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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, bei welchem in zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils ein Abstandswert von einem Ultraschallsensor empfangen wird, wobei der Abstandswert ein Echo eines von dem Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals beschreibt, und der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt anhand der Abstandswerte bestimmt wird.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge. Derartige Ultraschallsensoren können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs zu unterstützen. Solche Ultraschallsensoren werden üblicherweise in Parkhilfesystemen eingesetzt. Darüber hinaus finden die Ultraschallsensoren Verwendung in Fahrerassistenzsystemen, welche beispielsweise als Totwinkelassistent oder als Spurwechselassistent ausgebildet sind. Mit den Ultraschallsensoren werden Abstandswerte bereitgestellt, welche den Abstand zu einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreiben.
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Wenn diese Abstandswerte in einem Fahrerassistenzsystem dazu genutzt werden, das Kraftfahrzeug in einem bestimmten Abstand zu dem Objekt zu manövrieren, ist es erforderlich, dass die Ultraschallsensoren zuverlässige Abstandswerte liefern. Bei den Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs kann es sich um statische Objekte, wie beispielsweise Leitplanken, Wände oder Pflanzen handeln. Bei den Objekten kann es sich auch um dynamische Objekte, wie beispielsweise Fahrzeuge, Lastkraftwagen oder Motorräder handeln. Aufgrund der unterschiedlichen Objekte können die Abstandswerte schwanken. Dies wird zusätzlich durch Umwelteinflüsse begünstigt. Beispielsweise spielen hier Windgeräusche, Niederschlag, unebene Fahrbahnoberflächen oder dergleichen eine Rolle. Falls die Abstandswerte, die mit den Ultraschallsensoren bereitgestellt werden, kann dies im schlimmsten Fall dazu führen, dass das Kraftfahrzeug beispielsweise nicht parallel zu diesem Objekt manövriert werden kann und der Eingriff in die Lenkung unkontrolliert wird. Dies kann zu einer Verunsicherung des Fahrers des Kraftfahrzeugs führen. Ferner kann dies kritisch sein, wenn das Kraftfahrzeug auf engen, begrenzten Fahrspuren oder parallel zu einem Objekt bewegt wird.
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Hierzu beschreibt die
DE 43 35 728 A1 ein Verfahren zur Abstandsmessung zu einem Hindernis. Hierbei werden mit einem Ultraschallsensor Ultraschallimpulse ausgesendet und die von dem Hindernis reflektierten Echoimpulse empfangen. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass für die Zeit, in der das Echo empfangen wird, ein Zeit- oder Messfenster vorgegeben wird. Dies ist im einfachsten Fall dadurch möglich, dass der maximal zu messende Abstand auf einen bestimmten Wert begrenzt wird und aus diesem Abstand die maximale Laufzeit für ein Echosignal festgelegt wird. Bei einem fehlenden Echo kann dann die Messung abgebrochen werden, da beispielsweise kein Hindernis zu erwarten ist. Des Weiteren werden vorteilhaft auch Störsignale unterdrückt, die zufällig auftreten und ein vermeintliches Hindernis vortäuschen.
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Aus der
JP 2001-235 543 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem in zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils ein Abstandswert von einem Ultraschallsensor empfangen wird.
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Aus der
DE 10 2004 005 734 A1 ist eine Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkvorgangs bei Fahrzeugen mit wenigstens einem Sensor zur Abstandsbestimmung bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Abstand zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt mithilfe eines Ultraschallsensors zuverlässiger bestimmt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch ein Steuergerät, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs wird insbesondere in zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils ein Abstandswert von einem Ultraschallsensor empfangen. Der Abstandswert beschreibt insbesondere ein Echo eines von dem Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals. Dabei wird der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bevorzugt anhand der Abstandswerte bestimmt. Des Weiteren ist es bevorzugt vorgesehen, dass in einem aktuellen Messzyklus eine vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten ausgewählt wird und von zumindest einigen der ausgewählten Abstandswerte ein Mittelwert bestimmt wird. Dabei wird der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bevorzugt anhand des Mittelwerts bestimmt. Ferner wird insbesondere eine Streuung der ausgewählten Messwerte bestimmt und die Anzahl von ausgewählten Abstandswerten für einen nachfolgenden Messzyklus wird insbesondere anhand der Streuung angepasst.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bestimmen eines Abstands zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs. Hierbei wird in zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils ein Abstandswert von einem Ultraschallsensor empfangen, wobei der Abstandswert ein Echo eines von dem Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals beschreibt. Der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt wird dann anhand der Abstandswerte bestimmt. Dabei wird in einem aktuellen Messzyklus eine vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten ausgewählt, von zumindest einigen der ausgewählten Abstandswerte wird ein Mittelwert bestimmt und der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt wird anhand des Mittelwerts bestimmt. Des Weiteren wird eine Streuung der ausgewählten Abstandswerte bestimmt und die Anzahl von ausgewählten Abstandswerten für einen nachfolgenden Messzyklus wird anhand der Streuung angepasst.
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Mithilfe des Verfahrens soll ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und zumindest einem Objekt, welches sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet, bestimmt werden. Das Verfahren kann beispielsweise mit einem elektronischen Steuergerät des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Dieses Steuergerät empfängt Abstandswerte von einem Ultraschallsensor. Mit dem Steuergerät bzw. mit dem Ultraschallsensor können zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden. In jedem Messzyklus wird dabei ein Abstandswert von dem Ultraschallsensor an das Steuergerät übertragen. Der Abstandswert beschreibt insbesondere den Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt. Der Abstandswert beschreibt ein Echo des Ultraschallsignals, das von dem Ultraschallsensor ausgesendet wurde und welches von dem Objekt reflektiert wurde. Während eines Messzyklus kann also mit dem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder als Echo empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des Echos des Ultraschallsignals kann dann der Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt bestimmt werden. Diese Abstandswerte können dann dazu genutzt werden, das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt zu manövrieren. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug in einem konstanten Abstand parallel zu dem Objekt manövriert wird.
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Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem aktuellen Messzyklus eine vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten ausgewählt wird. Diese vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten kann den Abstandswert beinhalten, der in dem aktuellen Messzyklus bestimmt wurde. Darüber hinaus kann die vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten Abstandswerte beinhalten, welche in zeitlich vorhergegangenen Messzyklen bestimmt wurden. Zum Bestimmen der vorbestimmten Anzahl von Abstandswerten kann beispielsweise ein Fenster definiert werden, welches die vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten beinhaltet. Dabei können zumindest einige der ausgewählten Abstandswerte zur Bestimmung des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt herangezogen werden. Beispielsweise kann von allen ausgewählten Abstandswerten der Mittelwert bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Mittelwert nur von einer Gruppe der ausgewählten Abstandswerte bestimmt wird. Auf Grundlage des Mittelwerts kann dann der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden.
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Dabei ist es ferner vorgesehen, dass eine Streuung der ausgewählten Messwerte bestimmt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Streuungswert, welcher die Streuung der ausgewählten Messwerte beschreibt, bestimmt wird. Auf diese Weise kann ermittelt werden, wie die ausgewählten Messwerte schwanken. Auf Grundlage der bestimmten Streuung bzw. des Streuungswerts kann dann die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte für den nachfolgenden Messzyklus bestimmt werden. Mit anderen Worten kann eine Größe des Fensters, welches die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte definiert, in Abhängigkeit von der Streuung angepasst werden. Somit kann in Abhängigkeit von der Streuung der Abstandswerte zueinander bestimmt werden, wie viele Abstandswerte zur Bestimmung des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt herangezogen werden. Damit kann auf einfache und zuverlässige Weise auf das Objekt, zu welchem der Abstand bestimmt werden soll, reagierte werden. Hierbei kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass die Abstandswerte, die von dynamischen Objekten stammen, im Vergleich zu den Abstandswerten, die von statischen Objekten stammen, eine höhere Streuung aufweisen. Durch die Anpassung des Fensters kann die Abstandswertberechnung an das Objekt und an die Umgebungsverhältnisse angepasst werden. Dies ermöglicht insgesamt eine zuverlässige Bestimmung des Abstands.
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Bevorzugt wird zur Auswahl der Abstandswerte ein Fenster bestimmt und eine Größe des Fensters in Abhängigkeit von der Streuung für den nachfolgenden Messzyklus angepasst. Wie bereits erläutert, kann die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte, die für die Abstandsberechnung berücksichtigt werden, mithilfe eines Fensters durchgeführt werden. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass die Streuung der Abstandswerte verhältnismäßig hoch ist, kann die Fenstergröße erhöht werden. Damit wird der Abstand auf Grundlage einer größeren Anzahl von Abstandswerten bestimmt. Dies ermöglicht es, Schwankungen der Abstandswerte durch die Berechnung des Mittelwerts zu reduzieren. Wenn die Schwankung der Abstandswerte verhältnismäßig gering ist, kann die Größe des Fensters beibehalten werden oder die Größe des Fensters reduziert werden. Damit wird der Abstand zu dem Objekt auf Grundlage verhältnismäßig weniger Abstandswerte bestimmt, wodurch eine Berechnung des Abstands innerhalb einer kurzen Zeit ermöglicht wird. In diesem Fall werden auch Abstandswerte, die zu vorhergehenden Messzyklen bestimmt wurden, in geringerem Maße berücksichtigt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Streuung mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen und die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte für den nachfolgenden Messzyklus wird erhöht, falls die Streuung den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Die Streuung bzw. ein Streuungswert, welcher die Streuung der Abstandswerte beschreibt, kann mit dem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden. Wenn die Streuung den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte für den nachfolgenden Messzyklus erhöht werden. Dies bedeutet, dass die Fenstergröße erhöht wird. Beispielsweise kann das Verfahren mit einer vorbestimmten minimalen Fenstergröße bzw. mit einer vorbestimmten minimalen Anzahl von ausgewählten Abstandswerten gestartet werden. In Abhängigkeit von dem Vergleich der Streuung mit dem vorbestimmten Schwellenwert kann dann die Fenstergröße erhöht werden oder gegebenenfalls unverändert bleiben. Auf diese Weise kann die Bestimmung des Abstands auf einfache und zuverlässige Weise an das zu erkennende Objekt und/oder die Umgebungsbedingungen angepasst werden.
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Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte in aufeinanderfolgenden Messzyklen schrittweise erhöht wird, falls die Streuung in den aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wie bereits erläutert, kann das Verfahren mit einer minimalen Fenstergröße gestartet werden. Falls in dem aktuellen Messzyklus erkannt wird, dass er die Streuung größer der vorbestimmte Schwellenwert ist, kann die Fenstergröße jeweils um einen vorbestimmten Wert erhöht werden. Dabei kann die Größe dieses Werts, um welchen das Fenster erhöht wird, einstellbar sein. Je größer der Wert gewählt wird, umso schneller kann der Abstand, der auf Grundlage der Abstandswerte bestimmt wird, stabilisiert werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung des Abstands.
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Des Weiteren ist es insbesondere vorgesehen, dass die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte für den nachfolgenden Messzyklus verringert wird, falls die Abstandswerte beschreiben, dass sich kein Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet. Auch hier kann die Verringerung bzw. Reduzierung der Anzahl der ausgewählten Abstandswerte in aufeinanderfolgenden Messzyklen schrittweise erfolgen, falls jeweils kein Objekt erkannt wird. Wenn beispielsweise mit dem Ultraschallsensor kein Echo empfangen wurde, deutet dies darauf hin, dass sich kein Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet. In diesem Fall kann die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte für den nachfolgenden Messzyklus wieder reduziert werden bzw. die Fenstergröße kann reduziert werden. Es kann grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass die Anzahl der ausgewählten Abstandswerte reduziert wird, falls der Abstand zu dem Objekt einen vorbestimmten Maximalabstand überschreitet. Wenn sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs also kein Objekt befindet bzw. ein sogenannter Freiraum vorhanden ist, können die Abstandswerte, die zur Bestimmung des Abstands herangezogen werden, verringert werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass eine Mitteilung über eine verhältnismäßig große Anzahl von Abstandswerten durchgeführt wird.
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Bevorzugt wird in den aufeinanderfolgenden Messzyklen ein gleitender Mittelwert der ausgewählten Abstandswerte bestimmt und der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt wird anhand des gleitenden Mittelwerts bestimmt. Zur Bestimmung des gleitenden Mittelwerts kann das Fenster in den aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils um einen Abstandswert verschoben werden. Somit können die Abstandswerte, die in zeitlich vorangegangenen Messzyklen bestimmt wurden, berücksichtigt werden. Dabei wird die Fenstergröße in Abhängigkeit von der Streuung der Abstandswerte zueinander in den aufeinanderfolgenden Messzyklen angepasst. Somit kann ein stabiler Wert für den Abstand bereitgestellt werden, der beispielsweise von einem Fahrerassistenzsystem genutzt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Median der Abstandswerte bestimmt, diejenigen ausgewählten Abstandswerte, welche größer als der Median sind, werden einer ersten Gruppe zugeordnet, diejenigen Abstandswerte, welche kleiner als der Median sind, werden einer zweiten Gruppe zugeordnet und der Mittelwert wird für die Abstandswerte der ersten und/oder der zweiten Gruppe bestimmt. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass der Median für alle Abstandswerte, die bereits bestimmt wurden ermittelt wird. Die ausgewählten Abstandswerte werden dann in eine erste und eine zweite Gruppe eingeteilt. Die erste Gruppe beschreibt die ausgewählten Abstandswerte, die über dem Median liegen. Diese Abstandswerte können dann zur Bestimmung eines sogenannten maximalen Mittelwerts herangezogen werden. Diejenigen Abstandswerte, die unterhalb dem Median liegen, können zur Berechnung eines minimalen Mittelwerts herangezogen werden. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand reduziert werden
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Des Weiteren ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt anhand des Mittelwerts der Abstandswerte der ersten Gruppe und/oder anhand des Mittelwerts der Abstandswerte der zweiten Gruppe bestimmt wird. Die Mittelwerte der Abstandswerte der ersten Gruppe beschreiben den maximalen Mittelwert. Dieser ist also üblicherweise größer als der tatsächliche Abstand zu dem Objekt. In gleicher Weise beschreibt der Mittelwert der Abstandswerte der zweiten Gruppe den minimalen Mittelwert, welcher geringer ist als der tatsächliche Abstand zu dem Objekt. Dies ermöglicht es, entweder den minimalen Mittelwert oder den maximalen Mittelwert heranzuziehen. Somit kann der Rechenaufwand reduziert werden.
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Bevorzugt wird zum Bestimmen der Streuung der ausgewählten Abstandswerte eine Standardabweichung der ausgewählten Abstandswerte bestimmt. Die Standardabweichung der ausgewählten Abstandswerte bzw. der Abstandswerte in dem Fenster kann auf einfache Weise bestimmt werden. Die Standardabweichung stellt einen Konfidenzwert dar, mit dem die Bestimmung des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt beurteilt werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Steuergerät für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer vorteilhaften Ausgestaltung davon ausgelegt. Ferner kann ein Computerprogramm vorgesehen sein, das beispielsweise auf einem Speichermedium gespeichert ist, wobei das Computerprogramm zum Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens programmiert ist, wenn es auf dem Steuergerät ausgeführt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Steuergerät und zumindest einen Ultraschallsensor. Dabei ist das Fahrerassistenzsystem bevorzugt dazu ausgelegt, eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem bestimmten Abstand anzusteuern. Insbesondere ist das Fahrerassistenzsystem dazu ausgelegt, derart in die Lenkung, das Bremssystem und/oder den Antriebsmotor einzugreifen, dass das Kraftfahrzeug zumindest semi-autonom manövriert wird. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug derart manövriert werden, dass dieses in einem vorbestimmten Abstand relativ zu dem Objekt bewegt wird. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug in einem vorbestimmten Abstand parallel zu dem Objekt bewegt werden. Dadurch, dass der Abstand, der auf Grundlage der Abstandswerte bestimmt wird, stabil ist und geringe Schwankungen aufweist, kann ein zuverlässiges Manövrieren des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Ultraschallsensoren Seitenbereichen des Kraftfahrzeugs bzw. seitlich an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensoren in einem Frontbereich oder einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Steuergerät, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einem Steuergerät und einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist;
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Objekt;
- 3 Abstandswerte, welche mit einem Ultraschallsensor bereitgestellt werden, in Abhängigkeit von der Zeit; und
- 4 die Abstandswerte, die mit dem Ultraschallsensor bereitgestellt werden gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, mit welchem Objekte 4 in einem Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden können.
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Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest einen Ultraschallsensor 5. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 sechs Ultraschallsensoren 5. Dabei sind jeweils drei Ultraschallsensoren 5 auf einer Seite des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Vorliegend sind zwei Ultraschallsensoren 5 in einem Bereich 6 des vorderen Stoßfängers, zwei Ultraschallsensoren 5 in einem Bereich 7 des hinteren Stoßfängers und zwei Ultraschallsensoren 5 an jeweiligen Seitenbereichen 8 angeordnet. Mit den Ultraschallsensoren 5 können Objekte 4 in einem seitlichen Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 erkannt werden. Hierzu können mit den Ultraschallsensoren 5 Abstandswerte 10 bereitgestellt werden, welche einen Abstand d zwischen dem jeweiligen Ultraschallsensor 5 und dem Objekt 4 beschreiben. Hierzu wird mit den Ultraschallsensoren 5 ein Ultraschallsignal ausgesendet und das von dem Objekt 4 reflektierte Ultraschallsignal bzw. das Echo des Ultraschallsignals empfangen. Auf Grundlage der Laufzeit des Ultraschallsignals kann dann der Abstand d zu dem Objekt 4 bestimmt werden.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 ein elektronisches Steuergerät 9, welches zur Datenübertragung mit den Ultraschallsensoren 5 verbunden ist. Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mithilfe des elektronischen Steuergeräts 9 können die Abstandswerte 10, die mit den Ultraschallsensoren 5 bereitgestellt werden, empfangen werden und entsprechend ausgewertet werden. Mithilfe des Steuergeräts 9 kann anhand der Abstandswerte 10 der Abstand d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4 bestimmt werden.
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Zum Bestimmen des Abstands d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4 werden zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In jedem Messzyklus wird ein Abstandswert 10 mithilfe des Ultraschallsensors 5 bereitgestellt und an das Steuergerät 9 übertragen. Somit liegt dem Steuergerät 9 eine zeitliche Abfolge von Abstandswerten 10 vor. Zum Bestimmen des Abstands d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4 wird eine vorbestimmte Anzahl von Abstandswerten 10 ausgewählt. Hierzu kann ein entsprechendes Fenster verwendet werden. Von zumindest einigen der Abstandswerte 10, die sich in dem Fenster befinden, kann dann ein Mittelwert bestimmt werden. Auf Grundlage des Mittelwerts kann dann der Abstand d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4 ermittelt werden.
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2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen des Abstands d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4. In einem Schritt S1 wird das Verfahren gestartet. In einem Schritt S2 wird überprüft, ob die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist. Dieser Grenzwert kann beispielsweise 30 km/h betragen. Ist dies der Fall, wird das Verfahren in einem Schritt S3 fortgesetzt. Dabei wird für das Fenster, welches die zu untersuchenden Abstandswerte 10 enthält, ein Mindestwert vorgegeben. Von den Abstandswerten 10, die sich in dem Fenster befinden wird dann ein Maß für die Streuung der Abstandswerte 10 und insbesondere eine Standardabweichung bestimmt. In einem Schritt S4 wird dann überprüft, ob die Standardabweichung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird das Verfahren in einem Schritt S5 fortgeführt. Dabei wird die Größe des Fensters schrittweise erhöht. Mit anderen Worten wird die Anzahl von Abstandswerten 10, die zur Bestimmung des Abstands d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4 herangezogen werden, erhöht. Falls in einem Schritt S6 festgestellt wird, dass die Abstandswerte 10 beschreiben, dass sich kein Objekt 4 in der Umgebung 3 des Kraftfahrzeugs befindet, wird die Fenstergröße wieder reduziert. Dies bedeutet, dass die Anzahl an Abstandswerten 10, die zur Bestimmung des Abstands d herangezogen werden, reduziert wird. Die Reduzierung der Fenstergröße wird in einem Schritt S7 durchgeführt.
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3 zeigt die Abstandswerte 10 welche mit dem Ultraschallsensor 5 bereitgestellt werden in Abhängigkeit von der Zeit t. Dabei ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate der Abstand d aufgetragen. Die Abstandswerte 10, die in einem Bereich 11 angeordnet sind, beschreiben die ersten Echos der ausgesendeten Ultraschallsignale. Die Abstandswerte 10, die einen größeren Abstand d beschreiben, beschreiben beispielsweise zweite oder dritte Echos des Ultraschallsignals. Dabei sind ferner Linien 12 dargestellt, welche die jeweilige Standardabweichung der Abstandswerte beschreibt. In dem vorliegenden Beispiel ist die Größe des Fensters so gewählt, dass dieses fünf Abstandswerte umfasst. Dieses Fenster wird über die jeweiligen Abstandswerte 10 geschoben und somit der gleitende Mittelwert bestimmt. Dabei beschreibt der Kreis 13 einen Bereich, in welchem keine Abstandswerte empfangen werden oder die Abstandswerte beschreiben, dass sich kein Objekt 4 in der Umgebung 3 des Kraftfahrzeugs 1 befindet. Hier ergibt sich ein Sprung in den Abstandswerten 10 bzw. in den Echosignalen. Dies ist durch den Kreis 14 veranschaulicht. In diesem Bereich ist zu erkennen, dass die Standardabweichung für die Abstandswerte 10 verhältnismäßig groß ist.
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Im Vergleich hierzu zeigt 4 die Abstandswerte gemäß 3 Abhängigkeit von der Zeit t. In diesem Fall wurde das Fenster derart bestimmt, dass dieses 20 Abstandswerte 10 umfasst. Durch die Vergrößerung des Fensters können die Sprünge in den Abstandswerten 10 deutlich reduziert werden. Die Anpassung des Fensters kann auf die unterschiedlichen Objekte 4 und die Umwelteinflüsse reagiert werden. Die Objekte 4 können sich aufgrund ihrer Reflexionseigenschaften unterscheiden. Beispielsweise können Objekte mit einer verhältnismäßig glatten Oberfläche eine geringe Standardabweichung der Abstandswerte 10 hervorrufen. Objekte wie Pflanzen können eine hohe Standardabweichung der Abstandswerte 10 mit sich bringen. Ferner kann berücksichtigt werden, dass statische Objekte im Vergleich zu dynamischen Objekten eine geringere Standardabweichung bezüglich der Abstandswerte aufweisen. Ferner können Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Windgeräusche, Spritzwasser oder Regen berücksichtigt werden. Dies ermöglicht insgesamt eine zuverlässige Bestimmung des Abstands d zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 4.
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Somit kann das Kraftfahrzeug 1 mit dem Fahrerassistenzsystem 2 relativ zu dem Objekt 4 manövriert werden. Bei dem Manövrieren kann das Kraftfahrzeug 1 mittels des Fahrerassistenzsystems 2 zumindest semi-autonom gesteuert werden. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 1 in einen konstanten Abstand zu dem Objekt 4 manövriert werden. Auf Grundlage der Abstandswerte 10 kann der Abstand d zu dem Objekt zuverlässig bestimmt werden, so dass auch das Manövrieren komfortabel und sicher erfolgen kann.
