DE102012202975B4

DE102012202975B4 - Verfahren zur Umfelderkennung sowie Fahrassistenzsystem

Info

Publication number: DE102012202975B4
Application number: DE102012202975.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Schumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: GB2500107A; FR2987452B1; DE102012202975A1; GB2500107B; GB201303536D0; FR2987452A1

Abstract

Verfahren zur Umfelderkennung (60) mit mindestens einem Abstandsensor (20...36) umfassend folgende Schritte:(a) Aussenden (62) mindestens eines Impulses (38, 38.2, 38.1) mit einem definierten Sendespektrum;(b) Empfangen (64) zumindest eines Signals (40, 41) in einem Messzyklus (ΔT);(c) Klassifizieren (66) des empfangenen Signals (40, 41) als Echosignal (40) oder als Störsignal (41), wobei basierend auf einer Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und einer Phaseninformation des empfangenen Signals (40, 41) eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umfelderkennung mit einem Abstandsensor eines Fahrassistenzsystems. Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens.
Fahrassistenzsysteme sind Zusatzeinrichtungen in einem Fahrzeug, die den Fahrer beim Führen des Fahrzeuges unterstützen. Derartige Fahrassistenzsysteme umfassen typischerweise unterschiedliche Subsysteme, wie Fahrerinformationssysteme oder prädiktive Sicherheitssysteme. Für verschiedene dieser Subsysteme ist eine Umfeldsensorik erforderlich, die das Umfeld des Fahrzeuges überwacht, um beispielsweise Objekte zu detektieren, die potentielle Hindernisse auf der Fahrbahn darstellen können. Typischerweise werden zur Umfelderkennung in einem Fahrzeug Abstandssensoren eingesetzt, die basierend auf einem Puls-Echo-Verfahren den Abstand zu Objekten im Umfeld des Fahrzeuges messen und deren Messdaten als Grundlage für Subsysteme, wie die Einparkunterstützung, die Totwinkelüberwachung oder die Spurüberwachung, dienen.
Im Puls-Echo-Verfahren wird die Laufzeit zwischen gesendetem Puls und empfangenem Echo gemessen. Um aus der Laufzeit einen eindeutigen Abstand ableiten zu können, arbeiten Abstandssensoren in einem Eindeutigkeitsbereich. Das bedeutet, dass sich die Länge der Messzyklen nach der maximal zu erwartenden Laufzeit des Sendepulses bestimmt. Um beispielsweise eine Messweite von 5 m zu realisieren, ist bei einer Schallgeschwindigkeit von 343 m/s ein Messzyklus von etwa 30 ms einzuhalten. Aus KR 10 2001 0105677 A ist bekannt, einem Ultraschallsensor eine Erfassungszeit zuzuordnen. Bei einem Signal, das nach der abgelaufenen Erfassungszeit detektiert wird, wird von einer Störung ausgegangen. Zur Verifikation wird ein Signal von einem zweiten Sensor gesendet.
Bei der Abstandsmessung sind die Messdaten zusätzlich mit einem Rauschen überlagert, das die Messgenauigkeit herabsetzt. Um nur solche Messwerte zu berücksichtigen, die oberhalb des zu erwartenden Rauschlevels liegen, werden typischerweise Schwellenwertkennlinien vorgegeben. DE 10 2004 006 015 A1 beschreibt ein derartiges Verfahren, bei dem die Detektionsschwelle in Abhängigkeit von äußeren Gegebenheiten des Systems variiert wird.
Neben dem Rauschlevel können auch Umwelteinflüsse die Messung stören. Störquellen können beispielsweise Luftströmungen bei vergleichsweise schneller Fahrt darstellen. Auch Ultraschallsensoren anderer Fahrzeuge, die selbst Ultraschallsignale aussenden, können Störungen verursachen. Um diese Art von Störungen auszublenden, werden die empfangenen Echosignale typischerweise gefiltert, bevor sie Grundlage der Abstandsberechnung werden. Aus DE 10 2009 002 870 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung von Fremdstörern bekannt, in dem Ultraschallimpulse von mehreren Sendern gleichzeitig ausgestrahlt werden, um Echos des ersten Ultraschallimpulses zu verifizieren.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Schrift GB 2 487 649 A bekannt. Diese Schrift betrifft Verfahren zur Identifizierung und Ortung eines Unterwasser akustischen Reflektors mit einer einen Kern umgebenden Schale durch Identifizierung, ob ein Objekt eine Sonarabfrage eines Suchgebietes mit einem Doppelecho reflektiert, Messung der Trennung der beiden Echos, der Zielstärke jedes Echos jedes Echos, Gesamtzielstärke, akustische Breite, Frequenz Frequenzgang und Phasengang des Objekts, das als interessant als interessant akzeptiert oder zurückgewiesen wird, wenn es mit bekannten Eigenschaften eines akustischen Unterwasserreflektors übereinstimmt, wie z. B. Mindestwerte. Der akustische Durchmesser kann gemessen und mit bekannten Durchmessern von akustischen Reflektoren innerhalb des Suchgebiets verglichen werden. Diese Schritte können nacheinander und/oder parallel durchgeführt werden. Die Objekte können mit kurzen Impulsen gemessen werden, die von langen Impulsen unterbrochen werden die zwischen verschiedenen Frequenzen wechseln und dreimal wiederholt werden dreimal wiederholt werden, jeweils unter einem anderen Aspekt. Das zweite Echo sollte stärker sein als das erste Echo. Eine absolute Position des akustischen Reflektors in Bezug auf den Sonarempfänger kann mit der absoluten GPS-Position des Sonarempfängers kombiniert werden Position des Sonarempfängers kombiniert werden, um eine absolute Position des akustischen Reflektors. Mehrere Reflektoren können mehrere Reflektoren an einer Ölpipeline angebracht und die Pipelinestrecke aufgezeichnet werden.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Schrift US 2003 / 0 035 342 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft ein System mit einem Sendewandler zur Übertragung eines Energiestoßes in Reaktion auf eine elektrische Antriebswellenform. Das System enthält einen Empfangswandler zur Erzeugung eines elektrischen Signals als Reaktion auf die Ankunft des des gesendeten Energiestoßes. Ein Generator ist vorgesehen zur Erzeugung der elektrischen Antriebswellenform, wobei der Generator eine solche Wellenform erzeugt, um dem Empfangswandler zu ermöglichen das elektrische Signal mit mindestens einer der folgenden Eigenschaften zu erzeugen folgenden Eigenschaften zu erzeugen: (a) eine Reihe von Wellen mit einer Amplitude, die zunimmt, dann abnimmt und dann wieder zunimmt; (b) eine Reihe von Wellengruppen, wobei diese Reihe mit einer anfänglichen Wellengruppe mit einer Periode T, gefolgt von einer Übergangsgruppe mit mindestens einer Welle mit einer Periode die sich von der Periode T unterscheidet, gefolgt von einer nachfolgenden Gruppe von Wellen mit der Periode T; oder (c) eine Reihe von Wellengruppen, wobei eine solche Serie eine erste Wellengruppe und eine spätere Gruppe von Wellen, wobei die spätere Gruppe von Wellen eine Phasenverschiebung eine Phasenverschiebung relativ zu der anfänglichen Wellengruppe aufweist, wobei eine nicht-ganzzahlige Zahl ist. Ein Detektor ist vorgesehen zum Erfassen eines der Merkmale des elektrischen Signals, das vom von dem Empfangswandler erzeugt wird. Der Detektor detektiert in einzigartiger Weise einen spezifischen Punkt im erzeugten Signal, der aufgrund des Eindeutig identifizierbar ist aufgrund der Charakteristik in dem des vom Empfangswandler erzeugten elektrischen Signals eindeutig identifizierbar ist.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Schrift US 2004 / 0 051 639 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Bewegung oder Verschiebung eines Objekts in einer überwachten Zone. Die Vorrichtung ist zwischen einer Last und einer Stromquelle angeordnet und einen Sender zur Bereitstellung eines gepulsten Signals innerhalb einer überwachten Zone. Das gepulste Signal interagiert mit Objekten in dem überwachten Bereich und liefert ein Rücksignal. Ein Empfänger empfängt Echos von einem Rücksignal des gepulsten Aufzeichnungssignals Signals, und eine Mikrocontrollerschaltung verarbeitet die Echos. Die Verarbeitung umfasst das Abrufen und Vergleichen von Phasen- und Amplitudeninformationen, die mit den Echos verbunden sind. Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Schrift DE 10 2005 033 403 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft ein Verfahren zur genauen Entfernungsbestimmung durch genaue Echolaufzeitmessung eines wellenförmigen, pulsmodulierten Signals beschrieben, bei dem die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: Erzeugung und Entsendung des wellenförmigen, pulsmodulierten Signals; Empfangen des von einem entfernten Gegenstand reflektierten Echos des Signals; Erzeugung eines Echoabtastwerte und zugeordnete, diskrete Echoabtastzeitpunkte umfassenden Echosignals durch Abtasten des empfangenen Echos mit einer endlichen Abtastrate; Vergleich des Echosignals mit einem der Form des gesendeten Signals entsprechenden, gespeicherten Referenzsignals, wobei durch Veränderung der Referenzsignalparameter Referenzsignalamplitude und Referenzsignalphasenverschiebung diejenigen Referenzsignalparameter bestimmt werden, für die die größte Ähnlichkeit zwischen Referenzsignal und Echosignal erzielt wird, - Bestimmung der genauen Echolaufzeit anhand der Referenzsignalparameter, bei denen die größte Ähnlichkeit zwischen Empfangssignal und Referenzsignal vorliegt, sowie Bestimmung der Entfernung des Gegenstandes anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit und der Echolaufzeit des Signals.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Schrift DE 10 2005 033 462 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft ein System zur Überwachung eines Nahbereiches, insbesondere des Außennahbereiches eines Kraftfahrzeugs, mittels der TOF-Methode auf Ultraschallbasis zeichnet sich durch einen Ultraschall-Sensor aus, welcher auszusendende Signale kodiert und empfangene Echosignale auf diese Kodierung hin überprüft, womit vorteilhaft eine Erhöhung der Messgeschwindigkeit mit nur einem Sensortyp gestattet ist. Die vorliegende Erfindung gestattet erstmals unter Anwendung der bekannten TOF-Methode eine Erhöhung der Messgeschwindigkeit bei Verwendung nur eines als Sender und Empfänger ausgebildeten Sensortyps. Sie eignet sich damit insbesondere für die Überwachung des Außennahbereiches eines Kraftfahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Schrift DE 10 2007 029 959 A1 bekannt. Diese Schrift beschreibt, dass bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Erfassung einer Umgebung mittels durch wenigstens einen Wandler ausgesandter Trägerwellen in Form von Sendepulsen und Erfassung von Reflexionen der Pulse im Puls-Echo-Verfahren eine größere Messdichte und eine verbesserte Qualität der Messergebnisse dadurch erreicht wird, dass die aufeinanderfolgenden Sendepulse eines Wandlers oder verschiedener gleichzeitig betriebener Wandler durch individuelle Modulation der Signale unterscheidbar sind.
Heutige Fahrassistenzsysteme stellen hohe Anforderungen an die Stabilität und die Zuverlässigkeit der verwendeten Sensorsysteme und der daraus gewonnen Umfelddaten, da ein Fahrassistenzsystem Situationen nur auf Basis der Umfelddaten erkennen kann und entsprechend reagieren kann. Es besteht daher ein anhaltendes Interesse daran, Störungen möglichst zuverlässig auszublenden, um die bereitgestellten Umfelddaten optimal für das unterstützte Fahren nutzen zu können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Umfelderkennung mit mindestens einem Abstandssensor vorgeschlagen, das folgende Schritte umfasst:

(a) Aussenden mindestens eines Impulses mit einem definierten Sendespektrum;
(b) Empfangen mindestens eines Signals in einem Messzyklus;
(c) Klassifizieren des empfangenen Signals als Echosignal oder als Störsignal, wobei basierend auf einer Amplitude und einer Phaseninformation des empfangenen Signals eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Fahrassistenzsystem zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, das folgende Komponenten umfasst:

(i) mindestens einen Abstandsensor zum Aussenden mindestens eines Impulses mit einem definierten Sendespektrum und/oder zum Empfangen mindestens eines Signals in einem Messzyklus;
(ii) eine Komponente zum Klassifizieren des empfangenen Signals als Echosignal oder als Störsignal, indem basierend auf einer Amplitude und einer Phaseninformation des empfangenen Signals eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.

Der Abstandsensor kann im Rahmen der Erfindung Teil der Umfeldsensorik eines Fahrassistenzsystems mit unterschiedlichen Subsystemen sein, beispielsweise einem Einparkassistenten, einer Totwinkelüberwachung oder einem Adaptive-Cruise-Control (ACC) System. Dabei dient die Umfeldsensorik des Fahrassistenzsystems zur Überwachung des Fahrzeugumfeldes, wobei Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Infrarotsensoren, LIDAR-Sensoren oder optische Sensoren eingesetzt werden können. Zur Abstandsmessung finden insbesondere solche Sensoren Anwendung, die nach dem Prinzip eines Puls-Echo-Verfahrens den Abstand zu Objekten im Umfeld des Fahrzeuges bestimmen. Bevorzugt eignen sich Ultraschallsensoren als Abstandssensoren.
Im Allgemeinen wird das Sendespektrum des Abstandsensors durch Parameter, wie Frequenz, Amplitude und Phase, bestimmt. So kann das Sendespektrum ein Signal mit definierter Frequenz, Amplitude und Signalform, beispielsweise einen Rechteckimpuls, umfassen. Weiterhin kann das Sendespektrum in einem Parameter, etwa der Frequenz, moduliert sein. Für Abstandssensoren eignet sich insbesondere ein Sendespektrum, dessen Frequenz sich zeitlich verändert (Chirps). Eine weitere Möglichkeit bildet die Überlagerung unterschiedlicher Signale mit beispielsweise unterschiedlichen Frequenzen oder Amplituden in einem Sendespektrum.
Ein Messzyklus bezeichnet im Rahmen der Erfindung eine definierte Abfolge von Sende- und Empfangsintervallen. Insbesondere bei Abstandssensoren, die den Abstand nach dem Prinzip eines Puls-Echo-Verfahrens bestimmen, umfasst ein Messzyklus mindestens ein Sendeintervall, in dem ein Sendeimpuls mit einem Sendespektrum ausgesendet wird, und mindestens ein Empfangsintervall, in dem Echos des Sendeimpulses empfangen werden können. Dabei bestimmt sich die Länge eines Messzyklus typischerweise nach der maximal zu erwartenden Zeit zwischen Aussenden des Impulses und Empfangen des dazugehörigen Echos.
Der Abstandssensor kann im Rahmen der Erfindung sowohl einen Impuls aussenden als auch ein Echo empfangen. Diese Bauart ist zwar vorteilhaft aber keineswegs zwingend. Gleichermaßen sind auch baulich getrennte Sender und Empfänger möglich. Bei baulich getrennten Einheiten werden mindestens zwei Abstandssensoren zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt, wobei ein Abstandssensoren als „Sender“ fungiert, wenn er einen Impuls abgibt, und ein Abstandssensor als „Empfänger“ fungiert, wenn er ein Signal empfängt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Rahmen einer Laufzeitmessung durchgeführt werden, wobei die Laufzeitmessung mit Hilfe des Abstandssensors durchgeführt wird. Dabei wird der Abstandssensor zunächst angesteuert, Impulse mit definiertem Sendespektrum auszusenden. Die Ansteuerung des Abstandssenors kann in einem Fahrassistenzsystem beispielsweise zentral von einem Steuergerät des Fahrassistenzsystems oder von einer dem Sensor zugeordneten Elektronikeinrichtung aus erfolgen, wobei die Sendeparameter, etwa die Frequenz, die Amplitude, die Sendedauer oder die Modulation eines Impulses beziehungsweise aufeinanderfolgender Impulse, variieren können und an die jeweilige Situation, beispielsweise an die Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder an das durchzuführende Fahrmanöver, angepasst werden können. Anschließend werden die ausgesendeten Impulse bei Reflektion an Objekten als Echos vom Abstandssensor detektiert. Aus der Laufzeit eines Impulses, also der Zeit zwischen Senden des Impulses und Empfangen des Echos, ergibt sich dann unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Signals und gegebenenfalls der Fahrzeuggeschwindigkeit der Abstand zwischen dem Objekt und dem Abstandssensor.
Vom Abstandssensor empfangene Signale werden typischerweise einer elektronischen Einheit, wie dem Steuergerät eines Fahrassistenzsystems oder einer dem Sensor zugeordneten Elektronikeinrichtung, zugeführt und dort weiter verarbeitet, um Informationen, wie die Laufzeit des Sendeimpulses, aus dem empfangenen Signal zu extrahieren. Neben der Laufzeit und der sich daraus ergebenden Abstandsbestimmung können empfangene Signale auch im Bezug auf die Amplitude und die Phaseninformation analysiert werden. Hierbei ist die Phaseninformation durch die Phasenkorrelation zwischen dem empfangenen Signal und dem Sendeimpuls gegeben. Anhand der Amplitude und der Phaseninformation wird das empfangene Signal im Rahmen einer Plausibilitätsprüfung als Echosignal oder als Störsignal klassifiziert.
In einer Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sowohl für die Amplitude als auch für die Phaseninformation des empfangenen Signals ein Plausibilitätsbereich festgelegt. Der Plausibilitätsbereich hängt dabei, ähnlich wie die Länge eines Messzyklusses, von den zu erwartenden Werten für die Amplitude und für die Phaseninformation eines Echosignals ab. Dies bestimmt sich insbesondere nach den Parametern des gesendeten Impulses. So kann beispielsweise für eine gegebene Amplitude und Frequenzmodulation des Sendeimpulses eine Kennlinie berechnet werden, die die zu erwartende Amplitude eines Echosignals mit dem Abstand beziehungsweise mit der Laufzeit korreliert. Daraus ergibt sich für jede gemessene Laufzeit beziehungsweise dem sich daraus ergebenden Abstand und für jede gemessene Amplitude des empfangenen Signals ein physikalisch plausibler Bereich, der Messungenauigkeiten berücksichtigt. Hierbei hängt die Amplitude des empfangenen Signals von der Reflektivität der reflektierenden Objekte ab und kann aufgrund dessen stark variieren.
Der Plausibilitätsbereich für die Amplitude umfasst daher vorzugsweise einen Schwellenwert als obere Grenze. Insbesondere umfasst der Plausibilitätsbereich für die Amplitude Amplituden, die unterhalb eines Schwellenwertes von 5 bis 10% über dem zu erwartenden Wert für die Amplitude bei gegebenem Abstand liegen. Störsignale mit Amplituden, die unter diesem Schwellenwert liegen, werden durch Plausibilisierung mit der Phaseninformation klassifiziert. Zusätzlich zu dem Schwellenwert kann als untere Grenze ein minimaler Wert für die Amplitude berücksichtigt werden, der sich nach der Bestimmbarkeit der Phaseninformation richtet. Dieser Wert bestimmt sich nach dem Fehler bei der Bestimmung der Phaseninformation, der für kleiner werdende Amplituden größer wird. Damit wird die Phaseninformation ungenauer und kann nicht mehr ohne weiteres, etwa mittels zusätzlicher Filter, zur Plausibilisierung genutzt werden.
In ähnlicher Weise kann für die Phaseninformation ein physikalisch plausibler Bereich festgelegt werden. So ergibt sich für jede gemessene Laufzeit beziehungsweise dem sich daraus ergebenden Abstand eine zu erwartende Phasenkorrelation eines Echosignals gegenüber dem Sendeimpuls. Für jede gemessene Phasenkorrelation des empfangenen Signals gegenüber dem Sendeimpuls kann ein physikalisch plausibler Bereich festgelegt werden, der Messungenauigkeiten gegenüber dem zu erwartenden Wert berücksichtigt. Hierbei entspricht eine Phaseninformation von 1 einem empfangenen Signal, das eine maximale Korrelation mit dem gesendeten Signal aufweist. Beispielsweise kann der Plausibilitätsbereich für die Phaseninformation zwischen Plausibilitätskoeffizienten von 0,2 und 1 liegen, wobei eine untere Grenze bei 0,2 bis 0,4 und eine obere Grenze bei 0,9 bis 1 des zu erwartenden Wertes für die Phaseninformation bei gegebener Laufzeit liegen. Der Plausibilitätsbereich für die Phaseninformation kann beispielsweise zwischen einem Phasenkorrelationskoeffizienten von 0,4 bis 1 liegen.
In einer Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Rahmen der Plausibilitätsprüfung bestimmt, ob die Amplitude und die Phaseninformation des empfangenen Signals innerhalb oder außerhalb des jeweiligen Plausibilitätsbereiches liegen. Weiterhin kann die Plausibilitätsprüfung bezüglich der Phaseninformation unter der Bedingung durchgeführt werden, dass die Amplitude des Signals einen minimalen Wert überschreitet. Zusätzlich oder alternativ können empfangene Signale mit Amplituden, die unter dem minimalen Wert liegen gefiltert werden, indem diese beispielsweise mittels eines Optimalfilters identifiziert und gegebenenfalls unterdrückt werden.
In einer weiteren Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Plausibilitätsbereich für die Phaseninformation in Abhängigkeit von der Amplitude variieren, wobei beispielsweise ein linearer Zusammenhang zwischen dem Plausibilitätsbereich für die Phaseninformation und der Amplitude angenommen werden kann. Liegen die Phaseninformation beispielsweise im unteren Bereich des zugehörigen Plausibilitätsbereiches und die Amplitude im oberen Bereich des zugehörigen Plausibilitätsbereiches, kann daraus geschlossen werden, dass ein Störsignal vorliegt. Denn je größer die Amplitude ist, desto genauer kann die Phaseninformation und damit die Korrelation zwischen empfangenem und gesendetem Signal bestimmt werden. Damit lässt der Fehler in der Bestimmung der Phaseninformation für große Amplituden nahe dem Schwellenwert einen kleineren Plausibilitätsbereich in der Phaseninformation zu. Umgekehrt ist die Bestimmung der Phaseninformation ungenauer je geringer die Amplitude ist, das heißt je näher die Amplitude an dem minimalen Wert für die Amplitude liegt, und die Phaseninformation ist damit über einem größeren Bereich plausibel.
Empfängt der Abstandsensor Signale, deren Amplitude und Phaseninformation innerhalb des jeweiligen Plausibilitätsbereiches liegen, stellt das empfangene Signal ein Echo des Sendeimpulses dar. Daraus ergibt sich, dass das empfangene Signal als Echosignal und damit als Objektdetektion identifiziert werden kann.
Umgekehrt kann der Abstandsensor auch Signale empfangen, deren Amplitude und Phaseninformation nicht in dem jeweiligen Plausibilitätsbereich liegen und als Störung identifiziert werden. Derartige Signale können beispielsweise von einem Fremdstörer, wie einem anderen Abstandsensor, Druckluftpistolen, Nebengeräuschen, wie Schlüsselklappern, oder elektromagnetischen Störern, wie Induktionsschleifen, stammen und es besteht keine Korrelation zwischen dem Sendeimpuls und dem empfangenen Signal. Folglich würde ein Klassifizieren derartiger Signale als Echosignal zu einer fehlerhaften Abstandsmessung führen.
In einer weiteren Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Störsignale insbesondere für die Abstandsbestimmung verworfen. Alternativ kann die Amplitude und/oder die Phaseninformation des empfangenen Störsignals weiterverarbeitet werden. So kann beispielsweise aus der Amplitude und/oder der Phaseninformation des empfangenen Störsignals ein Fremdstörer erkannt werden und eine Entfernung des Abstandssenors von dem Fremdstörer, insbesondere einem Ultraschallsensor eines anderen Fahrzeuges, geschätzt werden. Aus der Entfernung des Fremdstörers können weitere Informationen extrahiert werden, die beispielsweise die Bewegung. die Geschwindigkeit, die Beschleunigung sowie Informationen bezüglich der Lage eines Fremdstörer umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann in Reaktion auf ein Störsignal, das beispielsweise einem Fremdstörer zugeordnet werden kann, mindestens ein Parameter des Sendespektrums, etwa die Frequenz oder deren Modulation, variiert werden, um die Beeinflussung des Fremdstörers auf den Abstandsensor zu reduzieren.
Die Information, dass ein Fremdstörer detektiert wurde und/oder dessen Entfernung können weiterhin einem übergeordneten System, insbesondere einem Fahrassistenzsystem, bereitgestellt werden. So können diese Informationen für weitere Subsysteme, insbesondere solchen, die auf Nachführungsalgorithmen (engl. tracking algorithm) basieren, etwa die Einparkunterstützung, die Totwinkelüberwachung oder die Spurüberwachung, genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem ist vorzugsweise zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Dabei stellen die einzelnen Komponenten funktionale Komponenten oder Routinen dar, die beispielsweise im Rahmen eines Computerprogramms auf einer elektronischen Einheit, wie einer programmierbaren Computereinrichtung, ausgeführt werden. Bei der Computereinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Steuergerät (ECU) zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln.
Der Abstandssensor des Fahrassistenzsystems kann beispielsweise als Ultraschallsensor, Radarsensor, Infrarotsensor, LIDAR-Sensor oder optischer Sensor ausgestaltet sein, der als Empfänger und/oder Sender fungieren kann. Vorzugsweise ist der Abstandssensor ein Ultraschallsensor.
Das ECU kann mit dem Abstandssensor über Steuersignale kommunizieren. So können Steuersignale generiert werden, die den Abstandssensor triggern, Impulse mit einem definierten Sendespektrum auszusenden. Umgekehrt kann auch der Abstandssensor empfangene Signale an das ECU zur Signalverarbeitung weiterleiten. So erfolgt im Rahmen der Signalverarbeitung im ECU die Klassifizierung des empfangenen Signals als Echosignal oder als Störsignal. Dazu wird eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt, die auf einer Amplitude und einer Phaseninformation des empfangenen Signals basiert. Alternativ können die Signalverarbeitung, insbesondere die Generierung eines Steuersignals und die Plausibilitätsprüfung, in einer dem Sensor zugeordneten Elektronikeinrichtung erfolgen, deren Ergebnisse gegebenenfalls an ein ECU kommuniziert werden können.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren vorgeschlagen, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. 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 einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über ein Datennetzwerk, wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung, wie etwa eine Telefonleitung oder eine Drahtlosverbindung.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht es, die Umfelderkennung mit einem Abstandssensor zuverlässiger zu gestalten. Insbesondere durch die gleichzeitige Einbeziehung der Amplitude und der Phaseninformation des empfangenen Signals in eine Plausibilitätsprüfung können Störsignale zuverlässig von Echosignalen unterschieden werden. Dadurch stehen qualitativ hochwertige Daten zur Verfügung, die eine zuverlässige Objekterkennung und Abstandsmessung erlauben. So können die Messdaten des Abstandssensors genutzt werden, um nachfolgenden Systemen den maximalen Informationsgehalt bereitzustellen. Insbesondere ermöglicht die Plausibilitätskontrolle Fremdstörer, wie Abstandssensoren anderer Fahrzeuge, von tatsächlichen Hindernissen zu unterscheiden.
Bei Detektion eines Fremdstörers können die Messwerte dazu genutzt werden, weitere Informationen zu bestimmen. So können Fremdstörer bereits vor Eintritt in den Erfassungsbereich des Abstandssensors detektiert werden und von dem Fahrassistenzsystem frühzeitig berücksichtigt werden. Weiterhin können Störungen durch den Fremdstörer im eigenen System durch Verändern der Frequenzen im Sendespektrum des Abstandssensors minimiert werden. Die Erfindung unterstützt damit nicht nur das eigene Fahrassistenzsystem, sondern auch Fremdsysteme und kann zu einer generellen Verbesserung der Umfelderkennung beitragen.
Fahrassistenzsysteme nutzen häufig Abstandssensoren zur Umfelderkennung. Mit der verbesserten Verarbeitung der Messdaten wird somit auch die Umfelderkennung des Fahrassistenzsystems verbessert. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Reaktionsfähigkeit und die Zuverlässigkeit des Fahrassistenzsystems aus. Insbesondere kann die Information, dass ein Fremdstörer mit einer geschätzten Entfernung vorliegt, genutzt werden, um die Reaktion des Fahrassistenzsystems entsprechend zu adaptieren. Beispielsweise können aufgrund von fehlerhaften Abstandswerten durchzuführende Eingriffe des Fahrassistenzsystems in aktive Systemkomponenten des Fahrzeuges, wie das Bremssystem oder das Antriebssystem, verhindert werden.
Situationen, bei denen die Umfeldsensorik des Fahrassistenzsystems die relevanten Daten zur Unterstützung des Fahrers bereitstellt, treten häufig auf und ein erfindungsgemäß ausgebildetes Fahrassistenzsystem kann somit zu einer verbesserten Unterstützung beitragen. Die erhöhte Systemverfügbarkeit steigert zusätzlich den Nutzwert und die Akzeptanz von entsprechenden Fahrassistenzsystemen. Zudem kann das vorgeschlagene Verfahren zur Umfelderkennung, ohne zusätzliche Hardwarekomponenten, durch ein Softwareupdate implementiert werden, was eine kostengünstige und einfache Realisierung ermöglicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Zeichnungen eingehender beschrieben. Hierbei zeigen:

1 ein mit einem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem ausgerüstetes Fahrzeug in einer beispielhaften Fahrsituation,
2 schematisch einen Signalverlauf für einen kompletten Messzyklus zur Abstandsmessung,
3 ein Kennlinienfeld mit beispielhaften Messpunkten zur Diskriminierung zwischen tatsächlichen Objekten und Störsignalen,
4 eine beispielhafte Darstellung der Plausibilitätsbereiche für die Amplitude und die Phaseninformation bei gegebenem Abstand,
5 in Form eines Flussdiagramms eine Arbeitsweise des Fahrassistenzsystems aus 1.

Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist schematisch eine Fahrsituation mit mehreren Fahrzeugen 10, 12, 14 angedeutet, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Hierbei bewegen sich die Fahrzeuge 10, 12 unmittelbar hintereinander in eine erste Richtung 16. Ein weiteres Fahrzeug 14 fährt auf der Gegenfahrbahn in einer der ersten Richtung 16 entgegengesetzten Richtung 18 an den Fahrzeugen 10, 12 vorbei. Weiterhin sind die Fahrzeuge 10, 12, 14 jeweils mit einem Fahrassistenzsystem 11, 13, 15 ausgerüstet. Das Fahrassistenzsystem 11, 13, 15 umfasst ein ultraschallbasiertes System zur Umfeldüberwachung mit mehreren Ultraschallsensoren 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36 (abgekürzt 20...36), die vorne, hinten und seitlich an den Fahrzeugen 10, 12, 14 verbaut sind. Gesteuert wird jedes ultraschallbasierte System von einem zentralen ECU 37, 38, 39 das mit den Ultraschallsensoren 20...36 kommuniziert. Neben dem ultraschallbasierten System zur Umfeldüberwachung kann das Fahrassistenzsystem 11, 13, 15 weitere Umfeldsensorik umfassen, die in 1 nicht gezeigt ist.
Bei der Vorbeifahrt von Fahrzeugen 10, 12, 14 oder in Situationen mit hohem Verkehrsaufkommen, beispielsweise in einem Stau oder vor einer roten Ampel, können sich die Fahrzeuge 10, 12, 14 zumindest kurzzeitig in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Die jeweiligen Fahrassistenzsysteme 11, 13, 15 können daher mit den am Fahrzeug verbauten Ultraschallsensoren 20...36 weitere Fahrzeuge 10, 12, 14, die sich vor, hinter oder neben ihnen befinden, als Objekte detektieren.
Weiterhin können sich die Ultraschallsensoren 20...36 der Fahrzeuge 10, 12, 14 gegenseitig stören. So können beispielsweise in der in 1 gezeigten Situation die vorne am Fahrzeug 10 angebrachten Ultraschallsensoren 22 die hinten am Fahrzeug 12 angebrachten Ultraschallsensoren 26 stören. Derartige Störungen umfassen beispielsweise den Empfang von fehlerhaften Ultraschallsignalen durch einen Ultraschallsensor, beispielsweise 22, die von einem anderen Ultraschallsensor, beispielsweise 26, ausgesendet wurden, und in keinem Zusammenhang mit dem ausgesendeten Impuls des Ultraschallsensors 22 stehen. Diese Störsignale führen zur Detektion von „Geisterobjekten“ und können ein Fehlverhalten des Fahrassistenzsystems 11 verursachen.
Um solche Situationen zu vermeiden, führt das erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem 11, 13, 15 eine Plausibilitätsprüfung durch, anhand der tatsächliche Echos 40 von Störsignalen 41 unterschieden werden können. Dazu wird die Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 und die Phaseninformation des empfangenen Signals 40, 41 genutzt, wobei ein tatsächliches Echosignal 40 dann angenommen wird, wenn die Amplitude 48 und Phaseninformation in einem vorbestimmten Plausibilitätsbereich 44 liegen. Andernfalls wird auf ein Störsignal 41 geschlossen, das verworfen oder im ECU 21, 27, 33 weiter verarbeitet wird.
Die Phaseninformation beschreibt dabei die Phasenanpassung (engl. phase matching), die bestimmt, wie gut das Empfangssignal zum Sendesignal passt, wenn die beiden anschaulich übereinander gelegt werden würden. Mathematisch ist dies durch die Korrelationsfunktion von Sende- und Empfangssignal beschrieben. Zum Beispiel: würde ein Signal mit 50 kHz gesendet werden und das Empfangssignal hätte 60 kHz, dann hätte man eine schlechte Korrelation und einen Korrelationskoeffizienten kleiner 1, weil die Wellenberge und Täler auseinanderlaufen. Hätte das Empfangssignal ebenfalls 50 kHz und würden die Wellenberge und Täler aufeinander fallen, entspricht dies einer hohen Korrelation zwischen den Signalen und der Korrelationskoeffizient wäre 1. Die Phaseninformation entspricht daher typischerweise dem Korrelationskoeffizienten zwischen dem Sende- und Empfangssignal.
In 2 ist ein Signalverlauf der von einem Ultraschallsensor 20...36 gemessenen Schwingungsamplitude, A, gegen die Zeit, t, für einen kompletten Messzyklus ΔT aufgetragen. Der Messzyklus ΔT beginnt mit einem Sendepuls 38.1 und reicht bis zu einem weiteren Sendepuls 38.2. Zunächst empfängt der Ultraschallsensor 20...36 von dem ECU 21, 27, 33 des Fahrassistenzsystems 11, 13, 15 einen digitalen Sendeimpuls oder ein Sendekommando. Dadurch wird der Ultraschallsensor 20...36 mit beispielsweise Rechteckimpulsen zum Schwingen angeregt. Der Ultraschallsensor 20...36 sendet für eine bestimmte Zeit einen Ultraschallimpuls aus, wobei während der Abklingdauer ΔT₁ kein Empfang möglich ist. Nach dem Zeitintervall ΔT₁ ist der Ultraschallsensor für das Zeitintervall ΔT₂ empfangsbereit. Der von Objekten, beispielsweise einem anderen Fahrzeug 10, 12, 14, reflektierte Schall versetzt die wieder beruhigte Membran des Ultraschallsensors 20...36 wiederum in Schwingungen, die in den Echosignalen 40 resultieren.
Die Schwingungen werden durch den Ultraschallsensor 20...36 in ein elektrisches Signal umgewandelt und von der Sensorelektronik weiterverarbeitet. Die erfassten Umfelddaten werden schließlich dem ECU 21, 27, 33 bereitgestellt und zur Steuerung weiterer Komponenten des Fahrassistenzsystems 11, 13, 15, beispielsweise zur Ausgabe von Warnungen an den Fahrer, genutzt. Weiterhin ergibt sich aus den Zeitpunkten, zu denen die Echosignale 40 detektiert wurden und dem anfänglich ausgesendeten Impuls 38 die Laufzeit beziehungsweise unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Schalls der Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 20...36 und dem detektierten Objekt.
Neben den Echosignalen 40 können jedoch auch Signale 41 während eines Messzyklusses ΔT auftreten. Im zeitlichen Verlauf des Messzyklusses ΔT hat das Signal 41 trotz der zu erwartenden Entfernungsdämpfung der Echoamplitude eine höhere Amplitude als die Echosignale 40. Derartige Signale 41 können insbesondere von aktiven Fremdstörern, wie Ultraschallsensoren 20...36 anderer Fahrzeuge 10, 12, 14, stammen. Ein Erkennen und Unterdrücken derartiger Signale kann zunächst auf Basis der Amplitudenwerte 46.2, 48.2, 50.2 erfolgen. Eine zuverlässigere Möglichkeit besteht jedoch darin, auch die Phaseninformation des empfangenen Signals 40, 41 in der Plausibilitätsprüfung zu berücksichtigen, da die Phaseninformation des empfangenen Signals 40, 41 weiteren Aufschluss über dessen Herkunft geben kann. Dabei werden in vorteilhafter Weise die Effekte kombiniert, so dass die Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 des Signals 40, 41 mit der Entfernung abnimmt, und für Signale 40, 41 mit großen Amplituden 46.2, 48.2, 50.2 die Phaseninformation genauer bestimmt werden kann.
Anhand der Plausibilitätsprüfung kann somit zwischen Echosignalen 40 und Störsignalen 41 unterschieden werden. 3 zeigt beispielhaft Kennlinien 42 eines Ultraschallsensors 20... 36 mit Messpunkten 46.2, 48.2, 50.2, anhand derer die erfindungsgemäße Plausibilitätsprüfung näher beschrieben wird.
3 zeigt Kennlinien 42, die die Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 von empfangenen Signalen 40, 41 mit der Laufzeit oder äquivalent dem Abstand d eines detektierten Objekts verknüpfen. Dabei ergibt sich aus der Entfernungsdämpfung der Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 für jede gemessene Laufzeit zwischen gesendetem Impuls 30 und empfangenem Echosignal 40 eine zu erwartende maximale Amplitude 48.2. Diese Werte entsprechen der Kennlinie 42.2. Aufgrund von Messungenauigkeiten und Abweichungen von dem angenommenen Model für die Entfernungsdämpfung wird weiterhin ein Plausibilitätsbereich 44 festgelegt, der Abweichungen von den zu erwartenden Werten 42.1 berücksichtigt. Dieser Plausibilitätsbereich 44 ist durch die Schwellenwerte der Kennlinien 42.1 gegeben und liegt beispielsweise zwischen ± 5 bis 10 % der zu erwartenden Amplitude.
Während des Betriebes des Ultraschallsensors 20...36 werden unterschiedliche Signale 40, 41 empfangen und zunächst anhand des Kennlinienfeldes 42, wie in 3 gezeigt, ausgewertet. Wird ein Signal empfangen, das einen Abstand 48.1 und eine Amplitude 48.2 aufweist, liegt dieser Punkt 48 innerhalb des Plausibilitätsbereiches 44 für die Amplitude und indiziert ein Echosignal 41. Empfangene Signale 40, 41, die eine Amplitude unterhalb des Schwellenwertes und damit unterhalb der Kennlinie 42.1 aufweisen, können aufgrund der Reflektivität von Objekten und der atmosphärischen Dämpfung durch die Absorption in Luft, plausibel sein und liegen daher ebenfalls im Plausibilitätsbereich 44.
Empfangene Signale 40, 41, die beispielsweise einen Abstand 46.1 und eine Amplitude 46.2 aufweisen, liegen mit dem Punkt 46 außerhalb des Plausibilitätsbereiches 44 und sind unphysikalisch. Derartige Signale sind damit unplausibel und können ohne Überprüfung der Phaseninforamtion als Störsignale identifiziert werden. Damit wird die Plausibilitätsprüfung hinsichtlich der Phaseninformation dann durchgeführt, wenn die Amplitude des empfangenen Signals 40, 41 bei gegebenem Abstand einen Schwellenwert 42.1 unterschreitet. Zusätzlich kann die Phaseninformation für kleinere Amplituden 50.2 nur ungenau bestimmt werden. Daher ist es weiterhin denkbar, die Plausibilitätsprüfung hinsichtlich der Phaseninformation dann durchzuführen, wenn die Amplitude des empfangenen Signals 40, 41 einen minimalen Wert 50.2 überschreitet.
Liegt die Amplitude des empfangenen Signals 40, 41 im Plausibilitätsbereich 44 und ist zusätzlich die aus dem empfangenen Signal 40, 41 extrahierte Phasenkorrelation gegenüber dem gesendeten Impuls 38 mit der zu erwartenden Phasenkorrelation inkonsistent, so wird beispielsweise das zu Punkt 48 korrespondierende Signal als Störsignal 41 von einem Fremdstörer, etwa einem Ultraschallsensor 20...36 eines anderen Fahrzeuges 10, 12, 14, klassifiziert. Die Information, dass ein Ultraschallsensor 20...36 eines anderen Fahrzeuges als Fremdstörer detektiert wurde und gegebenenfalls dessen Entfernung können weiterhin dem übergeordneten Fahrassistenzsystem 11, 13, 15 bereitgestellt werden.
4 verdeutlicht die Plausibilitätsprüfung in Bezug auf die Amplitude 48.2, 50.2 und die Phaseninformation des empfangenen Signals 40, 41 anhand einer beispielhaften Darstellung der Plausibilitätsbereiche 44, 84 für die Amplitude und die Phaseninformation bei gegebenem Abstand. So wird der Plausibilitätsbereich 86 zunächst von den jeweiligen Plausibilitätsbereichen der Amplitude 44 und der Phaseninformation 84 festgelegt. Für die Amplitude ergibt sich dieser aus dem maximal physikalisch möglichen Schwellenwert 42.1 und gegebenenfalls aus dem minimalen Wert 50.2, ab dem eine Überprüfung der Phaseninformation sinnvoll ist. Der Plausibilitätsbereich 84 für die Phaseninformation ergibt sich ebenfalls aus den physikalisch möglichen Grenzen 72, 70, zwischen denen die Phaseninformation liegen kann. Ein typischer Bereich 84 für die Phaseninformation liegt beispielsweise zwischen 0,4 und 1.
Aus den jeweiligen Plausibilitätsbereichen 44, 84 für die Amplitude und die Phaseninformation ergibt sich ein zweidimensionaler Bereich 86, der plausible Werte umfasst. Um die Plausibilitätsprüfung weiter zu verfeinern, erfolgt eine weitere Diskriminierung im Bereich 86, wobei der Plausibilitätsbereich 84 für die Phaseninformation der jeweiligen Amplitude angepasst wird, da bei Amplituden unterhalb des minimalen Amplitudenwerts 50.2 die Phaseninformation nur ungenau bestimmt werden kann. Daher wird im Bereich 79 ein größerer Plausibilitätsbereich 84 angenommen und gegebenenfalls werden weitere Filter eingesetzt, um Signale von Rauschen zu diskriminieren. Zu größeren Amplitudenwerten hin wird die Bestimmung der Phaseninformation genauer und der Plausibilitätsbereich 84 kann stetig mit größer werdenden Amplituden verkleinert werden.
Daraus resultiert die in 4 beispielhaft gezeigte Aufteilung des Bereiches 86 in einen unplausiblen Bereich 82 und einen plausiblen Bereich 88. Letztlich kann die Plausibilitätsprüfung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens so weit verfeinert werden, dass nur noch Werte, die bei gegebenem Abstand in den Bereich 88 fallen, als Echosignale identifiziert werden und Signale die außerhalb dieses Bereiches 86 liegen als Störsignale identifiziert werden. Damit werden qualitativ hochwertige Daten zur Verfügung gestellt, die eine zuverlässige Objekterkennung und Abstandsmessung erlauben. Zusätzlich werden die Daten detektierter Fremdstörer dazu genutzt, weitere Informationen zu bestimmen. So können Fremdstörer bereits vor Eintritt in den Erfassungsbereich des Abstandssensors detektiert werden und von dem Fahrassistenzsystem frühzeitig berücksichtigt werden. Weiterhin können Störungen durch den Fremdstörer im eigenen System durch Verändern der Frequenzen im Sendespektrum des Abstandssensors minimiert werden.
In 5 ist ein Flussdiagramm 60 dargestellt, das das Zusammenspiel der Komponenten des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems 11, 13, 15 erläutert. In einem Schritt 62 werden Impulse mit einem definierten Sendespektrum, etwa einem frequenzmodulierten Sendespektrum, von dem Abstandssensor ausgesendet. Damit beginnt der Messzyklus ΔT. In Schritt 64 ist der Abstandssensor empfangsbereit und empfängt Signale bis zum Ende des Messzyklus ΔT.
In Schritt 66 werden die empfangenen Signale 40, 41 analysiert und als Echosignal 40 oder als Störsignal 41 klassifiziert. Dabei wird basierend auf der Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 und der Phaseninformation des empfangenen Signals 40, 41 eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt und geprüft, ob die Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 und die Phaseninformation des innerhalb des jeweiligen Plausibilitätsbereiches 44 liegen. So wird in besonders vorteilhafter Weise ausgenutzt, dass die Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 des Signals 40, 41 mit der Entfernung abnimmt, und für Signale 40, 41 mit großen Amplituden die Phaseninformation relativ genau bestimmt werden kann. Die Überprüfung im Hinblick auf Amplitude 46.2, 48.2, 50.2 und Phaseninformation stellt damit eine zuverlässige Möglichkeit dar, Fremdstörer im Empfangsspektrum eines Ultraschallsensors 20...36 zu erkennen und zu unterdrücken.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die anhängigen Ansprüche angegeben Bereiches ist eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handels liegen.

Claims

Verfahren zur Umfelderkennung (60) mit mindestens einem Abstandsensor (20...36) umfassend folgende Schritte: (a) Aussenden (62) mindestens eines Impulses (38, 38.2, 38.1) mit einem definierten Sendespektrum; (b) Empfangen (64) zumindest eines Signals (40, 41) in einem Messzyklus (ΔT); (c) Klassifizieren (66) des empfangenen Signals (40, 41) als Echosignal (40) oder als Störsignal (41), wobei basierend auf einer Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und einer Phaseninformation des empfangenen Signals (40, 41) eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Abstandssensors (20..36) eine Laufzeitmessung durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und die Phaseninformation des empfangenen Signals (40, 41) jeweils ein Plausibilitätsbereich (44, 84) festgelegt wird und in der Plausibilitätsprüfung bestimmt wird, ob die Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und die Phaseninformation des empfangenen Signals (40, 41) innerhalb oder außerhalb des jeweiligen Plausibilitätsbereiches (44, 84) liegen.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Plausibilitätsbereich für die Amplitude Amplituden umfasst, die unterhalb eines Schwellenwert von 5 bis 10% über dem zu erwartenden Wert für die Amplitude bei gegebenem Abstand liegen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Plausibilitätsbereich für die Phaseninformation zwischen Phasenkorrelationskoeffizienten von 0,2 und 1 liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Plausibilitätsbereich für die Phaseninformation in Abhängigkeit von der Amplitude variiert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein empfangenes Signal (40, 41), dessen Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und Phaseninformation innerhalb des jeweiligen Plausibilitätsbereichs (44) liegen, als Echosignal (40) klassifiziert wird, und ein empfangenes Signal (40, 41), dessen Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) oder Phaseninformation außerhalb des jeweiligen Plausibilitätsbereichs (44) liegen, als Störsignal (41) identifiziert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene Störsignal (41) verworfen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf ein Störsignal (41) mindestens ein Parameter des Sendespektrums variiert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und/oder die Phaseninformation des empfangenen Störsignals (41) weiterverarbeitet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und/oder der Phaseninformation des empfangenen Störsignals (41) ein Fremdstörer erkannt wird und eine Entfernung des Abstandssenors (20... 36) von dem Fremdstörer geschätzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Information, dass ein Fremdstörer detektiert wurde und/oder dessen Entfernung einem übergeordneten System (11, 13, 15) bereitgestellt werden.
Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird.
Fahrassistenzsystem (11, 13, 15) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 mit folgenden Komponenten: (i) mindestens einen Abstandsensor (20... 36) zum Aussenden mindestens eines Impulses (38, 38.2, 38.1) mit einem definierten Sendespektrum und/oder zum Empfangen zumindest eines Signals (40, 41) in einem Messzyklus (ΔT); (ii) eine Komponente (21, 27, 33) zum Klassifizieren des empfangenen Signals (40, 41) als Echosignal (40) oder als Störsignal (41), wobei basierend auf einer Amplitude (46.2, 48.2, 50.2) und einer Phaseninformation des empfangenen Signals (40, 41) eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.