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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems
eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrerassistenzsystem wird dabei mit wenigstens
einem Sensor eine relative Lage eines außerhalb des Fahrzeugs befindlichen
Objekts bezüglich
des wenigstens einen Sensors erfasst und anhand der erfassten Lage
und anhand eines Modells für
eine äußere Form
des Fahrzeugs ein Abstand des Objekts zu dem Fahrzeug ermittelt.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrerassistenzsystem, das zur Durchführung des
Verfahrens geeignet ist.
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Ein
Fahrerassistenzsystem (FAS) ist eine Einrichtung für ein Fahrzeug,
mit der einem Fahrer des Fahrzeugs das Durchführen bestimmte Fahrmanöver erleichtert
wird. Das Fahrerassistenzsystem überwacht
dazu eine Umgebung des Fahrzeugs mithilfe von Sensoren. Sobald durch
das Fahrerassistenzsystem erkannt wird, dass eine Kollision mit
einem Gegenstand in der Umgebung des Fahrzeugs droht, kann durch
das Fahrerassistenzsystem beispielsweise ein Warnsignal an den Fahrer
abgegeben werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem über Aktoren
Einfluss z. B. auf die Lenkung oder die Bremse des Fahrzeugs nimmt.
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Ein
Beispiel für
ein Fahrerassistenzsystem ist ein System zum Überwachen eines Abstands zu einem
vorausfahrenden Fahrzeug. Wird dieser Abstand beispielsweise durch
ein plötzliches
Abbremsen des vorausfahrenden Fahrzeugs zu gering, kann das Fahrerassistenzsystem
beispielsweise eine Bremsung des mit dem Fahrerassistenzsystem ausgerüsteten Fahrzeugs
einleiten. Ein Beispiel für
ein Fahrerassistenzsystem, das bei niedrigen Geschwindigkeiten des
Fahrzeugs zum Einsatz kommt, ist eine Einparkhilfe. Eine solche
Einparkhilfe erlaubt es einem Fahrer beispielsweise, das mit der
Einparkhilfe ausgestattete Fahrzeug auch dann sicher in eine Parklücke zu manövrieren,
wenn er keine direkte Sicht auf Objekte, wie z. B. Pfosten, Bordsteine
oder Stoßstangen
anderer Fahrzeuge, hat, welche die Parklücke begrenzen.
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Bei
einer solchen Einparkhilfe kann dazu beispielsweise mittels Ultraschallsensoren
ermittelt werden, wie groß ein
verbleibender Zwischenraum zwischen dem einzuparkenden Fahrzeug
und denjenigen Objekten ist, zwischen denen das Fahrzeug geparkt
werden soll. Die Ultraschallsensoren senden dazu Ultraschall aus,
der von diesen Objekten reflektiert wird und wieder zurück zu den
Sensoren gelangt. Aus der Zeitdauer zwischen dem Aussenden und dem
Empfangen des Ultraschalls kann durch den Sensor dann zunächst ermittelt
werden, in welchem Abstand sich ein Objekt von dem Sensor befindet.
Der Abstand kann dann dem Fahrer angezeigt werden.
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Für Einparkhilfen
und ähnliche
Fahrerassistenzsysteme für
den unteren Geschwindigkeitsbereich ist bekannt, in einer Steuereinheit
des Fahrerassistenzsystems Informationen über eine Breite des Fahrzeugs
an dessen breitester Stelle und über die
maximale Länge
des Fahrzeugs abzuspeichern. Anhand der sich daraus ergebenden rechteckigen Kontur
kann durch die Steuereinheit von einem Abstand eines Objekts zu
einem Sensor des Fahrerassistenzsystems darauf rückgeschlossen werden, welchen
Abstand das Objekt zu anderen Bereichen des Fahrzeugs mindestens
hat. Dies ermöglicht
es, auch dann eine bevorstehende Kollision eines Bereichs des Fahrzeugs
mit einem fahrzeugexternen Objekt im Voraus zu erkennen, wenn in
dem entsprechenden Bereich selbst kein Sensor zum Messen eines Abstands
vorhanden ist.
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Der
Einsatz von Fahrerassistenzsystemen hat in der Vergangenheit das
Durchführen
schwieriger Fahrmanöver,
wie zum Beispiel das Einparken eines Fahrzeugs, sehr vereinfacht.
Daher wird angestrebt, die Zahl der Manöver, bei denen ein Fahrerassistenzsystem
einen Fahrer unterstützen
kann, zu erhöhen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Einsatz eines Fahrerassistenzsystems
zum Durchführen
von Fahrmanövern
zu ermöglichen,
bei denen bisherige Fahrerassistenzsysteme keine ausreichende Unterstützung für den Fahrer
bieten.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Die Aufgabe wird auch durch ein Fahrerassistenzsystem gemäß Patentanspruch 12
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird mit wenigstens einem Sensor des Fahrerassistenzsystems eine
relative Lage eines außerhalb
des Fahrzeugs befindlichen Objekts bezüglich des wenigstens einen
Sensors erfasst und anhand der erfassten Lage sowie anhand eines
Modells für
eine äußere Form
des Fahrzeugs ein Abstand des Objekts zu dem Fahrzeug ermittelt.
Zusätzlich
wird für mindestens
ein Bauteil des Fahrzeugs ein Zustand erfasst, wobei es sich dabei
um ein Bauteil handelt, durch das abhängig von seinem Zustand die äußere Form
des Fahrzeugs bestimmt ist, und es wird abhängig von dem erfassten Zustand
das Modell für
die äußere Form
verändert.
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Handelt
es sich bei dem Bauteil beispielsweise um einen verstellbaren Außenspiegel,
kann der Zustand eine Stellung des Außenspiegels sein. In Abhängigkeit
von der Stellung des Außenspiegels
ergibt sich eine unterschiedliche Form der Außenfläche des Fahrzeugs im Bereich
des Außenspiegels.
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Durch
Berücksichtigen
des Zustands eines Bauteils ergibt sich der Vorteil, dass das Fahrerassistenzsystem
auch bei einer veränderlichen äußeren Form
des Fahrzeugs den Abstand eines äußeren Objekts
zu dem Fahrzeug sehr genau bestimmen kann. Dies ermöglicht es
in vorteilhafter Weise, einem Fahrer auch dann Unterstützung bei
Fahrmanövern
zu bieten, wenn eine äußere Form
des Fahrzeugs veränderbar
ist.
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Zu
der Erfindung gehört
auch ein Fahrerassistenzsystem für
ein Fahrzeug mit wenigstens einem Sensor und einem Steuergerät, die miteinander verbunden
sind, wobei der Sensor dazu ausgelegt ist, eine Lage eines Objekts
bezüglich
des Sensors zu erfassen, und wobei das Steuergerät dazu ausgelegt ist, ein Messsignal
von dem wenigstens einen Sensor zu empfangen, anhand des Messsignals
einen Abstand des Objekts zu dem Fahrzeug zu ermitteln und in Abhängigkeit
von dem ermittelten Abstand ein Steuersignal an einem Ausgang des
Steuergeräts
zu erzeugen. Des Weiteren ist das Steuergerät dazu ausgelegt, ein Signal
betreffend einen Zustand eines Bauteils des Fahrzeugs zu empfangen,
wobei durch das Bauteil abhängig
von seinem Zustand eine äußere Form
des Fahrzeugs bestimmt ist. Das Steuergerät ist des Weiteren dazu ausgelegt,
den Abstand zusätzlich
abhängig
von dem Signal zu ermitteln. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem ermöglicht in
vorteilhafter Weise eine einfache Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems
sind in einem Speicher des Steuergeräts für das Bestimmen des Abstands
Daten gespeichert, durch die eine äußere Form des Fahrzeugs beschrieben
ist, wobei sich die äußere Form
auf einen vorbestimmten Zustand des Bauteils bezieht. Das Steuergerät ist bei dieser
Weiterbildung des Weiteren dazu ausgelegt, anhand des Signals betreffend
den Zustand des Bauteils eine aktuelle äußere Form des Fahrzeugs zu
ermitteln. Indem in dem Speicher bereits Daten betreffend eine Grundform
des Fahrzeugs abgespeichert sind und diese Grundform in Abhängigkeit
von dem Signal betreffend den Zustand des Bauteils abgeändert wird,
ergibt sich der Vorteil, dass das Steuergerät mit einem geringen Aufwand
an Rechenleistung den tatsächlichen,
aktuellen Abstand des Fahrzeugs zu einem Objekt ermitteln kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird auch in vorteilhafter Weise weitergebildet, wenn der Zustand
ein Montagezustand des Bauteils ist und/oder der Zustand eine Stellung
des Bauteils bezüglich
wenigstens eines anderen Bauteils des Fahrzeugs ist. Eine Stellung
eines Bauteils bezüglich
eines anderen Bauteils ändert
sich zum Beispiel dann, wenn das Bauteil ausklappbar, verschwenkbar
oder ausziehbar ist. Ein Montagezustand eines Bauteils ändert sich dann,
wenn es sich bei dem Bauteil um ein Anbauteil handelt, das zum Beispiel
ein Benutzer des Fahrzeugs außen
an dem Fahrzeug anbringen kann. Durch Berücksichtigen des Montagezustands
ergibt sich der Vorteil, dass auch eine äußere Form des Fahrzeugs von
dem Fahrerassistenzsystem berücksichtigt
werden kann, die beim Einbau des Fahrerassistenzsystems noch nicht
gegeben war. Wird eine Stellung des Bauteils berücksichtigt, ergibt sich der Vorteil,
dass z. B. die Lage einer ausfahrbaren Radioantenne oder die Stellung
eines verstellbaren Spoilers bzw. einer verstellbaren Schürze berücksichtigt werden
kann.
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Im
Zusammenhang mit einem Rad des Fahrzeugs wird bevorzugt ein Radeinschlag
des Rades erfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass von dem Fahrerassistenzsystem
berücksichtigt
werden kann, wenn ein Rad durch ein Lenkmanöver über den Kotflügel des
Fahrzeugs hinaus ragt.
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Zu
einem verstellbaren Außenspiegel
des Fahrzeugs wird bevorzugt eine Stellung des Außenspiegels
erfasst. Insbesondere wird erfasst, ob der Außenspiegel an das Fahrzeug
angelegt ist, um mit dem Fahrzeug beispielsweise in eine Garage
fahren zu können,
oder ob der Außenspiegel
für den
normalen Fahrbetrieb ausgeklappt ist.
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Im
Zusammenhang mit einer verstellbaren Anhängerkupplung wird bevorzugt
eine Stellung der Anhängerkupplung
erfasst. Solche verstellbaren Anhängerkupplungen lassen sich
unter das Fahrzeug verschwenken, wenn sie nicht benötigt werden.
In Abhängigkeit
davon, ob die Anhängerkupplung
derart ausgeschwenkt ist, dass sich ein Anhänger oder Gepäckträger an die
Anhängerkupplung
ankoppeln lässt,
oder ob die Anhängerkupplung
unter dem Fahrzeug verstaut ist, ergibt sich eine andere äußere Form
des Fahrzeugs im Bereich der rückwärtigen Stoßstange.
Durch Berücksichtigen
der Stellung der Anhängerkupplung
durch das Fahrerassistenzsystem ergibt sich der Vorteil, dass die
Abmessungen des Fahrzeugs im Bereich der rückwärtigen Stoßstange bei der Berechnung
des Abstands korrekt berücksichtigt
werden.
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Im
Zusammenhang mit einem Gepäckträger für das Fahrzeug,
der auf einem Dach des Fahrzeugs oder auf einer Anhängerkupplung
des Fahrzeugs montierbar ist, wird bevorzugt erfasst, ob der Gepäckträger an das
Fahrzeug montiert ist oder nicht. Durch Erfassen dieses Zustands
ergibt sich der Vorteil, dass für
ein Berechnen des Abstands des Fahrzeugs zu anderen Objekten die
Abmessungen des Gepäckträgers gegebenenfalls
berücksichtigt
werden können.
Entsprechendes gilt für
montierbare Anhängerkupplungen.
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In
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist bei dem Modell für
die äußere Form
des Fahrzeugs eine Kontur und/oder eine dreidimensionale Erstreckung
einer Außenfläche des
Fahrzeugs umfasst. Während
sich bei einer Kontur als Modell für die äußere Form der Vorteil ergibt,
dass sie besonders leicht in Abhängigkeit
von einem Zustand eines Bauteils des Fahrzeugs anpassbar ist, ergibt
sich bei einem Modell, das eine dreidimensionale Erstreckung einer
Außenfläche des Fahrzeugs
berücksichtigt,
der Vorteil, dass Höheninformationen
einzelner Bauteile des Fahrzeugs berücksichtigt werden können und
damit eine bessere Unterstützung
des Fahrers bei einem schwierigen Fahrmanöver ermöglicht ist.
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In
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden zu einem an eine Außenfläche des
Fahrzeugs angrenzenden Bereich außerhalb des Fahrzeugs Informationen darüber gespeichert,
wo sich das Objekt in dem Bereich befindet. Indem die Position eines
von einem Sensor einmal erfassten Objekts gespeichert wird, ergibt
sich der Vorteil, dass diese Information auch zu einem zukünftigen
Zeitpunkt zur Verfügung
steht. Bei dem Bereich handelt es sich dabei bevorzugt um einen
dreidimensionalen Bereich, also ein Volumen, das an die Außenfläche des
Fahrzeugs angrenzt. Dies ermöglicht
es auch, die Höhe
eines Objekts beziehungsweise eines von dem Fahrzeug abstehenden
Bauteils zu berücksichtigen.
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Zum
Ermitteln des Abstands wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
bevorzugt zusätzlich ein
Modell für
eine Form des Objekts bereitgestellt. Mit anderen Worten werden
mittels der Sensoren erfasste Messpunkte, die eine Lage des Objekts
beschreiben, zu einem die Umrisse des Objekts beschreibenden Modell
zusammengefasst. Dies vereinfacht in vorteilhafter Weise das Ermitteln
des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt. Außerdem benötigt ein
Modell weniger Speicherplatz als die Gesamtheit der Messpunkte.
Es ist des Weiteren auch möglich,
solche Bereiche des Objekts beim Bestimmen des Abstands zu berücksichtigen, die
von den Sensoren nicht direkt erfasst worden sind.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn eine Eigenbewegung des Fahrzeugs
und/oder eine Bewegung des Objekts erfasst wird und zu einem vorgegebenen
zukünftigen
Zeitpunkt der Abstand anhand der erfassten Eigenbewegung und/oder
der erfassten Bewegung berechnet wird, falls zu dem zukünftigen Zeitpunkt
eine relative Lage des Objekts zu dem wenigstens einen Sensor nicht
mehr erfassbar ist. Mit anderen Worten wird bei dieser Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Position des Objekts in Bezug auf das Fahrzeug mithilfe von
Informationen über
eine Relativbewegung der beiden Gegenstände zueinander extrapoliert.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Abstand des Fahrzeugs
zu dem Objekt auch dann überwacht
werden kann, wenn sich das Objekt wegen einer Rollbewegung des Fahrzeugs
oder wegen einer Bewegung des Objekts selbst zu dem zukünftigen
Zeitpunkt nicht mehr in demjenigen Bereich befindet, in dem der
Abstand zu dem Objekt von dem wenigstens einen Sensor erneut ermittelt
werden kann.
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Die
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen
Weiterbildungen sind selbstverständlich
entsprechend auch für
das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem
möglich.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines veränderbaren Modells eines Fahrzeugs
und eines Modells eines außerhalb
des Fahrzeugs befindlichen Pfostens, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer Steuereinheit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems
gespeichert sind;
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2 eine
Kontur eines Fahrzeugs, wie sie gemäß einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestimmen eines Abstands als Modell in einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems
verwendet wird.
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In 1 sind
das Modell eines Fahrzeugs 10 und das Modell eines Pfostens 12 gezeigt.
Die Modelle sind in Form von numerischen Daten in einem Arbeitsspeicher
einer Steuereinheit eines Fahrerassistenzsystems eines Personenkraftwagens
gespeichert. Bei den Daten kann es sich z. B. um eine Menge von
einzelnen Punkten handeln, die Punkte auf der Oberfläche des
Fahrzeugs 10 bzw. des Pfostens 12 darstellen.
Es kann sich bei den Daten aber auch z. B. um geometrische Daten,
wie z. B. Vektoren, oder auch um geometrische Grundformen, wie z.
B. Quader, Zylinder oder Rechtecke, handeln. Des Weiteren kann bei
der Steuereinheit zum Modellieren von Objekten, wie. z. B. dem Pfosten 12,
auch vorgesehen sein, für
ein an eine Außenfläche des
Fahrzeugs 10 angrenzendes Volumen zu einzelnen quaderförmigen Bereichen
des Volumens lediglich die Information abzuspeichern, ob sich in
dem quaderförmige Bereichen
ein Objekt befindet oder nicht.
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Für das Fahrzeug 10 ist
ein Modell für
eine Grundform des Fahrzeugs 10 bei einem Start des Steuereinheit
einem nicht-flüchtigen
Speicher entnommen worden, der sich ebenfalls in der Steuereinheit
befindet. Bei dem Modell für
das Fahrzeug 10 ist die dreidimensionale Form des Fahrzeugs
nachgebildet. Insbesondere ist bei dem Modell ein Außenspiegel 18 des
Fahrzeugs 10 so genau nachgebildet, dass anhand des Modells
erkennbar ist, in welcher Höhe über dem
Boden Teile des Außenspiegels 18 seitlich
von dem Fahrzeug 10 abstehen.
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Des
Weiteren ist bei dem Modell für
das Fahrzeug 10 berücksichtigt,
welche Stellung der Außenspiegel 18 momentan
aufweist. Der Außenspiegel 18 ist
für den
normalen Fahrbetrieb ausgeklappt. Der Außenspiegel kann aber auch an
das Fahrzeug angelegt sein, um mit dem Fahrzeug beispielsweise in
eine Garage fahren zu können.
Eine Stellung, welche der Außenspiegel
im angelegten Zustand einnimmt, ist in 1 mit 18' gezeigt.
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Um
die Stellung des Außenspiegels 18 in dem
Modell berücksichtigen
zu können,
kann durch einen Controller zum Steuern der Spiegelposition über einen
Datenbus des Fahrzeugs, z. B. einen CAN-Bus (CAN – Controller
Area Network), ein Signal an die Steuereinheit des Fahrerassistenzsystems übermittelt
werden. Dadurch steht dem Fahrerassistenzsystem eine Information über die
momentane Stellung des Außenspiegels 18 zur
Verfügung.
Die aus dem nicht-flüchtigen
Speicher der Steuereinheit entnommenen Daten für das Modell für die Grundform
des Fahrzeugs 10 werden dann in der Weise ergänzt, dass
bei dem Modell, welches sich im Arbeitsspeicher der Steuereinheit
befindet, die momentane dreidimensionale Form des Fahrzeugs berücksichtigt ist,
wie sie sich aufgrund der momentanen Stellung des Außenspiegels
ergibt.
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In ähnlicher
Weise wie die Stellung des Außenspiegels
kann auch ein Radeinschlag eines Vorderrads 20 des Fahrzeugs 10 berücksichtigt
werden. Die Steuereinheit kann auch berücksichtigen, welche Breite
die momentan an das Fahrzeug montierten Felgen aufweisen. Auch kann
berücksichtigt
werden, ob ein Cabrioverdeck des Fahrzeugs offen oder geschlossen
ist. Außerdem
kann erfasst werden, ob bestimmte Karosserieanbauteile montiert
sind. Solche Anbauteile können
beispielsweise ein Dachgepäckträger, ein
auf eine Anhängerkupplung
montierter Gepäckträger oder
ein Schweller sein. Genauso kann berücksichtigt werden, ob eine
Antenne oder eine Anhängerkupplung
aus- oder eingefahren sind. Es kann auch berücksichtigt sein, ob eine Tür des Fahrzeugs
geöffnet
oder geschlossen ist.
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Das
Modell für
den Pfosten 12 wurde anhand von Messdaten zweier Ultraschallsensoren 14, 16 ermittelt.
Neben den beiden in 1 dargestellten Sensoren 14, 16 können bei
dem Fahrzeug 10 weitere Sensoren, auch solche unterschiedlichen
Typs, verwendet werden. Mittels der Ultraschallsensoren 14, 16 muss
nicht die vollständige
Form des Pfostens 12 erfasst werden. Es kann ausreichen,
lediglich einen groben Umriss zu ermittelt. Bereiche des Pfostens 12,
die nicht durch Messdaten der Sensoren 14, 16 erfasst
worden sind, können
dann beispielsweise mittels einer Grundform aus einer Datenbank
zu dem Modell für
den Pfosten 12 ergänzt
werden. Die Datenbank kann ebenfalls in der Steuereinheit des Fahrerassistenzsystems
gespeichert sein.
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Die
Position der Ultraschallsensoren 14, 16 ist bei
dem Modell für
das Fahrzeug 10 berücksichtigt. Über die
Position wird auf die Position des Pfostens 12 im Verhältnis zu
dem Modell des Fahrzeugs 10 selbst rückgeschlossen. Die mittels
der Ultraschallsensoren 14, 16 erfasste Position
des Pfostens 12 relativ zu dem Fahrzeug 10 wird
ebenfalls in dem Arbeitsspeicher der Steuereinheit gespeichert.
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Über den
Datenbus des Fahrzeugs 10 wird an die Steuereinheit des
Weiteren übertragen,
mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug über den Boden rollt. Für das in 1 dargestellte
Beispiel ist die Richtung 22, in die das Fahrzeug zu dem
dargestellten Zeitpunkt rollt, durch einen Pfeil angedeutet. Aus der
gespeicherten Position des Pfostens 12 und der bekannten
Bewegungsrichtung 22 des Fahrzeugs 10 kann durch
die Steuereinheit des Fahrerassistenzsystems selbst dann ermittelt
werden, wo sich der Pfosten 12 zu einem zukünftigen
Zeitpunkt befindet, wenn die Position des Pfostens 12 durch
die Sensoren 14, 16 selbst nicht mehr direkt erfasst
werden kann. In 1 ist eine solche berechnete
Position 24 des Pfostens 12 in Bezug auf das Fahrzeug 10 in Form
von gestrichelten Linien dargestellt.
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Durch
die Steuereinheit wird der Abstand des Fahrzeugs 10 zu
anderen Objekten, wie dem Pfosten 12, kontinuierlich ermittelt.
Dazu werden die im Arbeitsspeicher der Steuereinheit befindlichen Modelle
der einzelnen Objekte zugrunde gelegt. Anhand der Modelle kann der
Abstand dazu durch die Steuereinheit mit Hilfe von geometrischen
Berechnungen ermittelt werden.
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Einem
Fahrer des Fahrzeugs 10 wird über eine Anzeige angezeigt,
wie groß der
Abstand zu den einzelnen Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs 10 ist.
Die Steuereinheit kann auch dazu ausgelebt sein, ein Steuersignal
an ein Bremssystem des Fahrzeugs 10 abzugeben. Dadurch
kann z. B. ermöglicht werden,
das Fahrzeug abrupt zum Stillstand zu bringen, wenn ansonsten eine
Kollision unvermeidbar ist.
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Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel versucht ein Fahrer das Fahrzeug 10 möglichst
nahe an dem Pfosten 12 vorbeizumanövrieren. Dabei wird er durch das
Fahrerassistenzsystem unterstützt,
indem dieses dem Fahrer kontinuierlich Informationen über den
Abstand des Pfostens 12 zum Fahrzeug 10 anzeigt.
Im Verlauf des Manövers
befindet sich der Pfosten 12 zu einem bestimmten Zeitpunkt
auch an der Position 24. Das Fahrerassistenzsystem berücksichtigt
beim Berechnen des Abstands zwischen dem Pfosten und dem Fahrzeug 10 auch
die Höhe
des Pfostens und die dreidimensionale Form des Fahrzeugs, wie sich
aus dem Modell ergibt. Dabei wird durch das Fahrerassistenzsystem
erkannt, dass der Außenspiegel 18 auch
im ausgeklappten Zustand höher
an dem Fahrzeug 10 angebracht ist, als der Pfosten 12 hoch
ist. Entsprechend wird dem Fahrer angezeigt, dass er das Fahrzeug 10 weiter
in die Fahrtrichtung 22 fahren kann und keine Kollision
mit dem Pfosten 12 bevorsteht. Durch das Berücksichtigen
der Höheninformation
bei der Berechnung des Abstands zwischen dem Pfosten 12 und
dem Fahrzeug 10 wird es somit ermöglicht, das Fahrzeug 10 besonders
nahe an dem Pfosten 12 vorbeizumanövrieren. Der Fahrer muss dazu
keine direkte Sicht auf den Pfosten 12 haben.
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Durch
das Fahrerassistenzsystem kann in vergleichbarer Weise z. B. auch
ermittelt werden, welchen Abstand eine Stoßstange oder eine Schürze des
Fahrzeugs 10 zu einem Bordstein hat, dem sich das Fahrzeug 10 bei
einem Fahrmanöver
nähert.
Dabei kann mit Hilfe des veränderbaren
Modells des Fahrzeugs 10 berücksichtigt werden, ob z. B.
eine Anhängerkupplung
unter der Stoßstange
hervorragt.
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In 2 sind
Konturen dargestellt, wie sie in einem Arbeitsspeicher eines Steuergeräts eines
Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs gespeichert sind. Eine der
Konturen ist die Kontur des Fahrzeugs 30 selbst. Des Weiteren
sind Konturen von Objekten aus einer Umgebung des Fahrzeugs 30 von
dem Steuergerät
ermittelt worden. Dazu gehören
die Konturen zweier weiterer Fahrzeuge 32, 34 sowie
die Kontur eines Bordsteins 36. Die Konturen der Fahrzeuge 32, 34 sowie
des Bordsteins 36 sind von dem Fahrerassistenzsystem des
Fahrzeugs 30 mittels Sensoren 38 erfasst worden,
die in dem Fahrzeug 30 eingebaut sind. Sämtliche
Konturen geben Formen wieder, wie sie sich bei einer Draufsicht
auf die dargestellten Gegenstände
ergeben.
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Bei
den Sensoren 38 kann es sich um gleichartige oder unterschiedliche
Sensoren handeln. Beispiele für
Sensoren sind dabei Ultraschall-Infrarot- oder Radarsensoren. Es kann sich bei
einem Sensor 38 aber auch um eine Kamera zum Erstellen
von Videobildern oder Bildfolgen handeln. Mittels eines Sensors 38 kann
beispielsweise ein Abstand zwischen dem jeweiligen Sensor 38 und
einem außerhalb
des Fahrzeugs befindlichen Objekts bestimmt werden. Anstelle eines
Abstands kann aber auch ein Winkel erfasst werden, den eine Verbindungslinie zwischen
dem entsprechenden Sensor 38 und einem Objekt mit einer
Achse des Sensors einschließt.
Bei einer als Sensor eingesetzten Kamera kann auch die Position
eines Objekts in dem von der Kamera erzeugten Bild ausgewertet werden,
um die Lage des Objekts bezüglich
der Kamera zu ermitteln. Je nach Art des verwendeten Sensors kann
es aber auch andere Varianten einer Bestimmung einer Position eines
außerhalb
des Fahrzeugs befindlichen Objekts bezüglich des Sensors geben.
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Ein
Fahrer des Fahrzeugs 30 verwendet das Fahrassistenzsystem
mit den Sensoren 38 und dem Steuergerät dazu, das Fahrzeug 30 in
eine Parklücke 40 einzuparken,
die von den anderen Fahrzeugen 32, 34 und dem
Bordstein 36 begrenzt ist. Um das Fahrmanöver zum
Einparken des Fahrzeugs 30 abzuschließen, möchte der Fahrer das Fahrzeug
durch eine Rollbewegung, deren Richtung in 2 durch einen
Pfeil 42 dargestellt ist, an den Bordstein 36 heranrollen.
Dazu schlägt
er Vorderräder 44, 46 des Fahrzeugs 30 mittels
einer Lenkung des Fahrzeugs 30 ein. Aufgrund des starken
Einschlags der Räder 44, 46 ragen
Teile derselben seitlich über
die Kotflügel
des Fahrzeugs 30 hinaus.
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Um
einen Abstand des Fahrzeugs 30 zu dem Bordstein 36 im
Bereich der Vorderräder
korrekt bestimmen zu können,
wird durch das Steuergerät
die Änderung
der Kontur des Fahrzeugs 30 aufgrund des Radeinschlags
der Vorderräder 44, 46 in
dem Modell wie in 2 gezeigt angepasst. Dazu wird
durch das Steuergerät
ein Winkel 48 erfasst, den eine Ebene des Vorderrads 46 mit
einer Fahrzeuglängsachse einschließt. Anhand
des Winkels 48 sowie anhand des Typs des Vorderrads 46 ermittelt
das Steuergerät die
aktuelle Kontur des Fahrzeugs. Unterschiedliche Typen von Rädern ergeben
sich beispielsweise durch die Breite der Felgen oder durch die Bereifung. Des
Weiteren wird von einer Grundform 50 des Fahrzeugs 30 ausgegangen,
zu der Daten in einem nicht-flüchtigen
Speicher des Steuergeräts
gespeichert sind. Die Grundform 50 ist diejenige Kontur,
die das Fahrzeug 30 aufweist, wenn seine Vorderräder parallel
zur Fahrzeuglängsachse
ausgerichtet sind, d. h. wenn mit der Lenkung der Fahrzeugs 30 geradeaus
gesteuert wird.
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Während der
Fahrer mit dem Fahrzeug 30 eine Rollbewegung in Richtung 42 ausführt, erfasst das
Steuergerät
mittels der Sensoren 38 eine Änderung der relativen Lage
des Fahrzeugs 30 zu den Objekten, die das Fahrzeug umgeben.
Anhand der Konturen, wie sie im Arbeitsspeicher des Steuergeräts in Abhängigkeit
von den Daten der Sensoren 38 gebildet sind und wie sie
in 2 dargestellt sind, berechnet das Steuergerät mithilfe
von geometrischen Berechnungen auch den Abstand des Vorderrads 46, das
sich bei der Rollbewegung in Richtung 42 dem Bordstein 36 nähert. Da
die Lage der Sensoren 38 am Fahrzeug 30 bekannt
ist, kann auch der Abstand des Rads 46 vom Bordstein 36 berechnet
werden, obwohl sich an dem Rad 46 selbst kein Sensor zum Ermitteln
des Abstands befindet.
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Durch
das Steuergerät
wird mittels einer Anzeige dem Fahrer angezeigt, wie groß der Abstand unterschiedlicher
Bereiche des Fahrzeugs 30 von den umgebenden Objekten ist.
Der Fahrer kann so eine Kollision des Rades 46 mit dem
Bordstein 36 vermeiden und dadurch eine Beschädigung einer Felge
des Rades 46 verhindern. Er muss dazu keinen direkten Sichtkontakt
zum Bordstein 36 haben.
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Durch
die Beispiele ist gezeigt, wie durch Anpassen eines Modells für eine Form
des Fahrzeugs erreicht wird, dass mittels eines Fahrerassistenzsystems
ein Abstand des Fahrzeugs zu Objekten, die das Fahrzeug umgeben,
sehr genau ermittelt werden kann. Dies ist insbesondere auch möglich, wenn
sich die Form des Fahrzeugs durch Verschwenken von Außenteilen
des Fahrzeugs verändert.