gut sein, um das Bestimmen der Bedingungen zu erlauben, die innerhalb der bestimmten Implementierung gesucht werden. Wenn beispielsweise das Vorhandensein eines Objekts 650 mit einer Zeitauflösung von 1ms bestimmt werden soll, scheint es geeignet, die Umgebungssensoren locker zu koppeln, derart, dass sie miteinander mit einer Ungewissheit von weniger als Ims synchronisiert sind. Ähnliche Betrachtungen gelten für die Genauigkeit der relativen Position zwischen den beitragenden Sensoren. Wenn sie an einem Fahrzeug befestigt sind, ist die Relativposition der Sensoren üblicherweise fest und bekannt. Man kann das lockere Koppeln der Sensoren derart verstehen, dass die so gekoppelten Sensoren zeitlich und räumlich mit ausreichender Präzision ausgerichtet sind, um in der Lage zu sein, die erste Bedingung und weitere Bedingungen von Interesse zu bestimmen. Anders ausgedrückt könnte die zeitliche Synchronisierung zwischen zwei locker gekoppelten Umgebungssensoren derart sein, dass Detektionen von Objekten, die für beide Sensoren sichtbar sind (z.B. FFT-Spitzen und Objekte, wie im Hinblick auf 3 erörtert wird), nicht zwischen individuellen Umgebungssensoren zeitlich kompensiert werden müssen, bevor sie durch eine Nachverarbeitungssoftware z.B. innerhalb einer Airbag-ECU oder einer automatisierten Fahr-ECU verwendet werden. Zeitkompensation ist das Verfahren, das zum Kompensieren der Objektbewegung zwischen einer Referenzzeit und der Zeit verwendet wird, zu der seine Charakteristika gemessen wurden (Bereich, Winkel, Doppler). Der Ansatz des lockeren Koppelns ermöglicht nicht nur das Einsparen von Rechenzeit durch Vermeiden von Berechnungen, die sich auf die Kompensation beziehen, sondern auch durch Vermeiden einer resultierenden, erhöhten Ungenauigkeit bei der mathematischen Repräsentation der Detektionen (Bereich, Winkel, Doppler-Geschwindigkeit, Schätzwert der Nicht-Doppler-Geschwindigkeit).
Um autonome Fahrfunktionen zu unterstützen, sind weitere Sensoren 610a bis 610d in 7 dargestellt. Die Sensoren 610a bis 610d zusammen mit dem ersten Sensor 600 und dem zweiten Sensor 602 sollten entworfen und ausgebildet sein, um volle Abdeckung der Fahrzeugumgebung bereitzustellen. Die nachfolgende Offenbarung des Sicherheitssystems jedoch konzentriert sich auf benachbarte Sensoren 600 und 602, die ausreichend zu sein scheinen, um einige neue Fähigkeiten eines Ausführungsbeispiels einer Airbag-ECU 620 auszuführen, wenn diese in einem Aufbau verwendet wird, der Umgebungssensoren verwendet.
Um zusätzlichen Nutzen aus locker gekoppelten Sensoren 600 und 602 zu ziehen, umfasst eine erste Gatewayschaltung 606 einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des ersten Sensorsignals 607 zu erzeugen, und einen zweiten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des ersten Sensorsignals an eine physikalische Schicht eines Kommunikationssystems weiterzuleiten. Das Kommunikationssystem leitet die zweite Repräsentation des ersten Sensorsignals an die zentrale ECU 660 weiter. Auf ähnliche Weise umfasst eine zweite Gatewayschaltung 608 einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des zweiten Sensorsignals 609 zu erzeugen, und einen zweiten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des zweiten Sensorsignals an die physikalische Schicht über das Kommunikationssystem an die zentrale ECU 660 weiterzuleiten. Die Airbag-ECU 620 ist mit den ersten Signalausgängen der ersten Gatewayschaltung 606 und/oder der zweiten Gatewayschaltung 608 gekoppelt. Über zugeordnete Gatewayschaltungen 611a, ..., 611d werden die ersten Repräsentationen der Sensorsignale 612a, ..., 612d der verbleibenden Umgebungssensoren 610a, ..., 610d an die Airbag-ECU 620 weitergeleitet, während die zweite Repräsentation der Sensorsignale der verbleibenden Umgebungssensoren 610a, ..., 610d an die zentrale ECU 660 weitergeleitet werden. Die Airbag-ECU 620 ist ausgebildet, um eine erste Bedingung, die einen potenziellen Aufprall eines Objekts mit dem Fahrzeug anzeigt, basierend auf der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals, der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals oder einer Kombination der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignal und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals zu identifizieren. In dem Fall, dass eine solche Bedingung bestimmt wurde, ist die Airbag-ECU 620 ferner ausgebildet, um ein Aktivierungssignal zu erzeugen, um eine Sicherheitsmaßnahme zu verursachen, um die Insassen des Fahrzeugs zu schützen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann eine einzelne Gatewayschaltung verwendet werden, die in der Lage ist, allen Umgebungssensoren 600, 602 und 610a bis 610d zu dienen, ähnlich zu der Gatewayschaltung, die in 6 dargestellt ist. Weitere Ausführungsbeispiele können eine oder alle Gatewayschaltungen innerhalb der Airbag-ECU 620 oder innerhalb der zentralen ECU 660 integrieren.
7 stellt ein bestimmtes Beispiel einer Bedingung dar, die bestimmt werden kann, um die Ausführung von Sicherheitsmaßnahmen zu verursachen. Genauer gesagt ist die dargestellte Bedingung der bevorstehende Seitenaufprall eines Objekts 550, der früh genug bestimmt werden kann, um effektiv Seitenairbags auszulösen und sogar zusätzliche reversible Sicherheitsmaßnahmen zu verursachen, um die Insassen zu schützen. Durchgezogene Linien in 7, die sich von dem ersten Sensor 500 erstrecken, zeigen das Sichtfeld 601 des ersten Sensors an. Durchgezogene Linien, die sich von dem zweiten Sensor 602 erstrecken, zeigen das Sichtfeld 602 des zweiten Sensors an. Es ist zu beachten, dass beide Sensoren 600, 602 ein überlappendes, gemeinsames Sichtfeld 605 aufweisen.
Nun sei angenommen, das Objekt 650 wird in dem überlappenden Sichtfeld 605 bei einer ersten Messung durch beide der locker gekoppelten Umgebungssensoren 600 und 602 bestimmt. Bei einer nachfolgenden, zweiten Messung jedoch wird das Objekt nur durch einen der zwei Sensoren detektiert, d.h. innerhalb des Sichtfeldes 601 des ersten Umgebungssensors 600 in dessen Sichtfeld 601. Wie durch einen gestrichelten Pfeil angezeigt wird, hat sich das Objekt 650 von der ersten Position der ersten Messung zu der zweiten Position bewegt - angezeigt als ein Kreis gezeichnet mit einer durchbrochenen Line zu dem Zeitpunkt der zweiten Messung.
Diese Sequenz aus Messergebnissen erlaubt der Airbag-ECU zu bestimmen, dass sich das Objekt 650 in Richtung der Seite des Fahrzeugs bewegt, ohne einen hohen Rechenaufwand zu benötigen, um zu diesem Schluss zu kommen. Dies kann zum Beispiel erlauben, die Bedingung zu bestimmen, dass ein Aufprall des Objekts 650 erwartet werden muss, mit einer geringeren Latenzzeit im Vergleich zu einem Ansatz, der auf dem Verfolgen der Bahn des Objekts 650 basierend auf den individuellen Sensorsignalen des ersten und zweiten Sensors 600, 602 basiert, wie bei einem Ansatz, der durch ein autonomes Fahrsystem verwendet wird, das zum Beispiel durch die zentrale ECU 660 ausgeführt wird.
Anders ausgedrückt stellen die erste Repräsentation des ersten Sensorsignals und die erste Repräsentation des zweiten Sensorsignals möglicherweise einen Schätzwert für eine Bewegungsrichtung eines Objekts 650 innerhalb des teilweise überlappenden Sichtfeldes 605 bereit, der verwendet werden kann, um Sicherheitsmaßnahmen bei einem Ausführungsbeispiel eines Sicherheitssystems zu verursachen, wie in 7 dargestellt ist. Genauer gesagt kann eine jeweilige erste Bedingung, die einen Seitenaufprall anzeigt, identifiziert werden, basierend auf einem sich bewegenden Objekt 650, das in einer der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals 607 und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals 609 identifiziert wird, nachdem das Objekt vorangehend innerhalb der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals 607 und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals 609 detektierbar war. Ähnliche Betrachtungen können für das Vorhersagen der Zeit des Aufpralls gelten, zum Beispiel durch Extrapolieren der Positionsänderung zwischen den zwei Messungen in die Zukunft.
8 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Umgebungssensorelements 700 für ein Fahrzeug dar. Das Umgebungssensorelement 700 ist in der Lage, eine erste Repräsentation eines Sensorsignals 205a sowie eine zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b bereitzustellen. Das Sensorelement 700 umfasst einen Radarsensor oder einen Lidarsensor als einen Sensor 702. Der Sensor 700 stellt ein Sensorsignal bereit, das ein begrenztes Sichtfeld 704 abdeckt, das im Wesentlichen durch einen Öffnungswinkel
definiert ist. Der Öffnungswinkel
kann ein Winkel in einer Ebene oder ein Raumwinkel sein. Das Umgebungssensorelement 700 kann ausgebildet sein, um die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a sowie die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b bereitzustellen. Zu diesem Zweck kann das Sensorelement 700 zum Beispiel eine CPU oder jeglichen anderen Typ einer Logikschaltung aufweisen (in 7 nicht gezeigt), um die erste und zweite Repräsentation zu erzeugen oder um die erste Repräsentation in die zweite Repräsentation umzuwandeln. Das Umgebungssensorelement 700 umfasst ferner eine Schnittstelle 706, die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist. Die Schnittstelle ist ausgebildet, um die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a, die zweite Repräsentation des Sensorsignals
205b oder sowohl die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a als auch die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b an die physikalische Schicht auszugeben, um unterschiedliche Repräsentationen des Sensorsignals für eine ECU sowie für andere Komponenten innerhalb des Systems bereitzustellen. Gemäß einigen Beispielen kann das Umgebungssensorelement 700 ausgebildet sein, um eine der drei Alternativen auszugeben. Wenn das Umgebungssensorelement 700 konfigurierbar ist, kann es für unterschiedliche Fahrzeugarchitekturen verwendet werden oder unterschiedliche Konfigurationen desselben Fahrzeugtyps können ohne weiteres implementiert werden. Abhängig von der Konfiguration kann das Umgebungssensorelement 700 als ein Eingang für eine Airbag-ECU, für eine autonome Fahr-ECU oder für beide ECUs gleichzeitig verwendet werden. Somit kann die Verwendung einer unterschiedlichen ECU für jede Konfiguration vermieden werden.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist das Umgebungssensorelement 700 eine Schnittstelle auf, die ausgebildet ist, um die Repräsentationen der Sensorsignale unter Verwendung eines oder mehrerer Sensortelegramme auszugeben. Um den nachfolgenden Komponenten zu ermöglichen, die unterschiedlichen Repräsentationen ohne einen hohen Analyseaufwand zu identifizieren, kann die Schnittstelle des Umgebungssensorelements ein spezielles Etikett in individuelle Sensortelegramme einfügen, das anzeigt, ob das individuelle Sensortelegramm die erste Repräsentation des Sensorsignals 205a oder die zweite Repräsentation des Sensorsignals 205b trägt. Die Etiketten, die eingefügt oder verwendet werden, um die unterschiedlichen Repräsentationen zu unterscheiden, können den Etiketten entsprechen, die in Verbindung mit der Gatewayschaltung 400 von 5 erörtert wurden.

Claims

Eine elektronische Steuerungseinheit (200), umfassend: eine Signaleingangsschaltung (202), die ausgebildet ist, um ein Sensorsignal (201) von einem Radarsensor oder von einem Lidar-Sensor zu empfangen; und eine Verarbeitungsschaltung (204), die ausgebildet ist, um eine erste Bedingung basierend auf einer ersten Repräsentation des Sensorsignals zu bestimmen und um ein Aktivierungssignal (206) ansprechend auf die erste Bedingung zu erzeugen, wobei die Verarbeitungsschaltung (204) ferner ausgebildet ist zum: Erzeugen der ersten Repräsentation des Sensorsignals (205a); und Erzeugen und Weiterleiten einer zweiten Repräsentation des Sensorsignals (205b) an eine erste Ausgangsschnittstelle (210), die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist.
Die elektronische Steuerungseinheit (200) gemäß Anspruch 1, wobei das Aktivierungssignal (206) zumindest eines ist, ausgewählt aus: einem reversiblen Aktivierungssignal zum Aktivieren einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme, und einem irreversiblen Aktivierungssignal zum Aktivieren einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme.
Die elektronische Steuerungseinheit (200) gemäß Anspruch 2, wobei das reversible Aktivierungssignal ausgebildet ist, um zumindest eines zu Verursachen aus: Schließen von zumindest einem Fenster eines Fahrzeugs, Schließen von zumindest einem Dachabschnitt des Fahrzeugs, Spannen von zumindest einem Sitzgurt des Fahrzeugs, Einstellen von zumindest einem Sitz des Fahrzeugs, und Unterdrücken einer Notbremsung eines Fahrzeugs.
Die elektronische Steuerungseinheit (200) gemäß Anspruch 2, wobei das irreversible Aktivierungssignal ausgebildet ist, um zumindest eines zu Verursachen ausgewählt aus: einer Notbremsung eines Fahrzeugs, und einem Auslösen eines Airbags.
Die elektronische Steuerungseinheit (200) gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei die Verarbeitungsschaltung (204) ferner ausgebildet ist, um die erste Repräsentation (205a) aus der zweiten Repräsentation (205b) zu extrahieren.
Die elektronische Steuerungseinheit (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die zweite Repräsentation des Sensorsignals (205b) eine höhere Auflösung hat als die erste Repräsentation des Sensorsignals (205a) für einen gegebenen Moment von Sensordaten im Hinblick auf zumindest eines von Winkelauflösung, abgedeckter, räumlicher Bereich, und relativer Geschwindigkeit.
Eine Gatewayschaltung (400), die mit einer elektronischen Airbag-Steuerungseinheit (450) koppelbar ist, die Gatewayschaltung (400) umfassend: einen Signaleingang (402), der ausgebildet ist, um ein Sensorsignal von einem Umgebungs-Sensor (440) eines Fahrzeugs zu empfangen; einen ersten Signalausgang (408), der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des Sensorsignals (205a) des Umgebungssensors an die elektronische Airbag-Steuerungseinheit (450) weiterzuleiten; und einen zweiten Signalausgang (410), der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des Sensorsignals (205b) an eine physikalische Schicht eines Kommunikationssystems weiterzuleiten.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß Anspruch 7, wobei die Gatewayschaltung (400) ferner ausgebildet ist zum: Bestimmen einer ersten Bedingung basierend auf der ersten Repräsentation des Sensorsignals (205a) und Erzeugen eines Aktivierungssignals ansprechend auf die erste Bedingung.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß Anspruch 8, wobei das Aktivierungssignal zumindest eines ist ausgewählt aus: einem reversiblen Aktivierungssignal zum Aktivieren einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme, und einem irreversiblen Aktivierungssignal zum Aktivieren einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme.
Die Gatewayschaltungseinheit (400) gemäß Anspruch 9, wobei das reversible Aktivierungssignal ausgebildet ist, um zumindest eines zu Verursachen aus: Schließen von zumindest einem Fenster eines Fahrzeugs, Schließen von zumindest einem Dachabschnitt des Fahrzeugs, Spannen von zumindest einem Sitzgurt, Einstellen von zumindest einem Sitz, und Unterdrücken einer Notbremsung eines Fahrzeugs.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß Anspruch 9, wobei das irreversible Aktivierungssignal ausgebildet ist, um zumindest eines zu Verursachen ausgewählt aus: einer Notbremsung eines Fahrzeugs, und einem Auslösen eines Airbags.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß einem der Ansprüche 8-11, wobei die Gatewayschaltung (400) ausgebildet ist, um ein Sensorsignal als eine Reihe aus Sensortelegrammen an dem Signaleingang zu empfangen.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß Anspruch 12, wobei die Gatewayschaltung (400) ferner zum Identifizieren eines individuellen Sensortelegramms basierend auf einem Etikett ausgebildet ist, das in dem individuellen Sensortelegramm enthalten ist, egal ob das individuelle Sensortelegramm zu der ersten Repräsentation des Sensorsignals (205a) oder zu der zweiten Repräsentation des Sensorsignals (205b) gehört.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß einem der Ansprüche 8-13, wobei die Gatewayschaltung (400) ausgebildet ist, um die zweite Repräsentation des Sensorsignals (205b) gemäß einem Protokoll bereitzustellen, das innerhalb des Kommunikationssystems verwendbar ist.
Die Gatewayschaltung (400) gemäß einem der Ansprüche 8-14, ferner umfassend einen zweiten Signaleingang (404), der ausgebildet ist, um ein weiteres Sensorsignal von einem zweiten Umgebungssensor des Fahrzeugs zu empfangen; wobei der erste Signalausgang (408) der Gatewayschaltung ferner ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des weiteren Sensorsignals (405a) an die elektronische Airbag-Steuerungseinheit (450) weiterzuleiten; und wobei der zweite Signalausgang (410) ausgebildet ist, um die zweite Repräsentation des weiteren Sensorsignals (405b) an die physikalische Schicht des Kommunikationssystems weiterzuleiten.
Ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, das Sicherheitssystem umfassend: einen ersten Umgebungssensor (600), der erste Sensorsignale bereitstellt, einen zweiten Umgebungssensor (602), der zweite Sensorsignale bereitstellt; wobei das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal locker gekoppelt sind und ein Sichtfeld für den ersten Sensor (600) und den zweiten Sensor (602) zumindest teilweise überlappend sind; eine erste Gatewayschaltung (606) umfassend einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des ersten Sensorsignals (607) zu erzeugen; und einen zweiten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des ersten Sensorsignals an eine physikalische Schicht eines Kommunikationssystems weiterzuleiten; eine zweite Gatewayschaltung (608) umfassend einen ersten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des zweiten Sensorsignals (609) zu erzeugen; und einen zweiten Signalausgang, der ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des zweiten Sensorsignals an die physikalische Schicht des Kommunikationssystems weiterzuleiten; und eine elektronischen Airbag-Steuerungseinheit (620), die ausgebildet ist, um eine erste Bedingung basierend auf der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals (607), der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals (609) oder einer Kombination der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals (607) und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals (609) zu identifizieren; und wobei die elektronische Airbag-Steuerungseinheit (620) ferner ausgebildet ist, um ein Aktivierungssignal ansprechend auf die erste Bedingung zu erzeugen.
Das Sicherheitssystem gemäß Anspruch 16, wobei das Aktivierungssignal zumindest eines ist ausgewählt aus: einem reversiblen Aktivierungssignal zum Aktivieren einer reversiblen Sicherheitsmaßnahme, und einem irreversiblen Aktivierungssignal zum Aktivieren einer irreversiblen Sicherheitsmaßnahme.
Das Sicherheitssystem gemäß Anspruch 17, wobei das reversible Aktivierungssignal ausgebildet ist, um zumindest eines zu Verursachen aus: Schließen von zumindest einem Fenster eines Fahrzeugs, Schließen von zumindest einem Dachabschnitt des Fahrzeugs, Spannen von zumindest einem Sitzgurt des Fahrzeugs, Einstellen von zumindest einem Sitz des Fahrzeugs, und Unterdrücken einer Notbremsung eines Fahrzeugs.
Das Sicherheitssystem gemäß Anspruch 17 wobei das irreversible Aktivierungssignal ausgebildet ist, um zumindest eines zu Verursachen ausgewählt aus: einer Notbremsung eines Fahrzeugs, und einem Auslösen eines Airbags.
Das Sicherheitssystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Kombination der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals (607) und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals (609) einen Schätzwert für eine Bewegungsrichtung für ein Objekt (650) innerhalb der teilweise überlappenden Sichtfelder bereitstellt.
Das Sicherheitssystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei die erste Bedingung basierend auf einem sich bewegenden Objekt (650) identifiziert wird, das in einer der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals (607) und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals (609) identifiziert wird, nachdem das Objekt vorher innerhalb der ersten Repräsentation des ersten Sensorsignals (607) und der ersten Repräsentation des zweiten Sensorsignals (609) detektierbar war.
Das Sicherheitssystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei die Umgebungssensoren als RADAR-Sensor, LIDAR-Sensor oder Kamerasensor implementiert sind.
Das Sicherheitssystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, ferner umfassend eine autonome elektronische Fahr-Steuerungseinheit (660), die ausgebildet ist, um die zweite Repräsentation des ersten Sensorsignals, die zweite Repräsentation des zweiten Sensorsignals oder eine Kombination der zweiten Repräsentation des ersten Sensorsignals und des zweiten Sensorsignals zu empfangen.
Ein Umgebungssensorelement (700) für ein Fahrzeug, umfassend: einen RADAR- oder LIDAR-Sensor (702), der ausgebildet ist, um ein Sensorsignal zu erzeugen, das ein Sichtfeld (704) abdeckt; wobei das Sensorelement (700) ausgebildet ist, um eine erste Repräsentation des Sensorsignals (205a) bereitzustellen; wobei das Sensorelement (700) ferner ausgebildet ist, um eine zweite Repräsentation des Sensorsignals (205b) bereitzustellen; und eine Schnittstelle (706), die mit einer physikalischen Schicht eines Kommunikationssystems koppelbar ist, wobei die Schnittstelle (706) ferner ausgebildet ist, um die erste Repräsentation des Sensorsignals (205a), die zweite Repräsentation des Sensorsignals (205b), oder sowohl die erste Repräsentation des Sensorsignals (205a) als auch die zweite Repräsentation des Sensorsignals (205b) an die physikalische Schicht auszugeben.
Das Umgebungssensorelement (700) gemäß Anspruch 24, wobei die Schnittstelle (706) ausgebildet ist, um die Repräsentationen der Sensorsignale als ein oder mehrere Sensortelegramme auszugeben.
Das Umgebungssensorelement (700) gemäß Anspruch 25, wobei für ein Individuelles des einen oder der mehreren Sensortelegramme ein Etikett anzeigt, ob das individuelle Sensortelegramm Teil der ersten Repräsentation des Sensorsignals (205a) oder der zweiten Repräsentation des Sensorsignals (205b) ist.