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Die
Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems gemäß Anspruch
10.
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Für
die Längsführung von Kraftfahrzeugen sind eine
Reihe unterschiedlicher Systeme bekannt, die durch automatische
Brems- und Beschleunigungseingriffe den Fahrer entlasten bzw. die
Verkehrssicherheit erhöhen. Ein elementares Beispiel ist der
Tempomat, der eine vom Fahrer gewählte Geschwindigkeit
konstant hält. Bei höherer Verkehrsdichte bleibt
allerdings weiterhin der Eingriff des Fahrers nötig, um
auf langsam vorausfahrende oder ihre Spur wechselnde Fahrzeuge zu
reagieren. Weiterentwicklungen sind der "intelligente Tempomat",
"Abstandsregeltempomat", ICC ("Intelligent Cruise Control"), AICC
("Autonomous Intelligent Cruise Control") bzw. ACC ("Adaptive Cruise
Control"). Als Sensorprinzip kommt im Wesentlichen Infrarot-Laser
oder Millimeterwellen-Radar zum Einsatz, welches den Bereich vor
dem Fahrzeug in einem Entfernungsbereich bis zu 170 m erfasst, um
dort befindliche Objekte zu detektieren und ihren Abstand, Geschwindigkeit und
Winkelablage in Bezug auf das eigene Fahrzeug zu bestimmen. Dabei
werden durch einen Sender elektromagnetische Signale ausgesendet
und die Signale nach einer Reflexion durch einen Sensor am Fahrzeug
wieder empfangen. Geeignete Auswerteverfahren bewerten dabei die
Relevanz der detektierten Objekte bezüglich der eigenen
Fahrspur. Auf Grundlage der Auswertung des Sensorsignals wird sodann
der Folgeabstand des Kraftfahrzeugs zu einem diesem vorausfahrenden
Fahrzeug auf einen bestimmten Sollabstand geregelt.
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Derartige
Abstandsregelsysteme ACC wie beispielsweise das unter dem Markennamen „Distronic"
angebotene System haben sich bereits in Serie am Markt etabliert. Über
dieses und ähnliche Abstandsregelsysteme ist dabei bekannt,
dass sie helfen, bei langen Autobahnstrecken den Abstand zum Vordermann
zu wahren. Ein Radarsensor ermittelt dabei den Abstand und je nach
Bedarf nimmt das Abstandsregelsystem automatisch Gas weg, bremst leicht
oder beschleunigt auf das ursprünglich gewünschte
Tempo. In einem Display des Kombiinstruments werden gleichzeitig
beide Fahrzeuge und ihr Abstand zueinander angezeigt. Sollte ein
stärkeres Bremsen notwendig werden, ertönt automatisch
ein akustisches Warnsignal.
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Bei
Fahrsituationen in Kurven ist es aber oft nicht möglich,
Objekte zu erkennen, die durch die Kurvensituation verdeckt sind.
Dabei können die Objekte durch den Fahrer oder aber durch
optische Sensoren (z. B. Video) nicht gesehen werden. Objekte können
andere Fahrzeuge, aber auch auf der Fahrbahn befindliche Gegenstände
oder Hindernisse sein. Ein Beispiel für eine derartige
Situation ist das Stauende nach einer Kurve.
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Die
derzeitige Technik stellt Möglichkeiten zur Verfügung,
wie der Fahrer entlastet werden kann. Beispielsweise beschreibt
die
DE 4209047 C1 ein Verfahren
zur Regelung des Abstandes zwischen fahrenden Fahrzeugen und stellt
eine grundlegende Abstandsregelfunktionalität dar, nämlich
ein Verfahren zur Regelung des Abstands zwischen einem Frontfahrzeug
und einem Folgefahrzeug.
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In
der
DE 10316313 A1 wird
ein System zur automatischen Abstandsregelung offenbart, wobei ein
entsprechendes Abstandsregelsystem auch schon in der
DE 4209047 C1 gezeigt wird,
bei dem insbesondere der Regelvorgang abgebrochen wird, sobald der
Fahrer des Fahrzeugs die Bremse oder das Fahrpedal betätigt.
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Entscheidender
Nachteil am Stand der Technik ist es, dass gefährliche
Situationen, wie zum Beispiel ein Stauende oder eine Gefahrsituation
durch Hindernisse im nicht einsehbaren Bereich, nicht erkannt werden
können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem
und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsys tems zu
schaffen, die bessere Eigenschaften gegenüber den im Stand
der Technik bekannten Ansätzen haben.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen von
Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems
mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein beliebiges Sensorsystem, dass Strahlen
z. B. elektromagnetische Strahlung oder Schallwellen aussenden bzw. empfangen
und wird im Folgenden beispielhaft anhand eines Radarsensors erläutert.
Es ist jedoch für den Fachmann leicht ersichtlich, dass
das Funktionsprinzip auch auf andere Sensorsysteme ausgeweitet werden
kann.
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Ein
wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass moderne Radarsensoren
Spiegelungen von nicht sichtbaren Objekte beispielsweise an Fahrspurbegrenzungen
wie einer Leitplanke (Spiegelungen an Metall, Reflektoren etc.)
erkennen können und Spiegelungen häufig insbesondere
in kritischen Situationen wie dem Stauende nach einer Kurve bereits
deutlich früher sichtbar sind, als dass das entsprechende
Objekt direkt durch den Sensor "gesehen" wird.
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Eine
solche Spiegelung ist durch einen deutlich schwächeren
Rückstreusignalwert des ausgestrahlten Radarsignals zu
erkennen, da erstens nur ein sehr kleiner räumlicher Bereich
auf einer Fahrspurbegrenzung (z. B. einer Leitplanke) die reflektierten
Radarstrahlen zum Radarsensor zurückwirft und weiterhin
auch durch die Spiegelung selbst noch ein Leistungsverlust gegenüber
einem direkt reflektierten Radarstrahl zu beobachten ist. Mit ausreichend
empfindlichen Radarsensoren können jedoch auch diese Reflexionen
bzw. die entsprechenden Rückstreusignalwerte hinreichend
präzise erkannt werden. Wird gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ein vorbestimmter Schwellenwert
angesetzt, kann, wenn der Radarsensor entsprechend empfindlich ist,
ein Rückstreusignalwert, der unter diesem Schwellenwert
liegt, als Rückstreusignalwert eines hinter einer Kurve
liegenden Objektes aufgefasst werden, das nur durch die Reflexion
des Radarstrahls an der Fahrbahnbegrenzung erkennbar ist, wogegen
ein Rückstreusignalwert, der über dem vorbestimmten Schwellenwert
liegt, als Rückstreusignalwert eines Objekts im direkt
einsehbaren Bereich gewertet werden kann. Wird ein solches, im optisch
einsehbaren Bereich nicht erkennbares Objekt anhand dieser Reflexion
doch erkannt, kann ein entsprechend frühzeitiger Hinweis
auf dieses Objekt ausgegeben werden. Alternativ kann gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung auch aus der Laufzeitmessung
der Radarstrahlen ein Rückschluss auf das Vorhandensein
eines nicht im vom Fahrer einsehbaren Bereichs liegenden Objektes
erfolgen, wenn ein Radarstrahl für sich oder gegenüber
den anderen Radarstrahlen, die kein passendes Reflexionsobjekt im
nicht-einsehbaren Bereich haben, eine deutlich längere
Laufzeit hat. Diese längere Laufzeit kann als Hinweis auf
eine Reflexion an einem Spiegel-Bereich wie der Leitplanke und einer
weiteren Reflexion an dem hinter einer Kurve liegenden Objekt gewertet
werden.
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Der
erfindungsgemäße Ansatz bietet den Vorteil, dass
nun die Erkennung von Objekten nicht mehr allein auf den einsehbaren
Bereich beschränkt ist, sondern dass auch durch Zuhilfenahme
der Sensordaten des Radarsensors ein "Um-die-Ecke-schauen" möglich
wird. Durch die Ausgabe eines Hinweises auf dieses (noch) nicht
sichtbare Objekt außerhalb des einsehbaren Bereichs kann
zudem die Fahrsicherheit deutlich erhöht werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft nun gemäß einer
Ausführungsform ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung
eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs mit einem Radarsensor, der ausgebildet
ist, um in einem vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld Radarstrahlen
in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs auszusenden und von den
ausgesendeten Radarstrahlen resultierende Rückstreusignalwerte zu
empfangen; und
einer Auswerteeinheit, die ausgebildet ist,
um empfangene Rückstreusignalwerte einem sich nicht im vom
Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zuzuordnen und um
dem Fahrer einen entsprechenden Hinweis auf das Vorliegen dieses
nicht im einsehbaren Sichtfeld liegenden Objektes auszugeben.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung kann die Auswerteeinheit
ferner derart ausgebildet sein, dass Rückstreusignalwerte,
deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt,
oder deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen über
einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, einem sich nicht im vom
Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zugeordnet werden.
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In
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die
Auswerteeinheit ferner ausgebildet ist, um aus den Rückstreusignalwerten
eine Fahrspurbegrenzung zu erkennen und diejenigen Rückstreusignalwerte
dem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt
zuzuordnen, die von der erkannten Fahrspurbegrenzung zum Radarsensor
reflektiert wurden. Eine solche Ausführungsform der vorliegende
Erfindung bietet den Vorteil, dass eine zusätzliche Erhöhung
der Sicherheit dadurch möglich ist, dass insbesondere diejenigen Rückstreusignalwerte
dem außerhalb des Sichtfeldes befindlichen Objekt zugeordnet
werden, die aus der Richtung der erkannten Fahrspurbegrenzung zum
Radarsensor zurückgeworfen werden. Andere insb. schwache
Rückstreusignalwerte werden dann nicht dem verdeckten Objekt
zugeordnet.
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Auch
kann in einer anderen Ausführungsform die Auswerteeinheit
ausgebildet sein, um die Rückstreusignalwerte, die dem
sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt
zugeordnet sind, zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten zu erfassen
und aus den zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Rückstreuwerten
eine Position und/oder eine Geschwindigkeit des sich nicht im vom Fahrer
einsehbaren Sichtfeld des Objektes zu bestimmen. Hierdurch kann
vorteilhaft eine Nachverfolgung der Position bzw. Detektion der
Geschwindigkeit des verdeckten Objekts erfolgen und frühzeitig ein
entsprechender Hinweis auf beispielsweise ein Bremsverhalten eines
vorausfah renden Fahrzeugs (verdecktes Objekt) dem Fahrer des Kraftfahrzeugs gegeben
werden.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann der Radarsensor ausgebildet sein, um einen Empfangswinkel der
Rückstreusignalwerte zu ermitteln,
wobei die Auswerteeinheit
ferner ausgebildet sein kann, um aus den Rückstreusignalwerten
eine Entfernung einer Fahrspurbegrenzung von dem Kraftfahrzeug zu
bestimmen und aus der bestimmten Entfernung der Fahrspurbegrenzung,
dem ermittelten Empfangswinkel der Rückstreusignalwerte,
die dem sich nicht im Sichtfeld befindenden Objekt zugeordnet sind,
der Gierrate des Kraftfahrzeugs und/oder dem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs
die Entfernung des sich nicht im Sichtfeld befindenden Objektes
zu dem Kraftfahrzeug zu bestimmen. Werden beispielsweise durch die
Laufzeitmessung des reflektierten Radarsignals die Entfernung einer
Fahrspurbegrenzung von dem Kraftfahrzeug gemessen und dann der Einfallswinkel
der reflektierten Radarstrahlen zusammen mit weiteren Parametern,
wie dem Lenkwinkel oder der Gierrate des Kraftfahrzeugs kombiniert, kann
unter Ausnutzung des physikalischen Reflexionsgesetzes die exakte
Entfernung des nicht sichtbaren Objekts hinter einer Kurve bestimmt
werden. Dies ermöglicht eine präzise Messung der
Position und damit auch bei zeitlich aufeinanderfolgenden Messungen
der Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, was zu
einer Erhöhung der Fahrsicherheit führt.
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Auch
kann die Auswerteeinheit ferner ausgebildet sein, um ein Warnsignal
an den Fahrer auszugeben, wenn die bestimmte Position oder Entfernung des
sich nicht im Sichtfeld des Fahrers befindenden Objektes einen vorbestimmten
Mindestabstand zum Kraftfahrzeug unterschreitet oder die bestimmte
Geschwindigkeit eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet.
Dies bietet den Vorteil, den Fahrer deutlich auf eine drohende Gefahr
hinzuweisen, die durch ein zu langsam fahrendes Fahrzeug oder durch
ein anderes Hindernis auf der Straße zu erwarten ist, oder
zumindest den Fahrer in eine erhöhte Alarmbereitschaft
zu versetzen, um auf den Straßenverlauf nach einer Kurve
zu achten. Weiterhin kann durch eine solche (evtl. je nach Mindestabstand
bzw. -geschwindigkeit unterschiedliche) Warnung dem Fahrer auch
ein Hinweis gegeben werden, wie gefährlich die zu erwartende
Situation ist.
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Auch
kann in einer weiteren Ausführungsform die Auswerteeinheit
ferner ausgebildet sein, um eine Bremsung einzuleiten, wenn die
bestimmte Position oder Entfernung des sich nicht im Sichtfeld befindenden
Objektes einen vorbestimmten Mindestabstand zum Kraftfahrzeug unterschreitet
oder die bestimmte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit
unterschreitet. Dies bietet den Vorteil, dass der Fahrer bei einer überraschenden
Situation auch durch das Fahrerassistenzsystem bei der Steuerung
des Kraftfahrzeugs unterstützt wird und somit der menschliche
Fehlerfaktor nochmals reduziert werden kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist die Auswerteeinheit ferner ausgebildet, um auf der Basis der
empfangenen Rückstreusignalwerte eine Geschwindigkeits- und/oder
Abstandsregelung des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das sich nicht
im Sichtfeld des Fahrers befindende Objekt durchzuführen.
Dies ermöglicht eine weitere Erhöhung des Komforts
bei einer längeren Fahrt, da durch die Regelung nicht nur
auf sichtbare Fahrzeuge, sondern auch auf Fahrzeuge, die hinter einer
Kurve verborgen sind, eine deutlich ruhigere und gleichmäßigere
Fahrzeugführung möglich ist, als auch eine Nachführung
bei einem „Verschwinden" eines vorausfahrenden Fahrzeugs
durch dessen Einfahrt in die Kurve.
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Zusätzlich
kann das Fahrerassistenzsystem in einer Ausführungsform
einen optischen Video-Sensor umfassen, der ausgebildet ist, um ein
Video-Bild des einsehbaren Sichtfeldes des Fahrers bei der Fahrt
des Kraftfahrzeugs aufzunehmen;
wobei die Auswerteeinheit ferner
ausgebildet sein kann, um die Rückstreusignalwerte mit
dem aufgenommenen Bild zu vergleichen, um eine Verifikation der
Zuordnung der Rückstreusignalwerte, die unterhalb des vorbestimmte
Schwellenwertes liegen, zu dem sich nicht im Sichtfeld befindenden
Objekt durchzuführen, wenn an derjenigen Position im einsehbaren
Sichtfeld, die den jeweiligen Rückstreusignalwerten entspricht,
im aufgenommenen Video-Bild kein Objekt detektierbar ist. Eine derartige
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet durch die
Verifikation des vom Radarsensor aufgenommenen Szenarios an Hand
des Videobildes eine weitere Sicherheit, schwache Rückstreusignalwerte
tatsächlich sich nicht im optischen Sichtfeld des Fahrers
befindenden Objekten korrekt zuzuordnen. Wird nämlich auch
im Videobild ein (wenn auch schwaches) Objekt erkannt, wäre
eine Zuordnung zu einem sich nicht im einsehbaren Sichtfeld befindenden
Objekt fehlerhaft.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner gemäß einer
weiteren Ausführungsform ein Verfahren zum Betreiben eines
Fahrerassistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrers
eines Kraftfahrzeugs, das folgende Schritte umfasst:
Aussenden
von Radarstrahlen eines Radarsensors in ein vom Fahrer optisch einsehbares
Sichtfeld in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs und Empfangen
von Rückstreusignalwerten, die von den ausgesendeten Radarstrahlen
resultieren;
Zuordnen der empfangenen Rückstreusignalwerte zu
einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden
Objekt durch eine Auswerteeinheit; und
Ausgeben eines Hinweises
auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld liegenden
Objektes an den Fahrer.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung können im Schritt
des Zuordnens von empfangenen Rückstreusignalwerten Rückstreusignalwerte, deren
Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt
oder deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen über
einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im
vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt durch die Auswerteeinheit
zugeordnet werden.
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Auch
umfasst die vorliegende Erfindung gemäß einer
Ausführungsform ein Computerprogramm mit einem Programmcode
zur Durchführung des vorste hend genannten Verfahrens, wenn
das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In
der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung
und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten
Liste der Bezugszeichen aufgeführten Begriffe und zugeordneten
Bezugszeichen verwendet.
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Die
Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
schematische Skizze des Aufbaus und der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems;
und
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Im
Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die im Folgenden angegebenen absoluten
Werte und Maßangaben sind nur beispielhafte Werte und stellen
keine Einschränkung der Erfindung auf derartige Dimensionen
dar.
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1 zeigt
eine schematische Skizze des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 10.
Hierbei ist das Fahrerassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug 12 angeordnet
und umfasst einen Radarsensor 14, der mit einer Auswerteeinheit 16 verbunden
ist, die beispielsweise mit einem Anzeigeelement 18 verbunden sein
kann. Wenn das Kraftfahrzeug 12 auf einer kurvigen Straße 20 fährt,
kann der Radarsensor 14 Radarstrahlen aussenden, die beispielsweise
einen vom Fahrer einsehbaren Bereich 22 der Straße 20 ausleuchten.
Wird die Fahrbahn beispielsweise durch eine an der Fahrbahn angeordnete
(metallische) Leitplanke 24 begrenzt, werden Radarstrahlen 26 an
der Leitplanke 24 gespiegelt und können in einen
Bereich vordringen, der optisch vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 nicht
mehr einsehbar ist, da dieser Bereich beispielsweise hinter einer
Kurve liegt. Befindet sich nun ein Objekt 28, beispielsweise
ein Kraftfahrzeug, in diesem nicht mehr vom Fahrer einsehbaren Bereich,
kann der von der Leitplanke 24 reflektierte Radarstrahl 26 an
diesem Objekt 28 wieder reflektiert und auf dem gleichen
Weg über die Leitplanke 24 zum Radarsensor 14 zurückgeworfen
werden. Mit den heute bereits verfügbaren Radarsensoren kann
auch eine schwache Reflexion der ausgesandten Radarstrahlen erkannt
werden, so dass das nicht im vom Fahrer einsehbaren Bereich befindliche
Objekt 28 durch die Auswertung der Rückstreusignalwerte
der ausgesandten Radarstrahlen 26 erkannt werden kann.
Bei der Detektion eines solchen Objekts 28 in der Auswerteeinheit 16 kann
dann auch über die Anzeigeeinheit 18 ein Hinweis
auf dieses Objekt 28 dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 übermittelt
werden.
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Die
Detektion des sich im nicht-sichtbaren Bereich befindenden Objekts 28 kann
dabei durch Messung der Signalstärke oder durch Laufzeitmessung
erfolgen. Der Ansatz der Objektdetektion auf der Basis der Messung
der Signalstärke beruht dabei auf die dem physikalischen
Effekt, dass mehrfachreflektierte elektromagnetische Strahlen bei
jeder Reflexion eine Dämpfung erleiden. Der vom Objekt 28 reflektierte
Radarstrahl 26 wird somit nach 2-maliger Reflexion an der
Leitplanke 24 deutlich schwächer sein, als ein
Radarstrahl 30, der von einem Objekt 32 im vom
Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 einsehbaren Bereich reflektiert
wird und der somit lediglich eine einzige Reflexion am Objekt erfährt.
Die Auswertung der empfangenen Rückstreusignalwerte kann
daher auf der Basis einer Schwellenwertentscheidung erfolgen, so
dass alle Rückstreusignalwerte, die unterhalb des Schwellenwertes
liegen, als Objekte interpretierbar sind, die nicht im vom Fahrer
einsehbaren Bereich liegen. Weiterhin ist anzumerken, dass durch die
Leitplanke 24 nur ein kleiner Spiegel-Bereich in einer
vorbestimmten Höhe über der Fahrbahn vorliegt,
der lediglich einen sehr kleinen Teil der vom Radarsensor 14 aus
gesendeten Radarstrahlen 26, 30 zum Objekt 28 lenkt.
Folglich ist der vom Objekt 28 reflektierte Radarstrahl 26 aufgrund
des kleinen Spiegel-Bereichs an der Leitplanke 24 wesentlich schwächer
bzw. in seiner Breite wesentlich kleiner als ein vom Objekt 32 reflektierter
Radarstrahl 30. Es kann also auch die Breite/Stärke
des reflektierten Radarstrahls einen Hinweis auf das verdeckte Objekt liefern.
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Der
Ansatz der Objektdetektion auf der Basis der Laufzeitmessung beruht
auf dem physikalischen Prinzip, dass die von der Leitplanke 24 oder
vom Objekt 30 im vom Fahrer einsehbaren Bereich reflektierten
Radarstrahlen wesentlich schneller wieder den Radarsensor 14 erreichen,
als dies für einen vom Objekt 28 reflektierten
Radarstrahl 26 gilt. Die Auswerteeinheit 16 kann
daher an Hand der vom Radarsensor 14 empfangenen Rückstreusignalwerte
den Verlauf der Leitplanke 24 erkennen und würde
bei Annahme geradliniger Strahlausbreitung auf Grund der verzögerten
Ankunftszeit des vom Objekt 28 reflektierten Radarstrahls 26 auf
eine Position 34 des Objekts 28 hinter der Leitplanke 24 schließen,
was jedoch ein Fehler sein muss. Nachdem die anderen Radarstrahlen,
die von der Leitplanke 24 reflektiert werden, kein passendes
Reflexionsobjekt 28 haben, wird lediglich an der Position 34 hinter
der Leitplanke 24 ein solches Reflexionsobjekt 28 erkannt,
woraus es der Auswerteeinheit 16 möglich ist,
durch die Laufzeitverzögerung des Radarstrahls 26 auf
das hinter der Kurve liegende Objekt 28 zu schließen.
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Auch
kann zur Detektion des im nicht-sichtbaren Bereich liegenden Objekts
eine Kombination der Methode der Laufzeitmessung und der Auswertung
der Signalstärke der Rückstreusignalwerte erfolgen,
was zu einer verlässlicheren und sichereren Signalauswertung
und Objektdetektion führt.
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Weiterhin
kann die Messung der Stärke der Rückstreusignalwerte
oder die Laufzeitmessung auch verwendet werden, um die exakte Position
des Objekts 28 hinter der Kurve zu bestimmen. Hierzu kann
beispielsweise der Empfangswinkel des reflektierten Radarstahls 26 gemessen
und durch Kenntnis des Abstands des Kraftfahrzeugs 12 zur
Leitplanke 24 die Position des Ob jekts 28 hinter
der Kurve auf der Basis des optischen Reflexionsgesetzes (Reflexion
an der Leitplanke 24) bestimmt werden. Zur höheren
Präzision der Bestimmung der Position des Objekts 28 kann
auch der Lenkwinkel und/oder eine Gierrate des Kraftfahrzeugs 12 mitberücksichtigt werden.
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Um
eine weitere Erhöhung der Sicherheitsfunktionalität
zu ermöglichen, kann auch die Geschwindigkeit des Objekts 28 (beispielsweise
durch Auswertung der Doppler-Verschiebung des reflektierten Radarstahls 26 oder
durch mehrfache zeitlich aufeinander folgende Positionsbestimmungen
des Objekts 28) erfolgen. Somit kann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 bereits
frühzeitig ein Hinweis auf die Geschwindigkeit des Objekts 28 gegeben
werden und bei einer Geschwindigkeit, die niedriger als eine vorbestimmte
Mindestgeschwindigkeit ist, ein Warnsignal zur Vermeidung eines
Auffahrunfalls an den Fahrer ausgegeben werden.
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Eine
weitere Verbesserung der Sicherheitsfunktionalität kann
dadurch erreicht werden, dass das Fahrerassistenzsystem mit einer
Videoauswertung gekoppelt wird. Durch die Videoauswertung wird dann
der vom Fahrer optisch einsehbare Bereich erfasst und mit den vom
Radarsensor 14 empfangenen Rückstreusignalwerten
verglichen. Wird im optischen Videobild des einsehbaren Bereichs
kein Objekt erkannt, das auf Grund eines vom Radarsensor 14 empfangenen
Rückstreusignalwerts im einsehbaren Bereich (zum Beispiel
an Position 34) vorhanden sein müsste, kann dies
als Objekt 28 im nichteinsehbaren Bereich klassifiziert
werden. Hierdurch wird durch die Auswertung auf einer alternativen
physikalischen Basis eine weitere Möglichkeit zur robusten
Auswertung der empfangenen Signale des Radarsensors 14 eröffnet.
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Vorteilhaft
ist auch die Möglichkeit, auf nicht sichtbare Objekte zu
regeln, zumindest aber zu warnen. Die Sicherheitsfunktionalität
des Adaptive Cruise Control (ACC) wird wesentlich verbessert. Aber
auch die Akzeptanz des Fahrers gegenüber dem System kann
gesteigert werden. Durch die vorliegende Erfindung ist weiterhin
eine Klassifikation möglich, zu der auch ein professio neller
menschlicher Fahrer nicht in der Lage sein kann. Im Nachfolgenden
werden eine weitere Beschreibung der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
dargestellt, die die weiteren Vorteile der Erfindung zeigen.
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Weiterhin
umfasst die vorliegende Erfindung gemäß einer
Ausführungsform ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems
zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (siehe 2),
wobei das Verfahren einen ersten Schritt des Aussendens 50 von
Radarstrahlen eines Radarsensors in ein vom Fahrer optisch einsehbares
Sichtfeld in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs umfasst und
einen zweiten Schritt des Empfangens 52 von Rückstreusignalwerten
umfasst, die von den ausgesendeten Radarstrahlen resultieren. Hiernach
umfasst das Verfahren einen Schritt des Zuordnens 54 von
empfangenen Rückstreusignalwerten, deren Signalstärke
unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt oder deren Laufzeit
absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen über
einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom
Fahrer optisch einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt durch eine
Auswerteeinheit. Schließlich umfasst das Verfahren in einem
nächsten Schritt ein Ausgeben 56 eines Hinweises
auf das Vorliegen dieses nicht im optisch einsehbaren Sichtfeld
liegenden Objektes an den Fahrer.
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Zusammenfassend
ist anzumerken, dass durch eine entsprechende Situationsanalyse
nun das Erkennen von nicht-sichtbaren Objekten in einem Kurvenverlauf
ermöglicht werden kann. Dies bewirkt bei den fahrenden
Objekten die vorzeitige Erkennung (im Beispiel der Anwendung in
einem ACC Fahrerassistenzsystem einer Regelung auf die verdeckten Objekte)
oder aber sogar eine Abstandsmessung/Gefahrenwarnung, wenn auf Grund
der relativen Geschwindigkeit zu dem Hindernis (eigenen Geschwindigkeit
im Vergleich zu der Geschwindigkeit der verdeckten Objekte) eine
Gefahrenstation (z. B. bei einem Stauende) erkannt werden kann.
Im Extremfall kann auch eine Precrash-Situation erkannt werden und
eine Bremsung nur durch das System eingeleitet werden.
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Objektspiegelungen
können über Rückstreuwerte der Radarsensoren
ausgewertet und erkannt werden. Punktziele oder Fahrzeuge, die sich
nicht verdeckt vor dem Sensoren befinden, liefern grundsätzlich
stärkere Rückstreuwerte als verdeckte Ziele (die
sich z. B. in einer Kurve befinden und an einer Leitplanke gespiegelt
werden).
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Eine
Fusion von Radarsensoren mit einer Videoauswertung würde
diese Auswertung weiter vereinfachen, dar sich die Objektspiegelungen
natürlich nicht im Videobild befinden und von einer Videoauswertung
nicht verifiziert werden.
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- 10
- Fahrerassistenzsystem
- 12
- Kraftfahrzeug
- 14
- Radarsensor
- 16
- Auswerteeinheit
- 18
- Anzeigeeinheit
- 20
- Straße
- 22
- vom
Fahrer einsehbarer Bereich, Sichtfeld
- 24
- Leitplanke
- 26
- Radarstrahl,
reflektierter Radarstrahl
- 28
- Objekt,
vorausfahrendes Fahrzeug
- 30
- weiterer
Radarstrahl im vom Fahrer einsehbaren Bereich
- 32
- weiteres
Objekt im vom Fahrer einsehbaren Bereich
- 34
- (imaginäre)
Position des Objekts 28 hinter der Leitplanke
- 50
- Schritt
des Aussendens von Radarstrahlen eines Radarsensors 14 in
ein vom Fahrer einsehbares Sichtfeld 22
- 52
- Schritt
des Empfangens von Rückstreusignalwerten, die von den ausgesendeten
Radarstrahlen 26 resultieren
- 54
- Schritt
des Zuordnens von empfangenen Rückstreusignalwerten, deren
Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt
oder deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen 26, 30 über einem
vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom Fahrer
einsehbaren Sichtfeld 22 befindenden Objekt 28 durch
eine Auswerteeinheit 16
- 56
- Schritt
des Ausgebens eines Hinweises auf das Vorliegen dieses nicht im
einsehbaren Sichtfeld 22 liegenden Objektes 28 an
den Fahrer
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4209047
C1 [0005, 0006]
- - DE 10316313 A1 [0006]