DE102004052347A1 - Erfassung von Umgebungsinformationen im Nahbereich eines Fahrzeuges mittels RADAR und Evidenz-Histogramm - Google Patents

Erfassung von Umgebungsinformationen im Nahbereich eines Fahrzeuges mittels RADAR und Evidenz-Histogramm Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Nahbereich eines Fahrzeuges (1) beschrieben, bei dem jedem aus einer Quelle und einem zugeordneten Empfänger bestehenden Sensor (3) ein Evidenz-Histogramm (4), bestehend aus einer eindimensionalen Matrix mit (5) n Feldern (6), zugeordnet ist, wobei jedem Feld (6) ein bestimmter Längs-Abstand (x) relativ zum Fahrzeug (1) in dessen Bewegungsrichtung zugeordnet ist und in die Felder (6) jeweils ein den Quer-Abstand (y) eines Gegenstandes normal zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges (1) wiedergebender Wert eintragbar ist, wobei aus den Messwerten Richtung und Abstand eines Gegenstandes zunächst der Längs-Abstand (x) und somit das Feld (6) der Matrix (5) bestimmt wird und anschließend der Quer-Abstand (y) bestimmt und in das zuvor bestimmte Feld (6) eingetragen wird, wobei simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges (1) die Felder (6) der Matrix (5) durch Einschieben von jeweils leeren Feldern (6) von der Seite der Matrix (5) her, die jeweils dem größten Längs-Abstand (x) in Bewegungsrichtung entspricht, mit der Bewegung des Fahrzeuges (1) verschoben und innerhalb der Matrix (5) weitergegeben werden.

Description

  • Technisches Gebiet:
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Nahbereich eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zur Erfassung der Umgebung eines Fahrzeuges ist es bekannt, mittels geeigneter Sensoren, beispielsweise Ultraschall-, RADAR-, LIDAR- oder bildgebenden Sensoren, wie etwa Kameras Gegenstände zu erfassen und deren Position in zwei- oder dreidimensionalen Koordinaten relativ zum Fahrzeug zu bestimmen.
  • Ein bekanntes Verfahren ist, auf eine stereoskopische Erfassung der Umgebung mittels Kameras zurückzugreifen. Derartige Verfahren weisen jedoch den Nachteil sehr großer zu verarbeitender Datenmengen auf, welche nur unter Einsatz von sehr hohen Rechenleistungen verarbeitet und ausgewertet werden können.
  • Ein anderes bekanntes Verfahren sieht vor, einen bildgebenden Sensor in Form einer Kamera, sowie mindestens einen zusätzlichen, abstandsgebenden Sensor, beispielsweise einen RADAR-Sensor oder einen LIDAR-Sensor zu verwenden. Dabei ist die Datenmenge gegenüber der stereoskopischen Erfassung zwar verringert, die Auswertung der Daten erfordert aber nach wie vor eine hohe Rechenleistung.
  • Wiederum andere bekannte Verfahren verwenden mehrere abstandsgebende Sensoren, wie beispielsweise Ultraschall-, LIDAR- oder RADAR-Sensoren, um mittels trigonometrischer Rechenmethoden die Lage eines mindestens von zwei Sensoren erfassten Gegenstandes zu bestimmen. Dabei wird von jeder einzelnen Quelle jedes Sensors ein Signal ausgesandt und aufgrund der Laufzeit des von einem Gegenstand reflektierten Signals bis zum Empfang im Empfänger des Sensors auf den Abstand vom Gegenstand zum Sensor geschlossen. Insbesondere bei Ultraschall-Sensoren ergibt sich wegen der wenig gerichteten, sphärischen Ausbreitung der Schallwellen ein Positionskreis oder eine Positionssphäre. Um die Position eines Gegenstandes zu ermitteln, müssen mit mindestens zwei zueinander beabstandeten Sensoren Messungen durchgeführt werden, deren Ausgangsdaten zunächst getrennt erfasst und dann anschließend zur Positionsbestimmung des Gegenstandes zusammengeführt werden müssen.
  • Insbesondere bei den neueren Verfahren ist es bekannt, die zwei- oder dreidimensionalen Koordinaten erfasster Gegenstände in so genannten Evidenz-Gittern zu speichern, bei denen in einem die Umgebung des Fahrzeuges abbildenden Gitter Punkte entsprechend der Lage eines Gegenstandes markiert werden. Dabei werden zur Verringerung von Messfehlern die Ergebnisse aufeinander folgender Abstandsmessungen überlagert, so dass aufgrund der statistischen Verteilung von Messfehlern durch die Überlagerung einer Vielzahl von Messungen Wahrscheinlichkeitsdiagramme für die Position von Gegenständen erhalten werden, bei denen diese Fehler reduziert sind. In Verbindung mit den oben beschreibenen Verfahren zur Erfassung der Umgebung eines Fahrzeuges ergibt sich für die bekannten, auf Evidenz-Gitter zurückgreifenden Verfahren der Nachteil, eine sehr große Datenmenge zu verarbeitender Daten zu erzeugen.
  • Aus der EP 0 874 331 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels zweier oder mehr bildgebender Sensoren, beispielsweise zwei Kameras, Gegenstände in der Umgebung eines Fahrzeuges dreidimensional erfasst werden, wobei zur Eliminierung beispielsweise durch Rauschen und andere Störungen, die gewonnenen dreidimensionalen Daten in einem diese Daten erfassenden Evidenz-Gitter gespeichert werden.
  • Aus der JP 2003-099762 ist ein Verfahren bekannt, bei dem vor einem Fahrzeug vorausfahrende Fahrzeuge mittels einer bildgebenden Kamera und einem Laser-Sensor (LIDAR) zweidimensional erfasst, und die Koordinaten in einem zweidimensionalen Evidenz-Gitter gespeichert werden.
  • Aus der JP 11-144198 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels RADAR-Strahlen die Abstände von im Erfassungsbereich befindlichen Gegenständen und Fahrzeugen erfasst werden, anschließend zweidimensionale Koordinaten der Gegenstände berechnet, und diese in ein zweidimensionales Evidenz-Gitter eingetragen werden, und dann daraufhin analysiert werden, ob sich ein erfasster Gegenstand auf der Fahrbahn befindet oder nicht, so dass bei abnehmendem Abstand Kollisionsverhütungsmaßnahmen getroffen werden können.
  • Zur Verringerung der zu verwendenden Sensoren und damit des Aufkommens der zu verwertenden Daten wird in der DE 103 10 214 A1 vorgeschlagen, bei bewegtem Fahrzeug mittels eines Signals bekannter Frequenz über Laufzeit und Dopplereffekt Entfernung und Richtung eines Gegenstandes zum Fahrzeug mittels nur eines Sensors zu bestimmen.
  • Aus der DE 100 35 223 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem beispielsweise mittels mehrerer einander im Aufnahmebereich überschneidender Kameras insbesondere ein vom Fahrer eines Kraftfahrzeuges nicht einsehbarer Bereich überwacht wird, wobei mittels zusätzlicher Abstands-Sensoren erfasste Gegenstände in einer, den von den Kameras erfassten Bereich wiedergebenden Anzeigevorrichtung dargestellt und hervorgehoben werden. Über die Aufbereitung der Abstands-Daten in einem Evidenz-Gitter ist dabei nichts bekannt.
  • Technische Aufgabe der Erfindung:
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung von Umgebungsinformationen im Nahbereich eines Fahrzeuges zu entwickeln, bei dem unter Verwendung von möglichst wenigen Sensoren ausreichend genaue Umgebungsinformationen gewonnen werden können, welche mit einem nur geringen Rechenaufwand weiterverarbeitbar sind.
  • Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:
  • Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass jedem aus einer Quelle und einem zugeordneten Empfänger bestehenden Sensor ein Evidenz-Histogramm bestehend aus einer eindimensionalen Matrix Mn,1 entsprechend einer (n,1)-Matrix mit n Zeilen und einer Spalte, oder M1,n, entsprechend einer (1,n)-Matrix mit einer Zeile und n Spalten mit n Feldern, zugeordnet ist, wobei jedem Feld der Matrix ein bestimmter Längs-Abstand relativ zum Fahrzeug in dessen Bewegungsrichtung zugeordnet ist, und in die Felder jeweils ein den Quer-Abstand eines Gegenstandes normal zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges wiedergebender Wert eintragbar ist, wobei aus den zweidimensionalen Messwerten Richtung und Abstand eines Gegenstandes zunächst der Längs-Abstand relativ zum Fahrzeug in dessen Bewegungsrichtung und somit das Feld der Matrix bestimmt wird, und anschließend der Quer-Abstand normal zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges bestimmt und in das zuvor bestimmte Feld eingetragen wird, wobei simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges die Felder der Matrix durch Einschieben von jeweils leeren Feldern von der Seite der Matrix her, die jeweils dem größten Längs-Abstand in Bewegungsrichtung entspricht, mit der Bewegung des Fahrzeuges verschoben und innerhalb der Matrix weitergegeben werden, so dass bei fahrendem Fahrzeug aus der Bewegungsrichtung kommend immer ein zunächst leeres Feld in die erste, dem größten Abstand längs des Fahrzeuges in Bewegungsrichtung entsprechende Zeile bei einer (n,1)-Matrix oder Spalte bei einer (1,n)-Matrix eingeschoben wird, welches anschließend mit einem ersten Wert eines Abstandes quer zur Bewegungsrichtung gefüllt und simultan zur Bewegung des Fahrzeuges in der Matrix weiter verschoben wird, bis es bei fortdauernder Bewegung über die letzte Zeile oder Spalte der Matrix, welche dem größten Abstand längs des Fahrzeuges entgegen der Bewegungsrichtung entspricht, hinauswandert und aus der Matrix herausfällt. Dabei umfasst jedes Feld einen vorzugsweise gleich großen Bereich in der sich in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Längsrichtung, wobei die durch das Verfahren erzielbare Auflösung in Längsrichtung entsprechend der Größe des jeweils von einem Feld umfassten Bereichs gewählt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass in dem Evidenz-Histogramm ausschließlich eindimensionale Daten abgelegt sind, welche sich mit einem deutlich geringeren Rechenaufwand weiterverarbeiten lassen als beispielsweise zwei- oder dreidimensionale Daten.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei der Eintragung eines einen Quer-Abstand wiedergebenden neuen Wertes in ein beispielsweise aufgrund der Verschiebung und der Weitergabe der Felder innerhalb der Matrix durch die Bewegung des Fahrzeuges relativ zu einem ruhenden Gegenstand und der damit verbundenen Verschiebung des Längs-Abstandes des Gegenstandes bereits mit einem alten Wert versehenes Feld ein gewichteter Mittelwert aus neuem und altem Wert gebildet und dieser gewichtete Mittelwert als Wert in das Feld eingetragen wird, wobei die Gewichtung mit der Anzahl der Mittelwertbildungen zunimmt. Hierdurch lassen sich gewichtete Mittelwerte bilden, welche zusammen mit dem jeweiligen Feld der Matrix die Position eines Gegenstandes relativ zum Fahrzeug zuverlässig und sicher, insbesondere von stochastischen Fehlern, wie beispielsweise Rauschen, sowie von von bewegten Gegenständen reflektierten Signalen weitgehend bereinigt wiedergeben. Sich selbst bewegende Objekte, beispielsweise andere fahrende Fahrzeuge, hinterlassen dabei lediglich einen „Abdruck" in der Matrix, der herausgemittelt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die in die Felder der Matrizen aller einer Seite des Fahrzeuges zugeordneten Sensoren eingetragenen Werte in einer ebenfalls eindimensionalen Gesamtmatrix zusammengeführt werden, wobei bei mehreren in einem Feld einzutragenden Werten ebenfalls ein gewichteter Mittelwert aus den in dieses Feld einzutragenden Werten gebildet wird. Dabei erfolgt bei jeder Neueintragung eines Werts in ein Feld, in das bereits ein Wert eingetragen ist, eine neue Mittelwertbildung und Gewichtung.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Messwerte aller einer Seite des Fahrzeuges zugeordneter Sensoren direkt in ein und die selbe Matrix eingetragen werden, so dass die Häufigkeit der Gewichtung und Mittelwertbildung der Werte und damit die Genauigkeit des Verfahrens erhöht wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die aus den Feldern und den darin eingetragenen Werten bestehenden Abstandsdaten mit der Bewegung des Fahrzeugs entlang einer beliebigen Bewegungsbahn, beispielsweise einem Spurwechsel, einer Kurvenfahrt und dergleichen affin transformiert werden, so dass zu jedem Zeitpunkt zu jedem in der Umgebung des Fahrzeugs erfassten Gegenstand, unabhängig von der Bewegungsbahn des Fahrzeugs, Abstandsdaten vorliegen. Zur Erfassung der Bewegungsbahn des Fahrzeugs und damit zur Bestimmung der erforderlichen affinen Transformation sind Sensoren, wie beispielsweise Raddrehsensoren, Lenkwinkelsensoren, Sensoren zur Fahrspurerkennung und dergleichen, vorgesehen. Dabei werden durch die affine Transformation die in der Matrix eingetragenen Werte entsprechend der Bewegung des Fahrzeugs sowohl in Bezug auf den Wert selbst, als auch in Bezug auf das Feld, in dem der jeweilige Wert eingetragen ist, transformiert. Ein solches Verfahren kann beispielsweise zur Vorkonditionierung der Sicherheitsvorrichtungen, wie etwa Airbags oder Sicherheitsgurte verwendet werden, beispielsweise bei einem ins Schleudern geratenen Fahrzeug, das sich unkontrolliert sowohl translatorisch, als auch rotatorisch auf einen Gegenstand zubewegt. Hierbei kann der Restweg bis zur Kollision mit dem Gegenstand bestimmt werden. Ebenso ist denkbar, ein derartiges Verfahren in Verbindung mit einer automatischen Bremsvorrichtung oder einer Kollisionswarnvorrichtung anzuwenden.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die aus der Matrix simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges herausfallenden Felder daraufhin untersucht werden, ob es sich bei dem Feld und dem darin eingetragenen Wert um einen eine Parklücke charakterisierenden Punkt handelt, wobei wenn dies der Fall ist, dieser Wert zusammen mit dem zugehörigen Längs-Abstand gespeichert und so lange insbesondere in Bezug auf seine Lage in Längsrichtung relativ zum Fahrzeug aktualisiert wird, bis alle die selbe Parklücke charakterisierende Punkte enthaltenden Felder aus der Matrix herausgefallen sind. Als charakteristische Punkte einer Parklücke in einer Kolonne stehender Gegenstände, beispielsweise PKWs, werden fünf Punkte angesehen. Jeweils ein Punkt im Bereich der fahrbahnseitigen Längsseite der jeweils vor und hinter der Parklücke stehenden Gegenstände, ein Punkt am Fahrbahnrand im Bereich der Parklücke, insbesondere an der Bordsteinkante, sowie jeweils ein Punkt am Beginn und am Ende der Parklücke, dessen Wert für den Quer-Abstand zwischen dem Wert des Quer-Abstandes der Bordsteinkante und dem Wert des Quer-Abstandes der fahrbahnseitigen Längsseiten der Gegenstände liegt. Die charakteristischen Punkte sind dabei innerhalb bestimmter Bereiche in Längsrichtung relativ zueinander angeordnet, wobei im Bereich der Parklücke kein einem Quer-Abstand kleiner als der Quer-Abstand der Bordsteinkante entsprechender Wert in die Matrix eingetragen sein darf.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Richtung eines Gegenstandes mittels Doppler-Messung des relativ zu dem Gegenstand bewegten Sensors sowie der Abstand mittels Laufzeitmessung bestimmt wird, wobei die Quelle pulsierende elektromagnetische Signale einer bestimmten Frequenz ausstrahlt, mit dem Vorteil einer sehr hohen Messgenauigkeit bei schnell oder nur mäßig langsam bewegtem Fahrzeug.
  • Eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Richtung, in der sich ein Gegenstand befindet, über eine fest vorgegebene Abstrahlrichtung der Quelle und/oder einen eng begrenzten Raumwinkel des Empfängers, und der Abstand anhand einer Laufzeitmessung bestimmt wird, mit dem Vorteil einer sehr hohen Messgenauigkeit bei stillstehendem oder nur langsam bewegtem Fahrzeug.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeweils eine Quelle und ein Empfänger zu jeweils einem Sensor zusammengefasst sind. Durch das Zusammenfassen von einer Quelle und einem Empfänger zu einem Sensor wird die Handhabung beim Einbau einer das Verfahren durchführenden Vorrichtung in ein Fahrzeug vereinfacht.
  • Eine andere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektromagnetischen Signale RADAR-Wellen sind.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektromagnetischen Signale LIDAR-Wellen sind.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektromagnetischen Signale IR-Wellen sind.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektromagnetischen Signale UV-Wellen sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen, in den zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines sich bewegenden Fahrzeuges zum Zeitpunkt t und zum Zeitpunkt t+1 mit einem Sensor sowie des dem Sensor zugeordneten Evidenz-Histogramm, sowie
  • 2 eine schematische Darstellung einer Parklücke mit den von einem Sensor erfassten Messpunkten, sowie das zugehörige, aus den Eintragungen in dem zugehörigen Evidenz-Histogramm gebildete Auswerte-Diagramm.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung:
  • Ein in 1 dargestelltes Fahrzeug 1 befindet sich zum Zeitpunkt t in der Position P0. Dabei werden von dem an der rechten Fahrzeugseite 2 angeordneten, aus einer elektromagnetische Signale entsendenden Quelle und einem zugehörigen Empfänger für von einem Gegenstand reflektierte Signale bestehenden Sensor 3 Gegenstände in einem bestimmten Längs-Abstand x sowie einem bestimmten Quer-Abstand y relativ zur Position P0 des Fahrzeuges 1 erfasst. Die erfassten Daten werden in ein dem Sensor zugeordnetes Evidenz-Histogramm 4, bestehend aus einer eindimensionalen Matrix 5 mit n Feldern 6 eingetragen, wobei jedem Feld 6 der Matrix ein bestimmter, jeweils einen konstanten Längs-Abstand-Bereich Δx umfassender Bereich in Längsrichtung des Fahrzeuges 1 zugeordnet, entsprechend der momentanen Bewegungsrichtung des Fahrzeuges. Die Eintragung erfolgt durch Zuordnung der Lage des Gegenstandes zu einem dem Längs-Abstand x entsprechenden Feld 6 und Eintragung des Quer-Abstandes y in das Feld 6.
  • Durch eine Bewegung des Fahrzeuges 1 verändert sich die Lage von Gegenständen relativ zum Fahrzeug 1 in dessen unmittelbaren Umgebung ständig. Insbesondere bei der Erfassung von Umgebungsinformationen im Nahbereich ist es nicht sinnvoll, Abstandsdaten, die über einen bestimmten Längs-Abstand x sowohl in Bewegungsrichtung, als auch entgegen der Bewegungsrichtung hinausgehen, zu speichern. Deshalb ist vorgesehen, die Felder 6 innerhalb einer ein Evidenz-Histogramm 4 bildenden Matrix 5 mit der Bewegung des Fahrzeuges 1 innerhalb der Matrix weiterzugeben und entsprechend der Bewegungsrichtung nach jeder Bewegung des Fahrzeuges 1 um eine einem Längs-Abstands-Bereich Δx entsprechenden Strecke ein neues Feld 6 von der Seite her in die Matrix 5 einzuschieben, welche dem größten Längs-Abstand x in der momentanen Bewegungsrichtung des Fahrzeuges entspricht, wobei die Gesamtanzahl der Felder 6 gleich bleibt. Durch das Einschieben eines neuen Feldes 6 in die Matrix 5 fällt dabei am anderen Ende der Matrix 5 ein altes Feld 6 aus dieser heraus. Dieses Feld 6 und die darin enthaltenen Daten werden jeweils als „lost-in-space" LIS bezeichnet.
  • Dieser Vorgang ist in 1 ebenfalls zu erkennen. Die zum Zeitpunkt t erfassten Gegenstände werden entsprechend der Markierungen 7 in das Evidenz-Histogramm 4 eingetragen. Zum Zeitpunkt t+1 befindet sich das Fahrzeug 1 in der Position P1, welche gegenüber der Position P0 um eine einem Längs-Abstands-Bereich Δx entsprechende Strecke verschoben ist.
  • Dieser Längs-Abstands-Bereich Δx entspricht genau einem Feld 6 der Matrix 5. Die nunmehr erfassten Gegenstände werden entsprechend den Markierungen 8 in das Evidenz-Histogramm 4 eingetragen, wobei bei einer Eintragung in Felder 6, in denen bereits ein zum Zeitpunkt t oder zuvor eingetragener Wert entsprechend einer Markierung 7 eingetragen ist, aus dem alten und dem neuen Wert ein gewichteter Mittelwert entsprechend der Markierung 9 gebildet wird.
  • Die über die Zeit erfassten RADAR-Messdaten mehrerer Sensoren 3 werden alle gleichermaßen in Evidenz-Histogramme eingetragen, welche mit der Bewegung des Fahrzeuges verschoben werden und so jederzeit die unmittelbare Umgebung des Fahrzeugs abdecken. Die Evidenz-Histogramme bestehen aus einer eindimensionalen Matrix 5 mit n Feldern 6. Die Anzahl, Größe und relative Position zum Fahrzeug 1 der Histogramme kann beliebig variiert werden. Jeder Eintrag in einem Histogramm besteht aus einem Abstand und einem Gewichtungsfaktor. Jedes Mal, wenn eine Messung innerhalb des von einem Histogramm 4 abgedeckten Bereichs fällt, wird der Abstand zum Fahrzeug 1 als ein gewichtetes Mittel zwischen bestehendem Wert und Messung berechnet und die Gewichtung entsprechend erhöht. Der damit erreichte Vorteil ist, dass die Evidenz-Histogramme 4 es ermöglichen, schnell und effizient unsichere Daten von mehreren Sensoren 3 zu integrieren und in einer Auswerte- und Weiterverarbeitungseinrichtung für diese Daten zusammen zu führen, wodurch im Fahrzeug 1 beispielsweise Hindernisse und Parklücken in der Umgebung in Echtzeit sicher erkannt werden können, um so beispielsweise bei einer Kollisionsgefahr das Fahrzeug 1 rechtzeitig einzubremsen oder eine freie Parklücke 10 zu identifizieren oder zu beurteilen. Die Evidenz-Histogramme 4 haben dabei gegenüber den bekannten zweidimensionalen Evidenz-Gittern den Vorteil, dass sie eindimensional sind und deshalb mit erheblich weniger Speicheraufwand auskommen. Zudem ist es mit einem geringeren Aufwand an Rechenleistung verbunden, eine eindimensionale Struktur zu analysieren.
  • In 2 ist eine Parklücke 10 zu erkennen, welche durch fünf Punkte 11 charakterisiert ist. Jeweils ein Punkt 12 im Bereich der fahrbahnseitigen Längsseite 13 der jeweils vor und hinter der Parklücke 10 stehenden Gegenstände, ein Punkt 14 am Fahrbahnrand im Bereich der Parklücke 10, insbesondere an der Bordsteinkante 15, sowie jeweils ein Punkt 16 am Beginn 17 und am Ende 18 der Parklücke 10, dessen Wert für den Quer-Abstand y zwischen dem Wert des Quer-Abstandes y der Bordsteinkante 15 und dem Wert des Quer-Abstandes y der fahrbahnseitigen Längsseiten 13 der Gegenstände liegt. Die charakteristischen Punkte 11 sind dabei innerhalb bestimmter Bereiche in Längsrichtung x relativ zueinander angeordnet, wobei im Bereich der Parklücke 10 kein einem Quer-Abstand y kleiner als der Quer-Abstand y der Bordsteinkante 15 entsprechender Wert in die Matrix 5 eingetragen sein darf. Zur Erkennung einer Parklücke 10 ist vorgesehen, aus benachbarten Feldern 6 der Matrix 5 Differenzwerte Δy der eingetragenen, jeweils einer Markierung 9 entsprechenden Werte zu bilden. Eine positive Differenz Δy mit einem bestimmten, etwa der Fahrzeugbreite entsprechenden Wert markiert den Beginn einer Parklücke in Verbindung mit einer negativen Differenz Δy in einem bestimmten, mindestens der Fahrzeuglänge entsprechenden Abstand, sofern sich aus den Differenzen Δy der dazwischen liegenden Feldern 6 nicht auf das Vorhandensein von Gegenständen schließen lässt.
  • Die aus der Matrix 5 simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges 1 herausfallenden Felder 6 werden daraufhin untersucht, ob es sich bei dem Feld 6 und dem darin eingetragenen Wert um einen eine Parklücke 10 charakterisierenden Punkt 11 handelt, wobei, wenn dies der Fall ist, dieser Wert zusammen mit dem Längs-Abstand x gespeichert und so lange insbesondere in Bezug auf seine Lage in Längsrichtung relativ zum Fahrzeug 1 aktualisiert wird, bis alle die selbe Parklücke 10 charakterisierenden Punkte 11 enthaltenden Felder 6 aus der Matrix 5 herausgefallen sind.
  • Zusätzlich ist denkbar, den von den Feldern 6 einer Matrix 5 umfassten Bereich Δx in Bewegungsrichtung des Fahrzeuges 1 je nach momentaner Geschwindigkeit des Fahrzeuges 1 zu verändern, so dass mit abnehmender Geschwindigkeit ein kleinerer Längs-Abstands-Bereich Δx betrachtet wird. Die absolute Größe des von den Feldern einer Matrix 5 abgedeckten Bereichs entsprechend der Anzahl n der Felder 6 multipliziert mit dem Längs-Abstands-Bereich Δx eines Feldes ist wahlweise von der Fahrzeuggröße abhängig, so dass beispielsweise bei einem LKW ein größerer Bereich erfasst wird als bei einem Kleinwagen.
  • Ebenso ist es denkbar, in einem Fahrzeug 1 jeweils eine eindimensionale Matrix 5 mit innerhalb der Matrix 5 simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges 1 weitergegebenen Feldern 6 zur Erkennung stehender Gegenstände, sowie eine eindimensionale Matrix 5 mit einem konstanten, mitbewegten Bereich um das Fahrzeug 1 herum zugeordneten, nicht weiterschiebbaren Feldern 6, zur Erfassung von sich gemeinsam mit dem Fahrzeug 1 bewegenden Gegenständen zu verwenden.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit:
  • Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugkomponenten sowie bei der Herstellung von Fahrassistenzvorrichtungen für Kraftfahrzeuge gewerblich anwendbar.
  • 1
    Fahrzeug
    2
    Fahrzeugseite
    3
    Sensor
    4
    Evidenz-Histogramm
    5
    Matrix
    6
    Feld der Matrix
    7
    Markierung P0
    8
    Markierung P1
    9
    Markierung gewichteter Mittelwert
    10
    Parklücke
    11
    Parklücke charakterisierende Punkte
    12
    Punkt
    13
    Längsseite eines Gegenstandes
    14
    Punkt
    15
    Bordsteinkante
    16
    Punkt
    17
    Beginn der Parklücke
    18
    Ende der Parklücke
    P0
    Position des Fahrzeuges zum Zeitpunkt t
    P1
    Position des Fahrzeuges zum Zeitpunkt t+1
    t
    Zeitpunkt Position P0
    t+1
    Zeitpunkt Position P1
    x
    Längs-Abstand relativ zum Fahrzeug
    y
    Quer-Abstand relativ zum Fahrzeug
    Δx
    Längs-Abstands-Bereich
    LIS
    lost-in-space Markierung
    Δy
    Änderung des Quer-Abstandes zwischen benachbarten
    Feldern entsprechende Differenz

Claims (13)

  1. Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen im Nahbereich eines Fahrzeuges (1), wobei von mindestens einer Quelle (3) elektromagnetische oder akustische Signale ausgesandt werden, welche an einem Gegenstand reflektiert und von mindestens einem Empfänger (3) empfangen werden, wobei Richtung und Abstand des Gegenstandes relativ zu der Quelle (3) und/oder zu dem Empfänger (3) mittels einer Auswertevorrichtung anhand der empfangenen, reflektierten elektromagnetischen Signale bestimmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem aus einer Quelle und einem zugeordneten Empfänger bestehenden Sensor (3) ein Evidenz-Histogramm (4) bestehend aus einer eindimensionalen Matrix (5) mit n Feldern (6) zugeordnet ist, wobei jedem Feld (6) ein bestimmter Längs-Abstand (x) relativ zum Fahrzeug (1) in dessen Bewegungsrichtung zugeordnet ist, und in die Felder (6) jeweils ein den Quer-Abstand (y) eines Gegenstandes normal zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges (1) wiedergebender Wert eintragbar ist, wobei aus den Messwerten Richtung und Abstand eines Gegenstandes zunächst der Längs-Abstand (x) und somit das Feld (6) der Matrix (5) bestimmt wird und anschließend der Quer-Abstand (y) bestimmt und in das zuvor bestimmte Feld (6) eingetragen wird, wobei simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges (1) die Felder (6) der Matrix (5) durch Einschieben von jeweils leeren Feldern (6) von der Seite der Matrix (5) her, die jeweils dem größten Längs-Abstand (x) in Bewegungsrichtung entspricht, mit der Bewegung des Fahrzeuges (1) verschoben und innerhalb der Matrix (5) weitergegeben werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Eintragung eines einen Quer-Abstand (y) wiedergebenden neuen Wertes (8) in ein bereits mit einem alten Wert (7) versehenes Feld (6) ein gewichteter Mittelwert (9) aus neuem und altem Wert (8, 7) gebildet und in das Feld (6) eingetragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Felder (6) der Matrizen (5) aller einer Fahrzeugseite (2) zugeordneten Sensoren (3) eingetragenen Werte (7, 8, 9) in einer eindimensionalen Gesamtmatrix (5) zusammengeführt werden, wobei bei mehreren in einem Feld (6) einzutragenden Werten (7, 8) ein gewichteter Mittelwert (9) aus den in dieses Feld (6) einzutragenden Werten (7, 8) gebildet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte aller einer Fahrzeugseite (2) zugeordneter Sensoren (3) in ein und die selbe Matrix (5) eingetragen werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Feldern (6) und den darin eingetragenen Werten bestehenden Abstandsdaten mit der Bewegung des Fahrzeugs (1) affin transformiert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Matrix (5) simultan mit der Bewegung des Fahrzeuges (1) herausfallenden Felder (LIS) daraufhin untersucht werden, ob es sich bei dem Feld (6) und dem darin eingetragenen Wert (7, 9) um einen eine Parklücke (10) charakterisierenden Punkt (11, 12, 14, 16) handelt, wobei, wenn dies der Fall ist, dieser Wert (7, 9) zusammen mit dem zugehörigen Längs-Abstand (x) gespeichert und so lange aktualisiert wird, bis alle die selbe Parklücke (10) charakterisierende Punkte (11, 12, 14, 16) enthaltenden Felder (6) aus der Matrix herausgefallen sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung eines Gegenstandes mittels Doppler-Messung des relativ zu dem Gegenstand bewegten Sensors (3) sowie der Abstand mittels Laufzeitmessung bestimmt wird, wobei die Quelle (3) pulsierende elektromagnetische Signale einer bestimmten Frequenz ausstrahlt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung über eine fest vorgegebene Abstrahlrichtung der Quelle (3) und/oder einen eng begrenzten Raumwinkel des Empfängers (3) und der Abstand anhand einer Laufzeitmessung bestimmt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Quelle und ein Empfänger zu jeweils einem Sensor (3) zusammengefasst sind.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Signale RADAR-Wellen sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Signale LIDAR-Wellen sind.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Signale IR-Wellen sind.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Signale UV-Wellen sind.
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