DE102012222715A1 - Method for detecting foresighted collision of vehicle i.e. motor car, involves determining time-to-collision information of object based on reflected pulses received by channels for judging whether collision is occurred based on information - Google Patents
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Abstract
Description
Hintergrundbackground
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum vorausschauenden Erkennen einer Fahrzeugkollision. Unter weiteren Gesichtspunkten bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug, in dem eine solche Vorrichtung installiert ist, auf ein Verfahren zum vorausschauenden Erkennen einer Fahrzeugkollision, und auf ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The present invention relates to a device for predictively detecting a vehicle collision. In other aspects, the invention relates to a vehicle in which such a device is installed, to a method for predictively detecting a vehicle collision, and to a computer program product for carrying out such a method.
Unter dem Titel „Vorrichtung und Verfahren, einen Unfall vorherzusagen und darauf zu reagieren” offenbart die
Während diese Zeitspanne ausreicht ein Prallkissen auszulösen, erfordern andere im Falle einer Kollision nützliche Maßnahmen wie z. B. das Straffen von Gurten, Verstellen von Kopfstützen, Abgeben eines Warntons an den Fahrer, oder Hochfahren etwaiger geöffneter Seitenfenster allerdings wesentlich mehr Zeit zur Anwendung. Daher ist es wünschenswert, eine Warnung vor einer bevorstehenden Kollision zu einem früheren Zeitpunkt bereitzustellen, ohne die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass falsche Meldungen generiert werden.While this time is sufficient to trigger an impact pad, others require useful measures in the event of a collision such. As the tightening straps, adjusting headrests, giving a warning sound to the driver, or start up any open side window, however, much more time to use. Therefore, it is desirable to provide a warning of an imminent collision at an earlier time without increasing the likelihood that false messages will be generated.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum vorausschauenden Erkennen einer Fahrzeugkollision gemäß Anspruch 1, und gleichfalls durch eine Vorrichtung zur vorausschauenden Kollisionserkennung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 14.The above object is achieved by a method for predictive detection of a vehicle collision according to
Die erfinderische Vorrichtung zur vorausschauenden Kollisionserkennung für ein Fahrzeug umfasst einen Pulssender zum Aussenden von Pulsen elektromagnetischer Strahlung von dem Fahrzeug, einen Mehrkanalsensor mit einer Mehrzahl von Richtungskanälen zum Empfangen reflektierter Pulse am Fahrzeug, und einen Gruppierer zum Ermitteln, basierend auf den reflektierten Pulsen, einer Gruppe reflektierter Pulse aus benachbarten Richtungskanälen, in denen die reflektierten Pulse von einem gleichen Objekt reflektiert wurden. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Zeit-bis-Kollisions-Ermittler zum Ermitteln einer Zeit-bis-Kollisions-Information für das Objekt, basierend auf in den Richtungskanälen der Gruppe empfangenen reflektierten Pulsen, und einen Beurteiler zum Beurteilen, ob eine Kollision stattfinden wird, basierend auf der Zeit-bis-Kollisions-Information. Die Verwendung von Information aus einer Mehrzahl von Richtungskanälen ermöglicht, eine Kollision mit besonders hoher Zuverlässigkeit selbst dann zu detektieren, wenn zwischen dem Fahrzeug und dem potentiellen Kollisionsobjekt eine große Entfernung besteht. Somit können Maßnahmen wie das Schließen von Fenstern oder Straffen von Gurten, die eine im Vergleich zu einem Prallkissen lange Zeitspanne erfordern, sicher eingesetzt werden. Ferner begrenzt die logische Gruppierung von Information aus mehreren Richtungskanälen den Umfang an Datenverarbeitung, sodass leistungsstarke Prozessoren und dergleichen nicht benötigt werden, was ermöglicht die Herstellungskosten zu verringern.The inventive predictive collision detection apparatus for a vehicle includes a pulse transmitter for emitting pulses of electromagnetic radiation from the vehicle, a multi-channel sensor having a plurality of directional channels for receiving reflected pulses on the vehicle, and a grouper for determining, based on the reflected pulses, a group reflected pulses from adjacent directional channels in which the reflected pulses were reflected from a same object. The apparatus further comprises a time-to-collision determiner for determining time-to-collision information for the object based on reflected pulses received in the directional channels of the group, and an assessor for judging whether a collision will take place on the time-to-collision information. The use of information from a plurality of directional channels makes it possible to detect a collision with a particularly high reliability even if there is a long distance between the vehicle and the potential collision object. Thus, measures such as closing windows or strapping straps requiring a long period of time as compared with a baffle cushion can be used safely. Further, the logical grouping of information from multiple directional channels limits the amount of data processing, so that high-performance processors and the like are not needed, which makes it possible to reduce the manufacturing cost.
Vorzugsweise weist der Pulssender eine Leuchtdiode auf. Dies ermöglicht, die Vorrichtung zur vorausschauenden Kollisionserkennung in einer kompakten Form umzusetzen, die einfach herzustellen ist, wenig Energie verbraucht und z. B. unter einer Abdeckung einer Rückleuchte oder anderen Leuchte des Fahrzeugs Platz findet, sodass die Herstellung des Fahrzeugs vereinfacht und seine Gestaltung veredelt werden können. Verwendet man im Besonderen eine infrarote Leuchtdiode, bessert sich die Einwirkung widriger Wetterbedingungen wie z. B. Nebel auf den Betrieb der Vorrichtung.The pulse transmitter preferably has a light-emitting diode. This makes it possible to implement the device for predictive collision detection in a compact form that is easy to manufacture, consumes little energy and z. B. under a cover of a tail light or other light of the vehicle space, so that the production of the vehicle can be simplified and its design can be finished. In particular, if an infrared LED is used, the effect of adverse weather conditions such. B. fog on the operation of the device.
Das erfinderische Verfahren zum vorausschauenden Erkennen einer Kollision eines Fahrzeugs umfasst Schritte des Aussendens von Pulsen elektromagnetischer Strahlung mittels eines am Fahrzeug angebrachten Senders, des Empfangens reflektierter Pulse mittels eines am Fahrzeug angebrachten Mehrkanalsensors aus einer Mehrzahl von Richtungskanälen, und des Ermittelns, basierend auf den reflektierten Pulsen, einer Gruppe benachbarter Richtungskanäle, in denen die reflektierten Pulse von einem gleichen Objekt reflektiert wurden. Ferner umfasst es Schritte des Ermittelns einer Zeit-bis-Kollisions-Information für das Objekt, basierend auf in den Richtungskanälen der Gruppe empfangenen reflektierten Pulsen, und des Beurteilens, ob eine Kollision stattfinden wird, basierend auf der Zeit-bis-Kollisions-Information.The inventive method for predictively detecting a collision of a vehicle includes steps of emitting pulses of electromagnetic radiation via a vehicle-mounted transmitter, receiving reflected pulses from a plurality of directional channels on a vehicle-mounted multi-channel sensor, and determining based on the reflected pulses , a group of adjacent directional channels in which the reflected pulses were reflected from a same object. Further, it includes steps of determining time-to-collision information for the object based on reflected pulses received in the direction channels of the group, and judging whether a collision will take place based on the time-to-collision information.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des Beurteilens, ob eine Kollision stattfinden wird, zu beurteilen, ob die Zeit bis zur Kollision gemäß der Zeit-bis-Kollisions-Information kürzer ist als ein vorbestimmter Zeit-bis-Kollisions-Schwellenwert. Auf diese Weise kann der Zeit-bis-Kollisions-Schwellenwert in Übereinstimmung mit einer erforderlichen Einsatzzeit für Maßnahmen gewählt werden, die im Fall einer Beurteilung eingesetzt werden sollen, dass eine Kollision droht.Preferably, the step of judging whether a collision will take place includes judging whether the time to collision according to the time-to-collision information is shorter than a predetermined time-to-collision threshold. In this way, the time-to-collision threshold can be selected in accordance with a required mission time for actions taken in the event of a Assessment should be used that a collision threatens.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Reflexionsentfernung für jeden reflektierten Puls, basierend auf einer Laufzeit vom Aussenden bis zum Empfangen des reflektierten Pulses, wobei der Schritt des Ermitteln der Gruppe durchgeführt wird, indem benachbarte Richtungskanäle gewählt werden, in denen die empfangenen reflektierten Pulse einer im Wesentlichen gleichen Reflexionsentfernung entsprechen. Dadurch kann das Objekt zuverlässig von anderen Objekten unterschieden werden, die sich zwar in derselben Richtung, jedoch in einer abweichenden Entfernung vom Fahrzeug befinden, z. B. von einem zweiten Objekt, das sich teilweise hinter dem der Gruppe entsprechenden Objekt befindet.According to a preferred embodiment, the method further comprises a step of determining a reflection distance for each reflected pulse, based on a transit time from the emission to the reception of the reflected pulse, wherein the step of determining the group is performed by selecting adjacent directional channels in which the received reflected pulses correspond to a substantially equal reflection distance. This allows the object to be reliably distinguished from other objects that are in the same direction but at a different distance from the vehicle, e.g. From a second object that is partially behind the object corresponding to the group.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Verwerfens reflektierter Pulse, die einer Reflexionsentfernung größer als eine vorbestimmte Maximalentfernung entsprechen. Dies ermöglicht es die Vorhersage einer Kollision mit einem Objekt zu verhindern, das so weit entfernt ist, dass der Führer des Fahrzeugs – oder, falls es sich bei dem Objekt um ein weiteres Fahrzeug handelt, der Führer des weiteren Fahrzeugs – noch durch Ändern von Fahrgeschwindigkeit und/oder -richtung so reagieren kann, dass eine Kollision vermieden wird. Beispielsweise werden Daten, die besagten Pulsen entsprechen, aus einem Speicher gelöscht oder als in nachfolgenden Verfahrensschritten unberücksichtigt zu lassen gekennzeichnet. Zusätzlich oder alternativ werden in ähnlicher Weise reflektierte Pulse verworfen, die einer Reflexionsentfernung kleiner als eine vorbestimmte Minimalentfernung entsprechen, was zu falschen Vorhersagen einer Kollision auf Grundlage von im Nahbereich durch Nebel, Regen u. ä. reflektierten Pulsen führen kann.According to a preferred embodiment, the method further comprises a step of discarding reflected pulses corresponding to a reflection distance greater than a predetermined maximum distance. This makes it possible to prevent the prediction of a collision with an object that is so far away that the driver of the vehicle - or, if the object is another vehicle, the leader of the other vehicle - still by changing the driving speed and / or direction can react so that a collision is avoided. For example, data corresponding to said pulses is deleted from a memory or left unconsidered in subsequent steps. Additionally or alternatively, similarly reflected pulses that correspond to a reflection distance less than a predetermined minimum distance are discarded, resulting in false predictions of collision based on near-field hazards, rain, and the like. Ä. Reflected pulses can lead.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die Schritte des Aussendens, des Empfangens und des Ermittelns der Reflexionsentfernung für jeden reflektierten Puls wiederholt durchgeführt, um für jeden Richtungskanal eine Reflexionsentfernungs-Funktion über der Zeit bereitzustellen. Dies ermöglicht, die Zuverlässigkeit zu erhöhen, indem Vorhersagen auf mehr Daten gestützt werden. Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Glättens jeder Reflexionsentfernungs-Funktion. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Unstetigkeiten, die z. B. daher rühren, dass potentielle Kollisionsobjekte erscheinen, verschwinden oder sich neu formieren, den fehlerhaften Anschein eines sich mit hoher Geschwindigkeit nähernden Objekts hervorrufen, was ermöglicht falsche Vorhersagen einer Kollision zu vermeiden.According to a preferred embodiment, the steps of transmitting, receiving, and determining the reflection distance for each reflected pulse are repeatedly performed to provide a reflection distance function over time for each directional channel. This makes it possible to increase reliability by basing forecasts on more data. Preferably, the method further comprises a step of smoothing each reflection removal function. In this way it can be prevented that discontinuities z. This is because, for example, potential collision objects appear, disappear, or regroup, causing the erroneous appearance of an object approaching at high speed, allowing for false predictions of a collision to be avoided.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Reflexionsrichtungsgeschwindigkeits-Funktion für jeden Richtungskanal durch Differenzieren der Reflexionsentfernungs-Funktion für den jeweiligen Richtungskanal nach der Zeit. Dies ermöglicht besonders zuverlässige Vorhersagen durch Auswertung der Relativgeschwindigkeit eines sich dem Fahrzeug nähernden Objektes basierend auf sowohl aus der Gegenwart als auch der Vergangenheit stammenden Daten.According to a preferred embodiment, the method further comprises a step of determining a reflection direction velocity function for each directional channel by differentiating the reflection distance function for the respective directional channel with time. This enables particularly reliable predictions by evaluating the relative speed of an object approaching the vehicle, based on data from both the present and the past.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Schritt des Ermittelns der Gruppe durchgeführt, indem benachbarte Richtungskanäle gewählt werden, in denen die jeweiligen Reflexionsrichtungsgeschwindigkeits-Funktionen eine im Wesentlichen gleiche Reflexionsgeschwindigkeit anzeigen. Hierdurch kann das Objekt zuverlässig von anderen Objekten unterschieden werden, die in einer ähnlichen Richtung positioniert sind, sich aber mit einer anderen Geschwindigkeit relativ zum Fahrzeug bewegen, z. B. von einem zweiten Objekt neben dem der Gruppe entsprechenden Objekt.According to a preferred embodiment, the step of determining the group is performed by selecting adjacent directional channels in which the respective reflection direction velocity functions indicate a substantially equal speed of reflection. This allows the object to be reliably distinguished from other objects positioned in a similar direction but moving at a different speed relative to the vehicle, e.g. From a second object next to the object corresponding to the group.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Reflexionsrichtungsbeschleunigungs-Funktion für jeden Richtungskanal durch Differenzieren der Reflexionsrichtungsgeschwindigkeits-Funktion für den jeweiligen Richtungskanal nach der Zeit. Hierbei beinhaltet der Schritt des Beurteilens, ob eine Kollision stattfinden wird, zu beurteilen, ob eine Aufprallgeschwindigkeit des Objekts auf das Fahrzeug größer als ein vorbestimmter Aufprallgeschwindigkeitsschwellenwert sein wird, basierend auf den jeweiligen Reflexionsrichtungsbeschleunigungs-Funktionen und der Zeit-bis-Kollisions-Information. Dies vermeidet z. B. falsche Vorhersagen einer Kollision, wenn das Objekt sich verlangsamt, während es sich dem Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit nähert, wie wenn es sich bei dem Objekt um ein anderes Fahrzeug handelt, das von seinem Führer abgebremst wird.According to a preferred embodiment, the method further comprises a step of determining a reflection direction acceleration function for each directional channel by differentiating the reflection direction velocity function for the respective directional channel with time. Here, the step of judging whether a collision will take place includes judging whether an impact velocity of the object on the vehicle will be greater than a predetermined impact velocity threshold based on the respective reflection direction acceleration functions and the time-to-collision information. This avoids z. For example, false predictions of a collision when the object slows down as it approaches the vehicle at high speed, such as when the object is another vehicle decelerated by its leader.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Objekt-Mittenposition. Der Schritt des Ermittelns der Zeit-bis-Kollisions-Information wird dabei basierend auf der Reflexionsentfernungs-Funktion und der Reflexionsrichtungsgeschwindigkeits-Funktion für einen der Objekt-Mittenposition entsprechenden Richtungskanal durchgeführt. Auf diese Weise wird eine besonders zuverlässige Vorhersage ermöglicht, weil die Objekt-Mittenposition in der Regel annähernd mit dem Schwerpunkt des Objekts zusammenfallen wird, dessen zukünftige Bewegung basierend auf vorhandenen Daten bezüglich Entfernung, Geschwindigkeit und vorzugsweise Beschleunigung mit der größten Präzision vorhersagbar ist. According to a preferred development, the method further comprises a step of determining an object center position. The step of determining the time-to-collision information is performed based on the reflection-distance function and the reflection-direction-speed function for a directional channel corresponding to the object center position. In this way, a particularly reliable prediction is possible because the object center position will usually coincide approximately with the centroid of the object whose future motion is predictable based on existing data regarding distance, velocity, and preferably acceleration with the greatest precision.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns eines Pulsqualitätsindexes für jeden reflektierten Puls der Gruppe. Dabei wird der Schritt des Ermittelns der Objekt-Mittenposition auf Grundlage des reflektierten Pulses mit dem höchsten Pulsqualitätsindex unter den reflektierten Pulsen der Gruppe durchgeführt. Dies führt zu einer besonders hohen Zuverlässigkeit von Vorhersagen, da eine hohe Pulsqualität darauf hindeutet, dass der reflektierte Puls wahrscheinlich nicht von einem Artefakt herrührt.According to a preferred embodiment, the method further comprises a step of determining a pulse quality index for each reflected pulse of the group. Here, the step of determining the object center position based on the reflected pulse having the highest pulse quality index among the reflected pulses of the group is performed. This leads to a particularly high reliability of predictions, since a high pulse quality indicates that the reflected pulse is probably not due to an artifact.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner einen Schritt des Ermittelns einer Quergeschwindigkeit der Objekt-Mittenposition in einer Richtung quer zu dem der Objekt-Mittenposition entsprechenden Richtungskanal. Der Schritt des Beurteilens, ob eine Kollision stattfinden wird, umfasst dabei zu beurteilen, ob die Quergeschwindigkeit niedriger ist als ein vorbestimmter Quergeschwindigkeitsschwellenwert. Dies ermöglicht, falsche Vorhersagen einer Kollision zu vermeiden, indem man den Quergeschwindigkeitsschwellenwert so festsetzt, dass nicht geurteilt wird, eine Kollision werde stattfinden, wenn die Quergeschwindigkeit ausreichend groß für das Objekt ist, das von den Richtungskanälen abgedeckte Gebiet innerhalb der von der Zeit-bis-Kollisions-Information angezeigten Zeit bis zur Kollision zu verlassen.According to a preferred embodiment, the method further comprises a step of determining a lateral velocity of the object center position in a direction transverse to the directional channel corresponding to the object center position. The step of judging whether a collision will take place involves judging whether the lateral velocity is lower than a predetermined lateral velocity threshold. This makes it possible to avoid false predictions of a collision by setting the lateral speed threshold so as not to judge that a collision will take place when the lateral velocity is sufficiently large for the object, the area covered by the directional channels within the time-to-space Collision information displayed time to leave collision.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Soweit nicht anders angegeben, bezeichnen gleiche Bezugszeichen überall in den Figuren gleiche Elemente.Unless otherwise indicated, like reference numerals refer to like elements throughout the figures.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsformenDetailed description of the embodiments
Die Detektoreinrichtung
Der Pulssender
Das Steuergerät
Das Steuergerät
Das Steuergerät
Das Steuergerät
Das Steuergerät
Außerdem umfasst das Steuergerät
Der Betrieb der Vorrichtung
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
Unter Verwendung von Daten aus Schritt
In Schritt
In Entscheidungsschritt
In Schritt
In Schritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BARTH, STEPHAN, DIPL.-PHYS. DR., DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |