DE102004007553A1 - Detecting device and safety system for a motor vehicle - Google Patents

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Sascha Kolski
Andreas Dr. Schwarzhaupt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges zur Erfassung eines Hindernisses in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrezeuges mit wenigstens einer ersten Umgebungssensoreinheit. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine erste Recheneinheit zur Generierung einer ersten Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Vorhandensein des Hindernisses in dem mit der ersten Umgebungssensoreinheit erfassten Umgebungsbereich vorzusehen, wobei der Umgebungsbereich in eine vorgegebene Anzahl von Felder aufgeteilt wird und für jedes vorgegebene Feld ein Wahrscheinlichkeitswert als Maß für das Vorhandensein des Hindernisses in dem jeweiligen Feld bestimmt wird.The invention relates to a detection device of a motor vehicle for detecting an obstacle in an environmental region of the motor vehicle with at least one first environment sensor unit. DOLLAR A According to the invention it is proposed to provide a first computing unit for generating a first probability distribution for the presence of the obstacle in the detected with the first environment sensor unit surrounding area, wherein the surrounding area is divided into a predetermined number of fields and for each predetermined field, a probability value as a measure of the presence of the obstacle in the respective field is determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges zur Erfassung eines Hindernisses gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Sicherheitssystem für einen fahrerlosen Betrieb eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.The The invention relates to a detection device of a motor vehicle for detecting an obstacle according to the preamble of claim 1 and a security system for a driverless operation of a motor vehicle according to the preamble of claim 8.

Aus der DE 101 32 386 A1 ist ein Verfahren zum Assistieren eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges bekannt, in welchem eine Vorhersage der aktuellen Situation des Umfeldes des Kraftfahrzeuges aus mit mehreren Umgebungserfassungssensoren erfassten Informationen über die äußere Umgebung des Kraftfahrzeuges abgeleitet wird. Die erfassten Informationen werden einer Sensorfusion und einer Szeneninterpretation unterzogen, wodurch unter Verwendung von Bewegungsmodellen und Formmodellen eine konsistente räumlich-zeitliche Beschreibung der das Kraftfahrzeug umgebenden Szene ermittelt wird. Zusätzlich wird eine Vorhersage der Fahrerreaktion getroffen. Die Fahrerreaktionsvorhersage wird mit der Situationsvorhersage verknüpft, um geeignete Kraftfahrzeugmanöver, beispielsweise eine automatische Notbremsung, in die Wege zu leiten. Durch die Verknüpfung der Fahrerreaktionsvorhersage mit der Situationsvorhersage ist es möglich in Abhängigkeit vom Verhalten des Fahrers auf die aktuelle Situation zu reagieren, d. h. es wird das Gesamtsystem, bestehend aus dem Fahrer und dem Kraftfahrzeug, in der Verkehrsumgebung einer Bewertung unterzogen.From the DE 101 32 386 A1 a method for assisting a driver of a motor vehicle is known, in which a prediction of the current situation of the environment of the motor vehicle is derived from information gathered with a plurality of environment detection sensors about the external environment of the motor vehicle. The acquired information is subjected to sensor fusion and scene interpretation, whereby a consistent spatio-temporal description of the scene surrounding the motor vehicle is determined using motion models and shape models. In addition, a prediction of the driver reaction is made. The driver response prediction is linked to the situation prediction to initiate appropriate motor vehicle maneuvers, such as automatic emergency braking. By linking the driver reaction prediction with the situation prediction, it is possible to react to the current situation depending on the behavior of the driver, ie the overall system consisting of the driver and the motor vehicle is evaluated in the traffic environment.

Außerdem wird in der EP 0 545 437 B1 ein Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen beschrieben, bei welchem das Ausgangssignal einer ein Hindernis erkennenden Abstandsmessvorrichtung einer Auswertevorrichtung zugeführt wird. Der Messbereich der Abstandsmessvorrichtung ist in Sicherheitszonen eingeteilt, die sich in unterschiedlichem Abstand vom Kraftfahrzeug entfernt befinden und denen jeweils eine individuelle vorgegebene Reaktionsmaßnahme zugeordnet ist. Die Auswertevorrichtung führt selbsttätig die für die jeweilige Sicherheitszone vorgesehene Reaktionsmaßnahme aus, wenn sich das Kraftfahrzeug in den jeweiligen Sicherheitszonen befindet und der Abstand zu dem Hindernis weiter verringert wird.In addition, in the EP 0 545 437 B1 a method for avoiding collisions is described in which the output signal of an obstacle-recognizing distance measuring device is fed to an evaluation device. The measuring range of the distance measuring device is divided into safety zones, which are located at different distances from the motor vehicle and each of which an individual predetermined reaction measure is assigned. The evaluation device automatically executes the reaction measure provided for the respective safety zone when the motor vehicle is in the respective safety zones and the distance to the obstacle is further reduced.

Des weiteren ist aus der DE 43 02 527 A1 eine an einem Kraftfahrzeug angeordnete Vorrichtung zum Erfassen eines Hindernisses in einem Nachweisbereich bekannt, welcher sich vor dem Kraftfahrzeug erstreckt. Die Vorrichtung zum Nachweisen des Hindernisses umfasst eine Einrichtung zum Aufteilen des Nachweisbereiches in eine Mehrzahl von Teilzonen mit einer kegelförmigen Ausgestaltung und unterschiedlichen Gefährdungsgraden, einer Einrichtung zum Erfassen des Hindernisses in jeder der engen Teilzonen, einer Entscheidungseinrichtung zum Beurteilen eines Gefährdungsgrades des Hindernisses in dem Nachweisbereich und einer Rückschlusseinrichtung zum Ableiten eines korrigierten Fahrweges des Kraftfahrzeuges in dem Nachweisbereich.Furthermore, from the DE 43 02 527 A1 a device arranged on a motor vehicle for detecting an obstacle in a detection area known which extends in front of the motor vehicle. The device for detecting the obstacle comprises means for dividing the detection area into a plurality of sub-zones having a conical configuration and different degrees of danger, means for detecting the obstacle in each of the narrow sub-zones, a decision device for judging a degree of danger of the obstacle in the detection area and a feedback device for deriving a corrected travel path of the motor vehicle in the detection area.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erfassungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges zur Erfassung eines Hindernisses in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges anzugeben, welche eine gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte Funktionalität aufweist. Außerdem soll ein Sicherheitssystem für einen fahrerlosen Betrieb eines Kraftfahrzeuges angegeben werden.Of the Invention is based on the object, a detection device a motor vehicle for detecting an obstacle in a Specify surrounding area of the motor vehicle, which is one opposite the The prior art has simplified functionality. In addition, should a security system for a driverless operation of a motor vehicle can be specified.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Erfassungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges zur Erfassung eines Hindernisses in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The the first task is solved by a detection device of a motor vehicle for detection an obstacle in a surrounding area of the motor vehicle with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist die erste Recheneinheit zur Generierung der ersten Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Vorhandensein des Hindernisses in dem mit der ersten Umgebungssensoreinheit erfassten Umgebungsbereich vorgesehen, wobei der Umgebungsbereich in eine vorgegebene Anzahl von Felder aufgeteilt wird und für jedes vorgegebene Feld ein Wahrscheinlichkeitswert als Maß für das Vorhandensein des Hindernisses in dem jeweiligen Feld bestimmt wird. Die erste Recheneinheit und die erste Umgebungssensoreinheit sind Bestandteil der Erfassungsvorrichtung des Kraftfahrzeuges. Durch Aufteilung des Umgebungsbereiches mittels einer Gitterstruktur in die vorgegebene Anzahl von Felder, welche den vorgegebenen Umgebungsbereich vollständig abdecken, ist eine einfache Erfassung und Lokalisierung des Hindernisses im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges gewährleistet. Besonders geeignet ist die Erfassungseinrichtung für einen fahrerlosen Betrieb, insbesondere einem Rangierbetrieb. Der Umgebungsbereich umfasst hier in der Regel einen unmittelbaren Vorausbereich des Kraftfahrzeuges mit einer typischen Tiefe von etwa 3 m. Dieser Vorausbereich wird dann beispielsweise in viereckige Felder mit einer Seitenlänge von ca. 0,5 m aufgeteilt. Im Rangierbetrieb werden Kraftfahrzeuge in der Regel mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 7 km/h bewegt. Die Praxis hat erwiesen, dass mit der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in etwa verdoppelt werden kann, ohne dass es zu Kollisionen mit einem Hindernis im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges kommt. Die Erfassungseinrichtung kann bei entsprechender Anordnung auch zur Überwachung eines rückwärtigen Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden.According to the invention, the first arithmetic unit is provided for generating the first probability distribution for the presence of the obstacle in the environmental area detected by the first environmental sensor unit, the environmental area being divided into a predetermined number of fields and for each predetermined field a probability value as a measure for the presence of the obstacle is determined in the respective field. The first computing unit and the first environment sensor unit are part of the detection device of the motor vehicle. By dividing the surrounding area by means of a lattice structure into the predetermined number of fields which completely cover the given surrounding area, a simple detection and localization of the obstacle in the surrounding area of the motor vehicle is ensured. The detection device is particularly suitable for driverless operation, in particular a maneuvering operation. As a rule, the surrounding area here comprises an immediate advance area of the motor vehicle with a typical depth of approximately 3 m. This anticipate rich is then divided, for example, into square fields with a side length of about 0.5 m. In maneuvering vehicles are usually moved at a speed of about 7 km / h. Practice has proven that with the detection device according to the invention, the speed of the motor vehicle can be approximately doubled, without causing collisions with an obstacle in the surrounding area of the motor vehicle. The detection device can also be used with appropriate arrangement for monitoring a rear surrounding area of the motor vehicle.

In einer Ausgestaltung ist eine zweite Umgebungssensoreinheit zur Erfassung des Hindernisses in dem mit der ersten Umgebungssensoreinheit erfassten Umgebungsbereich vorgesehen. Mit einer zweiten Recheneinheit wird eine zweite Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Erfassung des Hindernisses mit der zweiten Umgebungssensoreinheit generiert, wobei ebenfalls für jedes vorgegebene Feld des Umgebungsbereiches ein Wahrscheinlichkeitswert als Maß für das Vorhandensein des Hindernisses in dem jeweiligen Feld bestimmt wird. Dabei ist es von Vorteil, eine Fusionsplattform zur Generierung einer dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung vorzusehen, welche aus der ersten und der zweiten Wahrscheinlichkeitsverteilung feldweise gebildet wird. Anschließend wird dasjenige Feld der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung mit dem größten Wahrscheinlichkeitswert ermittelt und wenn dieser Wahrscheinlichkeitswert größer als ein vorgegebener Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, auf das Vorhandensein des Hindernisses im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges geschlossen. Durch die Erfassung eines Umgebungsbereiches mit wenigstens zwei Umgebungssensoreinheiten kann die Genauigkeit bzw. die Sicherheit des Ergebnisses, d. h. ob ein Hindernis tatsächlich im Umgebungsbereich erfasst wird, verbessert werden. Die vorgegebenen Felder des Umgebungsbereiches weisen eine Nummerierung auf. Zur Bestimmung der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung für ein bestimmtes Feld werden jeweils die Wahrscheinlichkeitswerte der Felder der ersten und der zweiten Wahrscheinlichkeitsverteilung mit derselben Nummer herangezogen, wodurch sich der Begriff „feldweise Bildung" erklärt. Die sogenannte Fusion der Wahrscheinlichkeitswerte kann nach verschiedenen Ansätzen der Wahrscheinlichkeitsrechnung erfolgen.In One embodiment is a second environment sensor unit for detection the obstacle in the detected with the first environment sensor unit Surrounding area provided. With a second arithmetic unit is a second probability distribution for the detection of the obstacle generated with the second environment sensor unit, also for each given field of the surrounding area a probability value as a measure of the presence of the obstacle in the respective field. It is It is beneficial to use a fusion platform to generate a third Probability distribution to provide, which from the first and the second probability distribution formed by field becomes. Subsequently becomes that field of the third probability distribution the largest probability value and if this probability value is greater than is a predetermined probability threshold, to the presence closed the obstacle in the surrounding area of the motor vehicle. By detecting a surrounding area with at least two Environmental sensor units can be accurate or safety of the result, d. H. whether an obstacle is actually in the surrounding area is to be improved. The default fields of the surrounding area have a numbering. To determine the third probability distribution for a particular field will each have the probability values of Fields of the first and second probability distribution with the same number, whereby the term "field by field Education "explains so-called fusion of the probability values can after different approaches the probability calculation.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die erste und die zweite Umgebungssensoreinheit verschiedene physikalische Messprinzipien auf, wobei die erste und/oder die zweite Umgebungssensoreinheit jeweils mehrere Sensoren umfassen kann. Durch den Einsatz verschiedener Messprinzipien, insbesondere durch den Einsatz von Radarsensoren und einer Kamera, wird die Erfassungsgenauigkeit weiter gesteigert. Änderungen der Umgebungsbedingungen, beispielsweise eine Veränderung der Witterungsbedingungen, wirken sich dadurch nicht einschränkend auf den Betrieb der Erfassungsvorrichtung aus. Eine Umgebungssensoreinheit kann auch mehrere Sensoren vom gleichen Messprinzip umfassen, beispielsweise können mehrere Radarsensoren in einer Ebene parallel zur Straßenoberfläche an der Vorderseite des Kraftfahrzeuges angeordnet sein, die den Umgebungsbereich überwachen und deren Sensorwerte zur Bildung einer Wahrscheinlichkeitsverteilung verwendet werden.In In a further embodiment, the first and the second environmental sensor unit various physical measuring principles, wherein the first and / or the second environment sensor unit each comprise a plurality of sensors can. Through the use of different measuring principles, in particular through the use of radar sensors and a camera, the detection accuracy becomes further increased. amendments the environmental conditions, such as a change the weather conditions, thereby affecting not restrictive the operation of the detection device. An environment sensor unit may also include multiple sensors of the same measuring principle, for example can several radar sensors in a plane parallel to the road surface at the Be arranged front of the motor vehicle, which monitor the surrounding area and their sensor values to form a probability distribution be used.

Vorzugsweise sind die beiden Umgebungssensoreinheiten dergestalt am Kraftfahrzeug angeordnet, dass sie den Umgebungsbereich aus verschiedenen Neigungswinkeln gegenüber einer Fahrbahnoberfläche erfassen. Hierdurch wird eine räumliche Überwachung des Umgebungsbereiches ermöglicht. Ein Hindernis, welches beispielsweise unter einem Neigungswinkel von 0 Grad (parallel zur Straßenoberfläche) nicht erfasst wird, kann von der unter einem anderen Neigungswinkel angeordneten Umgebungssensoreinheit detektiert werden. Bei diesem Hindernis kann es sich beispielsweise um einen größeren Stein auf der Straße handeln.Preferably the two environmental sensor units are on the motor vehicle arranged that they surround the area from different angles of inclination across from capture a road surface. This will provide a spatial monitoring of the surrounding area. An obstacle, for example, at an angle of inclination of 0 degrees (parallel to the road surface) not can be detected from the arranged at a different angle of inclination Ambient sensor unit can be detected. In this obstacle can For example, it could be a bigger stone on the road.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitssystem für einen fahrerlosen Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 8.The second task is solved through a security system for a driverless operation of a motor vehicle with the features of claim 8.

Das Sicherheitssystem für den fahrerlosen Betrieb des Kraftfahrzeuges umfasst erfindungsgemäß neben der Erfassungsvorrichtung eine im Kraftfahrzeug angeordnete Fahrtverlaufkontrolleinheit, welche eingangsseitig von der Fusionsplattform, welche als erste Eingangsinformation einen Hinweis für das Vorhandensein des Hindernisses im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges der Fahrtverlaufkontrolleinheit zur Verfügung stellt, und einem Leitrechner des Kraftfahrzeugs, welcher als zweite Eingangsinformation einen gewünschten Fahrtverlauf für das Kraftfahrzeug der Fahrtverlaufkontrolleinheit zur Verfügung stellt, angesteuert wird.The Security system for the driverless operation of the motor vehicle comprises according to the invention in addition the detection device is a drive course control unit arranged in the motor vehicle, which on the input side of the fusion platform, which is the first Input information an indication of the presence of the obstacle in the surrounding area of the motor vehicle of the route control unit to disposal represents, and a host of the motor vehicle, which as the second Input information a desired Course of the journey for the motor vehicle makes available to the route control unit, is controlled.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Further advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims.

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to several embodiments in the figures. Zei gene:

1 eine in einem Kraftfahrzeug angeordnete Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Hindernisses in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeuges in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung; 1 a arranged in a motor vehicle detection device for detecting an obstacle in an environmental region of the motor vehicle in a side view in a schematic representation;

2 einen in eine vorgegebene Anzahl von Feldern aufgeteilter Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeuges in einer Draufsicht; und 2 a surrounding area of a motor vehicle divided into a predetermined number of fields in a plan view; and

3 ein Sicherheitssystem für einen fahrerlosen Betrieb eines Kraftfahrzeuges in einem Blockschaltbild. 3 a safety system for a driverless operation of a motor vehicle in a block diagram.

Gemäß 1 umfasst eine Erfassungsvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeuges 2 zur Erfassung eines Hindernisses 3 in einem Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeuges 3 eine erste Umgebungssensoreinheit 5 und eine zweite Umgebungssensoreinheit 6. Der Umgebungsbereich 4 kann insbesondere der unmittelbare Vorausbereich des Kraftfahrzeuges 2 sein. Die Öffnungskegel der beiden Umgebungssensoreinheiten 5, 6 sind durch die gebrochenen Linien 7 bzw. 8 angedeutet. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Hindernis 6 sowohl mit der Umgebungssensoreinheit 5 als auch mit der Umgebungssensoreinheit 6 erfasst.According to 1 includes a detection device 1 a motor vehicle 2 to detect an obstacle 3 in a surrounding area 4 of the motor vehicle 3 a first environment sensor unit 5 and a second environment sensor unit 6 , The environment area 4 in particular, the immediate advance range of the motor vehicle 2 be. The opening cone of the two environmental sensor units 5 . 6 are through the broken lines 7 respectively. 8th indicated. In this embodiment, the obstacle becomes 6 both with the environmental sensor unit 5 as well as with the environmental sensor unit 6 detected.

Der ersten Umgebungssensoreinheit 5 ist eine erste Recheneinheit 9 zur Generierung einer ersten Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Vorhandensein des Hindernisses 3 in dem mit der ersten Umgebungssensoreinheit 5 erfassten Umgebungsbereich 4 nachgeschaltet. Außerdem ist der zweiten Umgebungssensoreinheit 6 eine zweite Recheneinheit 10 zur Generierung einer zweiten Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Erfassung des Hindernisses 3 im Umgebungsbereich 4 mit der zweiten Umgebungssensoreinheit 6 nachgeschaltet.The first environment sensor unit 5 is a first arithmetic unit 9 for generating a first probability distribution for the presence of the obstacle 3 in the first environment sensor unit 5 captured environment area 4 downstream. In addition, the second environment sensor unit 6 a second arithmetic unit 10 for generating a second probability distribution for the detection of the obstacle 3 in the surrounding area 4 with the second environment sensor unit 6 downstream.

Der Umgebungsbereich 4 ist gemäß 2 in eine vorgegebene Anzahl von Felder 11 aufgeteilt, wobei jedem Feld 11 eine eigene Adressierungsnummer zugewiesen ist. Die Felder 11 sind in diesem Ausführungsbeispiel viereckig ausgebildet, sie können aber auch eine andere Ausgestaltung, beispielsweise in Form von gleichseitigen Dreiecken, aufweisen. Der Umgebungsbereich 4 ist in 4x4 Felder aufgeteilt. Die Gesamtzahl der Felder deckt den gesamten Umgebungsbereich 4 ab, wobei die Größe der Felder so gewählt wird, dass das Hindernis 3 mit einer ausreichenden Ortsauflösung erfasst werden kann.The environment area 4 is according to 2 in a given number of fields 11 split, with each field 11 an own addressing number is assigned. The fields 11 are square in this embodiment, but they can also have a different configuration, for example in the form of equilateral triangles have. The environment area 4 is divided into 4x4 fields. The total number of fields covers the entire surrounding area 4 from where the size of the fields is chosen so that the obstacle 3 can be detected with a sufficient spatial resolution.

Für jedes vorgegebene Feld 11 wird jeweils ein Wahrscheinlichkeitswert für die erste und die zweite Wahrscheinlich keitsverteilung als Maß für das Vorhandensein des Hindernisses 3 in dem jeweiligen Feld 11 bestimmt. Der Wahrscheinlichkeitswert für jede Zelle weist einen Betrag zwischen 0 und 1 auf. Jeweils 1 Byte enthält die Information für zwei Felder 11. Durch die Skalierung auf ein halbes Byte pro Feld 11 können die Wahrscheinlichkeitswerte in 1/15 Schritten zugeordnet werden.For every given field 11 In each case, a probability value for the first and the second probability distribution as a measure of the presence of the obstacle 3 in the respective field 11 certainly. The probability value for each cell has an amount between 0 and 1. Each byte contains the information for two fields 11 , By scaling to half a byte per field 11 The probability values can be assigned in 1/15 steps.

Die erste und die zweite Wahrscheinlichkeitsverteilung werden jeweils in Form eines Datenpaketes über einen Datenbus, beispielsweise einen CAN-Bus (Controller Area Network), von den beiden Recheneinheiten 9, 10 an eine Fusionsplattform 12, siehe 1, weitergeleitet. Die Fusionsplattform 12 ist zur Generierung einer dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung vorgesehen, welche aus der ersten und der zweiten Wahrscheinlichkeitsverteilung feldweise gebildet wird. Anschließend wird das Feld 11 der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung mit dem größten Wahrscheinlichkeitswert ermittelt. Wenn dieser ermittelte Wahrscheinlichkeitswert größer als ein vorgegebener Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, wird auf das Vorhandensein des Hindernisses 3 im Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeuges 2 geschlossen.The first and the second probability distribution are each in the form of a data packet via a data bus, such as a CAN bus (Controller Area Network), of the two arithmetic units 9 . 10 to a fusion platform 12 , please refer 1 , forwarded. The fusion platform 12 is intended to generate a third probability distribution, which is formed from the first and the second probability distribution field by field. Subsequently, the field 11 the third probability distribution with the largest probability value determined. If this determined probability value is greater than a predetermined probability threshold, it is based on the presence of the obstacle 3 in the surrounding area 4 of the motor vehicle 2 closed.

In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die feldweise Bildung der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung nach dem Bayesschen Satz über bedingte Wahrscheinlichkeiten in der Form:

Figure 00080001
In this exemplary embodiment, the field-wise formation of the third probability distribution according to the Bayesian theorem takes place via conditional probabilities in the form:
Figure 00080001

A ist die Annahme, dass das entsprechende Feld 11 mit dem Hindernis 3 belegt ist.

Figure 00080002
A hingegen ist die Annahme, dass das entsprechende Feld 11 nicht mit dem Hindernis 3 belegt ist. Bi ist der mit der i-ten Umgebungssensoreinheit 5, 6 ermit telte Wahrscheinlichkeitswert für das entsprechende Feld 11. Außerdem wird n gleich 2 für die Anzahl der in der Erfassungsvorrichtung 1 eingesetzten Umgebungssensoreinheiten 5, 6 gewählt. Die feldweise Bildung der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung kann aber auch nach anderen Ansätzen erfolgen.A is the assumption that the corresponding field 11 with the obstacle 3 is occupied.
Figure 00080002
A, on the other hand, is the assumption that the corresponding field 11 not with the obstacle 3 is occupied. Bi is the one with the ith environment sensor unit 5 . 6 determined probability value for the corresponding field 11 , In addition, n is equal to 2 for the number of times in the detection device 1 used environmental sensor units 5 . 6 selected. However, the field-wise formation of the third probability distribution can also be carried out according to other approaches.

Die erste Umgebungssensoreinheit 5 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine vorgegebene Anzahl von nicht weiter dargestellten Radarsensoren, die in einer Ebene parallel zur Fahrbahnoberfläche 13 vorderseitig am Kraftfahrzeug 2 angeordnet sind. Eine Auswertung der Messsignale der Radarsensoren liefert die erste Wahrscheinlichkeitsverteilung. Die zweite Umgebungssensoreinheit 6 umfasst eine optische Kamera. Es ist von Vorteil, wenn die erste und die zweite Umgebungssensoreinheit 5, 6 Sensoren umfassen, die nach unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien arbeiten. Eventuelle Nachteile eines Messprinzips bei der Erfassung des Hindernisses 3 in Abhängigkeit von den vorliegenden Umgebungsbedingungen können durch ein zweites Messprinzip aufgehoben werden. Grundsätzlich können alle für eine Umgebungserfassung geeigneten physikalischen Messprinzipien in der Erfassungsvorrichtung 1 eingesetzt werden. Die Anzahl der einzusetzenden Sensoren für die jeweilige Umgebungssensoreinheit 5, 6 ist anordnungsabhängig wählbar. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Erfassungsvorrichtung 1 nur eine Umgebungssensoreinheit 5, 6.The first environment sensor unit 5 In this exemplary embodiment, a predetermined number of radar sensors, not shown in more detail, which are parallel to the road surface in a plane 13 on the front side of the motor vehicle 2 are arranged. An evaluation of the measuring signals of the radar sensors supplies the first probability distribution. The second environment sensor unit 6 includes an optical camera. It is advantageous if the first and the second environmental sensor unit 5 . 6 Include sensors that work according to different physical measuring principles. Possible disadvantages of a measuring principle when detecting the obstacle 3 depending on the existing environmental conditions can be canceled by a second measurement principle. In principle, all physical measuring principles suitable for environmental detection can be used in the detection device 1 be used. The number of sensors to be used for each environment sensor unit 5 . 6 is selectable depending on the arrangement. In a further embodiment, not shown, the detection device comprises 1 only one environment sensor unit 5 . 6 ,

Die beiden Umgebungssensoreinheiten 5, 6 sind dergestalt am Kraftfahrzeug 2 angeordnet sind, dass sie den Umgebungsbereich 4 aus verschiedenen Neigungswinkeln gegenüber einer Fahrbahnoberfläche 13 erfassen. Während die erste Umgebungssensoreinheit 5 einen ersten Ausschnitt aus der Umgebung des Kraftfahrzeuges 2 erfasst, der nahezu parallel zur Fahrbahn- Oberfläche ist, erfasst die zweite Umgebungssensoreinheit 6 einen gegenüber dem ersten Ausschnitt geneigten zweiten Ausschnitt aus der Umgebung des Kraftfahrzeuges 2. Die Kamera der zweiten Umgebungssensoreinheit 6 ist hierfür in einem oberen vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges 2 angeordnet. Beide Umgebungssensoreinheiten 5, 6 erfassen jedoch den Umgebungsbereich 4 vollständig. Durch die unterschiedliche Neigung der Sensierungsbereiche der Umgebungssensoreinheiten 5, 6 gegeneinander ist eine optimale Erfassung des Hindernisses 3 gewährleistet, insbesondere auch in einem räumlichen Bereich.The two environmental sensor units 5 . 6 are like that on the motor vehicle 2 arranged that they surround the area 4 from different angles of inclination to a road surface 13 to capture. While the first environment sensor unit 5 a first section of the environment of the motor vehicle 2 detected, which is almost parallel to the road surface, detects the second environment sensor unit 6 a relative to the first section inclined second section of the environment of the motor vehicle 2 , The camera of the second environment sensor unit 6 is for this purpose in an upper front region of the motor vehicle 2 arranged. Both environment sensor units 5 . 6 however, capture the surrounding area 4 Completely. Due to the different inclination of the sensing regions of the environmental sensor units 5 . 6 against each other is an optimal detection of the obstacle 3 guaranteed, especially in a spatial area.

3 zeigt ein Sicherheitssystem 14 für einen fahrerlosen Betrieb des Kraftfahrzeuges 2, insbesondere für einen Lastkraftwagen, umfassend die Erfassungsvorrichtung 1. Eine im Kraftfahrzeug 2 angeordnet Fahrtverlaufkontrolleinheit 15 wird eingangsseitig von der Fusionsplattform 12 der Erfassungsvorrichtung 1 und einem Leitrechner 16 des Kraftfahrzeugs 2 angesteuert. Die Fusionsplattform 12 stellt als erste Eingangsinformation die dritte Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Vorhandensein des Hindernisses 3 im Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeuges 2 der Fahrtverlaufkontrolleinheit 15 zur Verfügung. Die erste Eingangsinformation kann aber auch anstelle der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung einen anders dargestellten Hinweis über das Vorhandensein des Hindernisses 3 im Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeuges 2 enthalten. Der Leitrechner 16 des Kraftfahrzeugs 2 stellt als zweite Eingangsinformation einen gewünschten Fahrtverlauf für das Kraftfahrzeug 2 der Fahrtverlaufkontrolleinheit 15 zur Verfügung. In einer weiteren nicht weiter dargestellten Ausgestaltung, insbesondere ohne den Leitrechner 16, kann das Sicherheitssystem 14, auch für den Betrieb eines Kraftfahrzeuges 2 mit einem Fahrer vorgesehen sein. 3 shows a security system 14 for a driverless operation of the motor vehicle 2 in particular for a truck, comprising the detection device 1 , One in the motor vehicle 2 arranged route control unit 15 is input side of the fusion platform 12 the detection device 1 and a host computer 16 of the motor vehicle 2 driven. The fusion platform 12 As first input information, the third probability distribution represents the presence of the obstacle 3 in the surrounding area 4 of the motor vehicle 2 the route control unit 15 to disposal. However, instead of the third probability distribution, the first input information can also contain a differently displayed indication of the presence of the obstacle 3 in the surrounding area 4 of the motor vehicle 2 contain. The master computer 16 of the motor vehicle 2 provides as a second input information a desired route for the motor vehicle 2 the route control unit 15 to disposal. In a further embodiment not shown in detail, in particular without the host computer 16 , the security system can 14 , also for the operation of a motor vehicle 2 be provided with a driver.

Die Fahrtverlaufkontrolleinheit 15 steuert eine Antriebsstrangsteuereinheit 17 an, welche wiederum zur Durchführung eines Fahrmanövers einen Motor 18, eine Bremse 19, eine Lenkung 20 und/oder ein Getriebe 21 des Kraftfahrzeuges 2 ansteuert. Das geeignete Fahrmanöver wird in Abhängig vom Vorhandensein und der Position des Hindernisses 3 im Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeuges 2 und von seinem gewünschten Fahrtverlauf von der Antriebsstrangsteuereinheit 17 festgelegt.The route control unit 15 controls a powertrain control unit 17 which, in turn, for carrying out a driving maneuver an engine 18 , a brake 19 , a steering 20 and / or a transmission 21 of the motor vehicle 2 controls. The appropriate driving maneuver will depend on the presence and position of the obstacle 3 in the surrounding area 4 of the motor vehicle 2 and its desired drive course from the powertrain control unit 17 established.

Die erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung 1 zeichnet sich durch eine optimierte Funktionalität aus. Ihre Realisierung ist kostengünstig zu erreichen, da neben den bereits im Kraftfahrzeug 2 vorhandenen Hardwarekomponenten keine zusätzlichen Komponenten benötigt werden. Die erste und die zweite Recheneinheit 9, 10 sowie die Fusionsplattform 12 können Bestandteil eines Rechners sein.The detection device according to the invention 1 is characterized by an optimized functionality. Their realization is inexpensive to achieve, as in addition to the already in the vehicle 2 existing hardware components no additional components are needed. The first and the second arithmetic unit 9 . 10 as well as the fusion platform 12 can be part of a computer.

Claims (10)

Erfassungsvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeuges (2) zur Erfassung eines Hindernisses (3) in einem Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeuges (2) mit wenigstens einer ersten Umgebungssensoreinheit (5), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Recheneinheit (9) zur Generierung einer ersten Wahrscheinlichkeitsverteilung für das Vorhandensein des Hindernisses (3) in dem mit der ersten Umgebungssensoreinheit (5) erfassten Umgebungsbereich (4) vorgesehen ist, wobei der Umgebungsbereich (4) in eine vorgegebene Anzahl von Felder (11) aufgeteilt wird und für jedes vorgegebene Feld (11) ein Wahrscheinlichkeitswert als Maß für das Vorhandensein des Hindernisses (3) in dem jeweiligen Feld (11) bestimmt wird.Detection device ( 1 ) of a motor vehicle ( 2 ) for detecting an obstacle ( 3 ) in a surrounding area ( 4 ) of the motor vehicle ( 2 ) with at least one first environment sensor unit ( 5 ), characterized in that a first arithmetic unit ( 9 ) for generating a first probability distribution for the presence of the obstacle ( 3 ) in which with the first environment sensor unit ( 5 ) captured environmental area ( 4 ), the surrounding area ( 4 ) into a predetermined number of fields ( 11 ) and for each given field ( 11 ) a probability value as a measure of the presence of the obstacle ( 3 ) in the respective field ( 11 ) is determined. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Umgebungssensoreinheit (6) zur Erfassung des Hindernisses (3) in dem mit der ersten Umgebungssensoreinheit (5) erfassten Umgebungsbereich (4) vorgesehen ist und mit einer zweiten Recheneinheit (10) eine zweite Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Erfassung des Hindernisses (3) mit der zweiten Umgebungssensoreinheit (6) generiert wird, wobei ebenfalls für jedes vorgegebene Feld (11) des Umgebungsbereiches (4) ein Wahrscheinlichkeitswert als Maß für das Vorhandensein des Hindernisses (3) in dem jeweiligen Feld (11) bestimmt wird.Detection device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a second environment sensor unit ( 6 ) for detecting the obstacle ( 3 ) in which with the first environment sensor unit ( 5 ) he included the surrounding area ( 4 ) is provided and with a second processing unit ( 10 ) a second probability distribution for the detection of the obstacle ( 3 ) with the second environment sensor unit ( 6 ) is generated, whereby also for each given field ( 11 ) of the surrounding area ( 4 ) a probability value as a measure of the presence of the obstacle ( 3 ) in the respective field ( 11 ) is determined. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fusionsplattform (12) zur Generierung einer dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung vorgesehen ist, welche aus der ersten und der zweiten Wahrscheinlichkeitsverteilung feldweise gebildet wird, das Feld (11) der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung mit dem größten Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird und wenn dieser größer als ein vorgegebener Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, auf das Vorhandensein des Hindernisses (3) im Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeuges (2) geschlossen wird.Detection device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that a fusion platform ( 12 ) is provided for generating a third probability distribution, which is formed from the first and the second probability distribution field by field, the field ( 11 ) of the third probability distribution having the largest probability value is determined, and if this is greater than a predetermined probability threshold, the presence of the obstacle ( 3 ) in the surrounding area ( 4 ) of the motor vehicle ( 2 ) is closed. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die feldweise Bildung der dritten Wahrscheinlichkeitsverteilung nach dem Ansatz
Figure 00130001
erfolgt, wobei A die Annahme ist, dass das entsprechende Feld (11) mit dem Hindernis (3) belegt ist;
Figure 00130002
A die Annahme ist, dass das entsprechende Feld (11) nicht mit dem Hindernis (3) belegt ist; Bi der mit i-ten Umgebungssensoreinheit (5, 6) ermittelte Wahrscheinlichkeitswert für das entsprechende Feld (11) und n gleich 2 die Anzahl der eingesetzten Umgebungssen soreinheiten (5, 6) ist.Detection device ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the field-wise formation of the third probability distribution after the approach
Figure 00130001
where A is the assumption that the corresponding field ( 11 ) with the obstacle ( 3 ) is occupied;
Figure 00130002
A is the assumption that the corresponding field ( 11 ) not with the obstacle ( 3 ) is occupied; Bi the i-th environmental sensor unit ( 5 . 6 ) determined probability value for the corresponding field ( 11 ) and n equals 2 the number of ambient sensor units used ( 5 . 6 ). Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Umgebungssensoreinheit (5, 6) verschiedene physikalische Messprinzipien aufweisen, wobei die erste und/oder die zweite Umgebungssensoreinheit (5, 6) mehrere Sensoren umfassen kann.Detection device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the first and the second environmental sensor unit ( 5 . 6 ) have different physical measuring principles, wherein the first and / or the second environmental sensor unit ( 5 . 6 ) may include multiple sensors. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umgebungssensoreinheiten (5, 6) dergestalt am Kraftfahrzeug (2) angeordnet sind, dass sie den Umgebungsbereich (4) aus verschiedenen Neigungswinkeln gegenüber einer Fahrbahnoberfläche (13) erfassen.Detection device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the two environmental sensor units ( 5 . 6 ) on the motor vehicle ( 2 ) are arranged so that they surround the environment ( 4 ) from different angles of inclination with respect to a road surface ( 13 ) to capture. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbereich (4) der unmittelbare Vorausbereich des Kraftfahrzeuges (2) ist.Detection device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the surrounding area ( 4 ) the immediate advance area of the motor vehicle ( 2 ). Sicherheitssystem (1) für einen fahrerlosen Betrieb eines Kraftfahrzeuges (2) mit einer Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrtverlaufkontrolleinheit (15) im Kraftfahrzeug (2) angeordnet ist, welche eingangsseitig von der Fusionsplattform (12), welche als erste Eingangsinformation einen Hinweis für das Vorhandensein des Hindernisses (3) im Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeuges (2) der Fahrtverlaufkontrolleinheit (15) zur Verfügung stellt, und einem Leitrechner (16) des Kraftfahrzeugs (2), welcher als zweite Eingangsinformation einen gewünschten Fahrtverlauf für das Kraftfahrzeug (2) der Fahrtverlauf kontrolleinheit (15) zur Verfügung stellt, angesteuert wird.Security system ( 1 ) for a driverless operation of a motor vehicle ( 2 ) with a detection device ( 1 ) according to one of claims 3 to 7, characterized in that a journey course control unit ( 15 ) in the motor vehicle ( 2 ) which is located on the input side of the fusion platform ( 12 ), which as first input information an indication of the presence of the obstacle ( 3 ) in the surrounding area ( 4 ) of the motor vehicle ( 2 ) of the route control unit ( 15 ), and a host computer ( 16 ) of the motor vehicle ( 2 ), which as a second input information a desired route for the motor vehicle ( 2 ) the course of the cruise control unit ( 15 ) is controlled. Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsstrangsteuereinheit (17) vorgesehen ist, welche von der Fahrtverlaufkontrolleinheit (15) angesteuert wird.Security system ( 1 ) according to claim 8, characterized in that a drive train control unit ( 17 ) provided by the route control unit ( 15 ) is driven. Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangsteuereinheit (17) zur Durchführung eines Fahrmanövers einen Motor (18), eine Bremse (19), eine Lenkung (20) und/oder ein Getriebe (21) des Kraftfahrzeuges (2) ansteuert.Security system ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the drive train control unit ( 17 ) for carrying out a driving maneuver an engine ( 18 ), a brake ( 19 ), a steering ( 20 ) and / or a transmission ( 21 ) of the motor vehicle ( 2 ).
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