DE102012021461A1 - Method for vehicle classification, such as vehicle size, vehicle mass and type of vehicle, for operating driving assistance device, involves detecting wheel of vehicle by radar sensor, and generating super-positioned overall signal - Google Patents

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Abstract

The method involves detecting a wheel (2) of vehicle (1) by a radar sensor, and generating a super-positioned overall signal by the radar sensor from multiple scattering centers (SZ1 to SZ6) of the wheels. The overall signal is formed from a characteristic curve by scattering centers of reflected radar beam during rotation of the wheel. The overall signal is assigned to an evaluation unit. The wheel size is derived from a signature. A vehicle size, vehicle mass and type of vehicle are determined on the basis of the wheel size. An independent claim is included for a device for classification of vehicles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifikation von Fahrzeugen, wobei mittels zumindest eines Radarsensors zumindest ein Rad eines Fahrzeugs erfasst wird, und eine Verwendung einer mittels eines solchen Verfahrens ermittelten Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie zum Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung eines Fahrzeugs.The invention relates to a method for classifying vehicles, wherein at least one wheel of a vehicle is detected by means of at least one radar sensor, and a use of a determined by such a method vehicle size, vehicle mass and / or vehicle category for operating a driver assistance device of a vehicle.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Klassifikation von Fahrzeugen, umfassend zumindest einen Radarsensor zur Erfassung zumindest eines Rades eines Fahrzeugs.The invention further relates to a device for classifying vehicles, comprising at least one radar sensor for detecting at least one wheel of a vehicle.

Aus der DE 10 2008 037 233 B4 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erkennung eines auf einer Unterlage rollenden Rades mittels einer Radar-Geschwindigkeitsmessung bekannt. Mittels der als Klassifikationseinrichtung ausgebildeten Einrichtung sind eine Länge des Fahrzeugs, eine Anzahl der Räder des Fahrzeugs und damit von Achsen und deren Verteilung über die Länge des Fahrzeugs ermittelbar. Die Einrichtung umfasst eine neben einer Fahrbahn angeordnete Geschwindigkeitsmesseinrichtung für ein rotierendes, auf einer Fahrbahn rollendes Rad des Fahrzeugs, welche einen Radarsender, einen Radarempfänger, eine Radar-Sende- und -Empfangsantenne und eine Auswerteeinrichtung für empfangene reflektierte Radarsignale, bei der die Strahlungskeule der Radar-Sende- und Empfangsantenne im Wesentlichen auf die Nabe des Rades und unter einem Winkel zwischen 0° und 180° zur Bewegungsrichtung des rollenden Rades ausgerichtet ist, umfasst. Mittels der Einrichtung werden eine Fortbewegungsgeschwindigkeit eines mit dem Rad verbundenen bewegten Systems, welches durch eine Nabe des Rades gebildet ist, auf der Unterlage und eine Umfangsgeschwindigkeit einzelner Umfangsabschnitte des Rades erfasst und zueinander in Beziehung gesetzt.From the DE 10 2008 037 233 B4 For example, a method and a device for detecting a wheel rolling on a base by means of a radar speed measurement are known. By means of the device designed as a classification device, a length of the vehicle, a number of wheels of the vehicle and thus of axles and their distribution over the length of the vehicle can be determined. The device comprises a speed-measuring device for a rotating, rolling on a road wheel of the vehicle, which comprises a radar transmitter, a radar receiver, a radar transmitting and receiving antenna and an evaluation device for received reflected radar signals, in which the radiation lobe of the radar Transmitting and receiving antenna is substantially aligned with the hub of the wheel and at an angle between 0 ° and 180 ° to the direction of movement of the rolling wheel comprises. By means of the device, a traveling speed of a wheel-connected moving system formed by a hub of the wheel on the base and peripheral speed of individual peripheral portions of the wheel are detected and related to each other.

Aus der US 2004/0061598 A1 ist ein System zur Schätzung einer Kollisionsschwere für ein Fahrzeug bekannt. Das System umfasst mehrere Sensoren zur Detektion von Objekten, einen Sensor zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ein System zur Einleitung von Gegenmaßnahmen vor dem Eintreten einer Kollision. Aus den erfassten Daten der Sensoren zur Detektion von Objekten und anhand von identifizierten Objektklassen, welche anhand von Querschnitten oder Volumina der Objekte identifiziert werden, wird eine Masse eines jeweiligen Zielobjekts geschätzt. Das System zur Einleitung von Gegenmaßnahmen ist zur Durchführung aktiver oder passiver Gegenmaßahmen ausgebildet, wobei die Auswahl und Steuerung der Gegenmaßnahmen in Abhängigkeit der geschätzten Masse des jeweiligen Zielobjekts erfolgt.From the US 2004/0061598 A1 a system for estimating a collision severity for a vehicle is known. The system includes a plurality of sensors for detecting objects, a sensor for detecting a vehicle speed, and a system for initiating countermeasures before a collision occurs. From the acquired data of the sensors for the detection of objects and on the basis of identified object classes, which are identified on the basis of cross-sections or volumes of the objects, a mass of a respective target object is estimated. The system for initiating countermeasures is designed to carry out active or passive countermeasures, the selection and control of the countermeasures taking place in dependence on the estimated mass of the respective target object.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Klassifikation von Fahrzeugen, eine verbesserte Vorrichtung zur Klassifikation von Fahrzeugen und eine Verwendung einer mittels eines Verfahrens zur Klassifikation von Fahrzeugen ermittelten Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie anzugeben.The object of the invention is to specify a method for classifying vehicles that is improved compared with the prior art, an improved device for classifying vehicles and a use of a vehicle size, vehicle mass and / or vehicle category determined by means of a method for the classification of vehicles.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Verwendung durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the method, the object is achieved by the features specified in claim 1, in terms of the device by the features specified in claim 5 and in terms of the use by the features specified in claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In dem Verfahren zur Klassifikation von Fahrzeugen wird mittels zumindest eines Radarsensors zumindest ein Rad eines Fahrzeugs erfasst. Erfindungsgemäß wird mittels des Radarsensors aus mehreren Streuzentren des Rades ein superpositioniertes Gesamtsignal erzeugt, welches aus einem charakteristischen Verlauf von den Streuzentren reflektierter Radarstrahlung während einer Drehung des Rades gebildet wird, wobei das Gesamtsignal einer Auswerteeinheit zugeführt und mittels der Auswerteeinheit aus dem Gesamtsignal eine von den Streuzentren abhängige Signatur des Rades ermittelt wird, wobei aus der Signatur eine Radgröße abgeleitet wird, anhand welcher eine Fahrzeuggröße, eine Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie ermittelt werden bzw. wird.In the method for classifying vehicles, at least one wheel of a vehicle is detected by means of at least one radar sensor. According to the invention, a superpositioned total signal is generated by means of the radar sensor from a plurality of scattering centers of the wheel, which is formed from a characteristic course of radar radiation reflected by the scattering centers during a rotation of the wheel, wherein the total signal is fed to an evaluation unit and from the total signal one of the scattering centers by means of the evaluation unit dependent signature of the wheel is determined, wherein from the signature, a wheel size is derived, based on which a vehicle size, a vehicle mass and / or vehicle category is determined or will.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht aufgrund der Ermittlung der Signatur des Rades aus dem Verlauf der Streuzentren während der Drehung des Rades in besonders vorteilhafter Weise eine besonders exakte Bestimmung der Radgröße und daraus folgend eine besonders exakte Klassifikation von Fahrzeugen in Abhängigkeit von aus der Radgröße ermittelten Fahrzeuggrößen, Fahrzeugmassen und/oder Fahrzeugkategorien.The inventive method allows due to the determination of the signature of the wheel from the course of the scattering centers during the rotation of the wheel in a particularly advantageous manner, a particularly accurate determination of the wheel size and consequently a particularly accurate classification of vehicles depending on determined from the wheel size vehicle sizes, vehicle masses and / or vehicle categories.

Die erhöhte Genauigkeit bei der Ermittlung der Fahrzeuggrößen, Fahrzeugmassen und/oder Fahrzeugkategorien führt bei einer Verwendung dieser Größen zum Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung eines Fahrzeugs insbesondere zu dem Vorteil, dass aufgrund der Genauigkeit eine optimierte Anpassung der von der Fahrerassistenzvorrichtung durchgeführten Maßnahmen an die Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie eines Fahrzeugs, mit welchem eine Kollision droht, realisierbar ist. Somit können Kollisionsvermeidungsmaßnahmen und Maßnahmen, welche die Folgen einer Kollision mindern, besonders genau an die Eigenschaften des Fahrzeugs, mit welchem die Kollision droht, eingestellt werden. Dadurch ist eine Zuverlässigkeit und Robustheit solcher Fahrerassistenzvorrichtungen signifikant verbessert.The increased accuracy in determining the vehicle sizes, vehicle masses and / or vehicle categories results in the use of these variables for operating a driver assistance device of a Vehicle in particular to the advantage that due to the accuracy of an optimized adaptation of the measures performed by the driver assistance device to the vehicle size, vehicle mass and / or vehicle category of a vehicle, with which a collision threatens, can be realized. Thus, collision avoidance measures and measures which reduce the consequences of a collision can be adjusted particularly precisely to the properties of the vehicle with which the collision threatens. This significantly improves the reliability and robustness of such driver assistance devices.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Seitenansicht eines auf einem Untergrund befindlichen Fahrzeugs, 1 schematically a side view of a vehicle on a ground,

2 schematisch einen Ausschnitt des Fahrzeugs gemäß 1 im Bereich eines Rades des Fahrzeugs, 2 schematically a section of the vehicle according to 1 in the area of a wheel of the vehicle,

3A schematisch eine Anordnung von Streuzentren des Rades gemäß 2, 3A schematically an arrangement of scattering centers of the wheel according to 2 .

3B schematisch ein mittels eines Radarsensors während einer Drehung des Rades gemäß 2 erzeugtes superpositioniertes Gesamtsignal der Streuzentren, 3B schematically a means of a radar sensor during rotation of the wheel according to 2 generated superpositioned total signal of the scattering centers,

3C schematisch ein mittels Fouriertransformation aus dem superpositionierten Gesamtsignal gemäß 3B erzeugtes Frequenzsignal, 3C schematically a means of Fourier transform from the superpositioned total signal according to 3B generated frequency signal,

4A schematisch eine Anordnung von Streuzentren eines weiteren Rades, 4A schematically an arrangement of scattering centers of another wheel,

4B schematisch ein mittels eines Radarsensors während einer Drehung des Rades gemäß 4A erzeugtes superpositioniertes Gesamtsignal der Streuzentren, 4B schematically a means of a radar sensor during rotation of the wheel according to 4A generated superpositioned total signal of the scattering centers,

4C schematisch ein mittels Fouriertransformation aus dem superpositionierten Gesamtsignal gemäß 4B erzeugtes Frequenzsignal, 4C schematically a means of Fourier transform from the superpositioned total signal according to 4B generated frequency signal,

5A schematisch einen weiteren Ausschnitt des Fahrzeugs gemäß 1 im Bereich eines Rades des Fahrzeugs, 5A schematically another section of the vehicle according to 1 in the area of a wheel of the vehicle,

5B schematisch eine Anordnung von Streuzentren des Rades gemäß 5A, 5B schematically an arrangement of scattering centers of the wheel according to 5A .

5C schematisch ein mittels Fouriertransformation aus einem während einer Drehung des Rades gemäß 5A erzeugten superpositionierten Gesamtsignals der Streuzentren erzeugtes Frequenzsignal, 5C schematically a means of Fourier transformation of a during rotation of the wheel according to 5A generated superpositioned overall signal of the scattering centers generated frequency signal,

6 schematisch das Fahrzeug gemäß 1 in einer Draufsicht und einen Erfassungsbereich des Radarsensors, und 6 schematically the vehicle according to 1 in a plan view and a detection range of the radar sensor, and

7 schematisch eine Draufsicht auf ein Systemfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Klassifikation von Fahrzeugen. 7 schematically a plan view of a system vehicle with a device according to the invention for the classification of vehicles.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist eine Seitenansicht eines auf einem Untergrund U, beispielsweise einer Fahrbahnoberfläche, befindlichen Fahrzeugs 1 dargestellt. Das Fahrzeug 1 umfasst vier Räder, wobei aufgrund der Seitenansicht nur zwei Räder 2, 3 dargestellt sind.In 1 is a side view of a on a substrate U, for example, a road surface, located vehicle 1 shown. The vehicle 1 includes four wheels, but due to the side view only two wheels 2 . 3 are shown.

Um eine Klassifikation des Fahrzeugs 1 zu ermöglichen, umfasst eine in 7 näher dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 4 zur Klassifikation von Fahrzeugen 1 einen Radarsensor 5, wobei die Vorrichtung 4 Bestandteil eines ebenfalls in 7 dargestellten Systemfahrzeugs 6 ist.To get a classification of the vehicle 1 to allow a includes in 7 closer device according to the invention 4 for the classification of vehicles 1 a radar sensor 5 , wherein the device 4 Part of a likewise in 7 shown system vehicle 6 is.

Mittels des Radarsensors 5 wird eine Umgebung des Systemfahrzeugs 6 überwacht und in der Umgebung vorhandene Objekte werden erfasst. Zu diesen Objekten zählen unter anderem auch Fahrzeuge 1.By means of the radar sensor 5 becomes an environment of the system vehicle 6 monitors and existing objects in the environment are detected. These objects include vehicles 1 ,

Das Systemfahrzeug 6 umfasst weiterhin – wie in 7 näher dargestellt ist – zumindest eine Fahrerassistenzvorrichtung 7, mittels welcher eine Kollision des Systemsfahrzeugs 6 mit anderen Fahrzeugen 1 vermieden oder zumindest deren Folgen vermindert werden. The system vehicle 6 also includes - as in 7 is shown in more detail - at least one driver assistance device 7 by means of which a collision of the system vehicle 6 with other vehicles 1 avoided or at least their consequences are reduced.

Um einen optimierten Betrieb der Fahrerassistenzvorrichtung 7 sicherzustellen, erfolgt der Betrieb in Abhängigkeit der Klassifikation des Fahrzeugs 1, welche eine Ermittlung einer Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie umfasst. Dadurch sind die von der Fahrerassistenzvorrichtung 7 durchgeführten Maßnahmen zur Kollisionsvermeidung oder zumindest zur Reduktion von deren Schwere an die Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie des Fahrzeugs 1, mit welchem die Kollision droht, angepasst.To optimize operation of the driver assistance device 7 ensure operation is carried out depending on the classification of the vehicle 1 which includes a determination of a vehicle size, vehicle mass and vehicle category. As a result, those of the driver assistance device 7 Measures taken to avoid collision or at least reduce their severity to the size of the vehicle, vehicle mass and vehicle category of the vehicle 1 with which the collision threatens, adapted.

Zur Ermittlung der Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie werden mittels des Radarsensors 5 Aufstandsflächen der Räder 2, 3 des Fahrzeugs 1 auf dem Untergrund U erfasst. Das jeweilige Rad 2, 3 und dessen Untergrund U bilden dabei eine Art Zweiplattenreflektor, ein so genanntes Dihedral, für den Radarsensor 5 und reflektieren die von diesem ausgesendeten Radarsignale an konstanten Punkten P1, P2 relativ zum Fahrzeug 1. Aus einem Abstand A zwischen diesen Punkten P1, P2, d. h. zwischen den Aufstandsflächen der Räder 2, 3, wird ein Radstand RS des Fahrzeugs 1 ermittelt. Dieser ermittelte Radstand RS wird bei der Ermittlung der Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie berücksichtigt.To determine the vehicle size, vehicle mass and vehicle category by means of the radar sensor 5 Footprints of the wheels 2 . 3 of the vehicle 1 recorded on the underground U. The particular bike 2 . 3 and its background U form a kind of two-plate reflector, a so-called dihedral, for the radar sensor 5 and reflect the radar signals emitted thereby at constant points P1, P2 relative to the vehicle 1 , From a distance A between these points P1, P2, ie between the footprints of the wheels 2 . 3 , becomes a wheelbase RS of the vehicle 1 determined. This determined wheelbase RS is taken into account when determining the vehicle size, vehicle mass and vehicle category.

Weiterhin werden mittels des Radarsensors 5 anhand einer Anzahl und Anordnung der Aufstandsflächen der Räder 2, 3 eine Anzahl von Achsen und deren Anordnung am Fahrzeug 1 ermittelt, wobei auch die Anzahl und Anordnung der Achsen bei der Ermittlung der Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie berücksichtigt werden.Furthermore, by means of the radar sensor 5 based on a number and arrangement of the contact surfaces of the wheels 2 . 3 a number of axles and their arrangement on the vehicle 1 determined, whereby the number and arrangement of the axles in the determination of the vehicle size, vehicle mass and vehicle category are taken into account.

Weiterhin werden die Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie aus einer Radgröße der Räder 2, 3 des Fahrzeugs ermittelt. Hierzu werden die Räder 2, 3 mittels des Radarsensors 5 erfasst.Furthermore, the vehicle size, vehicle mass and vehicle category are made from a wheel size of the wheels 2 . 3 of the vehicle. For this the wheels become 2 . 3 by means of the radar sensor 5 detected.

2 zeigt einen Ausschnitt des Fahrzeugs 1 gemäß 1 im Bereich des Rades 2. Das Rad 2 umfasst eine Felge, welche als so genannte Fünf-Speichen-Felge ausgebildet ist und einen Fünf-Speichen-Felgenstern aufweist. Im Bereich, in welchem die Speichen enden bzw. mit dem so genannten Felgenhorn verbunden sind, bilden sich für den Radarsensor 5 Streuzentren SZ1 bis SZ5 aus. Auch im Bereich des Ursprungs der Speichen bzw. im Bereich einer Radnabe bildet sich ein solches Streuzentrum SZ6 aus. 2 shows a section of the vehicle 1 according to 1 in the area of the wheel 2 , The wheel 2 includes a rim, which is designed as a so-called five-spoke rim and has a five-spoke rim star. In the area in which the spokes end or are connected to the so-called rim flange, form for the radar sensor 5 Scattering centers SZ1 to SZ5 off. Also in the region of the origin of the spokes or in the region of a wheel hub, such a scattering center SZ6 forms.

In 3A ist schematisch eine Anordnung der Streuzentren SZ1 bis SZ6 des Rades 2 gemäß 2 dargestellt.In 3A schematically is an arrangement of the scattering centers SZ1 to SZ6 of the wheel 2 according to 2 shown.

Während einer Drehung des Rades 2 reflektieren die Streuzentren SZ1 bis SZ5 ein so genanntes bandgespreiztes reflektiertes Zielecho, auch als Blade Flashing bezeichnet, welches mittels des Radarsensors 5 als Zeitsignal ZS der Streuzentren SZ1 bis SZ5 erfasst wird. Dieses Zeitsignal ZS, welches einen charakteristischen Verlauf der von den Streuzentren SZ1 bis SZ5 reflektierten Radarstrahlung während der Drehung des Rades 2 und ein superpositioniertes Gesamtsignal GS darstellt, ist in 3B über der Zeit t abgetragen dargestellt.During a turn of the wheel 2 The scattering centers SZ1 to SZ5 reflect a so-called band-spread reflected target echo, also referred to as blade flashing, which is detected by means of the radar sensor 5 is detected as the time signal ZS of the scattering centers SZ1 to SZ5. This time signal ZS, which shows a characteristic course of the radar radiation reflected by the scattering centers SZ1 to SZ5 during the rotation of the wheel 2 and a superpositioned total signal GS is in 3B shown removed over time t.

Das Gesamtsignal GS wird einer ebenfalls in 7 dargestellten Auswerteeinheit 8 zugeführt, mittels welcher aus dem Zeitsignal ZS mittels einer Fouriertransformation ein von den Streuzentren SZ1 bis SZ5 abhängiges Frequenzsignal FS ermittelt wird.The total signal GS is also in 7 represented evaluation unit 8th supplied, by means of which from the time signal ZS by means of a Fourier transform a dependent of the scattering centers SZ1 to SZ5 frequency signal FS is determined.

Dieses Frequenzsignal FS ist über der Frequenz f abgetragen in 3C dargestellt. Aus dem Frequenzsignal FS wird eine Umlaufgeschwindigkeit bzw. Drehgeschwindigkeit des Rades 2 ermittelt, wobei aus der Drehgeschwindigkeit und einer tatsächlichen Geschwindigkeit bzw. Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 sowie der Anzahl der Speichen ein Durchmesser des Rades 2 und aus diesem die Radgröße ermittelt wird. Hierbei wird berücksichtigt, dass bei einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit eine Raddrehzahl zunimmt, wenn sich der Raddurchmesser verkleinert. Durch die Beobachtung der Streuzentren SZ1 bis SZ5 und durch die Messung der Bewegungsgeschwindigkeit, insbesondere in Form einer Dopplergeschwindigkeit, des Fahrzeugs 1 wird die Raddrehzahl ermittelt.This frequency signal FS is plotted against the frequency f 3C shown. From the frequency signal FS is a rotational speed or rotational speed of the wheel 2 determined, wherein from the rotational speed and an actual speed or movement speed of the vehicle 1 as well as the number of spokes a diameter of the wheel 2 and from this the wheel size is determined. Here, it is considered that at a constant moving speed, a wheel speed increases as the wheel diameter decreases. By the observation of the scattering centers SZ1 to SZ5 and by the measurement of the movement speed, in particular in the form of a Doppler speed, of the vehicle 1 the wheel speed is determined.

Somit kann bei bekannter Drehgeschwindigkeit auf den Raddurchmesser rückgeschlossen werden. Aus dem Raddurchmesser bzw. auch der Radgröße werden mittels der Auswerteeinheit 8 die Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie abgeleitet. Hierbei wird von der Radgröße auf die Fahrzeuggröße geschlossen und das Fahrzeug 1 kann klassifiziert werden. Hat ein Fahrzeug 1 Räder 2, 3 mit einem großen Raddurchmesser, kann davon ausgegangen werden, dass auch die Leermasse des Fahrzeugs 1 groß ist, da die Dimensionierung der Radgröße maßgeblich von der Leermasse des Fahrzeugs 1 abhängig ist.Thus it can be deduced at a known rotational speed on the wheel diameter. From the wheel diameter or the wheel size by means of the evaluation 8th derived the vehicle size, vehicle mass and vehicle category. This is closed by the size of the wheel on the size of the vehicle and the vehicle 1 can be classified. Has a vehicle 1 bikes 2 . 3 with a great Wheel diameter, it can be assumed that even the unladen mass of the vehicle 1 is large, since the dimensioning of the wheel size significantly from the unladen mass of the vehicle 1 is dependent.

In Abhängigkeit des Durchmessers des Rades 2 werden das Gesamtsignal GS und das Frequenzsignal FS gespreizt. Dies veranschaulichen die 4A bis 4C, welche die Streuzentren SZ1 bis SZ6 sowie den jeweiligen Verlauf des Zeitsignals ZS und des Frequenzsignals FS für ein Rad eines Fahrzeugs mit einem geringeren Durchmesser zeigen. Dabei nimmt die Spreizung im Zeitsignal ZS mit sinkendem Durchmesser des Rades 2, 3 ab und die Spreizung im Frequenzsignal FS nimmt mit sinkendem Durchmesser des Rades 2, 3 zu.Depending on the diameter of the wheel 2 the total signal GS and the frequency signal FS are spread. This is illustrated by the 4A to 4C which show the scattering centers SZ1 to SZ6 and the respective course of the time signal ZS and the frequency signal FS for a wheel of a vehicle with a smaller diameter. The spread in the time signal ZS decreases with decreasing diameter of the wheel 2 . 3 and the spread in the frequency signal FS decreases with decreasing diameter of the wheel 2 . 3 to.

Weiterhin wird die Radgröße aus einer Signatur S des jeweiligen Rades 2, 3 ermittelt. Diese Ermittlung ist am Beispiel des Rades 2 in den 5A bis 5C schematisch dargestellt.Furthermore, the wheel size from a signature S of the respective wheel 2 . 3 determined. This determination is based on the example of the wheel 2 in the 5A to 5C shown schematically.

In Abhängigkeit vom Raddurchmesser liefert das Rad 2 mit zumindest einem Streuzentrum SZ1 bis SZ11 ein superpositioniertes Gesamtsignal GS. Durch die Zusammensetzung des Gesamtsignals GS aus den Beiträgen der Streuzentren SZ1 bis SZ11 wird bei sich drehendem Rad 2 eine individuelle Signatur S ermittelt.Depending on the wheel diameter, the wheel delivers 2 with at least one scattering center SZ1 to SZ11 a superpositioned total signal GS. Due to the composition of the total signal GS from the contributions of the scattering centers SZ1 to SZ11 becomes with rotating wheel 2 an individual signature S determined.

Hierzu wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels des Radarsensors 5 aus mehreren Streuzentren SZ7 bis SZ11 des Rades 2 während dessen Drehung ein nicht dargestelltes superpositioniertes Gesamtsignal GS erzeugt, welches aus dem charakteristischen Verlauf von den Streuzentren SZ7 bis SZ11 reflektierter Radarstrahlung während einer Drehung des Rades gebildet wird. Das Gesamtsignal GS wird gemäß 7 der Auswerteeinheit 8 zugeführt. Aus dem Gesamtsignal GS wird eine von den Streuzentren SZ7 bis SZ11 abhängige Signatur S des Rades 2 ermittelt.For this purpose, in the illustrated embodiment by means of the radar sensor 5 from several scattering centers SZ7 to SZ11 of the wheel 2 during which rotation generates an unrepresented superpositioned total signal GS, which is formed from the characteristic course of radar radiation reflected by the scattering centers SZ7 to SZ11 during a rotation of the wheel. The total signal GS is according to 7 the evaluation unit 8th fed. From the total signal GS becomes a dependent of the scattering centers SZ7 to SZ11 signature S of the wheel 2 determined.

Jedes der Streuzentren SZ7 bis SZ11 zeichnet sich durch eine unterschiedliche radiale Geschwindigkeit v7 bis v11 in Richtung des Radarsensors 5 aus, wobei die radiale Geschwindigkeit v7 bis v11 abhängig vom Raddurchmesser ist.Each of the scattering centers SZ7 to SZ11 is characterized by a different radial velocity v7 to v11 in the direction of the radar sensor 5 from, wherein the radial velocity v7 to v11 depends on the wheel diameter.

Aus der jeweiligen radialen Geschwindigkeit v7 bis v11 wird gemäß folgender Gleichung (1) ein Dopplerspektrum ermittelt, welches die Signatur S des Rades 2 darstellt:

Figure 00080001
mit:

fDoppler
= Dopplerfrequenz
v
r = radiale Geschwindigkeit v7 bis v11
λ
= Wellenlänge der Radarstrahlung
From the respective radial velocity v7 to v11, a Doppler spectrum is determined according to the following equation (1), which is the signature S of the wheel 2 represents:
Figure 00080001
With:
f Doppler
= Doppler frequency
v
r = radial velocity v7 to v11
λ
= Wavelength of radar radiation

In Abhängigkeit von der Radgröße liefert das Rad 2 eine unterschiedliche Signatur S, welche sich direkt in der Dopplerauswertung niederschlägt. Somit können aus dem Dopplerspektrum, d. h. der Signatur S des Rades 2, der Durchmesser des Rades 2 und somit die Radgröße abgeleitet werden, welche Ermittlung der Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und Fahrzeugkategorie genutzt wird.Depending on the wheel size, the wheel delivers 2 a different signature S, which is reflected directly in the Doppler evaluation. Thus, from the Dopplerspektrum, ie the signature S of the wheel 2 , the diameter of the wheel 2 and thus the wheel size are derived, which determination of the vehicle size, vehicle mass and vehicle category is used.

Auch wird aus der Signatur S des Rades 2 gleichzeitig die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 1 ermittelt, wobei die Bewegungsrichtung ebenfalls zum Betrieb der Fahrerassistenzvorrichtung 7 genutzt wird. Die Räder 2, 3 eines beispielsweise vorausfahrenden Fahrzeugs 1 haben jeweils unterschiedliche charakteristische Eigenschaften. Es kann somit unterschieden werden, ob sich das Fahrzeug 1 in Fahrtrichtung lateral oder longitudinal bewegt. Anhand der Bewegungsrichtung ist beispielsweise erfassbar, ob und wann die Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Systemfahrzeug 6 stattfindet. Somit sind die Maßnahmen der Fahrerassistenzvorrichtung 7 optimal an eine bevorstehende Kollision oder zur Vermeidung dieser anpassbar.Also, from the signature S of the wheel 2 at the same time the direction of movement of the vehicle 1 determined, wherein the direction of movement also for operation of the driver assistance device 7 is being used. The wheels 2 . 3 a preceding vehicle, for example 1 each have different characteristics. It can thus be distinguished whether the vehicle 1 moved laterally or longitudinally in the direction of travel. Based on the direction of movement, for example, it is possible to detect whether and when the collision between the vehicle 1 and the system vehicle 6 takes place. Thus, the measures of the driver assistance device 7 optimally adaptable to an impending collision or to avoid it.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel werden das Maß der Spreizung des Gesamtsignals GS, die Frequenzabstände im Dopplerspektrum und die Signatur S des jeweiligen Rades 2, 3 gemeinsam verwendet, um die Radgröße zu ermitteln.In an embodiment not shown, the degree of spreading of the total signal GS, the frequency intervals in the Dopplerspektrum and the signature S of the respective wheel 2 . 3 used together to determine the wheel size.

Bei einer Erfassung mehrerer Räder 2, 3, deren Radgröße und des Radstandes RS des Fahrzeugs 1 wird zusätzlich die Kategorisierung des Fahrzeugs 1 ermöglicht. Somit kann eine Objektgröße bzw. Fahrzeuggröße abgeleitet werden. Die Kategorisierung kann zum Beispiel in Schwerlastentransporte, Busse, Lastkraftwagen, Fahrzeuge mit und ohne Anhänger, Transporter, Kleinwagen und Zweiräder eingeteilt werden.When detecting multiple wheels 2 . 3 , the wheel size and the wheelbase RS of the vehicle 1 In addition, the categorization of the vehicle 1 allows. Thus, an object size or vehicle size can be derived. The categorization can be divided into, for example, heavy goods transport, buses, trucks, trailers, vans, small cars and two-wheelers.

6 zeigt das Fahrzeug 1 gemäß 1 in einer Draufsicht und einen Erfassungsbereich des Radarsensors 5. Insbesondere, wenn sich das Fahrzeug 1 – wie dargestellt – schräg zum Radarsensor 5 befindet, d. h. wenn zwischen einer Längachse L des Fahrzeugs 1 und einer optischen Achse X des Radarsensors 5 ein Winkel α mit dem Wert größer Null auftritt, trifft die Radarstrahlung zwischen einem Seitenprofil und einem Heckprofil auf das Fahrzeug 1. Bei einer solchen Anordnung ist die Ermittlung der Signatur S gemäß der 5A bis 5C besonders präzise durchführbar. 6 shows the vehicle 1 according to 1 in a plan view and a detection range of the radar sensor 5 , In particular, when the vehicle 1 - As shown - at an angle to the radar sensor 5 is located, ie when between a longitudinal axis L of the vehicle 1 and an optical axis X of the radar sensor 5 an angle α with the value greater than zero occurs, the radar radiation hits between a side profile and a rear profile on the vehicle 1 , In such an arrangement, the determination of the signature S according to the 5A to 5C particularly precise feasible.

In 7 ist das Systemfahrzeug 6 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 zur Klassifikation von Fahrzeugen 1 in einer Draufsicht dargestellt.In 7 is the system vehicle 6 with the device according to the invention 4 for the classification of vehicles 1 shown in a plan view.

Die Vorrichtung 4 umfasst zumindest den Radarsensor 5 sowie die Auswerteeinheit 8 und ist mit der Fahrerassistenzvorrichtung 7 gekoppelt. Die Fahrerassistenzvorrichtung 7 steuert in nicht näher dargestellter Weise einen Antriebsstrang des Systemfahrzeugs 6, eine Bremsvorrichtung des Systemfahrzeugs 6 und/oder aktive und/oder passive Sicherheitseinrichtungen zur Vermeidung einer Kollision mit dem Fahrzeug 1 oder zumindest zur Minderung der Folgen der Kollision.The device 4 includes at least the radar sensor 5 as well as the evaluation unit 8th and is with the driver assistance device 7 coupled. The driver assistance device 7 controls in a manner not shown a drive train of the system vehicle 6 , a braking device of the system vehicle 6 and / or active and / or passive safety devices to avoid collision with the vehicle 1 or at least to mitigate the consequences of the collision.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Radwheel
33
Radwheel
44
Vorrichtungcontraption
55
Radarsensorradar sensor
66
Systemfahrzeugsystem vehicle
77
FahrerassistenzvorrichtungDriver assistance device
88th
Auswerteeinheitevaluation
AA
Abstanddistance
Ee
Erfassungsbereichdetection range
ff
Frequenzfrequency
fDoppler f Doppler
DopplerfrequenzDoppler frequency
FSFS
Frequenzsignalfrequency signal
GSGS
Gesamtsignaltotal signal
LL
Längsachselongitudinal axis
P1, P2P1, P2
PunktPoint
RSRS
Radstandwheelbase
SS
Signatursignature
SZ1 bis SZ11SZ1 to SZ11
Streuzentrumscattering center
tt
ZeitTime
UU
Untergrundunderground
v7 bis v11v7 to v11
radiale Geschwindigkeitradial speed
vrvr
radiale Geschwindigkeitradial speed
XX
optische Achseoptical axis
ZSZS
Zeitsignaltime signal
αα
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (6)

Verfahren zur Klassifikation von Fahrzeugen (1), wobei mittels zumindest eines Radarsensors (5) zumindest ein Rad (2, 3) eines Fahrzeugs (1) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Radarsensors (5) aus mehreren Streuzentren (SZ1 bis SZ11) des Rades (2, 3) ein superpositioniertes Gesamtsignal (GS) erzeugt wird, welches aus einem charakteristischen Verlauf von den Streuzentren (SZ1 bis SZ11) reflektierter Radarstrahlung während einer Drehung des Rades (2, 3) gebildet wird, wobei das Gesamtsignal (GS) einer Auswerteeinheit (8) zugeführt und mittels der Auswerteeinheit (8) aus dem Gesamtsignal (GS) eine von den Streuzentren (SZ1 bis SZ11) abhängige Signatur (S) des Rades (2, 3) ermittelt wird, wobei aus der Signatur (S) eine Radgröße abgeleitet wird, anhand welcher eine Fahrzeuggröße, eine Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie ermittelt werden bzw. wird.Method for classifying vehicles ( 1 ), wherein by means of at least one radar sensor ( 5 ) at least one wheel ( 2 . 3 ) of a vehicle ( 1 ) is detected, characterized in that by means of the radar sensor ( 5 ) from several scattering centers (SZ1 to SZ11) of the wheel ( 2 . 3 ) a superpositioned total signal (GS) is generated, which consists of a characteristic course of the scattering centers (SZ1 to SZ11) of reflected radar radiation during a rotation of the wheel (FIG. 2 . 3 ), wherein the total signal (GS) of an evaluation unit ( 8th ) and by means of the evaluation unit ( 8th ) from the total signal (GS) one of the scattering centers (SZ1 to SZ11) dependent signature (S) of the wheel ( 2 . 3 ), wherein from the signature (S) a wheel size is derived, based on which a vehicle size, a vehicle mass and / or vehicle category is or will be determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der von zumindest einem Streuzentrum (SZ1 bis SZ11) während der Drehung des Rades (2, 3) reflektierten Radarstrahlung eine Drehgeschwindigkeit des Rades (2, 3) ermittelt wird, wobei aus der Drehgeschwindigkeit und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) die Radgröße ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that on the basis of the at least one scattering center (SZ1 to SZ11) during the rotation of the wheel ( 2 . 3 Radar radiation reflected a rotational speed of the wheel ( 2 . 3 ), wherein the rotational speed and a speed of the vehicle ( 1 ) the wheel size is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zumindest einen Radarsensors (5) Aufstandsflächen mehrerer Räder (2, 3) des Fahrzeugs (1) auf einem Untergrund (U) erfasst werden und aus einem Abstand (A) der Aufstandsflächen ein Radstand (RS) des Fahrzeugs (1) ermittelt wird, wobei der ermittelte Radstand (RS) bei der Ermittlung der Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie berücksichtigt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that by means of the at least one radar sensor ( 5 ) Footprints of several wheels ( 2 . 3 ) of the vehicle ( 1 ) are detected on a substrate (U) and from a distance (A) of the contact surfaces a wheelbase (RS) of the vehicle ( 1 ) is determined, wherein the determined wheelbase (RS) is taken into account in the determination of the vehicle size, vehicle mass and / or vehicle category. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Signatur (S) des Rades (2, 3) eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (1) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the signature (S) of the wheel ( 2 . 3 ) a direction of movement of the vehicle ( 1 ) is determined. Vorrichtung (4) zur Klassifikation von Fahrzeugen (1), umfassend zumindest einen Radarsensor (5) zur Erfassung zumindest eines Rades (2, 3) eines Fahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (5) an einem Systemfahrzeug (6) angeordnet ist und mittels des Radarsensors (5) aus mehreren Streuzentren (SZ1 bis SZ11) des Rades (2, 3) ein superpositioniertes Gesamtsignal (GS) erzeugbar ist, welches aus einem charakteristischen Verlauf von den Streuzentren (SZ1 bis SZ11) reflektierter Radarstrahlung während einer Drehung des Rades (2, 3) gebildet ist, wobei das Gesamtsignal (GS) einer mit dem Radarsensor (5) gekoppelten Auswerteeinheit (8) zuführbar und mittels der Auswerteeinheit (8) aus dem Gesamtsignal (GS) eine von den Streuzentren (SZ1 bis SZ11) abhängige Signatur (S) des Rades (2, 3) ermittelbar ist, wobei aus der Signatur (S) eine Radgröße ableitbar ist, anhand welcher eine Fahrzeuggröße, eine Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie ermittelbar sind bzw. ist.Contraption ( 4 ) for the classification of vehicles ( 1 ) comprising at least one radar sensor ( 5 ) for detecting at least one wheel ( 2 . 3 ) of a vehicle ( 1 ), characterized in that the radar sensor ( 5 ) on a system vehicle ( 6 ) is arranged and by means of the radar sensor ( 5 ) from several scattering centers (SZ1 to SZ11) of the wheel ( 2 . 3 ) a superpositioned total signal (GS) can be generated, which consists of a characteristic course of the scattering centers (SZ1 to SZ11) of reflected radar radiation during a rotation of the wheel (FIG. 2 . 3 ) is formed, wherein the total signal (GS) one with the radar sensor ( 5 ) coupled evaluation unit ( 8th ) and by means of the evaluation unit ( 8th ) from the total signal (GS) one of the scattering centers (SZ1 to SZ11) dependent signature (S) of the wheel ( 2 . 3 ) can be determined, wherein from the signature (S) a wheel size can be derived, based on which a vehicle size, a vehicle mass and / or vehicle category can be determined or is. Verwendung einer mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 Fahrzeuggröße, Fahrzeugmasse und/oder Fahrzeugkategorie zum Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung (7) eines Fahrzeugs.Use of a vehicle size, vehicle mass and / or vehicle category for operating a driver assistance device by means of a method according to one of claims 1 to 5 ( 7 ) of a vehicle.
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