DE102013220781A1

DE102013220781A1 - Verfahren zur Überwachung eines toten Winkels eines Fahrzeugs und Tote-Winkel-Überwachungssystem

Info

Publication number: DE102013220781A1
Application number: DE201310220781
Authority: DE
Inventors: Michael Schoenherr; Frank Suessenbach; Marcus Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Verfahren zur Überwachung seitlicher toter Winkel für ein Fahrzeug, insbesondere ein Zweirad, mit den Schritten: Überwachen der seitlichen toten Winkel des Fahrzeugs mit Hilfe von mindestens zwei Ultraschallsensoren, wobei Erfassungsbereiche der mindestens zwei Ultraschallsensoren die seitlichen toten Winkel des Fahrzeugs erfassen, Detektieren von mindestens einem Objekt in den seitlich toten Winkeln des Fahrzeugs, Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Bestimmen einer Gierrate des Fahrzeugs und Erzeugen eines Signals zur Warnung vor mindestens einem Objekt in den seitlich toten Winkeln des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugbewegung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Gierrate bestimmt wird, wobei die Fahrzeugbewegung einen Bahnradius des Fahrzeugs repräsentiert, und das Signal zur Warnung vor mindestens einem Objekt in den seitlich toten Winkeln des Fahrzeugs erzeugt wird, wenn das mindestens eine Objekt in den seitlich toten Winkeln des Fahrzeugs detektiert wurde und der Bahnradius kleiner als ein Schwellenwert ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Tote-Winkel-Überwachungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Zweirad.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines seitlichen toten Winkelbereichs eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Tote-Winkel-Überwachungssysteme im Automobilbereich basieren auf verschiedenen Sensortechnologien, wie Video, Radar oder Ultraschall.
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge zu diesem Zweck am Heck mit Ultraschallsensoren ausgestattet sind, die einen horizontalen Einbauwinkel gegen die Fahrbahnrichtung aufweisen.
Bei einem Abbiegevorgang des Fahrzeugs detektieren diese Ultraschallsensoren aufgrund der Drehbewegung des Fahrzeugs Objekte bzw. Fahrzeuge auf der eigenen Fahrspur. Um daher die unnötigen Warnungen vor diesen Fahrzeugen zu vermeiden, wird die Warnung unterdrückt sobald der momentane Bahnradius des Fahrzeugs einen festgelegten Schwellenwert unterschreitet, d. h. ein Abbiegevorgang oder eine Fahrt im Kreisverkehr liegen vor. Bei einem Pkw wird der Bahnradius mit Hilfe des Lenkradwinkels bestimmt.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung seitlicher toter Winkelbereiche für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Zweirad, umfassend die Schritte Überwachen der seitlichen toten Winkel des Fahrzeugs mit mindestens zwei Ultraschallsensoren und Detektieren von mindestens einem Objekt in den seitlichen toten Winkelbereichen des Fahrzeugs. Der tote Winkel ist hierbei ein Bereich, der vom Fahrer des Fahrzeugs auch durch Drehen seines Kopfes aus seiner Position nicht einsehbar ist. Daher umfassen die Erfassungsbereiche der mindestens zwei Ultraschallsensoren die seitlichen toten Winkelbereiche des Fahrzeugs. Weiterhin wird eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst und eine Gierrate des Fahrzeugs bestimmt. Außerdem wird ein Signal zur Warnung vor mindestens einem Objekt in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs erzeugt. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass eine Fahrzeugbewegung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Gierrate bestimmt wird, wobei die Fahrzeugbewegung einen Bahnradius des Fahrzeugs repräsentiert und das Signal zur Warnung vor mindestens einem Objekt in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs erzeugt wird, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind. Mindestens ein Objekt wurde in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs erkannt und der Bahnradius liegt oberhalb eines Schwellenwerts, d. h. der Bahnradius ist größer als der Schwellenwert. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Warnung nur unter bestimmten Umständen erzeugt wird, d. h. unnötige Warnungen für den Fahrer entfallen. So wird beispielsweise bei einem Abbiegevorgang des eigenen Fahrzeugs eine Warnung auf ein folgendes Fahrzeug in der selben Spur unterdrückt, da keine Kollision mit diesem droht. Weiterhin ist vorteilhaft, dass der Bahnradius aus der Geschwindigkeit und der Gierrate des Fahrzeugs bestimmt wird und somit das Verfahren auf Fahrzeuge angewendet werden kann, die kein Lenkrad aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird zusätzlich der Neigungswinkel des Fahrzeugs zur Fahrbahnsenkrechten erfasst. Zur Bestimmung der Gierrate wird somit die Fahrzeugschräglage gegenüber der Fahrbahnsenkrechten berücksichtigt. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Gierrate genauer bestimmt werden kann und das Verfahren somit auch genauer ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Tote-Winkel-Überwachungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Zweirad, mit mindestens zwei Ultraschallsensoren zur Detektion eines Objekts in seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs, einem Geschwindigkeitssensor zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einem Drehratensensor zur Erfassung einer Gierrate des Fahrzeugs und einem Steuergerät. Das erfindungsgemäße Tote-Winkel-Überwachungssystem ist gekennzeichnet durch das Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, ein Signal zur Warnung vor mindestens einem Objekt in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs abhängig von der Detektion des Objekts, einer erfassten Geschwindigkeit, und einer Gierrate des Fahrzeugs, auszugeben. Vorteilhaft ist hierbei, dass unnötige Warnungen entfallen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Tote-Winkel-Überwachungssystem mindestens zwei Ultraschallsensoren im hinteren Bereich des Fahrzeugs auf. Vorteilhaft ist hierbei, dass bestimmte Bereiche hinter dem Fahrzeug gezielt überwacht werden können. In einer Weiterbildung sind die mindestens zwei Ultraschallsensoren jeweils rechts und links von der Fahrzeuglängsachse gegen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Vorteilhaft ist hierbei, dass die seitlichen toten Winkelbereiche des Fahrzeugs überwacht werden können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die mindestens zwei Ultraschallsensoren je einen Winkel im Bereich von 20° bis 70° zur Fahrzeuglängsachse auf. Der Vorteil ist hierbei, dass Fahrzeuge, die auf der selben Spur fahren nicht bewarnt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Verkehrssituation bei einem Abbiegevorgang,
2 ein erfindungsgemäßes Tote-Winkel-Überwachungssystem und
3 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überwachung eines toten Winkels eines Fahrzeugs.
1 zeigt eine Verkehrssituation bei einem Abbiegevorgang. Es sind zwei Fahrzeuge 10, 60 gezeigt, die auf der selben Spur hintereinander fahren. Das Fahrzeug 10 ist hier beispielhaft als Motorrad gezeigt. Es könnte sich jedoch auch um ein Kfz oder ein beliebiges Kraftrad handeln, z. B. Moped, Motorroller oder EScooter, oder auch Ebike. Das gezeigte Motorrad ist mit einem Tote-Winkel-Überwachungssystem ausgestattet, das mindestens zwei Ultraschallsensoren 40, 50 mit je einem Erfassungsbereich 45, 55 aufweist. Die beiden Ultraschallsensoren 40, 50 sind so ausgerichtet, dass die seitlichen toten Winkel des Motorrads 10 maximal erfasst werden, d. h. es werden Objekte auf benachbarten Spuren erkannt bzw. detektiert. Um Warnungen auf folgende Fahrzeuge 60 in der eigenen Spur zu vermeiden, erfassen die beiden Ultraschallsensoren 40, 50 von der eigenen Spur so wenig wie möglich. In dem gezeigten Szenario fährt das Motorrad 10 auf der Fahrspur vor dem Fahrzeug 60 und leitet einen Abbiegevorgang ein. Da das Motorrad 10 zu diesem Zweck eine Drehung um die Fahrbahnsenkrechte durchführt, erfasst das Tote-Winkel-Überwachungssystem das folgende Fahrzeug 60 auf der eigenen Spur. In diesem Fall sollte eine Warnung auf das Fahrzeug 60 unterbleiben, da sich Fahrzeug 60 nicht in einem kritischen toten Winkel zum Motorrad 10 befindet, d.h. es liegt kein potentieller Kollisionskurs vor.
2 zeigt ein Tote-Winkel-Überwachungssystem 1. Das Tote-Winkel-Überwachungssystem 1 weist mindestens zwei Ultraschallsensoren 40, 50 zur Detektion eines Objekts in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs auf. Des Weiteren weist das Tote-Winkel-Überwachungssystem 1 einen Geschwindigkeitssensor 65 zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einen Gierratensensor 70 zur Erfassung der Gierrate auf. Außerdem weist das Tote-Winkel-Überwachungssystem 1 ein Steuergerät 75 auf. Das Steuergerät 75 kann dabei ein Mikroprozessor sein. Das Steuergerät 75 ist dazu ausgebildet ein Signal 95 zur Warnung vor einem Objekt in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Detektion des Objekts, der erfassten Geschwindigkeit und der Gierrate auszugeben.
In einem Ausführungsbeispiel sind die zwei Ultraschallsensoren jeweils rechts und links von der Fahrzeuglängsachse gegen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Sie weisen dabei einen Winkel im Bereich von 20° bis 70° gegen die Fahrzeuglängsachse auf. Auf diese Weise wird ein Maximum der seitlichen toten Winkel des Fahrzeugs abgedeckt und größtenteils nur Objekte auf der direkt benachbarten Spur erkannt.
3 zeigt ein Verfahren zur Überwachung seitlich toter Winkel eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads. Das Verfahren wird mit Schritt 100 mit dem Überwachen der seitlichen toten Winkel des Motorrads gestartet. Die Überwachung erfolgt mit Hilfe von mindestens zwei Ultraschallsensoren. Die Erfassungsbereiche der Ultraschallsensoren sind dabei so gewählt, dass die seitlichen toten Winkel des Fahrzeugs abgedeckt werden. In einem folgenden Schritt 110 wird mindestens ein Objekt 60 in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs erkannt bzw. detektiert. Wird in Schritt 110 kein Objekt detektiert, so wird das Verfahren beendet oder mit Schritt 100 neu gestartet. In einem auf Schritt 110 folgenden Schritt 120 wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst. In einem folgenden Schritt 130 wird die Gierrate des Fahrzeugs, d. h. die Geschwindigkeit der Drehung um die Fahrzeughochachse mit Hilfe eines Drehratensensors bestimmt. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Fahrzeuge angewendet werden, bei denen der Lenkradwinkel nicht als Information hinsichtlich des Bahnradius verwendet werden kann, beispielsweise bei einem Motorrad. In einem folgenden Schritt 140 wird der Bahnradius in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Gierrate bestimmt, d. h. der Bahnradius bestimmt sich aus dem Verhältnis der Geschwindigkeit zur Gierrate. Liegt der Bahnradius aufgrund der erfassten Geschwindigkeit und der Gierrate unterhalb eines Schwellenwerts, so wird das Verfahren beendet, da höchstwahrscheinlich ein Abbiegevorgang des Fahrzeugs vorliegt und somit wird die Warnung auf Fahrzeug, das sich in der Fahrspur hinter dem eigenen Fahrzeug befindet nicht erzeugt. Der Schwellenwert liegt ungefähr bei einem Bahnradius von 20m. Liegt der Bahnradius oberhalb des Schwellenwerts, so wird in Schritt 160 ein Signal zur Warnung vor mindestens einem Objekt in den seitlichen toten Winkeln des Fahrzeugs erzeugt.
In einem Ausführungsbeispiel wird in einem optionalen Schritt, der auf Schritt 120 folgt, zusätzlich ein Neigungswinkel des Fahrzeugs zur Fahrzeugsenkrechten erfasst, um die Genauigkeit der Gierrate bei einer Neigung des Fahrzeugs zu verbessern. Da die gemessene Gierrate des Fahrzeugs bei einem Neigungswinkel > 0° nicht der gewünschten Gierrate senkrecht zur Fahrbahn entspricht, kann diese mit Hilfe der folgenden Formel bestimmt werden:
Gierrate_senkrecht_zur_Fahrbahn = Gierrate_Fahrzeug·cos (Neigungswinkel).

Claims

Verfahren zur Überwachung seitlicher toter Winkel (45, 55) für ein Fahrzeug (10), insbesondere ein Zweirad, mit den Schritten: – Überwachen (100) der seitlichen toten Winkel (45, 55) des Fahrzeugs (10) mit Hilfe von mindestens zwei Ultraschallsensoren (40, 50), wobei Erfassungsbereiche der mindestens zwei Ultraschallsensoren (40, 50) die seitlichen toten Winkel (45) des Fahrzeugs (10) erfassen, – Detektieren (110) von mindestens einem Objekt (60) in den seitlich toten Winkeln (45, 55) des Fahrzeugs (10), – Erfassen (120) einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10), – Bestimmen (130) einer Gierrate des Fahrzeugs (10) und – Erzeugen (160) eines Signals (95) zur Warnung vor mindestens einem Objekt (60) in den seitlich toten Winkeln (45, 55) des Fahrzeugs (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugbewegung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Gierrate bestimmt wird, wobei die Fahrzeugbewegung einen Bahnradius des Fahrzeugs repräsentiert, und das Signal (95) zur Warnung vor mindestens einem Objekt (60) in den seitlich toten Winkeln (45, 55) des Fahrzeugs (10) erzeugt wird, wenn das mindestens eine Objekt in den seitlich toten Winkeln (45, 55) des Fahrzeugs (10) detektiert wurde und der Bahnradius kleiner als ein Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt (125) ein Neigungswinkel des Fahrzeugs (10) zur Fahrzeugsenkrechten erfasst wird und zur Bestimmung der Gierrate zusätzlich der Neigungswinkel berücksichtigt wird.
Tote-Winkel-Überwachungssystem (1) für ein Fahrzeug (10), insbesondere ein Zweirad, mit – mindestens zwei Ultraschallsensoren (40, 50) zur Detektion eines Objekts (60) in seitlich toten Winkeln (45, 55) des Fahrzeugs (10), – einem Geschwindigkeitssensor (65) zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10), – einem Drehratensensor (70) zur Erfassung einer Gierrate des Fahrzeugs und – einem Steuergerät (75), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (75) ausgebildet ist, eine Fahrzeugbewegung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Gierrate zu bestimmen, wobei die Fahrzeugbewegung einen Bahnradius des Fahrzeugs repräsentiert und ein Signal (95) zur Warnung vor mindestens einem Objekt (60) in den seitlich toten Winkeln (45, 55) des Fahrzeugs (10) abhängig von der Detektion des Objekts (60) und dem Bahnradius, der größer als ein Schwellenwert ist, auszugeben.
Tote-Winkel-Überwachungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungssensor (80) zur Erfassung eines Neigungswinkels des Fahrzeugs zur Fahrbahnsenkrechten vorhanden ist und das Steuergerät (75) ausgebildet ist die Gierrate in Abhängigkeit des Neigungswinkels zu bestimmen.
Tote-Winkel-Überwachungssystem (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tote-Winkel-Überwachungssystem (1) mindestens zwei Ultraschallsensoren im hinteren Bereich des Fahrzeugs (10) aufweist.
Tote-Winkel-Überwachungssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Ultraschallsensoren jeweils rechts und links von der Fahrzeuglängsachse gegen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs (10) angeordnet sind.
Tote-Winkel-Überwachungssystem (1) nach einem der Ansprüch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Ultraschallsensoren je einen Winkel im Bereich von 20° bis 70° zur Fahrzeuglängsachse aufweisen.