DE102004058844A1

DE102004058844A1 - Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels eines Radargerätes

Info

Publication number: DE102004058844A1
Application number: DE102004058844A
Authority: DE
Inventors: Robert Schneider; Markus Spitzer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels eines in einen Abtastbereich Radarstrahlen aussendenden Radargeräts eines Fahrzeugs. Dabei werden virtuelle Reflexionspunkte, welche durch umgelenkte Radarstrahlen erfasst werden, in die Berechnung zur Erkennung der Verkehrssituation mit einbezogen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels eines in einen Abtastbereich Radarstrahlen aussendenden Radargeräts eines Fahrzeugs und ein Radargerät zur Durchführung des Verfahrens.
Der Antennenstrahl eines Radargeräts eines Kraftfahrzeugs kann beim schrägen Auftreffen auf eine reflektierende Oberfläche eine Umlenkung erfahren. Dabei ist der Eintrittswinkel in Bezug auf die Flächennormale am Reflexionsort gleich dem Ausfallswinkel. Trifft der umgelenkte Radarstrahl auf ein Reflexionsobjekt, wird dieses sogenannte virtuelle Objekt in Richtung des Reflexions- bzw. Spiegelungsorts als vermeintlich reales Objekt erfasst. Die Laufzeit eines derartigen Bespiegelten Strahls ergibt sich aus der Entfernung von dem Radargerät bzw. Transceiver über die spiegelnde Oberfläche zum Reflexionsobjekt und zurück.
Beim Einsatz von Radargeräten in Straßenszenarien treten derartige spiegelnde Oberflächen beispielsweise in Form von Leitplanken, Zäunen, Mauern, Randsteinen, Böschungen, Vegetation oder dergleichen auf, die typischerweise parallel zur Fahrbahn verlaufen. Die Radargeräte detektieren daher häufig neben den realen Reflexionsobjekten deren Spiegelungen in diesen Flächen, sogenannte unerwünschte Geisterechos oder Ghosts.

Aus der DE 199 47 593 A1 ist ein Radargerät zur Verwendung an einem Fahrzeug mit einem Radarstrahlabtastmechanismus zum Abtasten eines Abtastbereichs mit einem Radarstrahl im wesentlichen parallel zu einer Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt, bekannt. Des weiteren werden Mittel zur Beseitigung von Geisterechos angegeben.

Weiterhin ist aus der US 4,053,026 eine Radaranordnung in Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher der Einfluss von Echosignalen, die durch eine Mehrfach-Reflexion an der Fahrbahnoberfläche entstehen, bei der Signalauswertung als Störung eingestuft und gezielt unterdrückt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu verbessern, wobei insbesondere eine erweiterte Interpretation der Verkehrsszene ermöglicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, dass virtuelle Reflexionsobjekte, welche durch umgelenkte Radarstrahlen erfasst werden, bei einem Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels eines in einen Abtastbereich Radarstrahlen aussendenden Radargeräts eines Fahrzeugs in die Berechnung zur Erkennung der Verkehrssituation miteinbezogen werden, kann eine erweiterte Interpretation der aktuellen Verkehrsszene erfolgen. Des weiteren wird die Erkennung von Geisterechos verbessert.

Bisher wurden Geisterechos als zu eliminierende Störungen eingestuft. Das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren macht hingegen die erfassten virtuellen Reflexionspunkte zur verbesserten Bestimmung realer Reflexionspunkte und der Fahrbahnbegrenzung nutzbar. Somit kann durch virtuelle Reflexionspunkte innerhalb des Erfassungs- bzw. Abtastbereichs des Radargeräts bzw. der Transceivereinheit auch auf reale Refle xionspunkte außerhalb des Erfassungsbereichs geschlossen werden. Zusammengehörige virtuelle und reale Reflexionspunkte erlauben Rückschlüsse auf die Fahrbahnrandstrukturen und somit den Fahrbahnverlauf. Virtuelle Reflexionspunkte werden als solche interpretiert und von der Objektklassifizierung ausgeschlossen.

Über geometrische Zusammenhänge zwischen der Lage des Radargeräts, dem Fahrbahnverlauf und der virtuellen und realen Reflexionspunkte kann somit in vorteilhafter Weise

– bei bekanntem Fahrbahnverlauf von realen Reflexionspunkten auf virtuelle Reflexionspunkte,
– bei bekanntem Fahrbahnverlauf von virtuellen Reflexionspunkten auf reale Reflexionspunkte und
– bei bekannten virtuellen und realen Reflexionspunkten auf den Fahrbahnverlauf geschlossen werden.

Vorteile bezüglich des Radargeräts ergeben sich analog.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Erfassungsbereichs eines Radargeräts; und
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Erfassungsbereichs eines Radargeräts.
In den 1 und 2 ist ein Abtast- bzw. Erfassungsbereich 1 eines Radargeräts 2 eines Fahrzeugs (nicht näher dargestellt) mit Fahrbahnbegrenzungen 3 und spiegelnde Oberflächen 4 dargestellt.
Die Position eines realen Reflexionspunkts R_r ohne Ablenkung durch Spiegelung ergibt sich aus dem Austrittswinkel der e lektromagnetischen Welle aus dem Radargerät 2 und deren Laufzeit. Ein virtueller Reflexionspunkt R_v ergibt sich aus dem Austrittswinkel und der Laufzeit der Welle in Abhängigkeit der Position der spiegelnd reflektierenden Oberfläche 4. Der virtuelle Reflexionspunkt R_v liegt auf einer Geraden in Richtung des Austrittswinkels der Welle durch den Reflexionsort.
Über geometrische Zusammenhänge zwischen der Lage des Radargeräts 2, dem Fahrbahnverlauf 3 und der virtuellen und realen Reflexionspunkte R_v, R_r kann somit in vorteilhafter Weise bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels des in den Abtastbereich 1 Radarstrahlen aussendenden Radargeräts 2, wobei virtuelle Reflexionspunkte bzw. -objekte R_v, welche durch an der Oberfläche 4 in einem Reflexionspunkt S umgelenkte Radarstrahlen erfasst werden, in die Berechnung zur Erkennung der Verkehrssituation miteinbezogen werden,

– ein Fahrbahnverlauf 3 mittels des von dem Radargerät 2 erfassten virtuellen Reflexionspunkts R_v, eines von dem Radargerät 2 erfassten realen Reflexionspunkts R_r und eines Abstands a₀ zwischen dem Radargerät 2 und der seitlichen Fahrbahnbegrenzung 3 auf Höhe des Radargeräts 2,
– ein realer Reflexionspunkt R_r mittels eines bekannten Fahrbahnverlaufs 3 und eines von dem Radargerät 2 erfassten virtuellen Reflexionspunkts R_v und
– ein virtueller Reflexionspunkt R_v mittels eines bekannten Fahrbahnverlaufs 3 und eines von dem Radargerät 2 erfassten realen Reflexionspunkts R_r bestimmt werden.

Der Verlauf der Fahrbahn 3, auf der sich ein Fahrzeug mit einem winkelauflösenden Radargerät 2 befindet, kann ermittelt werden, wenn der virtuelle und der reale Reflexionspunkt R_v, R_r, sowie ein Fahrbahnaufpunkt a₀ bekannt sind (siehe 1). Der Fahrbahnaufpunkt a₀ ist der Abstand zwischen Radargerät 2 und Fahrbahnbegrenzung 3 auf Höhe des Radargeräts 2. Dazu wird die Mittelsenkrechte der Geraden zwischen dem virtuellen Reflexionspunkt R_v und dem realen Reflexionspunkt R_r gebil det. Diese Normale schneidet die Gerade zwischen dem Radargerät 2 und dem virtuellen Reflexionspunkt R_v in dem Spiegelungspunkt S der Fahrbahnbegrenzung 3. Die Normale ist die Tangente 5 der Fahrbahnbegrenzung 3 am Spiegelungspunkt S. Abhängig von einem Freiheitsgrad eines zu erstellenden Fahrbahnverlaufsmodells wird aus ein oder mehreren Tangentensteigungen und dazugehörigen Schnittpunkten S_i, wobei i die Anzahl der Freiheitsgrade des Fahrbahnverlaufsmodells darstellt, der Fahrbahnverlauf 3 ermittelt.
Der reale Reflexionspunkt R_r kann ermittelt werden, wenn der Fahrbahnverlauf 3 und der virtuelle Reflexionspunkt R_v bekannt sind (siehe 2). Der Schnittpunkt des Fahrbahnverlaufs 3 mit der Geraden zwischen Radargerät 2 und virtuellem Reflexionspunkt R_v ist wiederum der Spiegelungspunkt S. Der Winkel α zwischen der Fahrbahntangente an dem Spiegelungspunkt S und der Geraden zwischen dem Radargerät 2 und dem virtuellen Reflexionspunkt R_v ist gleich dem Winkel α' zwischen der Fahrbahntangente am Spiegelungspunkt S und der Geraden zwischen dem Spiegelungspunkt S und dem realen Reflexionspunkt R_r. Der Abstand zwischen dem Spiegelungspunkt S und dem virtuellem Punkt R_v entspricht dem Abstand zwischen dem Spiegelungspunkt S und dem realen Reflexionspunkt R_r, wodurch die Position des realen Reflexionspunkts Rv in einfacher Weise ermittelbar ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann somit in vorteilhafter Weise sogar auf einen außerhalb des Abtastbereichs 1 liegenden realen Reflexionspunkt R_r geschlossen werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Fahrbahnverlauf eine starke Krümmung bzw. Kurve aufweist. In solchen Fällen wird die Fahrbahnberandung häufig aus besonders stark spiegelnden Leitplanken gebildet, deren Pfosten andererseits aber gute Radar-Reflexionsobjekte darstellen und somit den Verlauf der Fahrbahn deutlich erkennen lassen. Allgemein werden die fahrbahnberandenden Strukturen durch die Radarabbildung in den konkaven Außenkurven besonders deutlich hervorgehoben, da hier der Einfallswinkel steiler (weniger streifend) ist.
Auf das virtuelle Reflexionsobjekt bzw. den virtuellen Reflexionspunkt Rv kann geschlossen werden, wenn der Fahrbahnverlauf 3 und der reale Reflexionspunkt Rr bekannt sind. Von einer zu erstellenden Fahrbahnverlaufsfunktion wird die Ableitung und daraus die Tangente 5 an jedem Fahrbahnverlaufspunkt bestimmt. Anschließend wird der Spiegelungspunkt bzw. der Fahrbahnverlaufspunkt S an dem der Winkel α gleich dem Winkel α' in Bezug auf die Tangente 5 des Fahrbahnverlaufspunkts ist, ermittelt. Von dem Fahrbahnverlaufspunkt S an dem die Bedingung Einfallswinkel α gleich Ausfallswinkel (' gilt, wird der Abstand zum realen Reflexionspunkt Rr ermittelt. Dieser Abstand ist gleich dem Abstand von Fahrbahnverlaufspunkt S und virtuellem Reflexionspunkt Rv auf der Geraden zwischen Radargerät 2 und Fahrbahnverlaufspunkt S, womit die Position des virtuellen Punkts Rv ermittelt und als solcher identifiziert werden kann.

Claims

Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels eines in einen Abtastbereich Radarstrahlen aussendenden Radargeräts eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass virtuelle Reflexionspunkte (Rv), welche durch umgelenkte Radarstrahlen erfasst werden, in die Berechnung zur Erkennung der Verkehrssituation miteinbezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrbahnverlauf (3) mittels eines von dem Radargerät (2) erfassten virtuellen Reflexionspunkts (Rv), eines von dem Radargerät (2) erfassten realen Reflexionspunkts (Rr) und eines Abstands (a0) zwischen dem Radargerät (2) und einer seitlichen Fahrbahnbegrenzung (3) auf Höhe des Radargeräts (2) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein realer Reflexionspunkt (Rr) mittels eines bekannten Fahrbahnverlaufs (3) und eines von dem Radargerät (2) erfassten virtuellen Reflexionspunkts (Rv) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein virtueller Reflexionspunkt (Rv) mittels eines bekannten Fahrbahnverlaufs (3) und eines von dem Radargerät (2) erfassten realen Reflexionspunkts (Rr) bestimmt und identifiziert wird.
Radargerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4.