DE102011077333A1 - Fahrerassistenzsystem mit Objektdetektion - Google Patents

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Michael Helmle
Marcus Schneider
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hindernisdetektion in einem Fahrerassistenzsystem mit einer Sensorik zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst das Aussenden von Detektionsstrahlen durch mindestens eine zusätzlich zur der Sensorik verbaute Strahlenquelle in einer Strahlenebene mit einer vorgegebenen Höhe über Grund; das Auswerten von der Sensorik bereitgestellter Daten im Hinblick auf eine Erfassung reflektierter Detektionsstrahlen; das Bestimmen, in Reaktion auf eine erfasste Reflektion, ob die Reflektion in einen vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich fällt; und das selektive Ausgeben, in Reaktion auf die Bestimmung, eines Detektionssignals betreffend die Detektion eines Hindernisses mit mindestens der vorgegebenen Höhe in einem vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hindernisdetektion in einem Fahrerassistenzsystem, sowie derartige Fahrerassistenzsysteme.
  • Ein Fahrerassistenzsystem stellt eine oder mehrere Zusatzeinrichtungen in einem Fahrzeug zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen bereit. Solche Zusatzeinrichtungen sind beispielsweise ABS (Antiblockiersystem), ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) oder ein Abstandsregeltempomat („Adaptive Cruise Control“, ACC).
  • Auch ein Einparkassistenzsystem kann als Zusatzeinrichtung in einem Fahrerassistenzsystems vorhanden sein. Dabei wird Sensorik basierend auf beispielsweise Ultraschall-, Radar-, LIDAR- (LIght Detection and Ranging), LADAR- (LAser Detection and Ranging) und Video-Sensoren eingesetzt, um den Fahrer während eines Einparkmanövers zu führen. Die Sensorik überwacht das Fahrzeugumfeld und detektiert u.a. Hindernisse, die in den Fahrschlauch des Fahrzeuges eintreten. Besteht Kollisionsgefahr mit einem solchen Objekt, generiert das Einparkassistenzsystem ein Warnsignal, das in passiver Form als Warnung an den Fahrer ausgegeben werden kann. Das Einparkassistenzsystem kann zusätzlich ausgestaltet sein, in das Brems- oder Antriebssystem des Fahrzeuges aktiv einzugreifen, um eine Kollision zu verhindern.
  • Für die Hindernisdetektion während Fahrsituationen wie beispielsweise Einparkmanövern oder Rückwärtsfahrten ist eine möglichst zuverlässige Überwachung der Umgebung vorteilhaft. Die Abstände zu Hindernissen können dem Fahrer angezeigt werden und/oder der Fahrer wird vor drohenden Kollisionen mit umgebenden Objekten gewarnt. Im Fall von niedrigen Objekten sind solche Systeme allerdings unzuverlässig. Daher können etwa Situationen auftreten, in denen der Fahrer eine freie Straße vor sich hat, das Fahrerassistenzsystem aber trotzdem eingreift und einen Bremsvorgang einleitet oder Warnungen generiert, weil ein vermeintliches Hindernis erkannt wurde. Um die Zuverlässigkeit von Fahrerassistenzsystemen in dieser Hinsicht zu erhöhen, sind bisher schon unterschiedliche Ansätze verfolgt worden.
  • In der Veröffentlichung J. Yoon et al. (LADAR based Ostacle Detection in an Urban Environment and its Application in the DARPA Urban Challenge, ICCAS 2008, Okt.14–17, in COEX Seoul, Korea) wird ein autonomes Fahrzeug beschrieben, wobei Hindernisse mittels Laserscannern detektiert werden. Die Laserscanner sind in unterschiedlichen Höhen am Fahrzeug angebracht und detektieren Hindernisse, die sich in einem Abtastbereich der Scanner befinden. Die Daten der Laserscanner werden für jede gescannte Umgebungszelle mit einer Gewichtung versehen kombiniert und hinsichtlich der Befahrbarkeit der Umgebungszelle ausgewertet. In diesem System können allerdings sog. Bodentreffer die Hindernisdetektion verfälschen. Dem wird vorgebeugt, indem zwei weitere Laserscanner auf dem Dach des Fahrzeuges vorgesehen sind, die das Terrain scannen und mit den jeweiligen Treffern der Hindernisdetektion vergleichen.
  • Aus der US 2005/110620 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, das zwei Sensoren in unterschiedlicher Höhe nutzt, um den Abstand eines Hindernisses zu bestimmen. Ist der gemessene Abstand kürzer als ein Schwellenabstand wird basierend auf der Einbauhöhe der Sensoren am Fahrzeug und den Abstandsmaßen zwischen Fahrzeug und Hindernis die Höhe des Hindernisses berechnet. Überschreitet die bestimmte Höhe einen Schwellenwert, der eine obere Grenze für überfahrbare Hindernisse darstellt, wird ein Eingriff des Fahrerassistenzsystems unterdrückt.
  • In US 2003/154010 A1 wird ein Radar- oder LIDAR-System mit einem Bildsystem kombiniert, um die Objektdistanz und die Objektgröße zu bestimmen. Abhängig von der Höhe, Breite oder Fläche sowie der Orientierung des Objekts findet eine Klassifizierung statt, um die passenden Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
  • Zwar weisen die zuvor beschriebenen Systeme eine erhöhte Zuverlässigkeit auf, so dass überfahrbare von nicht überfahrbaren Objekten diskriminiert werden können. Dazu sind allerdings aufwändige Sensorik und komplexe Verfahren notwendig.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Hindernisdetektion in einem Fahrerassistenzsystem mit einer Sensorik zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst das Aussenden von Detektionsstrahlen durch mindestens eine zusätzlich zur der Sensorik verbaute Strahlenquelle in einer Strahlenebene mit einer vorgegebenen Höhe über Grund; das Auswerten von der Sensorik bereitgestellter Daten im Hinblick auf eine Erfassung reflektierter Detektionsstrahlen; das Bestimmen, in Reaktion auf eine erfasste Reflektion, ob die Reflektion in einen vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich fällt; und das selektive Ausgeben, in Reaktion auf die Bestimmung, eines Detektionssignals betreffend die Detektion eines Hindernisses mit mindestens der vorgegebenen Höhe in einem vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich.
  • Ein Fahrerassistenzsystem stellt wie zuvor beschrieben eine oder mehrere Zusatzeinrichtungen in einem Fahrzeug bereit, die zum Beispiel ein Einparkassistent, ein Rückfahrhilfesystem, ein Notbremssystem oder ein Kollisionswarnsystem, insbesondere ein Forward Collision Warning (FCW) System, umfassen können. Solche Zusatzeinrichtungen bilden separate Subsysteme des Fahrerassistenzsystems und sehen insbesondere Sensorik zur Umfelderfassung vor.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Sensorik zur Umfelderfassung für ein separates Subsystem des Fahrerassistenzsystems vorgesehen sein. Insbesondere kann die Sensorik für ein Parkassistenzsystem, ein ACC-System vorgesehen sein. Die Sensorik selbst kann weitere Elemente wie beispielsweise eine Kamera, ein Abstandswarnradar, einen Ultraschallabstandswarner, einen Laserabstandswarner, um Beispiele zu nennen, umfassen.
  • In einer Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Strahlenquelle am Fahrzeug unterhalb der Sensorik verbaut. Die vorgegebene Höhe über Grund, in der sich die Strahlenquelle befindet, entspricht vorzugsweise einer kritischen Höhe, die sich aus der maximal, noch für das Fahrzeug überfahrbaren Höhe eines Objekts ergibt. Beispielsweise kann die kritische Höhe von dem Fahrzeugtyp, der Bereifung oder der Federung des Fahrzeuges abhängen. So kann sich für einen tiefer gelegten Sportwagen eine niedrigere kritische Höhe ergeben als für einen Geländewagen.
  • Die vorgegebene Höhe über Grund kann ferner fahrzustandsabhängig variiert werden. Beispielsweise kann die Strahlenebene der Detektionsstrahlen in der vertikalen gesteuert werden und sich optional an die Neigungsbewegung des Fahrzeuges anpassen. Zusätzlich oder alternativ kann die vorgegebene Höhe über Grund geschwindigkeitsabhängig sein. Insbesondere im Stadtverkehr bei niedrigen Geschwindigkeiten, kann die kritische Höhe für noch überfahrbare Objekte niedriger sein als beispielsweise bei Autobahnfahrten mit Geschwindigkeiten > 100 km/h.
  • In einer Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet die Strahlenquelle Detektionsstrahlen in Fahrtrichtung aus. Die Strahlen können auch fahrtrichtungsabhängig nach vorne oder hinten ausgesendet werden. Die im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Strahlenquellen können Strahlen aussenden, die Infrarotlicht, sichtbares Licht, Ultraviolettlicht, Radarstrahlen, LIDAR-Strahlen, Laserstrahlen, und/oder Ultraschallstrahlen umfassen. Vorzugsweise wird von der Strahlenquelle eine Lichtebene durch mindestens einen gerichteten Laserstrahl, mindestens einen gerichteten Lichtschnitt, mindestens einen rotierenden Laserstrahl oder eine Kombination hieraus erzeugt.
  • Bei einer Variante wird mindestens ein Teil der Detektionsstrahlen mit einer Signatur zur Unterscheidung der reflektierten Detektionsstrahlen von Hintergrundstrahlung ausgesendet, wobei die Sensorik zur Erkennung der Signatur ausgebildet ist. Die Signatur kann ein vorgegebenes Variationsmuster in der Intensität und/oder Wellenlänge der ausgesendeten Strahlung umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Signatur ein zeitlich und/oder räumlich vorgegebenes Variationsmuster der ausgesendeten Strahlung umfassen. Beispielsweise kann eine zeitliche Variation darin bestehen, die Intensität oder Wellenlänge der Detektionsstrahlen zeitlich in einem bestimmten Schema zu verändern. Räumliche Variationen können beispielsweise durch Raster wie zum Beispiel Gitter- oder Linienkonturen realisiert werden.
  • Um von der Sensorik bereitgestellter Daten im Hinblick auf eine Erfassung reflektierter Detektionsstrahlen auswerten zu können, kann der Erfassungsbereich der Strahlenquelle zumindest teilweise mit dem Erfassungsbereich der Sensorik überlappen. In einer Variante bestimmt der zumindest teilweise überlappende Erfassungsbereich der Sensorik und der Strahlenquelle den vorgegebenen Bereich des Fahrzeugumfeldes, der zumindest teilweise einen Fahrschlauch des Fahrzeugs umfasst. In einer weiteren Variante umfasst der vorgegebene Bereich des Fahrzeugumfeldes einen vorgegebenen Distanzbereich. Der Distanzbereich wird insbesondere von der Reichweite der Detektionsstrahlen bestimmt und kann für die Anwendung bei Stadtfahrten typischerweise 1 bis 15 m betragen.
  • In einer Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Detektionssignal eine Kollisionswarnung. Vorzugsweise initiiert das Detektionssignal eine Ausgabe auf ein HMI ("Human Machine Interface") und/oder eine Ansteuerung einer separaten Komponente des Fahrerassistenzsystems. Die separate Komponente kann insbesondere eine automatische Quer- und/oder Längsführung des Fahrzeugs betreffen.
  • Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei der Computereinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrerassistenzsystems, oder eines Subsystems hiervon, in einem Fahrzeug handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, z.B. über ein Datennetzwerk wie etwa das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
  • Erfindungsgemäß wird weiterhin ein System zur Hindernisdetektion vorgeschlagen, das zum Erfassen von mindestens einem Objekt ausgebildet ist und folgende Komponenten umfasst: eine Sensorik zur Umfelderfassung; mindestens eine zusätzlich zur der Sensorik verbaute Strahlenquelle in einer Strahlenebene mit einer vorgegebenen Höhe über Grund; Mittel zum Auswerten von der Sensorik bereitgestellter Daten im Hinblick auf eine Erfassung reflektierter Detektionsstrahlen; Mittel zum Bestimmen, in Reaktion auf eine erfasste Reflektion, ob die Reflektion in einen vorgegebenen Bereich eines Fahrzeugumfeldes fällt; mindestens eine Ausgabekomponente, ausgebildet zum selektiven Ausgeben in Reaktion auf die Bestimmung eines Detektionssignals betreffend die Detektion eines Hindernisses mit mindestens der vorgegebenen Höhe im vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich. Das erfindungsgemäße System zur Hindernisdetektion ist vorzugweise zur Durchführung des vorstehend beschrieben Verfahrens geeignet.
  • In einer Implementierung des erfindungsgemäßen Systems gehört die Sensorik mindestens teilweise zu einem anderen Subsystem des Fahrerassistenzsystems. Solche Subsysteme können beispielsweise ACC, ein vorausschauendes Notbremssystem oder ein Kollisionswarnsystem, insbesondere ein Forward Collision Warning (FCW) System, umfassen. Die Sensorik der Subsysteme kann eine Kamera, insbesondere eine Front- oder Rückfahrkamera, ein Abstandswarnradar, einen Ultraschallabstandswarner, einen Laserabstandswarner oder dergleichen umfassen.
  • In einer Realisierung des erfindungsgemäßen Systems ist/sind Strahlenquelle und/oder die Sensorik auf ein rückwärtiges, vorderseitiges und/oder seitliches Fahrzeugumfeld ausgerichtet. Die Strahlenquelle ist vorzugsweise ausrichtbar zur Anpassung an Fahrzeugbewegungen verbaut. Diesbezüglich können Neigungsbewegungen des Fahrzeuges, wie Wank-, Gier-, oder Nickbewegungen, mittels Gyrosensoren erfasst werden, und auf Basis dieser Daten kann die Ansteuerung der Strahlenquelle erfolgen.
  • Die im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Strahlenquellen können ausgebildet sein, Strahlen auszusenden, die Infrarotlicht, sichtbares Licht, Ultraviolettlicht, Radarstrahlen, LIDAR-Strahlen, Laserstrahlen, und/oder Ultraschallstrahlen umfassen. Vorzugsweise ist die Strahlenquelle ausgebildet, eine Lichtebene durch mindestens einen gerichteten Laserstrahl, mindestens einen gerichteten Lichtschnitt, mindestens einen rotierenden Laserstrahl oder eine Kombination hieraus zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Strahlenquelle einen Diodenlaser.
  • In einer Variante des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems ist die Ausgabekomponente zur Bereitstellung des Detektionssignals für ein HMI und/oder eine andere Komponente des Fahrassistenzsystems ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Fahrerassistenzsystem vorgeschlagen, das das System zur Hindernisdetektion, ausgebildet zum Erfassen von mindestens einem Objekt, umfasst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung ermöglicht mit überraschend einfachen Mitteln, nämlich dem Vorsehen einer Strahlenquelle zur Erzeugung einer Strahlenebene bzw. eines Strahlenteppichs in einer geeigneten Höhe zur Diskriminierung überfahrbarer von nicht überfahrbaren Objekten, die zuverlässige Erkennung einer Kollisionsgefahr, wobei überfahrbare gegenüber unüberfahrbaren Objekten zuverlässig diskriminiert werden können. Die zuverlässige Erkennung überfahrbarer Objekte ermöglicht dem Fahrerassistenzsystem, auch zuverlässig auf unterschiedliche Fahrsituationen zu reagieren, was den Nutzwert des assistierten Fahrens erhöht, und somit die Akzeptanz des Assistenten. Situationen, bei denen überfahrbare Objekte, wie zum Beispiel erhöhte Gullideckel, scheinbar eine Kollisionsgefahr hervorrufen, treten etwa in einem städtischen Umfeld häufig auf und ein erfindungsgemäß weitergebildeter Fahrerassistent kann somit zu einer relevanten Verbesserung beitragen.
  • Der erhöhten Systemverfügbarkeit steht dabei häufig ein nur geringer zusätzlicher Montageaufwand gegenüber, da die zusätzlichen Komponenten zur Erzeugung der Lichtebene keine weitere Messtechnik bedürfen und einfach integrierbar sind. Die meisten Fahrzeuge verfügen heute über eine Sensorik, mit der Reflektionen von Detektionsstrahlen detektiert werden können, so dass für die Erfindung (ggf. neben der zusätzlichen Strahlenquelle) im Wesentlichen keine zusätzlichen Quellen oder Detektoren bzw. Sensoren zu implementieren sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher auch einfach und kostengünstig nachgerüstet werden, bspw. durch ein Software-Update, etwa für eine das Fahrerassistenzsystem oder eine Komponente davon implementierende ECU ("Electronic Control Unit").
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Figuren eingehender beschrieben.
  • Hierbei zeigt:
  • 1 eine schematischen Darstellung eines fahrenden Fahrzeuges mit Sensorik zur Umfelderfassung gemäß dem Stand der Technik in der Draufsicht;
  • 2 eine Seitenansicht des Fahrzeuges gemäß 1;
  • 3 ein mit erfindungsgemäßem Fahrerassistenzsystem ausgerüstetes Fahrzeug in einer beispielhaften Fahrsituation mit einem Objekt im Fahrschlauch;
  • 4 eine Draufsicht des Fahrzeuges gemäß 3;
  • 5 in Form eines Flussdiagramms eine Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems aus 3, 4;
  • 6 eine weitere beispielhafte Fahrsituation zur Erläuterung der Arbeitsweise des Fahrerassistenzsystems der 3, 4; und
  • 7 einen schematischen Videobildausschnitt eines Subsystems des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems, der beispielhafte Reflektionen des Detektionsstrahls am Objekt zeigt.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist in schematischer Darstellung ein Fahrzeug 10 ausgerüstet mit einem Fahrerassistenzsystem 13 in einer typischen Fahrsituation angedeutet. Auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug 10 befinden sich in Fahrtrichtung 20 Objekte 14, 16, wobei sich das Fahrzeug 10 auf die Objekte 14, 16 zubewegt.
  • Im Frontbereich des Fahrzeuges 10 ist eine Abstandssensorik 22 vorgesehen, die beispielsweise auf Ultraschall, Laser oder Radar basiert und teil des Fahrerassistenzsystems 12 ist. Die Abstandssensorik 22 weist in der Horizontalen einen Erfassungsbereich 24 auf, in dem Objekte 14, 16 detektiert werden können. In der beispielhaft dargestellten Fahrsituation detektiert die Abstandssensorik 22 die Objekte 14, 16. Befinden sich die Objekte 14, 16 zusätzlich in einem Fahrschlauch 18 des Fahrzeuges 10, besteht Kollisionsgefahr. Um dies zu verhindern, generiert das Fahrerassistenzsystem 13 eine Warnung an den Fahrer oder übernimmt die Kontrolle über das Fahrzeug, indem ein Bremsvorgang oder ein Ausweichmanöver eingeleitet wird.
  • 2 zeigt die Fahrsituation des Fahrzeuges 10 analog zu 1 in der Seitenansicht. Das Fahrzeug 10 fährt auf die sich in Fahrtrichtung 20 befindlichen Objekte 14, 16 zu. Abstandssensorik 22, die dem Fahrerassistenzsystem 13 zugeordnet ist, weißt in der Vertikalen einen Erfassungsbereich 24 auf, in dem auf der Fahrbahn befindliche Objekte 14, 16 detektiert werden. Wie in 2 angedeutet, haben die Objekte 14, 16 unterschiedliche Höhe. Während das Objekt 14 seiner Höhe nach ein echtes Hindernis für das Fahrzeug 10 darstellt, weist das Objekt 16, welches zum Beispiel ein erhöhter Gullideckel sein kann, eine niedrige Höhe auf und kann ohne weiteres überfahren werden. Beide Objekte 14, 16 liegen allerdings in dem Erfassungsbereich 24 der Abstandssensorik 22 und werden vom Fahrerassistenzsystem 13 gleichwertig behandelt. Das Fahrerassistenzsystem 13 des Fahrzeuges 10 generiert aufgrund der beiden Objekte 14 und 16 eine Warnung an den Fahrer und leitet gegebenenfalls ein Ausweichmanöver oder einen Bremsvorgang ein.
  • 3 und 4 zeigen ein Fahrzeug 10, das mit einem erfindungsgemäßem Fahrerassistenzsystem 12 ausgerüstet ist, wobei sich das Fahrzeug 10 in einer Fahrsituation analog zu den 1 und 2 befindet. Das Fahrerassistenzsystem 12 umfasst neben der Abstandssensorik 22 auch Diodenlaser 26, 26', die jeweils einen Laserstrahl aussenden und so eine Lichtebene 28, 28' aufspannen. Die Diodenlaser 26, 26' sind wie auch die Abstandssensorik 22 im Frontbereich des Fahrzeuges 10 eingebaut. Die Diodenlaser 26, 26' sind insbesondere im unteren Bereich der Stoßstange eingebaut, wobei sich die Erfassungsbereiche 28, 28' der beiden Diodenlaser in der Horizontalen, also parallel zur Fahrebenen, überlappen.
  • Wie in der Seitenansicht auf das Fahrzeug 10 gemäß 4 zu erkennen ist, sind die beiden Diodenlaser 26, 26' in einem Abstand d zentriert an der Stoßstange des Fahrzeuges 10 vorgesehen. Daraus ergeben sich zwei Erfassungsbereiche 28, 28' für den jeweiligen Diodenlaser 26, 26'. Die beiden Erfassungsbereiche 28, 28' weisen einen Überlappbereich 32 auf, in dem die Erfassungsbereiche 28, 28' der beiden Laser 26, 26' sich überlappen. Zusätzlich überlappt der Erfassungsbereich der so aufgespannten Lichtebene 28, 28' mit dem Erfassungsbereich 24 der Abstandssensorik 22.
  • Der Fahrerassistent 12 des Fahrzeuges 10 umfasst zusätzlich eine Videosensorik 34, die Lichtreflektionen detektiert. Wie der 3 zu entnehmen ist, beleuchtet die Lichtebene 28 das im Fahrschlauch 18 des Fahrzeuges 10 befindliche Objekt 14. Dadurch entstehen sichtbare Reflektionen 30, die durch die Videosensorik 34 erkannt werden. Wird eine solche Reflektion innerhalb des Fahrschlauches 18 des Fahrzeuges 10 erfasst, so wird dieses Objekt als relevant eingestuft, und der Fahrerassistent kann eine Warnung an den Fahrer generieren beziehungsweise ein Ausweich- oder Bremsmanöver einleiten.
  • Eine Funktionsweise und ein Zusammenwirken der in 3 und 4 sowie 6 und 7 gezeigten Komponenten wird nachfolgend mit Bezug auf das Flussdiagramm in 5 beschrieben. Allgemein ist der Fahrerassistent 12 ausgebildet, um die Kollisionsgefahr mit Objekten auch in Abhängigkeit von der Objekthöhe einzuschätzen.
  • Ein möglicher Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der Beispielsituation aus 1 bzw. 6 diskutiert. Dazu werden in einem ersten Schritt 100 Detektionsstrahlen, die eine Strahlenebene aus beispielsweise Laserlicht aufspannen, von Diodenlasern 26, 26' ausgesendet. Die Diodenlaser 26, 26' erzeugen eine Strahlenebene in einer vorgegebenen Höhe über Grund, die die kritische Höhe für das Fahrzeug 10 darstellt.
  • Befindet sich das Objekt 14 mit einer Höhe über Grund, die die kritische Höhe bzw. die Einbauhöhe der Diodenlaser 26, 26' überschreitet, im Umfeld des Fahrzeuges 10, treffen die Detektionsstrahlen der Diodenlaser 26, 26' auf das Objekt auf und werden reflektiert. In einem weiteren Schritt des Verfahrens 102, werden die reflektierten Detektionsstrahlen von der Videosensorik 34 erfasst, die als Teil eines separaten Subsystems des Fahrerassistenzsystems 12 am Fahrzeug 10 vorgesehen ist.
  • Die erfassten Reflektionen 30 werden anhand des Videobildes 36 der Videosensorik 34 ausgewertet. Auf diese Weise wird in einem Verfahrensschritt 104 bestimmt, ob die Reflektionen 30 in einen Fahrschlauch 18 fallen und das erfasste Objekt 14 ein Hindernis darstellt, das nicht überfahren werden kann. Ist dies der Fall wird im Verfahrensschritt 106 ein Detektionssignal ausgegeben, das im Verfahrensschritt 108 weitere Reaktionen des Fahrerassistenzsystems 12 triggert. Solche Reaktionen umfassen die Ausgabe einer optischen, haptischen und/oder akustischen Warnung auf einem HMI. Auch die aktive Ansteuerung einer separaten Komponente des Fahrerassistenzsystem 12 ist möglich, wobei aktiv in die Fahrsituation eingegriffen wird. Beispielsweise kann als aktive Reaktion des Fahrzeuges 10 ein Bremsvorgang oder ein Ausweichmanöver eingeleitet werden.
  • Befindet sich das Objekt 16 mit einer Höhe über Grund, die die kritische Höhe nicht überschreitet, im Fahrschlauch 18 des Fahrzeuges 10, werden Strahlen in der durch die Diodenlaser 26, 26' aufgespannten Strahlebene nicht am Objekt reflektiert. Die Strahlen können den Raum über dem Objekt 16 frei passieren und es werden keine Reflektionen 30 am Objekt erfasst. Daraus ergibt sich implizit, dass das Objekt 16 für das Fahrzeug 10 überfahrbar ist. Das Objekt 16 bedarf also keiner weiteren Reaktion durch das Fahrerassistenzsystem. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren zwischen überfahrbaren und nicht überfahrbaren Objekten 14, 16 auf der Fahrbahn unterscheiden und Situationen, in denen der Fahrer vermeintlich eine freie Straße vor sich hat, das Fahrerassistenzsystem aber trotzdem eingreift können vermieden werden. Dies erhöht insbesondere im Bezug auf die Detektion von Hindernissen 14, 16 die Zuverlässigkeit des Fahrerassistenzsystems 12.
  • 6 zeigt eine weitere beispielhafte Fahrsituation eines Fahrzeuges 10 ausgerüstet mit erfindungsgemäßem Fahrerassistenzsystem 12, der eine Abstandssensorik 22 und Diodenlaser 26, 26' umfasst. In der in 6 gezeigten Fahrsituation befinden sich zwei Objekte 14, 16 auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug 10. Dabei weist das Objekt 14 eine Höhe auf, die nicht überfahrbar ist, während das Objekt 16 beispielsweise einen erhöhten Gullideckel mit niedriger und überfahrbarer Höhe darstellt. Die Diodenlaser 26, 26' des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem 12 erzeugen eine Strahlebene 28, die das niedrige Objekt 16 passiert, ohne Reflektionen zu erzeugen. Im Gegensatz dazu treffen die Strahlen der Strahlebene 28 auf das hohe Objekt 14 auf und erzeugt dort Reflektionen 30. Die im Fahrerassistenzsystem 12 des Fahrzeuges 10 integrierte Videosensorik 34 erfasst den Reflex und stuft dieses Objekt als relevant ein, da es nicht überfahrbar ist. Das Fahrerassistenzsystem 12 generiert demnach eine Warnung an den Fahrer und leitet gegebenenfalls ein Ausweich- beziehungsweise Bremsmanöver bezüglich des Objekts 14 ein.
  • 7 zeigt in Form einer schematischen Darstellung ein Videobild 36, das von der Videosensorik 34 des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem 12 in der in 6 illustrierten Fahrsituation aufgenommen wird. Auf Videobild 36 sind die Objekte 14, 16 zu sehen. Die Videosensorik 34 erfasst so die Objekte 14 und 16, die im Fahrschlauch 18 des Fahrzeuges liegen. Zusätzlich oder alternativ zur Erfassung mit der Videosensorik 34 können die Objekte auch durch die in den 3, 4 und 6 dargestellte Abstandssensorik 22 erfasst werden.
  • Nach Erfassen der Objekte 14, 16 werden die Videobildaufnahmen der Videosensorik 34 ausgewertet, um Reflektionen der Lichtebene 28 ausgehend von den Diodenlasern 26, 26' zu detektieren. Auf dem Videobild 36 ist das Objekt 16 in seiner natürlichen Erscheinungsform aufgenommen. Das Objekt 14 dagegen weist Reflektionen 30 auf, die als heller Punkt im Videobild zu erkennen sind. Sind im Videobild derartige Reflektionen 30 von der Lichtebene 28 der Diodenlaser 26, 26' vorhanden, so erfolgt die Einstufung des Objekts als nicht überfahrbar, da das Objekt eine Objekthöhe aufweist, die die durch die Einbauhöhe der Diodenlaser 26, 26' festgelegte kritische Objekthöhe überschreitet. Demnach wird das Objekt 14 als nicht überfahrbar klassifiziert und das Fahrerassistenzsystem 12 kann mittels eines Informationsverarbeitungssystems Warnungen an den Fahrer auslösen beziehungsweise ein Brems- oder Ausweichmanöver einleiten.
  • Sind keinerlei Reflektionen im Videobild 36 der Videosensorilk 34 detektierbar, so werden die Objekte 14, 16 als überfahrbar klassifiziert mit einer Objekthöhe, die die durch die die Diodenlaser 26, 26' Einbauhöhe definierte kritische Objekthöhe nicht überschreiten. Auf diese Weise können die Zuverlässigkeit des Fahrerassistenzsystems 12 erhöht werden und überfahrbare Objekte von nicht überfahrbaren Objekten diskriminiert werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt, vielmehr sind innerhalb des durch die angehängten Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl Abwandlungen möglich, die im Ramen fachmännischen Handels liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (13)

  1. Verfahren zur Hindernisdetektion in einem Fahrerassistenzsystem (12) mit einer Sensorik (22, 34) zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs (10), mit den folgenden Schritten: – Aussenden von Detektionsstrahlen (100), durch mindestens eine zusätzlich zur Sensorik (22, 34) verbaute Strahlenquelle (26, 26'), in einer Strahlenebene (28, 28') mit einer vorgegebenen Höhe über Grund; – Auswerten von der Sensorik (22, 34) bereitgestellter Daten (102) im Hinblick auf eine Erfassung reflektierter Detektionsstrahlen; – Bestimmen (104), in Reaktion auf eine erfasste Reflektion, ob die Reflektion in einen vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich (18) fällt; und – selektives Ausgeben (106), in Reaktion auf die Bestimmung, eines Detektionssignals betreffend die Detektion eines Hindernisses (14, 16) mit mindestens der vorgegebenen Höhe im vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich (18).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Strahlenquelle am Fahrzeug (10) unterhalb der Sensorik (22, 34) verbaut ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorik (22, 34) zur Umfelderfassung für ein separates Subsystem des Fahrerassistenzsystems (12) vorgesehen ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Höhe über Grund fahrzustandsabhängig und/oder geschwindigkeitsabhängig variiert.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlen in Fahrtrichtung (20) ausgesendet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlebene (28, 28') in der vertikalen steuerbar ist und sich optional an die Neigungsbewegung des Fahrzeugs (10) anpasst.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der Strahlen mit einer Signatur zur Unterscheidung der reflektierten Detektionsstrahlen von Hintergrundstrahlung ausgesendet wird, und die Sensorik (22, 34) zur Erkennung der Signatur ausgebildet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Bereich des Fahrzeugumfeldes einen Fahrschlauch (18) des Fahrzeugs (10) umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektionssignal eine Kollisionswarnung umfasst und/oder wobei das Detektionssignal eine Ausgabe auf ein HMI und/oder eine Ansteuerung einer separaten Komponente des Fahrerassistenzsystems (12) initiiert.
  10. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird.
  11. System zur Kollisionsvermeidung ausgebildet zum Erfassen von Hindernissen (14, 16) mit folgenden Komponenten: – mindestens eine Sensorik (22, 34) zur Umfelderfassung; – mindestens eine zusätzlich zu der Sensorik (22, 34) verbaute Strahlenquelle (26, 26') in einer Strahlenebene (28, 28') mit einer vorgegebenen Höhe über Grund; – mindestens eine Einheit zum Auswerten von der Sensorik (22, 34) bereitgestellter Daten im Hinblick auf eine Erfassung reflektierter Detektionsstrahlen; – mindestens eine Einheit zum Bestimmen, in Reaktion auf eine erfasste Reflektion, ob die Reflektion in einen vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich (18) fällt; – mindestens eine Ausgabekomponente, ausgebildet zum selektiven Ausgeben, in Reaktion auf die Bestimmung, eines Detektionssignals betreffend die Detektion eines Hindernisses mit mindestens der vorgegebenen Höhe im vorgegebenen Fahrzeugumfeldbereich (18).
  12. System gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die Sensorik (22, 34) mindestens teilweise zu einer anderen Komponente des Fahrerassistenzsystems (12) gehört.
  13. System gemäß Anspruch 12 bis 14, wobei die Ausgabekomponente zur Bereitstellung des Detektionssignals für ein HMI und/oder eine andere Komponente des Fahrerassistenzsystems ausgebildet ist.
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