DE102006058720A1

DE102006058720A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sensorblockade

Info

Publication number: DE102006058720A1
Application number: DE200610058720
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Schneider
Original assignee: ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Current assignee: ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-07-10

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Sensorblockade-Erkennung für ein Sensorsystem zur Umfelderfassung angege Empfangseinheit, wobei die Empfangseinheit mit zumindest einem transparenten Mittel versehen ist, das die Empfangseinheit vorzugsweise nach außen hin abschließt und das von der zu detektierenden Strahlung durchlaufen wird. Zudem weist die Empfangseinheit ein Sendeelement zur Blockade-Erkennung auf. Das Sendeelement und zumindest ein Empfangselement sind so angeordnet, dass die Strahlung des Sendeelements nicht direkt, sondern im Wesentlichen nur reflektierte Strahlung auf zumindest einen Empfänger der Empfangseinheit trifft, wobei zumindest ein Teil der Strahlung an dem transparenten Mittel bzw. an sich darauf befindlichem blockierenden Material reflektiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sensorblockadeerkennung. Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet, die mit aktiven Sensoren, z. B. einem LIDAR-basierten Sensorsystem, zur Umfelderfassung ausgestattet sind.
Fahrzeuge mit ACC (Adaptive Cruise Control) – Systemen als Fahrerassistenzfunktion sind Stand der Technik. Z. B. sind S-Klasse Fahrzeuge von Mercedes Benz mit dieser Funktion ausgerüstet. Grundlage eines ACC Systems ist ein Sensorsystem, das Objekte in der Fahrzeugumgebung erfasst und deren Abstand bestimmt. Eine wichtige Voraussetzung für eine ACC-Funktion ist also auch ein einwandfrei funktionierendes Sensorsystem. Die Performance eines Sensorsystems kann z. B. durch Verschmutzung stark beeinträchtigt werden, so dass relevante Objekte in der Fahrzeugumgebung nicht mehr detektiert werden. Eine sichere Erkennung einer Verschmutzung bzw. Blockade des Sensorsystems ist deshalb von großer Bedeutung.
Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es, ein Vorrichtung und ein Verfahren für eine sichere Erkennung von Sensorblockaden vorzustellen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Es wird eine Vorrichtung zur Sensorblockade-Erkennung für ein Sensorsystem zur Umfelderfassung angegeben. Das Sensorsystem umfasst eine Sendeeinheit, in der ein oder mehrere Sendeelemente, und eine Empfangseinheit, in der ein oder mehrere Empfangselemente, angeordnet sind. Sende- und Empfangselemente sind so angeordnet, dass ein vorgegebener Bereich überwacht wird. Die Empfangseinheit ist mit zumindest einem transparenten Mittel versehen. Der Begriff transparent bezieht sich hier auf die Strahlung der Sendeelemente, die von den Empfangselementen detektiert wird. Das transparente Mittel ist in oder an der Empfangseinheit angeordnet und fokussiert die einfallende Strahlung vorzugsweise auf die Empfangelemente und/oder schließt die Empfangseinheit nach außen hin ab. Die Empfangseinheit weist zusätzlich zu dem einen oder mehreren Empfangselementen ein Sendeelement zur Blockadeerkennung auf. Das Sendelement und zumindest ein Empfangselement sind so angeordnet, dass die Strahlung des Sendeelements nicht direkt auf ein Empfangselement trifft. Im Wesentlichen wird nur reflektierte Strahlung mit zumindest einem Empfangselement der Empfangseinheit detektiert, wobei zumindest ein Teil der detektierten Strahlung an dem transparenten Mittel und an sich darauf befindlichem blockierenden Material reflektiert wird. Diese Strahlung wird anhand der vorgegebenen geometrischen Abmessungen der Empfangseinheit identifiziert. Die Abmessungen geben den zurückgelegten Weg der Strahlung vom Sendelement zum transparenten Mittel, von dort zum Empfangselement vor und definieren so z. B. das Zeitfenster in dem das Signal bei einer Pulslaufzeitmessung erwartet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung basiert das Sensorsystem auf infraroter Strahlung und der Abstand von Objekten in einem vorgegebenen wird Umfeld durch Pulslaufzeitmessung erfasst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Sendeelement als Justagehilfe zur Ausrichtung des Erfassungsbereichs des Sensorsystems genutzt. Sendeelement und Empfangseinheit sind fest miteinander verbunden, d. h. der Strahl des Sendeelements nimmt immer die gleiche Position bezüglich des Erfassungsbereichs der Empfangseinheit ein. Der Strahl wird zur Ausrichtung der Empfangseinheit aktiviert und genutzt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Empfangseinheit fest mit dem Sensorsystem verbunden und das Sensorsystem wird mit dem Strahl des Sendeelements zur Blockadeerkennung justiert. In einer weiteren Ausführungsform werden Sende- und Empfangseinheit zueinander justiert. Dazu wird der Strahl des Sendeelements zur Blockadeerkennung in der Empfangseinheit und zumindest ein Sendeelement in der Sendeeinheit, dessen Strahl repräsentativ für die Blickrichtung der Sendeeinheit ist, aktiviert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung emittiert das Sendeelement zur Blockadeerkennung Strahlung im sichtbaren Spektralbereich. Die Sendelemente in der Sendeeinheit emittieren vorzugsweise in einem anderen Spektralbereich, z. B. im Infraroten, da sichtbares Licht Menschen blenden kann.
Es wird ein Verfahren zur Sensorblockade-Erkennung mit einer Vorrichtung in einer der oben beschriebenen Ausgestaltung angegeben. Das Verfahren sieht vor, dass die Intensität der vom Sendeelement emittierten und reflektierten Strahlung an zumindest einem Empfangselement aufgenommen wird. Mit einem geeigneten Verfahren wird die Strahlung identifiziert, die am transparenten Mittel oder einem sich darauf befindlichem blockierenden Material reflektiert wurde. Der Anteil der Strahlung der durch das transparente Mittel reflektiert wird, ist durch den Einfallswinkel der Strahlung, der Wellenlänge der Strahlung und den Reflektionseigenschaften des transparenten Mittels vorgegeben. Bei einer Blockade des Sensors befindet sich ein stark absorbierendes Material auf dem transparenten Mittel, das ebenso einen bestimmten Teil der Strahlung in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften reflektiert. Überschreitet nun die Intensität bzw. die Amplitude der am und in der Nähe des transparenten Mittels reflektierten Strahlung einen vorgegeben Schwellwert wird eine Sensorblockade festgestellt. Der Schwellwert wird so gewählt, dass er größer ist als die erwartete Intensität bzw. Amplitude der am transparenten Mittel reflektierten Strahlung.
In einer vorteilhaften Anwendung der Erfindung werden Vorrichtung und Verfahren Kraftfahrzeug eingesetzt, insbesondere bei Fahrzeugen bei denen eine aktive Geschwindigkeitskontrolle vorgesehen ist.

Claims

Vorrichtung zur Sensorverschmutzungs- bzw. Sensorblockade-Erkennung für ein Sensorsystem zur Umfelderfassung, das eine Sende- und eine Empfangseinheit umfasst, wobei die Empfangseinheit mit zumindest einem transparenten Mittel versehen ist, das die Empfangseinheit vorzugsweise nach außen hin abschließt und das von der zu detektierenden Strahlung durchlaufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Empfangseinheit ein Sendeelement zur Blockade-Erkennung aufweist, und – Sendelement und zumindest ein Empfangselement so angeordnet sind, dass die Strahlung des Sendeelements nicht direkt, sondern im Wesentlichen nur reflektierte Strahlung auf zumindest einen Empfänger der Empfangseinheit trifft, wobei zumindest ein Teil der Strahlung an dem transparenten Mittel bzw. an sich darauf befindlichem blockierenden Material reflektiert wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem auf infraroter Strahlung basiert und/oder den Abstand von Objekten in einem vorgegeben Umfeld durch Pulslaufzeitmessung erfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement als Justagehilfe zur Ausrichtung des Erfassungsbereichs des Sensorsystems aktivierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert.
Verfahren zur Sensorblockade-Erkennung mit einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der vom Sendeelement emittierten und reflektierten Strahlung an zumindest einem Empfangselement aufgenommen wird, wobei bei Überschreitung eines vorgegeben Schwellwerts für die Intensität eine Sensorblockade festgestellt wird.
Kraftfahrzeug mit Sensorsystem und Vorrichtung und Verfahren zur Sensorblockade-Erkennung nach einem der vorherigen Ansprüche.