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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer ersten Sensorvorrichtung zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs, wobei von einer Steuereinrichtung der ersten Sensorvorrichtung Sensordaten einer zu der ersten Sensorvorrichtung unterschiedlichen zweiten Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs empfangen werden und anhand der Sensordaten der zweiten Sensorvorrichtung zumindest ein Neigungswinkel zumindest einer Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensorvorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, welche Assistenzfunktionen basierend auf einem Neigungswinkel des Kraftfahrzeugs ausführen. Solche Fahrerassistenzsysteme können beispielsweise ein Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder eine Antriebsschlupfregelung (ASR) sein. Zur Ermittlung des Neigungswinkels ist aus der
DE 10 2008 061 060 A1 bekannt, mittels zumindest zwei, in Außenspiegeln des Fahrzeugs angeordneten und nach unten gerichteten Kameras Bilder zu erfassen und durch Auswertung dieser Bilder zumindest eine Rotationsachse des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Außerdem werden Drehbewegungen bzw. Winkel, beispielsweise ein Wankwinkel, ein Gierwinkel sowie Nickwinkel, um die Rotationsachse bestimmt.
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In der
DE 10 2011 081 395 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem eine Leuchtweite eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs anhand des Nickwinkels des Fahrzeugs eingestellt wird. In der
EP 2 097 770 B1 ist beschrieben, dass ein Neigungswinkel eines Fahrzeugs unter Verwendung von Bildinformationen einer Kamera bestimmt wird. Basierend auf dem Neigungswinkel, welcher sich beispielsweise aufgrund einer Beladung, einer Besetzung von Fahrzeugsitzplätzen, durch unterschiedliche Reifendrücke oder durch Fahrbahnunebenheiten verändern kann, wird ein Lidar-Sensor ausgerichtet. Beispielsweise kann die vertikale Ausrichtung des Lidar-Sensors verändert werden, wenn das Fahrzeug aufgrund starker Kofferraumbeladung nach hinten geneigt ist. Zur Einstellung des Lidar-Sensors ist ein Elektromotor vorgesehen, welcher die vertikale Ausrichtung des Lidar-Sensors verändern kann. Die vertikale Ausrichtung ist somit nur unter Verwendung zusätzlicher Komponenten, hier des Elektromotors, einstellbar.
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DE 10 2012 021 497 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs umfassend eine Ultraschall-Sende- und Empfangseinrichtung. Eine Steuereinrichtung ist ausgebildet ein eine Fahrzeugneigung gegenüber einer als eben angenommenen Fahrbahn repräsentierendes Neigungssignal zu erfassen und eine von der von der erfassten Fahrzeugneigung abhängige Imuls-Echo-Messung auszuführen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders zuverlässige Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche außerdem auf besonders einfache Weise eingestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Sensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Gemäß dem Verfahrens zum Betreiben einer ersten Sensorvorrichtung zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs werden von einer Steuereinrichtung der ersten Sensorvorrichtung Sensordaten einer zu der ersten Sensorvorrichtung unterschiedlichen zweiten Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs empfangen und anhand der Sensordaten der zweiten Sensorvorrichtung wird zumindest ein Neigungswinkel zumindest einer Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs erfasst. Darüber hinaus wird durch die Steuereinrichtung eine Empfindlichkeit zumindest eines Ultraschallsensors der als Ultraschallsensorvorrichtung ausgebildeten ersten Sensorvorrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Neigungswinkel eingestellt.
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Als die Sensordaten werden Kamerabilder aus dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs von zumindest einer Kamera der zweiten Sensorvorrichtung erfasst und der Neigungswinkel wird anhand der Kamerabilder bestimmt. Die zweite Sensorvorrichtung kann beispielsweise ein Kamerasystem aufweisen, welches durch mehrere fahrzeugseitige Kameras ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Kamerasystem als ein Rundumsichtkamerasystem ausgebildet sein, welches eine Frontkamera zum Überwachen des Umgebungsbereiches vor dem Kraftfahrzeug, eine Heckkamera zum Überwachen des Umgebungsbereiches hinter dem Kraftfahrzeug sowie zwei Seitenspiegelkameras zum Überwachen des Umgebungsbereiches neben dem Kraftfahrzeug aufweisen kann. Die Nutzung der Kameras ist besonders vorteilhaft, da mittlerweile eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen mit solchen Kameras ausgestattet ist und daher Kamerabilder aus dem Umgebungsbereich ohnehin zur Verfügung stehen. Dabei kann die Steuereinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung anhand der übermittelten Kamerabilder der Kameras, beispielsweise mittels geeigneter Auswertealgorithmen, den Neigungswinkel zur Fahrbahn bzw. zum Boden des Kraftfahrzeugs erkennen bzw. bestimmen.
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Ein in einem ersten Kamerabilder bestimmter Stützpunkt wird in dem Umgebungsbereich in zumindest einem zweiten Kamerabild identifiziert und anhand von einer Bewegung des zumindest einen Stützpunktes zwischen den zumindest zwei Kamerabildern wird der Neigungswinkel bestimmt. Insbesondere werden zumindest zwei, eine Linie bildende Stützpunkte in dem ersten Kamerabild erkannt und die Linie wird in dem zumindest einen zweiten Kamerabild identifiziert. Die Linie wird hier auch als Horizontlinie bezeichnet.
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Mittels des Verfahrens kann ein Fahrerassistenzsystem für das Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, mittels welchem der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs überwacht werden kann. Beispielsweise kann der Umgebungsbereich hinsichtlich Objekten, beispielsweise anderen Fahrzeugen, Radfahrern oder Fußgängern, überwacht werden. Zur Überwachung des Umgebungsbereiches weist das Fahrerassistenzsystem die erste Sensorvorrichtung auf, welche als die Ultraschallsensorvorrichtung ausgebildet ist. Die Ultraschallsensorvorrichtung weist zumindest einen Ultraschallsensor auf, welcher insbesondere an einem Seitenbereich bzw. einer Flanke des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. So kann der zumindest eine Ultraschallsensor insbesondere einen seitlichen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs überwachen. Zum Überwachen des Umgebungsbereiches kann der Ultraschallsensor entlang einer dem Ultraschallsensor zugeordneten Blickrichtung bzw. einer Haupterfassungsrichtung ein Sendesignal in Form von einem Ultraschallsignal aussenden und das an einem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektierte Ultraschallsignal als Empfangssignal wieder empfangen. Anhand einer Laufzeit des Ultraschallsignals kann beispielsweise ein Abstand des Objektes zu dem Ultraschallsensor und damit zu dem Kraftfahrzeug bestimmt werden.
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Es kann vorkommen, dass sich das Kraftfahrzeug, beispielsweise durch ungleiches bzw. ungleichmäßiges Beladen des Kraftfahrzeugs, bereichsweise in verschiedene Richtungen neigt. Das Kraftfahrzeug führt also eine Rotation bzw. Drehbewegung um zumindest eine Fahrzeugachse, insbesondere um eine Fahrzeuglängsachse und/oder um eine Fahrzeugquerachse, durch. Dadurch können sich Bereiche des Kraftfahrzeugs durch die ungleiche Beladung beispielsweise in Richtung der Fahrbahn neigen. Diese Bereiche des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein seitlicher Unterboden und/oder ein Stoßfänger des Kraftfahrzeugs, verringern dabei ihren Abstand zur Fahrbahn. Durch die Neigung des Kraftfahrzeugs in Richtung der Fahrbahn, neigt sich also die zumindest eine Fahrzeugachse in Richtung der Fahrbahn und verändert dadurch ihren Neigungswinkel zu der Fahrbahn. Der Neigungswinkel der Fahrzeugsachse des Kraftfahrzeugs beträgt insbesondere 0°, wenn das Kraftfahrzeug gleichmäßig beladen ist. Der Neigungswinkel zwischen der Fahrzeugquerachse und der Fahrbahn kann sich beispielsweise verändern, wenn auf einer Fahrzeugseite, also beispielsweise auf der Beifahrerseite oder der Fahrerseite, eine größere Last, beispielsweise durch Personen oder Objekte, vorhanden ist, als auf der jeweils anderen Seite. Der Neigungswinkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Fahrbahn kann sich beispielsweise ändern, wenn ein Heckbereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Kofferraum, stärker beladen ist als ein Frontbereich. Dann kann sich beispielsweise der Heckbereich gegenüber dem Frontbereich absenken.
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Durch diesen veränderten Neigungswinkel der Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs bezüglich der Fahrbahn kann sich auch die Blickrichtung des zumindest einen Ultraschallsensors verändern, welcher insbesondere eine feste Einbauposition am Kraftfahrzeug aufweist. Die Blickrichtung bzw. der Blickwinkel des zumindest einen Ultraschallsensors verändert sich also in Abhängigkeit von dem Neigungswinkel. Die Einbauposition ist insbesondere so bestimmt, dass der Ultraschallsensor im nichtgeneigten Zustand des Kraftfahrzeugs, beispielsweise bei gleichmäßiger Beladung, das Ultraschallsignal in den Umgebungsbereich aussendet, wobei die Haupterfassungsrichtung und damit ein Erfassungsbereich beispielsweise parallel zu einer Oberfläche der Fahrbahn gerichtet sind. Die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors ist in der Einbauposition im ungeneigten Zustand des Kraftfahrzeugs, also bei einem Neigungswinkel von in etwa 0°, insbesondere so eingestellt, dass Zielechos, in dem empfangenen Ultraschallsignal von Bodenechos in dem empfangenen Ultraschallsignal unterschieden werden können. Zielechos sind dabei Echos, welche von Reflexionen des ausgesendeten Ultraschallsignals an Objekten bzw. Hindernissen in dem Umgebungsbereich stammen. Bodenechos sind Echos, welche von Reflexionen des ausgesendeten Ultraschallsignals an der Fahrbahn stammen. Diese Bodenechos werden insbesondere unterdrückt, da die Fahrbahn selbst nicht als Objekt, und damit als Hindernis für das Kraftfahrzeug, erkannt werden soll. Durch die Neigung des Kraftfahrzeugs kann es jedoch vorkommen, dass die Blickrichtung des Ultraschallsensors, welcher sich auf der in Richtung der Fahrbahn geneigten Seite des Kraftfahrzeugs befindet, in Richtung der Fahrbahn orientiert wird. Würde nun die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors nicht angepasst, so würden Bodenechos nicht unterdrückt werden und fälschlicherweise als Zielechos erfasst werden.
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Um solche Fehldetektionen des zumindest einen Ultraschallsensors zu verhindern, wird die Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors an den Neigungswinkel der Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs zu der Fahrbahn angepasst. Die Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors wird von der Steuereinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung angepasst, welche dazu ausgelegt ist, den zumindest einen Ultraschallsensor anzusteuern. Die Steuereinrichtung ist insbesondere als ein Ultraschallsensorsteuergerät ausgebildet ist. Zum Erfassen des Neigungswinkels des Kraftfahrzeugs werden der Steuereinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung die Sensordaten der zweiten Sensorvorrichtung übermittelt, beispielsweise über eine fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung, insbesondere einen CAN-Bus. Die Steuereinrichtung bestimmt anhand der Sensordaten der zweiten Sensorvorrichtung den Neigungswinkel der Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs bezüglich der Fahrbahn und passt die Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors an den aktuellen Neigungswinkel des Kraftfahrzeugs an. Die Steuereinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, jeden Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung separat zum Einstellen der jeweiligen Empfindlichkeit des Ultraschallsensors anzusteuern.
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Die Bestimmung des Neigungswinkels kann dabei kontinuierlich erfolgen, sodass die Empfindlichkeit der Ultraschallsensorvorrichtung an den aktuellen Neigungswinkel angepasst werden kann. Aus der Anpassung der Empfindlichkeit an den Neigungswinkel und damit beispielsweise an einen Beladungszustand des Kraftfahrzeugs ergibt sich der Vorteil, dass Fehldetektionen der Ultraschallsensorvorrichtung reduziert werden können. Dadurch kann ein mit der Ultraschallsensorvorrichtung ausgestattetes Fahrerassistenzsystem den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zuverlässig überwachen.
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Vorzugsweise wird zum Einstellen der Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors der Neigungswinkel der Fahrzeugquerachse des Kraftfahrzeugs bezüglich der Fahrbahn anhand der Sensordaten der zweiten Sensorvorrichtung erfasst. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Ultraschallsensorvorrichtung zur Überwachung eines seitlichen Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur Totwinkelüberwachung und/oder zum Flankenschutz des Kraftfahrzeugs, eingesetzt wird. Hier wird nun insbesondere erfasst, ob sich das Kraftfahrzeug um die Fahrzeuglängsachse neigt, also ob sich Seitenbereiche und damit die Ultraschallsensoren in Richtung der Fahrbahn neigen. Durch Anpassung der Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors, insbesondere des in Richtung der Fahrbahn geneigten Ultraschallsensors, können Bodenechos zuverlässig von Zielechos, welche beispielsweise von Objekten in dem Totwinkelbereich stammen, unterschieden werden.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn zum Einstellen der Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung eine Schwellwertkurve vorgegeben wird, mit welcher eine Amplitude eines von dem zumindest einen Ultraschallsensor empfangenen Empfangssignal verglichen wird, wobei die Schwellwertkurve in Abhängigkeit von dem erfassten Neigungswinkel der Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs zu der Fahrbahn bestimmt wird. Von dem Ultraschallsensor wird das Empfangssignal zum Detektieren von Objekten in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs empfangen. Das Empfangssignal weist insbesondere einen abstandsabhängigen bzw. laufzeitabhängigen Verlauf auf. Dies bedeutet, dass das Empfangssignal eine Vielzahl von Echos aufweist, wobei jedes Echo basierend auf seiner Position in dem Empfangssignal jeweils einer Laufzeit und damit einem Abstand in dem Umgebungsbereich zugeordnet werden kann. Um nun zu bestimmen, ob ein Echo in dem Empfangssignal von einer Reflexion an dem Objekt oder von einer Reflexion an der Fahrbahn stammt, wird eine Amplitude des Echos, insbesondere ein Maximum des Echos, mit der Schwellwertkurve verglichen. Durch die Schwellwertkurve kann einem Abstand in dem Umgebungsbereich bzw. einer Laufzeit jeweils ein Schwellwert zugeordnet sein. Dabei wird jedes Echo mit demjenigen Schwellwert der Schwellwertkurve verglichen, welcher dem, zu dem Echo korrespondierenden Abstand zugeordnet ist. Wenn die Amplitude des Echos den zugeordneten Schwellwert überschreitet, wird das Echo als ein Zielecho, also von der Reflexion an einem Objekt stammend, charakterisiert. Daraufhin kann das Echo zur Abstandsbestimmung des Objektes ausgewertet werden. Der Abstand des Objektes wird als der Abstand bestimmt, an welchem das Echo in dem abstandsabhängigen Empfangssignal auftritt. Wenn die Amplitude des Echos den zugeordneten Schwellwert unterschreitet, wird das Echo als ein Störecho bzw. Bodenecho, also von der Reflexion an der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs stammend, charakterisiert. Das Echo wird insbesondere nicht ausgewertet und beispielsweise verworfen.
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Durch die Schwellwertkurve ist eine Empfindlichkeit des Ultraschallsensors vorgegeben. Dabei kann beispielsweise eine Standardschwellwertkurve vorgegeben werden, welche die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors bei einem Neigungswinkel von 0° einstellt. Wenn nun der Neigungswinkel verändert wird, beispielsweise aufgrund von ungleicher Beladung des Kraftfahrzeugs, so können die Schwellwerte der Schwellwertkurve angepasst werden. Zum Erhöhen der Empfindlichkeit werden dabei die Schwellwerte verringert, die Schwellwertkurve wird also abgesenkt. Zum Verringern der Empfindlichkeit werden die Schwellwerte vergrößert, die Schwellwertkurve wird also angehoben. Um Bodenechos zu verhindern, welche dann auftreten, wenn der Ultraschallsensor, bzw. dessen Erfassungsbereich, stärker in Richtung der Fahrbahn geneigt ist, wird die Empfindlichkeit insbesondere verringert, die Schwellwertkurve wird also von dem Ultraschallsensorsteuergerät angehoben. Dabei kann beispielsweise für jeden Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung eine Schwellwertkurve vorgegeben werden, wobei jede der Schwellwertkurven separat angepasst werden kann. Somit kann für jeden Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung die Empfindlichkeit separat eingestellt bzw. angepasst werden.
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Die Anpassung der Empfindlichkeit des Ultraschallsensors kann somit besonders einfach durch die Verschiebung der Schwellwertkurve erfolgen. Daraus ergibt sich außerdem der Vorteil, dass zur Anpassung der Empfindlichkeit insbesondere keine zusätzliche gegenständliche Komponente, beispielsweise ein Elektromotor, nötig ist. Somit kann auf besonders einfache Weise eine zuverlässige Überwachung des Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise wird eine Liste vorbestimmt, in welcher vorbestimmten Werten für den Neigungswinkel vorbestimmte Schwellwertkurven zugeordnet sind, wobei anhand des erfassten Neigungswinkels die zugehörige, vorbestimmte Schwellwertkurve aus der Liste ausgewählt und zur Einstellung der Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors vorgegeben wird. Die Liste kann beispielsweise in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung hinterlegt sein, welche von der Steuereinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung auslesbar ist. Die Liste kann beispielsweise in Form von einer Kennlinie und/oder eine Umsetzungstabelle bzw. Look-up-Tabelle angegeben sein, wobei in der Liste Werte des Neigungswinkels sowie Schwellwertkurven einander zugeordnet sind. Wenn nun von der Steuereinrichtung anhand der Sensordaten der zweiten Sensorvorrichtung der Neigungswinkel der zumindest einen Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs erfasst wurde, so kann die Steuereinrichtung aus der Liste die mit dem Neigungswinkel korrespondierende Schwellwertkurve auslesen und für den zumindest einen Ultraschallsensors vorgeben. Somit kann auf besonders schnelle Weise die Ultraschallsensorvorrichtung an den aktuellen Neigungswinkel der Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs, insbesondere an den aktuellen Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, angepasst werden.
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Bevorzugt wird als der zumindest eine Stützpunkt zumindest ein Bodenpunkt auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs erfasst. Die Stützpunkte, insbesondere die Linie der Stützpunkte, werden in zeitlich nacheinander erfassten Kamerabildern, also einer Sequenz von Kamerabildern, verfolgt. Anhand der verfolgten Stützpunkte, insbesondere anhand der Bodenpunkte auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs, kann dann der Neigungswinkel der Fahrzeugachse bezüglich der Fahrbahn bestimmt werden. Die Bewegung der Stützpunkte in den zumindest zwei Kamerabildern kann dabei anhand eines optischen Flusses der Sequenz der Kamerabilder bestimmt werden. Durch die Erfassung der Bewegung der sich auf der Fahrbahn befindlichen Bodenpunkte kann somit direkt eine Neigung des Kraftfahrzeugs zu der Fahrbahn bestimmt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden als die Sensordaten Ultraschallsensordaten zumindest eines Wasserstanderfassungs-Ultraschallsensors der zweiten Sensorvorrichtung empfangen und der Neigungswinkel wird anhand der Ultraschallsensordaten bestimmt. Die zweite Sensorvorrichtung ist hier eine sogenannte „Wade Aid“-Sensorvorrichtung, mittels welcher ein Wasserstand auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs bestimmt werden kann. Dazu weist die zweite Sensorvorrichtung zumindest einen in Richtung der Fahrbahn gerichteten Wasserstanderfassungs-Ultraschallsensor auf. Der Wasserstanderfassungs-Ultraschallsensor ist dabei unterschiedlich zu dem zumindest einen Ultraschallsensor der ersten Sensorvorrichtung, welche beispielsweise zur Totwinkelüberwachung vorgesehen ist. Dabei können die während einer Messung erfassten Sensordaten von dem Wasserstanderfassungs-Ultraschallsensor hinsichtlich des Wasserstandes ausgewertet werden und zusätzlich der Steuereinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung zum Bestimmen des Neigungswinkels übermittelt werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Überwachen eines Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeugs. Gemäß einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung weist diese insbesondere eine Steuereinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, Sensordaten einer weiteren Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs zu empfangen und anhand der Sensordaten der weiteren Sensorvorrichtung zumindest einen Neigungswinkel zumindest einer Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Insbesondere ist die Sensorvorrichtung als eine Ultraschallsensorvorrichtung mit zumindest einem Ultraschallsensor ausgebildet und die Steuereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, eine Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors in Abhängigkeit von dem erfassten Neigungswinkel einzustellen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Sensorvorrichtung weist diese eine Steuereinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, Sensordaten einer weiteren Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs zu empfangen und anhand der Sensordaten der weiteren Sensorvorrichtung zumindest einen Neigungswinkel zumindest einer Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs gegenüber einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Darüber hinaus ist die Sensorvorrichtung als eine Ultraschallsensorvorrichtung mit zumindest einem Ultraschallsensor ausgebildet und die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, eine Empfindlichkeit des zumindest einen Ultraschallsensors in Abhängigkeit von dem erfassten Neigungswinkel einzustellen. Die Ultraschallsensoren können insbesondere an einem Seitenbereich bzw. einer Flanke des Kraftfahrzeugs angeordnet werden, um einen seitlichen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu überwachen. Die Steuereinrichtung ist insbesondere als ein Ultraschallsensorsteuergerät ausgebildet.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, also eine Ultraschallsensorvorrichtung. Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems kann dieses als ein Totwinkelsystem ausgebildet sein, welches dazu ausgelegt ist, bei Vorhandensein eines anhand des zumindest einen Ultraschallsensors mit der eingestellten Empfindlichkeit erfassten Objektes eine Maßnahme zur Vermeidung einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Objekt einzuleiten. Das Totwinkelsystem überwacht sogenannte Totwinkelbereiche im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs. Die Totwinkelbereiche sind für einen Fahrer nicht oder nur schwer einsehbare Bereiche im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs. Wenn sich in einem solchen Totwinkelbereich ein Objekt, beispielsweise ein anderes Fahrzeug oder ein Fahrradfahrer, befindet, so kann eine Kollision mit dem Objekt drohen, wenn das Kraftfahrzeug ausschert. Daher wird die kollisionsvermeidende Maßnahme eingeleitet, sobald anhand des Empfangssignals des Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung erfasst wurde, dass sich ein Objekt in dem Totwinkelbereich des Kraftfahrzeugs befindet. Eine solche kollisionsvermeidende Maßnahme kann die Ausgabe eines Warnsignals, beispielsweise eines Warntons, sein. Durch das Anpassen der Empfindlichkeit des Ultraschallsensors an den Neigungswinkel zwischen der Fahrzeugachse und der Fahrbahn kann das Totwinkelsystem besonders zuverlässig Zielchos, und damit Objekte, von Bodenechos unterscheiden.
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Auch kann vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem als ein Flankenschutzsystem für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist, welches dazu ausgelegt ist, bei Vorhandensein eines anhand des zumindest einen Ultraschallsensors mit der eingestellten Empfindlichkeit erfassten Objektes eine Maßnahme zur Vermeidung einer Beschädigung einer Flanke des Kraftfahrzeugs einzuleiten. Ein solches Flankenschutzsystem kann dazu verwendet werden, eine Beschädigung einer Flanke, beispielsweise einer Seitentür des Kraftfahrzeugs, zu vermeiden. Beispielsweise kann eine Beschädigung des Kraftfahrzeugs drohen, wenn das Kraftfahrzeug um eine enge Kurve, beispielsweise in eine Einfahrt, fährt. Dabei kann als das Objekt beispielsweise die Begrenzung der Einfahrt für das Kraftfahrzeug erfasst werden. Als die kollisionsvermeidende Maßnahme kann beispielsweise ein automatisches Abbremsen oder die Ausgabe eines Warnsignals durch das Fahrerassistenzsystem eingeleitet werden.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als ein Personenkraftwagen oder ein Kleintransporter ausgebildet sein. Außerdem weist das Kraftfahrzeug die zweite Sensorvorrichtung auf, welche beispielsweise zumindest eine Kamera und/oder zumindest einen Wasserstands-Ultraschallsensor umfasst.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, 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.
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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 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Draufsicht ;
- 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs in einer Rückansicht aufweisend einen ersten Neigungswinkel zu einer Fahrbahn; und
- 3 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs in einer Rückansicht aufweisend einen zweiten Neigungswinkel zu der Fahrbahn.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein Fahrerassistenzsystem 2 auf, welches beispielsweise als ein Totwinkelsystem und/oder als ein Flankenschutzsystem für das Kraftfahrzeug 1 ausgebildet sein kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 ist dazu ausgebildet, einen Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 zu überwachen, beispielsweise indem es Objekte in dem Umgebungsbereich 3 erfasst. Das Fahrerassistenzsystem 2 weist eine Ultraschallsensorvorrichtung 4 auf, welche zumindest einen Ultraschallsensor 5a, 5b umfasst. Dabei sind hier drei erste Ultraschallsensoren 5a an einem ersten Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet und dienen dazu, den Umgebungsbereich 3 neben dem ersten Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 1 zu überwachen. Drei zweite Ultraschallsensoren 5b sind an einem zweiten Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet und dienen dazu, den Umgebungsbereich 3 neben dem zweiten Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 1 zu überwachen. Das Kraftfahrzeug 1 kann aber auch mehr oder weniger erste und zweite Ultraschallsensoren 5a, 5b, aufweisen. Zum Überwachen des Umgebungsbereiches 3 sind die Ultraschallsensoren 5a, 5b dazu ausgelegt, ein Ultraschallsignal 6 in den Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 auszusenden und das an einem Objekt in dem Umgebungsbereich 3 reflektierte Ultraschallsignal 6 als Empfangssignal wieder zu empfangen.
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Außerdem weist die Ultraschallsensorvorrichtung 4 eine Steuereinrichtung 7 auf, welche beispielsweise als ein Ultraschallsensorsteuergerät ausgebildet ist. Das Ultraschallsensorsteuergerät 7 ist dazu ausgelegt, die Ultraschallsensoren 5a, 5b anzusteuern, beispielsweise um deren Empfindlichkeit einzustellen. Außerdem ist das Ultraschallsensorsteuergerät 7 dazu ausgelegt, Sensordaten einer fahrzeugseitigen Sensorvorrichtung 8 zu erfassen. Die fahrzeugseitige Sensorvorrichtung 8 weist im vorliegenden Fall vier Kameras 9a, 9b, 9c, 9d, auf, welche beispielsweise ein Rundumsichtkamerasystem ausbilden können. Die Kameras 9a, 9b, 9c, 9d können Kamerabilder aus dem Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 erfassen. Hier weist die Sensorvorrichtung 8 eine Frontkamera 9a zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich 3 vor dem Kraftfahrzeug 1, eine Heckkamera 9b zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich 3 hinter dem Kraftfahrzeug 1 und zwei Seitenspiegelkameras 9c, 9d zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich 3 neben dem Kraftfahrzeug 1 auf.
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Die Steuereinrichtung 7 ist dazu ausgelegt, anhand der Kamerabilder zumindest einer der Kameras 9a, 9b, 9c, 9d einen Neigungswinkel einer Fahrzeugachse L, Q des Kraftfahrzeugs 1 zu einer Fahrbahn 10 des Kraftfahrzeugs 1 zu bestimmen. Der Neigungswinkel N kann dabei beispielsweise anhand von Stützpunkten auf einer Oberfläche der Fahrbahn 10 bestimmt werden, welche in einer zeitlichen Sequenz der Kamerabilder der Kameras, beispielsweise der Seitenspiegelkamera 9c, erfasst werden. Die Stützpunkte in Form von Bodenpunkten werden insbesondere in den Kamerabildern verfolgt. Insbesondere wird in den Kamerabildern eine durch die Stützpunkte gebildete Horizontlinie verfolgt. Über eine Bewegung der Stützpunkte kann der Neigungswinkel N oder eine Veränderung des Neigungswinkels N der Fahrzeugachse L, Q zu der Oberfläche der Fahrbahn 10 bestimmt werden.
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Beispielsweise kann, wie in 2 und 3 gezeigt, der Neigungswinkel N des Kraftfahrzeugs 1 um die Fahrzeuglängsachse L zu der Fahrbahn 10 des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt werden. Der Neigungswinkels N ist hier der Winkel, welchen die Fahrzeugquerachse Q zu der Fahrbahn 10 aufweist. Gemäß 2 ist die Fahrzeugquerachse Q im Wesentlichen parallel zu der Fahrbahn 10 des Kraftfahrzeugs 1 orientiert, sodass der Neigungswinkel N des Kraftfahrzeugs 1 zu der Fahrbahn 10 in etwa 0° beträgt. Ein Winkel α zwischen einer senkrecht auf der Fahrbahnoberfläche 10 stehenden Bezugsfläche 11 und der Fahrzeugquerachse Q beträgt 90°. Das Kraftfahrzeug 1 ist gemäß 2 beispielsweise gleichmäßig beladen.
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Gemäß 3 ist das Kraftfahrzeug 1 in einem ungleich beladenen Zustand gezeigt. Eine hier dargestellte rechte Seite des Kraftfahrzeugs 1 ist dadurch stärker in Richtung der Fahrbahn 10 geneigt als eine hier dargestellte linke Seite des Kraftfahrzeugs 1. Somit weist der Neigungswinkel N der Fahrzeugquerachse Q zu der Fahrbahn 10 einen von 0° verschiedenen Wert, insbesondere den Wert 90°-α, auf. Die ungleiche Beladung kann sich beispielsweise dadurch ergeben, dass auf der rechten Seite des Kraftfahrzeugs 1 mehr Personen sitzen als auf der linken Seite, oder dass in einem Kofferraum des Kraftfahrzeugs 1 auf der rechten Seite eine schwere Last positioniert ist. Durch diese ungleiche Beladung, welche anhand des Neigungswinkel N der Fahrzeugachse L, Q zu der Fahrbahn 10 des Kraftfahrzeugs 1 detektierbar ist, verändert sich eine Blickrichtung der Ultraschallsensoren 5a, 5b. Die Blickrichtung der Ultraschallsensoren 5a, 5b ist im gleichmäßig beladenen Zustand des Kraftfahrzeugs 1 gemäß 2 beispielsweise in etwa parallel zu der Fahrbahn 10 orientiert. Durch die in ungleichmäßige Beladung gemäß 3 wird die Blickrichtung der Ultraschallsensoren 5a in Richtung der Fahrbahn 10 orientiert. Die Blickrichtung der Ultraschallsensoren 5b wird hier von der Fahrbahn 10 weg orientiert. Insbesondere bei den Ultraschallsensoren 5a, welche im geneigten Zustand des Kraftfahrzeugs 1 zu der Fahrbahn 10 das Ultraschallsignal 6 hauptsächlich in Richtung der Fahrbahn 10 aussenden, kann sich das Problem ergeben, dass Reflexionen an der Oberfläche der Fahrbahn 10, sogenannte Bodenechos, von den Ultraschallsensoren 5a nicht zuverlässig identifiziert und herausgefiltert werden können. Dadurch kann es zu Fehldetektionen kommen, bei welchen die Ultraschallsensoren 5a die Oberfläche der Fahrbahn 10 fälschlicherweise als ein Objekt detektieren.
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Um solche Fehldetektionen zu vermeiden, wird in Abhängigkeit von dem erfassten Neigungswinkel N der Fahrzeugachse L, Q zu der Fahrbahn 10 die Empfindlichkeit der Ultraschallsensoren 5a verringert, um die Bodenechos zu unterdrücken. Zusätzlich kann auch die Empfindlichkeit der Ultraschallsensoren 5b erhöht werden. Beispielsweise kann dazu von der Steuereinrichtung 7 eine Schwellwertkurve für die Ultraschallsensoren 5a, 5b angepasst werden, mit welcher die Echos in dem Empfangssignal des jeweiligen Ultraschallsensors 5a, 5b verglichen werden.
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Wenn ein Echo im Empfangssignal der jeweiligen Ultraschallsensoren 5a, 5b die Schwellwertkurve überschreitet, so wird das Echo als Zielecho identifiziert, welches zu einem Objekt bzw. Hindernis in dem Umgebungsbereich 3 korrespondiert. Wenn ein Echo die Schwellwertkurve unterschreitet, so wird das Echo als Bodenecho identifiziert, welches zu der Fahrbahn 10 korrespondiert. Zum Erhöhen der Empfindlichkeit wird die Schwellwertkurve abgesenkt, zum Verringern der Empfindlichkeit wird die Schwellwertkurve angehoben. Die Schwellwertkurve wird also zum Anpassen der Empfindlichkeit der jeweiligen Ultraschallsensoren 5a, 5b verschoben, wobei die Verschiebung der Schwellwertkurve durch das Ultraschallsensorsteuergerät 7 in Abhängigkeit von dem erfassten Neigungswinkel N durchgeführt wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Neigungswinkel N zwischen der Fahrzeugachse L,Q und der Fahrbahn 10 mittels sogenannter, hier nicht gezeigter Wasserstands-Ultraschallsensoren erfasst wird, welche am Kraftfahrzeug 1 angeordnet sind und deren Blickrichtung im Wesentlichen senkrecht nach unten auf die Oberfläche der Fahrbahn 10 orientiert ist. Die Wasserstands-Ultraschallsensoren, welche auch als „Wade Aid“-Sensoren bezeichnet werden, können einen Wasserstand auf der Oberfläche der Fahrbahn 10 erfassen. Die Sensorsignale dieser Wasserstand-Ultraschallsensoren werden dabei ebenfalls zur Bestimmung des Neigungswinkels N verwendet. Zur Neigungswinkelbestimmung können die Sensordaten, also die Sensorsignale der Wasserstands-Ultraschallsensoren und/oder die Kamerabilder, über eine fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung, beispielsweise einen CAN-Bus, an das Ultraschallsensorsteuergerät 7 übermittelt werden.
