DE102004047121B4

DE102004047121B4 - Verfahren zum Betreiben verstellbarer Sensoren zur Hinderniserkennung durch ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004047121B4
Application number: DE200410047121
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Stopp Andreas; Dipl.-Ing. Viereck Volker
Original assignee: Individual
Current assignee: Goetting Kg De
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: DE102004047121A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben verstellbarer Sensoren (2) zur Hinderniserkennung durch ein Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass mit den Sensoren (2) durch eine Verdrehung jeweils eine Ebene detektierbar ist, wobei durch die Verstellung (4, 5) der Sensoren (2) mehrere Ebenen nacheinander detektierbar sind, dass die Sensoren (2) durch eine Drehbewegung verstellt werden (4, 5), wobei unter bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs durch eine Verstellung (4, 5) der Sensoren (2) jeweils mehrere Ebenen detektiert werden und dass aus den so gewonnenen Daten ein 3-D Bild der Umgebung ermittelt wird und dass die bestimmten Betriebsbedingungen eine Fahrt des Fahrzeugs (1) mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer ersten Grenzgeschwindigkeit sind und/oder ein Stillstand des Fahrzeugs (1) und/oder eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs (1) und/oder ein Einparkvorgang und/oder ein Heranfahren an ein Hindernis und/oder ein Heranfahren an ein Zielobjekt und dass zumindest bei einer Vorwärtsfahrt mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer zweiten Grenzgeschwindigkeit zumindest ein Teil der Sensoren (2) so...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben verstellbarer Sensoren zur Hinderniserkennung durch ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind bereits Fahrzeuge bekannt, bei denen verschiedene Sensoren vorhanden sind, um die Umgebung des Fahrzeugs darauf hin auszuwerten, ob Hindernisse vorhanden sind, die das Fahrzeug im Verlaufe seiner weiteren Bewegung behindern könnten. Eine derartige Sensoranordnung an einem PKW ist beispielsweise aus der DE 101 14 932 A1 bekannt.
Aus der DE 100 59 786 A1 ist eine Anordnung bekannt, die aus mehreren Kameras besteht, die am Fahrzeug sowohl vorne als auch hinten angebracht sind. Die Kameras sind aus einer Ruhestellung in wenigstens eine Betriebsposition bewegbar durch eine Linearbewegung. Die Ruhestellung ist als Schutz- und Schonstellung für die Kamera beschrieben. Weiterhin sind mehrere Betriebspositionen vorgesehen. Durch horizontales Schwenken soll in schwer einsehbare Kreuzungsbereiche eingesehen werden können, durch vertikales Schwenken soll die Fahrbahn vor dem Fahrzeug erkannt werden können.
Aus der DE 101 14 932 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Sensor einen Schwenkbereich in einer Ebene aufweist. Damit sollen in der Ebene befindliche Hindernisse gescannt werden. Die Anbringung des Sensors kann derart erfolgen, dass der Sensor entweder zum Schwenken in einer vertikalen ebene vorgesehen ist oder aber zum Schwenken in einer horizontalen Ebene. Sollen beide Ebenen gescannt werden, müssen zwei Sensoren vorhanden sein. Damit soll während der Fahrt eine Erkennung von Parklücken vorgenommen werden. Es soll dabei eine Bewertung des zur Verfügung stehenden Raumes hinsichtlich der Abmessungen des Fahrzeuges wie auch des benötigten Raumes für den Fahrweg beim Einparkvorgang vorgenommen werden. Weiterhin ist beschrieben, dass aus dem vertikalen Scan in Folge der Aneinanderreichung der Daten durch die Fahrzeugbewegung bei der Fahrt ein 3-D Bild der Umgebung erzeugt werden soll. Weiterhin soll eine Klassifizierung erkannter Objekte vorgenommen werden hinsichtlich relevanter Kriterien für Fahrwege. Die Klassifizierung kann beispielsweise Kriterien umfassen wie „überfahrbar” und „Hindernis: nicht überfahrbar”.
Aus der DE 100 37 222 A1 ist eine Kamera bei einem Fahrzeug bekannt, die aus einer schützenden Ruheposition bei Bedarf in eine Betriebsposition schwenkbar ist. Um die Kamera frei von Eis zu halten, ist die Kamera beheizbar. In der Ruheposition kann weiterhin ein Wischvorgang initiierbar sein zur Reinigung der Kamera.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sensoranordnung und insbesondere eine Betriebsweise für eine Sensoranordnung an einem Kraftfahrzeug so auszugestalten, dass mit einem vergleichsweise geringen Sensoraufwand verwertbare Daten gewonnen werden können.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, indem mit den Sensoren durch eine Verdrehung jeweils eine Ebene detektierbar ist, wobei durch die Verstellung der Sensoren mehrere Ebenen nacheinander detektierbar sind, wobei die Sensoren durch eine Drehbewegung verstellt werden, wobei unter bestimmten Betriebsbedingung des Fahrzeugs durch eine Verstellung der Sensoren jeweils mehrere Ebenen detektiert werden und wobei aus den so gewonnen Daten ein 3-D Bild der Umgebung ermittelt wird.
Vorteilhaft erweist sich mit der Ausgestaltung nach Anspruch 1, dass die bekannten Sensoren, die durch eine Drehung eine Ebene scannen durch eine weitere Drehbewegung verstellbar sind. Durch eine geeignete Ansteuerung können dann abhängig von den Fahrbedingungen geeignete Daten gewonnen werden. Die Sensoren können beispielsweise Infrarotsensoren sein.
Anspruch 1 beschreibt eine Vorgehensweise, bei der zum einen die Sensoren durch die Drehung eine Ebene scannen. Indem weiterhin die Sensoren durch eine Drehbewegung nochmals verstellbar sind, können diese Sensoren verschiedene Ebenen nacheinander scannen abhängig von der gerade aktuellen Position der Verstellung. Wenn also aus den verschiedenen gescannten Ebenen die Informationen zusammengesetzt werden, lässt sich ein 3-D Bild der Umgebung ermitteln.
Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2, bestehen die bestimmten Betriebsbedingungen darin, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer ersten Grenzgeschwindigkeit fährt und/oder dass das Fahrzeug still steht und/oder dass das Fahrzeug rückwärts fährt und/oder dass Fahrzeug einen Einparkvorgang vornimmt und/oder dass das Fahrzeug an ein Hindernis oder an ein Zielobjekt, z. B. einen Fahrzeuganhänger oder eine Verladerampe.
Die genannten Betriebsbedingungen bedeuten letztlich einen Rangierbetrieb des Fahrzeugs, bei dem die aktuelle 3-D Erfassung der Umgebung besonders sinnvoll ist, um Kollisionen zu vermeiden und eine gezielte Fahrt vornehmen zu können.
Erfindungsgemäß wird zumindest bei einer Vorwärtsfahrt mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer zweiten Grenzgeschwindigkeit zumindest ein Teil der Sensoren so verstellt, dass mit diesen Sensoren eine vertikale Ebene detektiert wird, wobei auf Grund der gewonnen Daten und der Verschiebung der Beobachtungsebene durch die Fahrt des Fahrzeugs ein 3-D Bild der Umgebung gewonnen wird.
Vorteilhaft wird dadurch beim Übergang vom Rangierbetrieb in einen Betriebszustand, der einem Fahrbetrieb entspricht, erreicht, dass Daten gewonnen werden, die sich in Folge der Eigenbewegung bereits zu einem 3-D Bild zusammensetzen lassen. Bei einem Stillstand des Fahrzeugs bzw. bei einer Bewegung lediglich mit einer geringen Geschwindigkeit würde eine Erfassung der vertikalen Ebene keine Ermittlung von 3-D Daten ermöglichen. Hingegen ergibt sich durch die Eigenbewegung des Fahrzeugs bei einer größeren Geschwindigkeit vorteilhaft eine hinreichend schnelle „Verschiebung” der beobachteten vertikalen Ebene, so dass sich daraus ein 3-D Bild zusammensetzen lässt.
Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2 werden bei einer Vorwärtsfahrt mit einer Geschwindigkeit oberhalb der zweiten Grenzgeschwindigkeit die Sensoren in eine Ruheposition verstellt.
Vorteilhaft werden also die Sensoren eingefahren, wenn die Fahrsituation sich nicht mehr für einen autonomen Fahrbetrieb eignet bzw. wenn die ermittelten Informationen eventuell an Relevanz verlieren für die Unterstützung des Fahrzeugführers.
Vorteilhaft sind die Sensoren in dieser Ruheposition schmutzgeschützt. Weiterhin können die Sensoren in dieser Ruheposition gereinigt werden. Dadurch können die Sensoren beim nächsten Ausfahren wieder vorteilhaft verlässlich verwendet werden.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist weiterhin eine Kamera vorhanden, mit der bei der Bildverarbeitung Symbole, Zeichen und Markierungen ausgewertet werden.
Durch diese Kombination der Sensoren mit der Kamera können vorteilhaft Steuerungs- und Regelvorgänge durch die kombinierte Auswertung der Signale verbessert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Dabei zeigt die einzige Figur ein Fahrzeug 1 mit einem Sensor 2. Dabei sind verschiedene Sensorpositionen zu sehen.
Bei der Position 3 befindet sich der Sensor 1 in der Ruhestellung. In dieser Ruhestellung kann der Sensor 2 gereinigt werden. Vorteilhaft wird der Sensor 2 in der Ruhestellung 3 vor Verschmutzung geschützt.
Aus dieser Position 3 heraus kann der Sensor 2 durch eine Drehbewegung in eine Position 4 verstellt werden, in der der Sensor 2 eine horizontale Ebene scannen kann.
Aus dieser Position 4 heraus kann der Sensor in eine Position 5 gedreht werden, in der der Sensor 2 eine vertikale Ebene scannen kann.
Der Wechsel und der Übergang von dieser Position kann erfolgen wie im Zusammenhang mit den Ansprüchen erläutert. Insbesondere kann durch eine Verstellung zwischen den Positionen 4 und 5 durch eine Detektion auch von Ebenen, die zwischen der horizontalen Ebene und der vertikalen Ebene liegen, ein 3-D Bild ermittelt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben verstellbarer Sensoren (2) zur Hinderniserkennung durch ein Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass mit den Sensoren (2) durch eine Verdrehung jeweils eine Ebene detektierbar ist, wobei durch die Verstellung (4, 5) der Sensoren (2) mehrere Ebenen nacheinander detektierbar sind, dass die Sensoren (2) durch eine Drehbewegung verstellt werden (4, 5), wobei unter bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs durch eine Verstellung (4, 5) der Sensoren (2) jeweils mehrere Ebenen detektiert werden und dass aus den so gewonnenen Daten ein 3-D Bild der Umgebung ermittelt wird und dass die bestimmten Betriebsbedingungen eine Fahrt des Fahrzeugs (1) mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer ersten Grenzgeschwindigkeit sind und/oder ein Stillstand des Fahrzeugs (1) und/oder eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs (1) und/oder ein Einparkvorgang und/oder ein Heranfahren an ein Hindernis und/oder ein Heranfahren an ein Zielobjekt und dass zumindest bei einer Vorwärtsfahrt mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer zweiten Grenzgeschwindigkeit zumindest ein Teil der Sensoren (2) so verstellt wird (5), dass mit diesen Sensoren (2) eine vertikale Ebene detektiert wird, wobei auf Grund der gewonnen Daten und der Verschiebung der Beobachtungsebene durch die Fahrt des Fahrzeugs ein 3-D Bild der Umgebung gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vorwärtsfahrt mit einer Geschwindigkeit oberhalb der zweiten Grenzgeschwindigkeit die Sensoren (2) in eine Ruheposition (3) verstellt werden.
Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Kamera vorhanden ist, mit der bei der Bildverarbeitung Symbole, Zeichen und Markierungen ausgewertet werden.