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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren zur Fehlererkennung mindestens eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Aus der
US 2007/0164896 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, welche eine Radarfunktion und eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation kombiniert, um für ein Fahrzeug eine Distanz zu einem sich in der Umgebung des Fahrzeugs befindenden anderen Fahrzeug zu messen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fehlererkennung mindestens eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs, welche eine erste Datenschnittstelle zum Empfang einer ersten Information über das Umfeld des Fahrzeugs, eine zweite Datenschnittstelle zu dem mindestens einen Umfeldsensor zum Abfragen einer zweiten Information über das Umfeld des Fahrzeugs und eine Auswerteeinheit zum Vergleichen der ersten Information mit der zweiten Information aufweist, sodass ein Fehler dann erkannt wird, wenn die erste Information über ein vorgegebenes Maß von der zweiten Information abweicht, hat demgegenüber den Vorteil, dass eine zuverlässige Fehlererkennung erreicht wird. Denn Informationen von zwei Datenquellen, die über die Datenschnittstellen abgefragt werden, werden verwendet. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Erkennung, ob der Umfeldsensor noch funktioniert, oder beispielsweise aufgrund einer Verschmutzung erblindet oder gestört ist.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die Vorrichtung zur Fehlererkennung sowohl für die erste Information als auch für die zweite Information Daten über eine Position, eine Größe und/oder eine Geschwindigkeit eines Objektes im Umfeld des Fahrzeugs umfasst. Auf diese Weise wird ein schneller Vergleich der beiden Informationen umsetzbar, da die Daten aus der ersten Information und der zweiten Information dahingehend ausgewertet werden können, ob sie die gleiche Position, Größe und/oder Geschwindigkeit des Objektes beinhalten.
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Zweckmäßigerweise ist der mindestens eine Umfeldsensor, welcher auf Vorliegen eines Fehlers untersucht wird, ein Radarsensor, ein Ultraschallsensor, ein Videosensor oder ein anderer Sensor für elektromagnetische Wellen, denn diese Sensoren sind geeignet, ein Umfeld zu erfassen.
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Ferner ist vorteilhaft, wenn die erste Datenschnittstelle der Vorrichtung zur Fehlererkennung als eine Funkschnittstelle zum Empfang von Daten ausgebildet ist. Denn somit kann die erste Information von einer Datenquelle, welche sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, zu dem Fahrzeug gesendet werden. Insbesondere können somit über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation Informationen über das Umfeld des Fahrzeugs zwischen dem Fahrzeug und weiteren Fahrzeugen und/oder Infrastruktureinrichtungen außerhalb des Fahrzeugs übermittelt werden. Mittels der Vorrichtung wird somit festgestellt, ob der Umfeldsensor keine oder weniger Objekte erkennt, als über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übermittelten Objekte, die sich im Erfassungsbereich des Umfeldsensor befinden. Erkennt der Umfeldsensor keine oder weniger Objekte, kann auf eine Störung des Sensors geschlossen werden.
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Es ist ferner zweckmäßig, wenn die Vorrichtung einen Speicher aufweist, der zur Speicherung eines Ergebnisses der Fehlererkennung und/oder eines Ergebnisses der Abweichung über das vorgegebene Maß dient. Das Auslesen des Speichers erlaubt eine Abschätzung eines Fehlers. Dies ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn der Speicher über eine dritte Datenschnittstelle von einer Kalibrierungseinheit des mindestens einen Umfeldsensors abgefragt werden kann, um durch eine Auswertung des Fehlers den mindestens einen Umfeldsensor zu kalibrieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fehlererkennung mindestens eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs bietet die gleichen Vorteile wie eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine Ausführungsform von erfindungsgemäßen Vorrichtungen,
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2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der 1 ist ein erstes Fahrzeug 1 und ein zweites Fahrzeug 1' gezeigt. Beide Fahrzeuge 1, 1' weisen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11, 11', einen Umfeldsensor 2, 2', eine Kalibriereinheit 10, 10' und eine Antenne 9, 9' auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 11, 11' weist eine erste Datenschnittstelle 4, 4' zum Empfang einer ersten Information über ein Umfeld des entsprechenden Fahrzeugs 1, 1', eine zweite Datenschnittstelle 3, 3' zu dem Umfeldsensor 2, 2' zum Abfragen einer zweiten Information über das Umfeld des entsprechenden Fahrzeugs 1, 1', eine Auswerteeinheit 5, 5' zum Vergleichen der ersten Information mit der zweiten Information, einen Speicher 7, 7' zur Speicherung eines Ergebnisses der Fehlererkennung und eine dritte Schnittstelle 6, 6' zu einer Kalibrierungseinheit 10, 10' des Umfeldsensors 2, 2' auf.
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Die erste Datenschnittstelle 4, 4' ist verbunden mit einer Antenne 9, 9'. Über die Antenne wird eine erste Information über das Umfeld des Fahrzeugs 1, 1' mittels der ersten Datenschnittstelle 4, 4' empfangen. Die zweite Datenschnittstelle 3, 3' ist mit dem Umfeldsensor 2, 2' verbunden. Über die zweite Datenschnittstelle 3, 3' wird eine zweite Information über das Umfeld des Fahrzeugs, welches mittels des Umfeldsensors 2, 2' ermittelt oder gemessen wird, abgefragt. Die Auswerteeinheit 5, 5' fragt über die erste Schnittstelle 4, 4' und die zweite Schnittstelle 3, 3' die erste Information und die zweite Information über das Umfeld des Fahrzeugs 1, 1' ab. Die Auswerteeinheit 5, 5' vergleicht die abgefragte erste Information und die abgefragte zweite Information und ermittelt einen Fehler, wenn die erste Information von der zweiten Information über ein vorgegebenes Maß abweicht. Das vorgegebene Maß wird beispielsweise bei der Herstellung oder der Konfiguration der Vorrichtung 11, 11' fest eingestellt.
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Das Ausführungsbeispiel der 1 zeigt das erste Fahrzeug 1, welches die Vorrichtung 11 verwendet, um festzustellen, ob ein Fehler des Umfeldsensors 2 des ersten Fahrzeugs vorliegt. In diesem Beispiel wird angenommen, dass der Umfeldsensor 2 des ersten Fahrzeugs 1 defekt ist. Das zweite Fahrzeug 1' verwendet ebenfalls die Vorrichtung 11' zur Fehlererkennung des Umfeldsensors 2' des zweiten Fahrzeugs. In dem Beispiel wird ferner angenommen, dass der Umfeldsensor 2' des zweiten Fahrzeugs fehlerlos funktioniert.
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Im Umfeld des ersten Fahrzeugs 1 befindet sich ein Objekt 8 und das zweite Fahrzeug 1'. Da der Umfeldsensor 2 des ersten Fahrzeugs 1 defekt ist, ist der Inhalt der zweiten Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs leer, d. h. die Auswerteeinheit 5 des ersten Fahrzeugs 1 erhält über die zweite Schnittstelle 3 des ersten Fahrzeugs 1 keine Information über das Fahrzeugumfeld des ersten Fahrzeugs.
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Das zweite Fahrzeug 1' ermittelt über den Umfeldsensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' über die zweite Schnittstelle 3' des zweiten Fahrzeugs 1' eine zweite Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1'. Die zweite Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' weist Positionen des Objekts 8 und des ersten Fahrzeugs 1 auf.
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Das Objekt 8 weist eine Sendeantenne 12 auf. Das Objekt 8 sendet über die Sendeantenne 12 eine Nachricht, welche die Position des Objekts 8 beinhaltet Beispielsweise ist die Position des Objekts 8 in der Nachricht in Form von GPS-Koordinaten enthalten. Die Nachricht kann optional weitere Eigenschaften des Objekts 8, beispielsweise die Ausdehnung des Objekts 8 in drei Dimensionen, beinhalten.
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Das erste Fahrzeug 1 empfängt die Nachricht über die Antenne 9 des ersten Fahrzeugs 1. Über die erste Datenschnittstelle 4 des ersten Fahrzeugs 1 liegt der Inhalt der Nachricht als erste Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs 1 zur Abfrage bereit. Die Auswerteeinheit 5 des ersten Fahrzeugs 1 vergleicht nun die erste Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs 1 mit der zweiten Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs 1. Die Auswerteeinheit 5 des ersten Fahrzeugs 1 erkennt nun einen Fehler, da die erste Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs 1 von der zweiten Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs 1 abweicht. Denn im vorliegenden Beispiel enthält die erste Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs eine Position eines Objekts, nämlich des Objekts 8, welche nicht in der zweiten Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs, welche mittels des Umfeldsensors 2 des ersten Fahrzeugs erfasst wurde, enthalten ist. In dieser Ausführungsform ist das Maß zur Ermittlung des Fehlers somit über das Vorhandensein von Objekten gegeben. Da somit die erste Information über das Umfeld des Fahrzeugs 1 von der zweiten Information über das Umfeld des Fahrzeugs 1 derart abweicht, dass ein Unterschied zwischen mittels des Umfeldsensors 2 des ersten Fahrzeugs 1 erkannten Objekten und mittels der Datenschnittstelle 4 des ersten Fahrzeugs über die erste Information über das Umfeld des ersten Fahrzeugs 1 übermittelten Objekte besteht, wird ein Fehler erkannt.
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Das zweite Fahrzeug 1' empfängt über die Antenne 9' des zweiten Fahrzeugs 1' die von dem Objekt 8 gesendete Nachricht. Die von dem Objekt 8 gesendete Nachricht enthält die Position des Objekts 8. Über die erste Schnittstelle 4' des zweiten Fahrzeugs 1' liegt diese Nachricht als erste Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' zur Abfrage bereit. Die zweite Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' wird über den Umfeldsensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' über die zweite Schnittstelle 3' des zweiten Fahrzeugs 1' zur Abfrage bereitgestellt. Die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1' vergleicht die zur Abfrage vorliegenden Informationen. Der Umfeldsensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' ermittelt, dass sich das Objekt 8 an einer Position im Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' befindet. Ferner ermittelt der Umfeldsensor 2' des zweiten Fahrzeugs, dass sich das erste Fahrzeug 1 ebenfalls im Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' befindet. Die erste Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' entstammt der Nachricht, welche von Objekt 8 gesendet wurde. Die zweite Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' beinhaltet die Position des Objekts 8 und des ersten Fahrzeugs 1. Die Auswerteeinheit 5 des zweiten Fahrzeugs 1' vergleicht die erste Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' und die zweite Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1'. Bei dem Vergleich der beiden Informationen über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' wird festgestellt, dass beide Informationen über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' die Position des Objekts 8 beinhalten. Die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1' wertet aus, ob sich das Objekt 8 aufgrund seiner mittels der ersten Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' vorliegenden Position im Sichtbereich des Umfeldsensors 2' des zweiten Fahrzeugs 1' befindet. Befindet sich das Objekt im Sichtbereich des Sensors 2' des zweiten Fahrzeugs 1', ermittelt die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1', ob auch der Umfeldsensor 2' das Objekt 8 an der gleichen Position mittels der zweiten Information über das Umfeld des zweiten Fahrzeugs 1' bereitstellt. Ist dies der Fall, und es liegt keine Abweichung der ermittelten Positionen vor, wird durch die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1' erkannt, dass kein Fehler vorliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform sendet auch das Fahrzeug 1, 1' Daten aus, welche von anderen Fahrzeugen empfangen werden können. Diese Daten enthalten beispielsweise die Position, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder Informationen, die über Umfeldsensoren gemessen oder ermittelt wurden.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 kann das zweite Fahrzeug 1' über die Funkschnittstelle 4' des zweiten Fahrzeugs 1' auch die Position des ersten Fahrzeugs 1 übermittelt bekommen. Die Annahmen sind wieder, dass der Sensor 2 des ersten Fahrzeugs 1 defekt ist und keine Ergebnisse liefert, der Sensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' fehlerfrei funktioniert. Die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1' wird in diesem Fall ebenso die Position des ersten Fahrzeugs 1 berücksichtigen können wie die Position des Objekts 8. Da das erste Fahrzeug 1 keine Sensordaten liefert, können diese auch nicht in die Auswertung des zweiten Fahrzeugs 1' einfließen. Allerdings kann das erste Fahrzeug 1 über die Funkschnittstelle 4 nicht nur die Position des Objekts 8, sondern auch die Position des zweiten Fahrzeugs 1' und die Sensordaten des Sensors 2' des zweiten Fahrzeugs 1' ermitteln. Die Auswerteeinheit 5 des ersten Fahrzeugs 1 ermittelt somit, dass sich sowohl das Objekt 8 als auch das zweite Fahrzeug 1' im Sichtbereich des Sensors 2 des ersten Fahrzeugs 1 befinden. Wie angenommen, liefert der Sensor 2 des ersten Fahrzeugs 1 keine Informationen über im Umfeld gemessene Objekte. Die Auswerteeinheit 5 des ersten Fahrzeugs 1 kann somit ermitteln, dass das Objekt 8 seine Position sowohl selbst versendet als auch die Position des Objekts 8 durch den Sensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' bestätigt wurde. Die Auswerteeinheit 5 des ersten Fahrzeugs 1 erkennt somit einen Fehler, denn die Position des Objekts 8, welche von dem zweiten Fahrzeug 1' bestätigt wurde, und die Position des zweiten Fahrzeugs 1' werden von dem Sensor 2 des ersten Fahrzeugs 1 nicht ermittelt.
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Der Umfeldsensor 2, 2' ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Ultraschallsensor. In weiteren Ausführungsformen kann der Sensor allerdings beispielsweise ein Videosensor oder ein Sensor für elektromagnetische Wellen sein.
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Das vorgegebene Maß, über das die erste Information von der zweiten Information abweichen muss, damit ein Fehler erkannt wird, stellt beispielsweise eine Größe der erlaubten Abweichung zwischen der zweiten Information und einen Teil der ersten Information dar. In weiteren Ausführungsformen können die erste Information und die zweite Information dahingehend verglichen werden, ob diese den jeweils erfassten Teilbereich des Umfelds konsistent beschreiben. Bei einer inkonsistenten Beschreibung wird auf einen Fehler geschlossen. Eine konsistente Beschreibung liegt beispielsweise dann vor, wenn Objekte unter Berücksichtigung von Sensorerfassungsbereichen in beiden Informationen mit gleichen Positionen beschrieben sind. Die gleiche Position kann hierbei in einem Toleranzbereich, welcher vorgegeben wird, liegen. Beispielsweise kann eine Information ein Objekt an einer um einige Zentimeter, zum Beispiel um 10 cm bei Objekte in einem Umkreis von 10 Meter des Fahrzeugs 1, 1' oder zum Beispiel um 2 Meter bei Objekte außerhalb eines Umkreises von 100 Metern des Fahrzeugs 1, 1', unterschiedlichen Position beschreiben, als die Position in einer anderen Information beschrieben ist. Das vorgegebene Maß gibt dann eine maximal erlaubte Abweichung zwischen der Differenz der zu berücksichtigenden Objekte gemäß der ersten Information und gemäß der zweiten Information und/oder eine maximal erlaubte Abweichung zwischen der Summe der Unterschiede der Positionen eines berücksichtigten Objekts gemäß der ersten Information und gemäß der zweiten Information an.
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Der Speicher 7, 7' des Fahrzeugs 1, 1' wird über eine dritte Schnittstelle 6, 6' von einer Kalibrierungseinheit 10, 10' abgefragt. Die Kalibrierungseinheit 10, 10' kann aufgrund des Ergebnisses der Fehlererkennung den Umfeldsensor 2, 2' kalibrieren.
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Die Vorrichtung 11' zur Fehlererkennung des zweiten Fahrzeugs 1' wertet hierzu den Umfeldsensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' aus. Wird über die zweite Schnittstelle 3' des zweiten Fahrzeugs 1' eine Position des Objekts 8 durch die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1' ermittelt, die sich von der Position des Objekts 8, wie sie mittels der Funkschnittstelle 4' des zweiten Fahrzeugs vorliegt, unterscheidet, wird die Abweichung der Position über den Speicher 7' des zweiten Fahrzeugs bereitgestellt. Die Kalibrierungseinheit 10' des zweiten Fahrzeugs 1' kann nun eine Änderung der Einstellung des Sensors 2' des zweiten Fahrzeugs 1' vornehmen und die Auswirkung dieser Änderung durch eine weitere Abfrage nach weiterer erfolgter Auswertung durch die Auswerteeinheit 5' des zweiten Fahrzeugs 1' abfragen. Durch die wiederholte Änderung der Abfrage kann somit die Kalibrierungseinheit 10' des zweiten Fahrzeugs 1' den Sensor 2' des zweiten Fahrzeugs 1' kalibrieren.
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In einer weiteren Ausführungsform wird über eine vierte Schnittstelle eines Fahrerassistenzsystems oder eines Fahrerinformationssystems der Speicher 7, 7' abgefragt, und an einem Fahrer des Fahrzeugs 1, 1' mittels einer Meldung über eine Ausgabeeinheit, beispielsweise ein Display, wiedergeben.
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In der 2 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Abfrageschritt 21 wird eine erste Information über das Umfeld des Fahrzeugs über eine erste Schnittstelle abgefragt. In einem zweiten Abfrageschritt 22, der in einer parallelen Verarbeitung zum ersten Abfrageschritt 21 durchgeführt werden kann, wird eine zweite Information über das Umfeld des Fahrzeugs von einem Umfeldsensor über eine zweite Schnittstelle abgefragt. Nach den Abfrageschritten 21 und 22 erfolgt ein Auswerteschritt 23. In dem Auswerteschritt 23 werden die erste Information und die zweite Information ausgewertet. In dem Auswerteschritt 23 wird ermittelt, ob die erste Information und die zweite Information voneinander abweichen und/oder wie stark und wie weit die erste und die zweite Information voneinander abweichen. Dafür wird ein Fehlermaß verwendet, welches beispielsweise abfragt, ob in der ersten Information Positionen von einem Objekt vorhanden sind, welche auch in der zweiten Information vorhanden sind. Ebenso kann beispielsweise überprüft werden, ob eine Information gar keine Daten über das Umfeld eines Fahrzeugs enthält, obwohl die andere Information Daten über das Umfeld aufweist. In einer weiteren Ausführungsform werden Koordinaten von Objekten in einem globalen Koordinatensystem, wie beispielsweise GPS-Koordinaten, dahingehend verglichen, ob diese ein Objekt an gleicher Position beschreiben. Eine gleiche Position kann dabei durchaus um einen gewissen Toleranzbereich entsprechend einer Messungenauigkeit abweichen. Beispielhafte Werte in Abhängigkeit von einer Entfernung eines Objektes vom Fahrzeug für einen Toleranzbereich entsprechen denen im vorherigen Abschnitten genannten Werten. Im Fehlerermittlungsschritt 24 wird aufgrund der im Auswerteschritt 23 ermittelten Abweichung bestimmt, ob ein Fehler vorliegt. Beispielsweise liegt ein Fehler dann vor, wenn die Abweichung über ein vorgegebenes Maß hinausgeht Ein solches Maß kann beispielsweise sein, dass die zweite Information Positionen von Objekten umfasst, die sich im Erfassungsbereich des Sensors befinden, und die zweite Information keine Koordinaten dieser Objekte aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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