DE102015012589A1 - Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe eines Objekts - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe (h) eines Objekts (O) in einer Fahrzeugumgebung, wobei die Fahrzeugumgebung mittels zumindest eines an einem Fahrzeug (1) angeordneten Radarsensors (2) erfasst wird und Bodenreflexionen von Radarsignalen an einer unterhalb des Radarsensors (2) befindlichen Fläche (ST) ermittelt werden. Erfindungsgemäß werden bei einer relativen Bewegung des Fahrzeugs (1) zum Objekt (O) für ein direkt vom Radarsensor (2) zum Objekt (O) und direkt von diesem zurück an den Radarsensor (2) gesendetes direktes Radarsignal (dRS) ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf (dRV, dRV1 bis dRV5) des Objekts (O) und für ein indirekt mittels Bodenreflexion zum Objekt (O) und indirekt mittels Bodenreflexion von diesem zurück an den Radarsensor (2) gesendetes indirektes Radarsignal (iRS) ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf (iRV, iRV1 bis iRV5) des Objekts (O) ermittelt, wobei der direkte Radialgeschwindigkeitsverlauf (dRV, dRV1 bis dRV5) und der indirekte Radialgeschwindigkeitsverlauf (iRV, iRV1 bis iRV5) mit hinterlegten Vergleichsgrößen (vdRV, viRV) verglichen werden und die Höhe (h) des Objekts (O) anhand einer zu den Vergleichsgrößen (vdRV, viRV) hinterlegten Vergleichshöhe (vh) ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe eines Objekts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2013 019 803 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Objekthöhe aus mittels einer an einem Fahrzeug angeordneten Radarvorrichtung ermittelten Radardaten bekannt. Dabei wird eine zeitliche Veränderung einer Entfernung des Objekts zu der Radarvorrichtung ermittelt und eine Intensitätsmodulation eines von der Radarvorrichtung empfangenen Echosignals durchgeführt. Zusätzlich werden in Abhängigkeit eines Höhenwinkels einer optischen Achse der Radarvorrichtung Boden- und/oder Deckenreflexionen des Objekts an unterhalb und/oder oberhalb der Radarvorrichtung befindlicher Flächen ermittelt. Anhand der ermittelten Entfernung und der Intensitätsmodulation werden bzw. wird die Objekthöhe über einer unterhalb der Radarvorrichtung befindlichen Fläche und/oder eine lichte Höhe zu einer oberhalb der Radarvorrichtung befindlichen Fläche ermittelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe eines Objekts anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In dem Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe eines Objekts in einer Fahrzeugumgebung wird die Fahrzeugumgebung mittels zumindest eines an einem Fahrzeug angeordneten Radarsensors erfasst und Bodenreflexionen eines Radarsignals an einer unterhalb des Radarsensors befindlichen Fläche werden ermittelt.
  • Erfindungsgemäß werden bei einer relativen Bewegung des Fahrzeugs zum Objekt für ein direkt vom Radarsensor zum Objekt und direkt von diesem zurück an den Radarsensor gesendetes direktes Radarsignal ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf des Objekts und für ein indirekt mittels Bodenreflexion zum Objekt und indirekt mittels Bodenreflexion von diesem zurück an den Radarsensor gesendetes indirektes Radarsignal ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf des Objekts ermittelt. Der direkte Radialgeschwindigkeitsverlauf und der indirekte Radialgeschwindigkeitsverlauf werden mit hinterlegten Vergleichsgrößen verglichen und die Höhe des Objekts wird anhand einer zu den Vergleichsgrößen hinterlegten Vergleichshöhe ermittelt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Bestimmung der Höhe des Objekts in besonders zuverlässiger und einfacher Weise mittels des zumindest einen Radarsensors. Hierdurch wird eine Erhöhung einer Zuverlässigkeit von Fahrerassistenzsystemen zur autonomen oder teilautonomen Längs- und/oder Quersteuerung eines Fahrzeugs erreicht, da von einer Fahrbahn erhabene und nicht-erhabene Objekte zuverlässig voneinander unterschieden werden können. Somit werden fehlerhafte Steuerungen des Fahrzeugs, beispielsweise zur Vermeidung von Kollisionen mit nicht erhabenen Objekten oder Objekten mit geringer Höhe, wie beispielsweise Bordsteinen, vermieden. Weiterhin wird eine Robustheit von radarbasierten Fahrerassistenzsystemen, insbesondere eine Erhöhung einer Robustheit einer Lokalisierung des Fahrzeug anhand der Radardaten, erhöht, da das Verfahren nicht mehr nur zweidimensionale Ergebnisse, sondern dreidimensionale Ergebnisse, insbesondere Punktwolken, liefert.
  • Die Berücksichtigung des direkten und indirekten Radialgeschwindigkeitsverlaufs, d. h. die Berücksichtigung einer Mehrwegausbreitung von Radarstrahlung des Radarsensors, erhöht die Zuverlässigkeit der Bestimmung der Höhe des Objekts weiter, da eine Richtstrahlcharakteristik des Radarsensors in Elevation verbessert ist. Bei einer Verwendung der ermittelten Höhe in einem Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs beim Einparken, auch als Parklatzpilot bezeichnet, wird aufgrund der großen Robustheit und Zuverlässigkeit wirkungsvoll vermieden, dass bei einem autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeugs vor einen überfahrbaren Hindernis gestoppt wird. Weiterhin ist aufgrund der Berücksichtigung des direkten und indirekten Radialgeschwindigkeitsverlaufs eine Vielzahl von Objekten erfassbar sowie deren Höhe ermittelbar, wobei während des Betriebs des Parkplatzpiloten eine Gefahr von falsch-positiven Erkennungen von über- und unterfahrbaren Objekten verringert wird.
  • Weiterhin kann durch Kombination des direkten und indirekten Radialgeschwindigkeitsverlaufs eine genaue Aussage über die Höhe des Objektes mittels Korrelation getroffen werden. Die Verwendung des indirekten Radialgeschwindigkeitsverlaufs ist eine zusätzliche Information, welche eine genauere Höhenschätzung ermöglicht. Dadurch wird eine Zweideutigkeit der Höhe des Objekts gelöst. Dagegen kann der direkte Radialgeschwindigkeitsverlaufs allein keine Information darüber liefern, ob sich das Objekt auf einer Höhe oberhalb oder unterhalb des Radarsensors befindet, wenn zwei Objekte den gleichen Höhenunterschied zum Radarsensor aufweisen. Außerdem ergibt sich aus einer solchen Kombination für jede Höhe des Objekts ein eindeutigerer charakteristischer Verlauf gegenüber der alleinigen Verwendung des direkten Radialgeschwindigkeitsverlaufs. Hierbei können Verlaufspaarmuster entweder direkt korreliert werden oder einzelne Verlaufsmuster werden aus dem Paar durch Mittelwert- oder Differenzbildung zuerst berechnet und anschließend für die Korrelation verwendet.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs und einen Erfassungsbereich eines an dem Fahrzeug angeordneten Radarsensors,
  • 2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ablaufs zur Ermittlung einer indirekten Radialgeschwindigkeit,
  • 3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ablaufs zur Ermittlung einer indirekten Radialgeschwindigkeit,
  • 4 schematisch eine Bestimmung einer Höhe eines Objekts,
  • 5 schematisch direkte Radialgeschwindigkeitsverläufe für verschiedene Höhen eines Objekts in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt,
  • 6 schematisch indirekte Radialgeschwindigkeitsverläufe für verschiedene Höhen eines Objekts in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt,
  • 7 schematisch einen direkten und einen indirekten Radialgeschwindigkeitsverlauf für ein Objekt mit einer ersten Höhe in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt,
  • 8 schematisch einen direkten und einen indirekten Radialgeschwindigkeitsverlauf für ein Objekt mit einer zweiten Höhe in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt,
  • 9 schematisch einen direkten und einen indirekten Radialgeschwindigkeitsverlauf für ein Objekt mit einer dritten Höhe in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt,
  • 10 schematisch einen direkten und einen indirekten Radialgeschwindigkeitsverlauf für ein Objekt mit einer vierten Höhe in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und
  • 11 schematisch einen direkten und einen indirekten Radialgeschwindigkeitsverlauf für ein Objekt mit einer fünften Höhe in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 sind in einer Seitenansicht ein Fahrzeug 1 mit einem an dem Fahrzeug 1 in einer Einbauhöhe H angeordneten Radarsensor 2 und ein Erfassungsbereich E des Radarsensors 2 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 1 mit einer Annäherungsgeschwindigkeit v auf ein von einer Fahrbahnoberfläche erhabenes Objekt O mit einer Höhe h zubewegt. Zwischen der Höhe h des Objekts O und der Einbauhöhe H des Radarsensors 2 ist eine Differenz ΔH ausgebildet.
  • Das Fahrzeug 1 umfasst in einem möglichen Ausführungsbeispiel in nicht näher dargestellter Weise ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs 1 beim Einparken desselben. Ein solches Fahrerassistenzsystem ist beispielsweise als selbstlernendes System zum hoch-automatisierten Anfahren und Abfahren von häufig genutzten, nicht vermessbaren Parkplätzen, wie beispielsweise einer eigenen Garage, ausgebildet.
  • Für eine solche Unterstützung des Fahrers ist es erforderlich, dass in der Fahrzeugumgebung vorhandene Objekte O erkannt und in Abhängigkeit ihrer Höhe h als Hindernisse erkannt werden.
  • Vom Fahrzeug 1 über- oder unterfahrbare Objekte O, wie zum Beispiel ein Bordstein, ein Deckenelement, ein Gullydeckel oder Kanaldeckel, können ohne Schaden für das Fahrzeug 1, insbesondere für dessen Reifen, überfahren werden, sind aber ohne zusätzliche Information über die Höhe h des Objekts O sehr schwierig zu identifizieren. Die Objekte O werden mittels des Radarsensors 2 erfasst und in Belegungsgittern, auch als Occupancy-Grids bezeichnet, dargestellt. Ohne zusätzliche Information über die Höhe h des jeweiligen Objekts O ist dieses nur schwierig zu identifizieren und wird deshalb im Occupancy-Grid als Hindernis markiert. Während eines Betriebs des Fahrerassistenzsystems kann es aufgrund dieser als Hindernis gekennzeichneten, jedoch über- oder unterfahrbaren Objekte O zu falsch-positiven Bremsungen oder einer falschen Querführung des Fahrzeugs 1 kommen, um Kollisionen mit einem Objekt O zu vermeiden oder um dem Objekt O auszuweichen.
  • Eine Höhenbewertung oder Bestimmung einer Höhe h des Objekts O nur anhand einer von einem Radarsensor 2 gelieferten Amplitude ist nicht ausreichend und kann häufig zu falschen Entscheidungen führen. Auch problematisch ist eine Höhenbewertung von potenziellen Hindernissen mittels Kamerasensoren, da Objekte O verschiedene Merkmale, beispielsweise hinsichtlich ihrer Form und Farbe, aufweisen können.
  • Um während des autonomen oder teilautonomen Betriebs des Fahrzeugs 1 als Hindernisse ausgebildete stehende Objekte O auf einem Fahrweg zu erkennen und diese als überfahrbar, unterfahrbar oder nicht befahrbar zu klassifizieren, wird anhand mittels des Radarsensors 2 erfasster Daten eine radarbasierte Bestimmung einer Höhe h der Objekte O in der Fahrzeugumgebung durchgeführt.
  • Der Erfassungsbereich E ist in nicht näher dargestellter Weise im Querschnitt trichterförmig ausgebildet und weist einen Öffnungswinkel sowie mehrere vertikale Auflösungszellen auf. Bei einer Annäherung des Fahrzeugs 1 an das Objekt O ändert sich eine Positionierung des Objekts O innerhalb des Erfassungsbereichs E des Radarsensors 2. Das die Radarsignale reflektierende Objekt O erzeugt dabei Dopplerfrequenzen im empfangenen Radarsignal, deren Radialgeschwindigkeitskomponente sich bei der Änderung der Positionierung des Objekts O innerhalb des Erfassungsbereichs E ändert. Je geringer die Höhe h des Objekts O ist, umso größer ist ein Abstand d des Objekts O von einer Radarantennenachse, auch als Radar- oder Sensor-Boresight bezeichnet. Mit wachsendem Abstand d von der Radarantennenachse, d. h. mit sinkender Höhe h und/oder geringerem Abstand d zum Fahrzeug 1, sinkt die Radialgeschwindigkeitskomponente. Somit ist unter Kenntnis der Annäherungsgeschwindigkeit v und des Abstands d zwischen Objekt O und Fahrzeug 1 die Höhe h des Objekts O ermittelbar.
  • Aufgrund der trichterförmigen Mehrwegausbreitung von Radarstrahlung kommt es zu Bodenreflexionen von Radarsignalen an einer unterhalb des Radarsensors 2 befindlichen Fläche ST, im vorliegenden Fall der Fahrbahnoberfläche.
  • Das heißt, vom Radarsensor 2 gesendete elektromagnetische Wellen erreichen das Objekt O über zwei verschiedene Wege. Ein erster Weg ist ein direkter und kürzester Weg zwischen dem Radarsensor 2 und dem Objekt O, d. h. zwischen den Punkten A, B. Ein zweiter Weg ist ein Weg, in welchem eine Bodenreflexion stattfindet, wobei sich dieser zwischen dem Radarsensor 2, der Fläche ST und dem Objekt O, d. h. zwischen den Punkten A, C, B, befindet. Der Punkt C unterteilt dabei den Abstand d zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt O in zwei Teilabstände d1, d2. Die vom Objekt O reflektierten Wellen erreichen den Radarsensor 2 wiederum über die zwei verschiedenen Wege.
  • Diese von den elektromagnetischen Wellen zurückgelegten Wege oder Pfade vom Radarsensor 2 bis zum Objekt O und zurück können in vier verschiedene Strecken aufgeteilt werden. Diese Strecken enthalten einen direkten Pfad, bei welchem die Wellen auf dem Hin- und dem Rückweg den direkten Weg zwischen dem Radarsensor 2 und dem Objekt O, d. h. vom Punkt A zum Punkt B und wieder zurück zum Punkt A, zurücklegen. In einem ersten teilweise indirekten Pfad legen die Wellen auf dem Hinweg den direkten Weg und auf dem Rückweg den indirekten Weg zwischen dem Radarsensor 2 und dem Objekt O, d. h. vom Punkt A zum Punkt B und vom Punkt B über den Punkt C zurück zum Punkt A, zurück. In einem zweiten teilweise indirekten Pfad legen die Wellen auf dem Hinweg den indirekten Weg und auf dem Rückweg den direkten Weg zwischen dem Radarsensor 2 und dem Objekt O, d. h. vom Punkt A über den Punkt C zum Punkt B und vom Punkt B direkt zurück zum Punkt A, zurück. In einem vollständig indirekten Pfad legen die Wellen auf dem Hin- und auf dem Rückweg den indirekten Weg zwischen dem Radarsensor 2 und dem Objekt O, d. h. vom Punkt A über den Punkt C zum Punkt B und vom Punkt B über den Punkt C zurück zum Punkt A, zurück.
  • Durch diese Mehrwegeausbreitung entsteht eine Vermischung eines direkten Radarsignals dRS mit verschiedenen indirekten, zeitlich versetzt reflektierten Echosignalen, im Folgenden als indirekte Radarsignale iRS bezeichnet. Diese indirekten Radarsignale iRS enthalten oft nützliche Informationen, die aber aus dem gemischten Signal, im Folgenden als in 4 näher dargestelltes Radarsignalgemisch G bezeichnet, isoliert werden müssen.
  • Das im Folgenenden beschriebene Verfahren teilt das Radarsignalgemisch G so auf, dass die direkten Radarsignale dRS und indirekten Radarsignale iRS getrennt sind und nutzt den Dopplereffekt der aus der indirekten Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen entlang des längsten indirekten Weges zwischen dem Radarsensor 2 und dem Objekt O, d. h. dem vollständig indirekten Pfad, um die Richtstrahlcharakteristik des Radarsensors 2 in Elevation zu verbessern, so dass eine Schätzung der Höhe h des Objekts O möglich und verbessert wird.
  • Dabei werden bei einer relativen Bewegung des Fahrzeugs 1 zum Objekt O mit der Annäherungsgeschwindigkeit v für ein direkt vom Radarsensor 2 zum Objekt O und direkt von diesem zurück an den Radarsensor 2 gesendetes direktes Radarsignal dRS über den Pfad zwischen Punkten A, B, A ein in 4 näher dargestellter direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV des Objekts O und für ein indirekt mittels Bodenreflexion zum Objekt O und indirekt mittels Bodenreflexion von diesem zurück an den Radarsensor 2 gesendetes indirektes Radarsignal iRS über den Pfad zwischen den Punkten A, C, B, C, A ein in 6 näher dargestellter indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV des Objekts O ermittelt. Zur Ermittlung der Höhe h werden gemäß 4 der direkte Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV und der indirekte Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV1 bis iRV5 mit hinterlegten Vergleichsgrößen vdRV, viRV verglichen, wobei die Höhe h des Objekts O anhand einer zu den Vergleichsgrößen vdRV, viRV hinterlegten Vergleichshöhe vh ermittelt wird.
  • Eine Radialgeschwindigkeit vrd für das direkte Radarsignal dRS ergibt sich dabei gemäß ΔH = H – h (1) tan(α) = ΔH / R (2) vrd = vcos(α) = vcos(arctan ( ΔH / R)) (3) aus einer Längsgeschwindigkeitskomponente der Annäherungsgeschwindigkeit v, einem Winkel α zwischen der Radialgeschwindigkeit vrd und Längsgeschwindigkeitskomponente der Annäherungsgeschwindigkeit v sowie der Differenz ΔH und dem Abstand d zwischen Fahrzeug 1, d. h. dem Radarsensor 2, und dem Objekt O. Zwischen der Längsgeschwindigkeitskomponente und einer Radialgeschwindigkeit vri für das indirekte Radarsignal iRS ist ein Winkel β ausgebildet.
  • Die Extraktion des direkten Radarsignals dRS und indirekten Radarsignals iRS aus dem Radarsignalgemisch G basiert gemäß einem möglichen ersten Ausführungsbeispiel anhand eines Trainings von Daten unter der Annahme, dass die Höhe h des Objekts O, die Einbauhöhe H des Radarsensors 2, der Abstand d zum Objekt O und die Annäherungsgeschwindigkeit v bekannt sind. Die Trennung zwischen dem direkten Radarsignal dRS und indirekten Radarsignal iRS erfolgt anhand einer Zeitverschiebung zwischen dem direkten Radarsignal dRS und indirekten Radarsignal iRS, wobei die Zeitverschiebung τgemäß τ = 2Hh / cd(4) ermittelt wird, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist.
  • Anhand dieser Zeitverschiebung τ wird das Radarsignalgemisch G in das direkte Radarsignal dRS und indirekte Radarsignal iRS geteilt und ein jeweiliger Dopplerfrequenzverlauf ermittelt. Während sich das Fahrzeug 1 dem Objekt O nähert, entstehen im empfangenen Radarsignalgemisch G zwei Dopplerverschiebungen, die von der Höhe h des Objekts O abhängig sind – eine Dopplerverschiebung entlang des kürzeren direkten Weges zwischen den Punkten A, B und eine zweite Verschiebung entlang des längeren indirekten Weges zwischen den Punkten A, C, B. Diese Dopplerverschiebungen entsprechen der Radialgeschwindigkeit vrd entlang des direkten Weges und der Radialgeschwindigkeit vri entlang des indirekten Weges. Ausgangspunkt dieser Herleitung ist das Reflexionsgesetz, wonach der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist.
  • Dementsprechend werden nach dem Training zu jeder bekannten Höhe h des Objekts O zwei Radialgeschwindigkeitsverlauf-Muster als Vergleichsgrößen vdRV, idRV zusammen mit der entsprechenden Zeitverschiebung τ gespeichert, wobei die Vergleichsgröße vdRV dem Dopplerverschiebungsverlauf über den Abstand d entlang des direkten Weges und die Vergleichsgröße idRV dem Dopplerverschiebungsverlauf über den Abstand d entlang des längsten indirekten Weges entspricht.
  • In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ablaufs zur Ermittlung der indirekten Radialgeschwindigkeit vri dargestellt.
  • Unter der Annahme, dass die Höhe h des Objekts O, die Einbauhöhe H des Radarsensors 2, der Abstand d zum Objekt O und die Annäherungsgeschwindigkeit v bekannt sind, wird der Winkel β in einem Training ermittelt.
  • Dies erfolgt gemäß den folgenden Gleichungen:
    • – im Verfahrensschritt S1:
      Figure DE102015012589A1_0002
    • – im Verfahrensschritt S2:
      Figure DE102015012589A1_0003
    • – im Verfahrensschritt S3: L = l1 + l2 (7)
    • – im Verfahrensschritt S4:
      Figure DE102015012589A1_0004
      Figure DE102015012589A1_0005
  • Im Verfahrensschritt S5 wird gemäß vri = vcos(β) (10) die indirekte Radialgeschwindigkeit vri ermittelt.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ablaufs zur Ermittlung der indirekten Radialgeschwindigkeit vri. Dieses Ausführungsbeispiel basiert auf der Zeitverschiebung τ. Hierbei ist kein Training erforderlich, da die Höhe h des Objekts O nicht als bekannt angenommen werden muss, sondern aus der Zeitverschiebung τ abgeleitet wird.
  • Da das indirekte Radarsignal iRS im Vergleich zum direkten Radarsignal dRS einen längeren Weg zurücklegt, ist seine Ankunftszeit am Radarsensor 2 immer um Zeitverschiebung τ zur Ankunftszeit des direkten Radarsignals dRS verschoben. Diese Zeitverschiebung τ wird vom Radarsensor 2 gemessen.
  • Dies erfolgt unter der Annahme, dass die Einbauhöhe H des Radarsensors 2, der Abstand d zum Objekt O und die Annäherungsgeschwindigkeit v bekannt sind gemäß der Verfahrensschritte S1 bis S5 und den Gleichungen (5) bis (10) analog zu dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich ist dem Verfahrensschritt S1 ein weiterer Verfahrensschritt S6 vorgeschaltet, in welchem gemäß h = τcd / 2H (11) die Zeitverschiebung τ zur Ermittlung der indirekten Radialgeschwindigkeit vri in das Gleichungssystem eingeführt wird.
  • 4 zeigt anhand eines Blockschaltbildes die Bestimmung der Höhe h des Objekts O.
  • Hierbei werden zunächst aus dem Radarsignalgemisch G mittels der Zeitverschiebung τ das direkte Radarsignal dRS und das indirekte Radarsignal iRS extrahiert. Anschließend erfolgt die Bestimmung der direkten Radialgeschwindigkeit vrd und gemäß den 2 und 3 der indirekten Radialgeschwindigkeit vri. Diese werden während der Annäherung des Fahrzeugs 1 an das Objekt O über dem Abstand d abgetragen, so dass der direkte Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV und der indirekte Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV erzeugt werden. Diese Radialgeschwindigkeitsverläufe dRV, iRV mit den beispielsweise in einer Lookup-Tabelle hinterlegten Vergleichsgrößen vdRV, viRV verglichen und die Höhe h des Objekts O wird anhand der zu den Vergleichsgrößen vdRV, viRV hinterlegten Vergleichshöhe vh ermittelt.
  • In 5 sind direkte Radialgeschwindigkeitsverläufe dRV1 bis dRV5 für verschiedene Höhen h eines Objekts O in Abhängigkeit des Abstands d zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt O dargestellt, wobei die Annäherungsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 an das Objekt O 7 km/h und die Einbauhöhe H des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 0,5 m betragen.
  • Dabei zeigt ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlaufe dRV1 den Verlauf der direkten Radialgeschwindigkeit vrd für eine Höhe h des Objekts O von 0,1 m, ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV2 für eine Höhe h von 0,2 m, ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV3 für eine Höhe h von 0,3 m, ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV4 für eine Höhe h von 0,4 m und ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV5 für eine Höhe h von 0,5 m.
  • 6 zeigt indirekte Radialgeschwindigkeitsverläufe iRV1 bis iRV5 für verschiedene Höhen h eines Objekts O in Abhängigkeit des Abstands d zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt O, wobei die Annäherungsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 an das Objekt O 7 km/h und die Einbauhöhe H des Radarsensors 2 am Fahrzeug 1 0,5 m betragen.
  • Dabei zeigt ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlaufe iRV1 den Verlauf der indirekten Radialgeschwindigkeit vri für eine Höhe h des Objekts O von 0,1 m, ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV2 für eine Höhe h von 0,2 m, ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV3 für eine Höhe h von 0,3 m, ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV4 für eine Höhe h von 0,4 m und ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf iRV5 für eine Höhe h von 0,5 m.
  • In den 7 bis 11 ist jeweils ein direkter und ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf dRV, iRV für Objekte O mit unterschiedlichen Höhen h von 0,1 m bis 0,5 m in Abhängigkeit des Abstands d zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt O gemäß den 5 und 6 dargestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Radarsensor
    A, B, C
    Punkt
    G
    Radarsignalgemisch
    d
    Abstand
    d1, d2
    Teilabstand
    dRS
    direktes Radarsignal
    dRV, dRV1 bis dRV5
    direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf
    E
    Erfassungsbereich
    H
    Einbauhöhe
    h
    Höhe
    iRS
    indirektes Radarsignal
    iRV, iRV1 bis iRV5
    indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf
    O
    Objekt
    S1 bis S6
    Verfahrensschritt
    ST
    Fläche
    v
    Annäherungsgeschwindigkeit
    vdRV
    Vergleichsgröße
    vh
    Vergleichshöhe
    viRV
    Vergleichsgröße
    vrd
    Radialgeschwindigkeit
    vri
    Radialgeschwindigkeit
    α
    Winkel
    β
    Winkel
    ΔH
    Differenz
    τ
    Zeitverschiebung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013019803 A1 [0002]

Claims (3)

  1. Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe (h) eines Objekts (O) in einer Fahrzeugumgebung, – wobei die Fahrzeugumgebung mittels zumindest eines an einem Fahrzeug (1) angeordneten Radarsensors (2) erfasst wird und – Bodenreflexionen von Radarsignalen an einer unterhalb des Radarsensors (2) befindlichen Fläche (ST) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer relativen Bewegung des Fahrzeugs (1) zum Objekt (O) – für ein direkt vom Radarsensor (2) zum Objekt (O) und direkt von diesem zurück an den Radarsensor (2) gesendetes direktes Radarsignal (dRS) ein direkter Radialgeschwindigkeitsverlauf (dRV, dRV1 bis dRV5) des Objekts (O) und – für ein indirekt mittels Bodenreflexion zum Objekt (O) und indirekt mittels Bodenreflexion von diesem zurück an den Radarsensor (2) gesendetes indirektes Radarsignal (iRS) ein indirekter Radialgeschwindigkeitsverlauf (iRV, iRV1 bis iRV5) des Objekts (O) ermittelt werden, – wobei der direkte Radialgeschwindigkeitsverlauf (dRV, dRV1 bis dRV5) und der indirekte Radialgeschwindigkeitsverlauf (iRV, iRV1 bis iRV5) mit hinterlegten Vergleichsgrößen (vdRV, viRV) verglichen werden und die Höhe (h) des Objekts (O) anhand einer zu den Vergleichsgrößen (vdRV, viRV) hinterlegten Vergleichshöhe (vh) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das direkte Radarsignal (dRS) und das indirekte Radarsignal (iRS) aus einem Radarsignalgemisch (G) extrahiert werden, – wobei die Extraktion anhand einer Ermittlung einer Zeitverschiebung (τ) zwischen dem direkten Radarsignal (dRS) und dem indirekten Radarsignal (iRS) in Abhängigkeit einer Einbauhöhe (H) des Radarsensors (2) am Fahrzeug (1) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der direkte Radialgeschwindigkeitsverlauf (dRV, dRV1 bis dRV5) und/oder der indirekte Radialgeschwindigkeitsverlauf (iRV, iRV1 bis iRV5) anhand einer zeitlichen Ermittlung einer in Richtung des Radarsensors (2) weisenden Radialgeschwindigkeitskomponente einer Annäherungsgeschwindigkeit (v) des Objekts (O) an das Fahrzeug (1) mittels des Radarsensors (2) anhand einer Verschiebung einer Dopplerfrequenz zwischen den vom Radarsensor (2) ausgesendeten Radarsignalen und vom Objekt (O) reflektierten Radarsignalen ermittelt wird.
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