DE102005008974A1 - Estimation of coordinates of object using velocity model, for pedestrian protection system, involves determining vehicle velocity and acceleration for second-order velocity model - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Schätzen von Objektkoordinaten nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The The invention is based on a method for estimating object coordinates after the genus of the independent Patent claim 1.
Bekannte
Systeme zum Sensieren eines Fahrzeugumfeldes haben das Tracken von
Objekten zum Ziel, d.h. die Bestimmung des zeitlichen Verlaufs von
1-, 2- oder 3-dimensionalen Objektkoordinaten. Die verwendeten Trackalgorithmen
basieren meist auf so genannten Hypothesen, d.h. auf geschätzten bzw.
vorhergesagten Objektkoordinaten zum nächsten Messzyklus. Zur Schätzung dieser
Objektkoordinaten im nächsten
Zyklus wird ein so genanntes Geschwindigkeitsmodell verwendet. Hierbei
unterscheidet man Modelle verschiedener Ordnung in der Zeit t. Ein
System erster Ordnung wird durch die Gleichung (1) bestimmt.
Ein
System zweiter Ordnung wird durch die Gleichung (2) bestimmt.
Die zur Berechung der Objekttrajektorie s(t) notwendigen Parameter Relativgeschwindigkeit vrel und Relativbeschleunigung arel sind in der Regel nicht bekannt und werden aus Messdaten geschätzt. Um einen stabilen Algorithmus zu gewährleisten, werden bei bekannten Systemen Geschwindigkeitsmodelle erster Ordnung gewählt, bei welchen nur ein Parameter geschätzt werden muss.The parameters relative speed v rel and relative acceleration a rel necessary for calculating the object trajectory s (t) are generally unknown and are estimated from measured data. In order to ensure a stable algorithm, first-order speed models are chosen in known systems, in which only one parameter has to be estimated.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schätzen von Objektkoordinaten mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch Berücksichtigen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung ein verbessertes Geschwindigkeitsmodell verwendet werden kann, so dass Bremsvorgänge des Fahrzeugs beim Schätzen der Objektkoordinaten berücksichtigt werden können. Dadurch werden genauere Hypothesen bzw. Schätzungen der Objektkoordinaten und damit eine verbesserte Verfolgung von Objekten ermöglicht. Dies führt insbesondere im Rahmen des Fußgängerschutzes bei realen Situationen, wie beispielsweise während eines starken Bremsvorgangs bei einem plötzlichen Auftauchen eines Fußgängers im Sichtbereich des Fahrers, zu einem robusteren Trackingalgorithmus, d.h. zu einer robusteren Objektverfolgung.The inventive method to appreciate of object coordinates with the features of the independent patent claim has in contrast the advantage of that by taking into account the vehicle speed and the vehicle acceleration an improved Speed model can be used, so that braking operations of the Vehicle in estimation the object coordinates can be. This results in more precise hypotheses or estimates of the object coordinates thus enabling improved tracking of objects. this leads to especially in the context of pedestrian protection in real situations, such as during a heavy braking event in a sudden Emergence of a pedestrian in the Field of view of the driver, to a more robust tracking algorithm, i.e. to a more robust object tracking.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die Verwendung des Geschwindigkeitsmodells zweiter Ordnung in vorteilhafter Weise ein Verfolgen der Objekte auch bei einem starken Abbremsen des Fahrzeugs, da das Geschwindigkeitsmodell zweiter Ordnung im Gegensatz zu einem Geschwindigkeitsmodell erster Ordnung auch starke Relativbeschleunigungen berücksichtigen kann.The inventive method allows by using the second-order rate model advantageously tracking the objects even in one strong deceleration of the vehicle, since the speed model is second Order in contrast to a first-order speed model can also consider strong relative accelerations.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Verfahrens zum Schätzen von Objektkoordinaten möglich.By those in the dependent Claims listed measures and further developments are advantageous improvements of the independent claim specified method of estimation possible from object coordinates.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeugbussystem, z. B. einem CAN-Bussystem, zur Verfügung gestellt wird. Da die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit ständig auf dem Fahrzeugbussystem zur Verfügung gestellt wird, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit in vorteilhafter Weise jederzeit aus einer entsprechenden Busschnittstelle ausgelesen werden.Especially advantageous that the vehicle speed of a vehicle bus system, z. B. a CAN bus system is provided. Because the current vehicle speed constantly on the vehicle bus system to disposal is set, the vehicle speed can be in more advantageous Mode at any time from a corresponding bus interface become.
Die zugehörige Fahrzeugbeschleunigung kann in vorteilhafter Weise einfach und schnell aus der Fahrzeuggeschwindigkeit geschätzt werden.The associated Vehicle acceleration can advantageously simple and fast estimated from the vehicle speed.
Alternativ kann die Fahrzeugbeschleunigung in vorteilhafter Weise mit einem Beschleunigungssensor gemessen werden, wobei der Beschleunigungssensor Teil des Fußgängerschutzsystems oder eines anderen Systems sein kann, beispielsweise einer Crashsensorik. Ist der Beschleunigungssensor Teil eines anderen Systems, dann werden die Beschleunigungsinformationen dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise über den Fahrzeugbus zur Verfügung gestellt.alternative can the vehicle acceleration advantageously with a Accelerometer be measured, the accelerometer Part of the pedestrian protection system or another system, such as a crash sensor. If the accelerometer is part of another system, then the acceleration information the method of the invention for example about the vehicle bus available posed.
Das erfindungsgemäße Verfahren zerlegt die Relativgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsmodells zweiter Ordnung in die Einzelkomponenten Fahrzeuggeschwindigkeit und Objektgeschwindigkeit, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit, wie bereits ausgeführt wurde, einfach aus einer Busschnittstelle ausgelesen werden kann.The inventive method decomposes the relative velocity of the velocity model second Order into the individual components vehicle speed and object speed, the vehicle speed, as already stated, can be easily read from a bus interface.
Weiterhin zerlegt das erfindungsgemäße Verfahren die Relativbeschleunigung des Geschwindigkeitsmodells zweiter Ordnung in die Einzelkomponenten Fahrzeugbeschleunigung und Objektbeschleunigung.Farther decomposes the method according to the invention the relative acceleration of the second-order velocity model into the individual components vehicle acceleration and object acceleration.
Da
bei langsamen und somit auch langsam beschleunigten Objekten die
Objektgeschwindigkeit und die Objektbeschleunigung vernachlässigt werden
können,
wird für
das Geschwindigkeitsmodell der Zusammenhang (4) verwendet, wobei
durch das bereits beschriebene Auslesen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der berechneten Fahrzeugbeschleunigung ein verbessertes Geschwindigkeitsmodell
zweiter Ordnung zur Schätzung
der Objektkoordinaten zur Verfügung
gestellt wird.
Für stehend Objekte und sich bewegende Fahrzeuge ist die Näherung des Zusammenhangs (4) exakt, für langsame Objekte ergibt sich aus dem Zusammenhang (4) eine sehr gute Näherung.For standing Objects and moving vehicles is the approximation of the context (4) exactly, for slow objects results from the context (4) a very good approximation.
Die Objektgeschwindigkeit und die Objektbeschleunigung können während des Trackingvorgangs geschätzt werden. Der Vorteil der Erfindung liegt hierbei darin, dass durch die Zerlegung der Relativgeschwindigkeit in Fahrzeuggeschwindigkeit und Objektgeschwindigkeit sowie der Relativbeschleunigung in Fahrzeugbeschleunigung und Objektbeschleunigung die zu schätzende Objektgeschwindigkeit und Objektbeschleunigung gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung vergleichsweise klein sind, so dass der Algorithmus robuster wird.The Object speed and object acceleration may be during the Tracking process estimated become. The advantage of the invention lies in the fact that by the decomposition of the relative speed in vehicle speed and object speed and the relative acceleration in vehicle acceleration and object acceleration the object velocity to be estimated and object acceleration opposite the vehicle speed and the vehicle acceleration comparatively are small, so the algorithm becomes more robust.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schätzen von Objektkoordinaten kann insbesondere in Fußgängerschutzsystemen zur Verbesserung der Auslösealgorithmen eingesetzt werden.The inventive method to appreciate of object coordinates can be improved especially in pedestrian protection systems the triggering algorithms be used.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained.
Es zeigenIt demonstrate
Beschreibungdescription
Bekannte Systeme führen zum Sensieren eines Fahrzeugumfeldes eine Schätzung der Objektkoordinaten durch, wobei für diese Schätzung ein so genanntes Geschwindigkeitsmodell verwendet wird. Um einen stabilen Algorithmus zu gewährleisten, werden bei bekannten Systemen Geschwindigkeitsmodelle erster Ordnung verwendet, bei welchen nur ein Parameter geschätzt werden muss, da in der Regel weder die Relativgeschwindigkeit noch die Relativbeschleunigung bekannt sind.Known Lead systems for sensing a vehicle environment, an estimate of the object coordinates through, where for this estimate a so-called speed model is used. To one to ensure stable algorithm used in known systems first order speed models, where only one parameter needs to be estimated, since in the Usually neither the relative speed nor the relative acceleration are known.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Schätzung der Objektkoordinaten vorgeschlagen, welches ein Geschwindigkeitsmodell zweiter Ordnung verwendet, für welches eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Fahrzeugbeschleunigung ermittelt werden. Die Fahrzeugbeschleunigung kann aus der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit geschätzt oder mit einem Beschleunigungssensor gemessen werden. Der Beschleunigungssensor kann Teil eines zugehörigen Fußgängerschutzsystems oder eines anderen Systems sein. Ist der Beschleunigungssensor Teil eines anderen Systems, dann werden die Beschleunigungsinformationen über einen Fahrzeugbus zur Verfügung gestellt.According to the invention is a Procedure for estimation the object coordinates proposed, which is a speed model used second-order, for which is a vehicle speed and a vehicle acceleration be determined. The vehicle acceleration can be determined from the Estimated vehicle speed or measured with an accelerometer. The acceleration sensor can be part of an associated Pedestrian protection system or another system. Is the acceleration sensor part of a other system, then the acceleration information about one Vehicle bus available posed.
Wie
aus
Im
Schritt
Der Zusammenhang (4) berücksichtigt Bremsvorgänge des Fahrzeugs und stellt für stehende Objekte und bewegte Fahrzeuge eine exakte Näherung der Objekttrajektorie s(t) zur Verfügung. Für langsame und somit auch langsam beschleunigte Objekte wird eine sehr gute Näherung der Objekttrajektorie s(t) zur Verfügung gestellt. Somit kann durch Ausnutzen der Kenntnis der Fahrzeuggeschwindigkeit über die Busschnittstelle leicht der Bremsvorgang des Fahrzeugs in der Crashsituation mit einem Fußgänger und damit für den Auslösealgorithmus von Fußgängerschutzmitteln berücksichtigt werden.The relationship (4) takes account of braking processes of the vehicle and provides an exact approximation of the object trajectory s (t) for stationary objects and moving vehicles. For slow and thus slowly accelerated objects a very good approximation of the object trajectory s (t) is provided. Thus, by exploiting the knowledge of the vehicle speed via the bus interface, it is easy to take into account the braking action of the vehicle in the crash situation with a pedestrian and thus for the triggering algorithm of pedestrian protection devices.
Wie aus dem Zusammenhang (4) ersichtlich ist, wird die Relativgeschwindigkeit vrel des Geschwindigkeitsmodells zweiter Ordnung in die Einzelkomponenten Fahrzeuggeschwindigkeit vFahrzeug und Objektgeschwindigkeit vObj zerlegt und die Relativbeschleunigung arel des Geschwindigkeitsmodells zweiter Ordnung wird in die Einzelkomponenten Fahrzeugbeschleunigung aFahrzeug und Objektbeschleunigung zerlegt, wobei die Objektbeschleunigung bei der Schätzung der Objekttrajektorie s(t) vernachlässigt wird.As can be seen from the relationship (4), the relative velocity v rel of the velocity model of the second order in the individual components of vehicle speed v vehicle and the object velocity v Obj disassembled and the relative acceleration a rel of the second-order rate model is in the individual components of the vehicle acceleration a vehicle and Objektbeschleuni decomposed, wherein the object acceleration in the estimation of the object trajectory s (t) is neglected.
Wie
aus
Wie
aus
Claims (9)
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Also Published As
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