DE102010003375A1 - Surrounding evaluation system, particularly for use in speed monitoring systems in vehicle, has electronic controller and sensor mediums for detecting objects in surrounding of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an environment evaluation system in a vehicle with sensor means for detecting objects in the environment of the vehicle according to the preamble of
Ein derartiges Umfeldbewertungssystem wird beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten
Umfeldbewertungssysteme finden insbesondere bei Geschwindigkeitsregelsystemen Anwendung, die die Antriebs- und/oder Bremssysteme eines Fahrzeuges in der Weise ansteuern, dass entweder eine Sollgeschwindigkeit oder ein Sollabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug (Zielobjekt) eingestellt wird. Derartige Geschwindigkeitsregelsysteme sind bei Serienfahrzeugen auch bekannt als ACC (Adaptive Cruise Control) Systeme.Environment evaluation systems are used in particular in cruise control systems that control the drive and / or braking systems of a vehicle in such a way that either a desired speed or a desired distance to the vehicle in front (target object) is set. Such speed control systems are also known as ACC (Adaptive Cruise Control) systems in production vehicles.
Die bekannten Längsregelsysteme sind bisher so ausgelegt, dass eine automatische Längsbeschleunigung auf die Sollgeschwindigkeit vorgenommen wird, wenn eine Folgefahrt beendet wird. Eine Folgefahrt mit vorgegebenem Sollabstand wird entweder beendet, wenn das vorausfahrende Fahrzeug (Zielobjelt) die Spur wechselt oder wenn das eigene Fahrzeug auf eine freie Spur wechselt. Bisher ist selbst unter Verwendung von Informationen eines Navigationssystems keine verlässliche Erkennung eines Spurwechsels möglich, da erstens die im Navigationssystem abgelegten Straßennetze Fehlertoleranzen aufweisen und zweitens der bisher verwendete Sensor zur Positionsbestimmung des eigenen Fahrzeuges (GPS) noch zu ungenau ist.The known longitudinal control systems are so far designed so that an automatic longitudinal acceleration is made to the target speed when a subsequent drive is terminated. A follow-up trip with a predetermined target distance is terminated either when the vehicle in front (Zielobjelt) changes lanes or when the own vehicle changes to a free lane. So far, even using information from a navigation system no reliable detection of a lane change is possible because, first, the stored in the navigation system road networks have fault tolerances and secondly, the previously used sensor for determining the position of the own vehicle (GPS) is still too inaccurate.
Die Auswertung, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug (Zielobjekt) auf der eigenen Spur vorhanden ist oder nicht, wird üblicherweise durch verschiedene Sensormittel zur Abstandsmessung (Radar, Ultraschall, Infrarot sowie Bildverarbeitung) vorgenommen.The evaluation of whether a preceding vehicle (target object) is present on the own track or not is usually carried out by various sensor means for distance measurement (radar, ultrasound, infrared and image processing).
Adaptive Geschwindigkeitsregelungen (ACC) als Weiterentwicklung von Tempomatfunktionen sind heute Stand der Technik im Bereich der Längsführungsassistenz für Kraftfahrzeuge. Weiterführende Entwicklungen verfügen heute über die Integration von Staufunktionen mit dem Ziel, den Abstand zum Vorderfahrzeug auch in zähfließenden Verkehr- und Stausituationen bis in den Stillstand einregeln zu können. Aus dem Stillstand heraus wird, je nach Standzeit, ein automatisches bzw. fahrerassistiertes, geregeltes Anfahren realisiert (Stop&Go). Diese Funktionen bedürfen neben einer umfassenden Umfelderfassung insbesondere der geeigneten Interpretation der gemessenen Umfelddaten mit dem Ziel, Objekte bzgl. deren Relevanz zu bewerten und ein Zielobjekt für Regelvorgänge auszuwählen.Adaptive cruise control (ACC) as a further development of cruise control functions are state of the art in the field of longitudinal guidance assistance for motor vehicles. Further developments today include the integration of stowage functions with the aim of being able to control the distance to the vehicle in front, even in slow-moving traffic and traffic jams, until it comes to a standstill. From standstill, depending on the service life, an automatic or driver-assisted, controlled start-up is realized (Stop & Go). In addition to a comprehensive environment detection, these functions require in particular the appropriate interpretation of the measured environment data with the aim of evaluating objects with regard to their relevance and selecting a target object for control processes.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine vorausschauende und eindeutige Auswahl eines Zielobjektes auch aus mehreren erfassten Objekten sicherzustellen.It is an object of the invention to ensure a predictive and unambiguous selection of a target object also from several detected objects.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the features of
Erfindungsgemäß ist bei einem Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit einem elektronischen Steuergerät, mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges und mit Auswertemitteln zur Bewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs im Hinblick auf die Relevanz der Objekte als Zielobjekte für ein Warn-Steuer- oder Regelsystem im Fahrzeug das Steuergerät mit den Sensormitteln verbunden und umfasst die Auswertemittel. Das Steuergerät ist derart ausgestaltet, dass Objekte durch erste Sensormittel und durch zweite Sensormittel erfassbar sind. In einer ersten Betriebsart des Steuergeräts wird ein Objekt nur dann als relevantes Zielobjekt angesehen, wenn es sowohl durch die ersten Sensormittel als auch und durch die zweiten Sensormittel erfasst wird. In einer zweiten Betriebsart des Steuergeräts wird ein Objekt als relevantes Zielobjekt ausgewählt, wenn es nur durch die ersten Sensormittel erfasst wird. Die Ausgestaltung des Steuergerätes ist vorzugsweise ein entsprechendes Softwareprogrammmodul in einem ohnehin vorhandenen Steuergerät mit den bekannten erforderlichen Hardware-Komponenten.According to the invention in an environment evaluation system in a vehicle with an electronic control unit, with sensor means for detecting objects in the environment of the vehicle and with evaluation means for the evaluation of objects in the environment of the vehicle with regard to the relevance of the objects as target objects for a warning control or Control system in the vehicle, the control unit connected to the sensor means and includes the evaluation. The control unit is designed such that objects can be detected by first sensor means and by second sensor means. In a first operating mode of the control device, an object is regarded as a relevant target object only if it is detected both by the first sensor means and by the second sensor means. In a second operating mode of the control device, an object is selected as a relevant target object if it is detected only by the first sensor means. The configuration of the control device is preferably a corresponding software program module in an already existing control unit with the known required hardware components.
Vorzugsweise sind die ersten Sensormittel Radar-Sensoren und die zweiten Sensormittel Video-Sensoren (insbesondere mindestens eine Video-Kamera).The first sensor means are preferably radar sensors and the second sensor means are video sensors (in particular at least one video camera).
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Steuergerät derart ausgestaltet, dass es grundsätzlich in der ersten Betriebsart arbeitet, aber bei vorgegebenen Bedingungen in die zweite Betriebsart umschaltet. Als eine vorgegebene Bedingung zum Umschalten in die zweite Betriebsart ist vorzugsweise eine Folgefahrt im Steuergerät programmiert, bei der nur durch die ersten Sensormittel ein zweites Objekt vor einem ersten vorausfahrenden Objekt erfasst wird. Durch eine weiterbildende Ausgestaltung des Steuergeräts wird nach dem Umschalten in die zweite Betriebsart wieder in die erste Betriebsart zurückgeschaltet, wenn das zweite Objekt auch durch die zweiten Sensormittel erfasst wird. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Ausgestaltung des Steuergeräts wird nach dem Umschalten in die zweite Betriebsart der Abstand zwischen dem ersten Objekt und dem zweiten Objekt erfasst und das zweite Objekt ignoriert, wenn dieser Abstand einen definierten Mindestabstand unterschreitet.In one embodiment of the invention, the control unit is designed such that it basically works in the first mode, but switches at predetermined conditions in the second mode. As a predetermined condition for switching to the second operating mode, a follow-up run is preferably programmed in the control unit, in which only a second object is detected in front of a first preceding object by the first sensor means. By a further development of the control device is switched back to the first mode after switching to the second mode, when the second object is detected by the second sensor means. In a particularly advantageous embodiment of the embodiment of the control device is after switching to the second mode detects the distance between the first object and the second object and the second object ignored if this distance is below a defined minimum distance.
Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde: Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von unterschiedlichen Sensormitteln zur Umfelderkennung in Fahrzeugen bekannt. Weiterhin ist es bekannt, unterschiedliche Sensormittel im Sinne einer Fusion zur Umfelderkennung einzusetzen. Dabei werden nur die Objekte als Zielobjekte ausgewählt, die von mindestens zwei Sensormitteln unterschiedlicher Art, insbesondere von Radar-Sensoren und von Video-Sensoren, gleichzeitig erfasst wurden.The invention is based on the following findings: A large number of different sensor means for detecting the surroundings in vehicles are already known from the prior art. Furthermore, it is known to use different sensor means in the sense of a fusion for environment detection. In this case, only those objects are selected as target objects that have been detected simultaneously by at least two sensor means of different types, in particular radar sensors and video sensors.
Daraus ergibt sich folgendes Problem: Die Video-Sensorik erkennt ein Objekt nur dann, wenn das Objekt vollständig oder fast vollständig sichtbar ist. Demgegenüber kann eine Radar-Sensorik auch vollständig verdeckte oder teilweise verdeckte Objekte erkennen. Ein Nachteil des Fusionsansatzes besteht darin, dass die von der Radar-Sensorik erkannten verdeckten Objekte nicht oder zu spät erfasst werden bzw. als Zielobjekte bewertet werden, weil die Video-Sensorik diese Objekte nicht erfassen kann. Dies hat funktionale Nachteile beispielsweise für Auffahrwarnsysteme oder für abstandsbezogene Geschwindigkeits-Regelsysteme (z. B. ACC oder ACC Stop&Go). Hierbei kann bei Annäherungssituationen auf stehende verdeckte Objekte nicht rechtzeitig reagiert werden.This results in the following problem: The video sensor detects an object only when the object is completely or almost completely visible. In contrast, a radar sensor can detect completely hidden or partially hidden objects. A disadvantage of the fusion approach is that the hidden objects detected by the radar sensor system are not detected or detected too late or are evaluated as target objects because the video sensor system can not detect these objects. This has functional disadvantages, for example for Auffahrwarnsysteme or for distance-related speed control systems (eg ACC or ACC Stop & Go). In this case, it is not possible to respond in a timely manner to approaching hidden objects when approaching.
Andererseits erhöht die Fusion von Video- und Radar-Sensorik (oder auch anderer Sensorik-Typen) generell die Zuverlässigkeit der Objekterfassung und verringert das Auftreten von Fehlerkennungen.On the other hand, the fusion of video and radar sensor technology (or other sensor types) generally increases the reliability of object detection and reduces the occurrence of false detection.
Gegenstand der Erfindung ist ein Algorithmus, der die Nachteile einer Sensormittelfusion verhindert, ohne die Vorteile zu verlieren. Die Grundidee des Algorithmus ist, während des Betriebs situationsgerecht zwischen den Betriebsarten „Sensordatenfusion” und „Einzelsensordaten” zu wechseln. Generell wird die Betriebsart „Sensordatenfusion” aktiviert. Für definierte Situationen in Form von vorgegebenen Bedingungen wird auf die Betriebsart „Einzelsensordaten” (z. B. „RADAR-ONLY”) umgeschaltet. Der Algorithmus kann in elektronischen Steuergeräten programmiert sein, die ohnehin bereits für Warn-, Steuer- oder Regelsysteme nach dem Stand der Technik im Fahrzeug vorgesehen sind.The subject matter of the invention is an algorithm which prevents the disadvantages of a sensor medium fusion without losing the advantages. The basic idea of the algorithm is to switch between the operating modes "sensor data fusion" and "individual sensor data" during operation. In general, the operating mode "sensor data fusion" is activated. For defined situations in the form of predefined conditions, the system switches to the "individual sensor data" operating mode (eg "RADAR-ONLY"). The algorithm can be programmed in electronic control units, which are already provided for warning, control or regulating systems according to the prior art in the vehicle anyway.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist bezogen auf Objekte im Frontbereich des eigenen Fahrzeuges. Möglich sind jedoch auch Anwendungen bezogen auf Objekte im Seiten- und Rückbereich, beispielsweise im Rahmen von Spurwechselassistenten. Auch kann alternativ oder zusätzlich zur Anwendung bei Steuer- und Regelsystemen mit aktiven Antriebs- oder Bremseingriffen eine akustische, optische oder haptische Warnung auf ein ausgewähltes „Zielobjekt” ausgegeben werden.A particularly advantageous application of the invention is based on objects in the front area of one's own vehicle. However, applications are also possible with regard to objects in the side and back area, for example in the context of lane change assistants. Also, as an alternative or in addition to the application in control and regulating systems with active drive or brake interventions, an audible, visual or haptic warning can be issued on a selected "target object".
Zur detaillierten Erläuterung der Erfindung im Zusammenhang mit der Beschreibung eines besonders relevanten Ausführungsbeispiels wird auf die Zeichnung verwiesen. Es zeigtFor a detailed explanation of the invention in conjunction with the description of a particularly relevant embodiment, reference is made to the drawing. It shows
In den
Hierzu weist das Fahrzeug
For this purpose, the
Grundsätzlich arbeitet das Steuergerät
In
Nach dem Umschalten in die zweite Betriebsart wird wieder durch entsprechende Programmierung des Steuergeräts
Die Relevanzbewertung gemäß Stand der Technik sieht im Allgemeinen vor, das unmittelbar nächste Fahrzeug oder Hindernis (Objekt), das in der eigenen Fahrspur vor dem eigenen Fahrzeug fährt, als relevantes Zielobjekt auszuwählen. Diese Vorgehensweise führt zu einem starken Fokussieren der Folgefahrt auf das direkte Vorderfahrzeug ohne weitsichtigere Vorausschau.The relevance evaluation according to the prior art generally provides for selecting the immediately next vehicle or obstacle (object) traveling in front of one's own vehicle as a relevant target object. This procedure leads to a strong focus of the following drive on the direct front-end vehicle without a far-sighted forecast.
Erfindungsgemäß wird daher ein System zur vorausschauenden Objektbewertung und Umfeldinterpretation vorgeschlagen, das zu jedem Zeitpunkt alle Objekte – hier z. B. im Frontraum – bezüglich ihrer Relevanz für eine Auswahl zum Regelobjekt bewertet, ohne jedoch zu häufige und unnötige Regeleingriffe durchzuführen.According to the invention, therefore, a system for predictive object evaluation and environment interpretation proposed that at any time all objects - here z. B. in the front room - evaluated in terms of their relevance to a selection to the rule object, but without too frequent and unnecessary control intervention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |