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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abschätzung wenigstens einer räumlichen ersten Ausdehnung eines Objektes in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs mittels eines an dem Fahrzeug angeordneten Sensorsystems, das einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrerassistenzsystem mit einer Auswerteeinheit und einem Sensorsystem zur Abschätzung einer räumlichen ersten Ausdehnung eines Objektes in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs, wobei das Sensorsystem einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist.
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Das Einschätzen einer Höhe eines Objekts, welches vor einem Fahrzeug positioniert ist, ist ein entscheidendes Thema bei der Entwicklung autonom fahrender Fahrzeuge. Menschliche Fahrer können durch visuelles Betrachten eines Objektes auf einer Fahrbahn meist erkennen, ob das Fahrzeug über das Objekt fahren kann oder nicht. Über ein Stromkabel oder einen niedrigen Bordstein kann in der Regel problemlos gefahren werden. Bei anderen Objekten, wie zum Beispiel bei einer Wand oder einem Baum, ist dies jedoch nicht mehr möglich. Für ein Sensorsystem ist es daher sehr wichtig, zu erkennen, ob das Fahrzeug über das detektierte Objekt fahren kann oder nicht. Dazu ist eine hinreichend gute Höhenabschätzung von Objekten durch ein Sensorsystem des autonom fahrenden Fahrzeugs notwendig. Damit soll eine Kollision oder eine Beschädigung des Fahrzeugs vermieden werden.
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Heute verfügbare Sensorlösungen können lediglich zwischen hohen und niedrigen Objekten unterscheiden, wobei eine genauere Differenzierung der Objekte nicht möglich ist. Aufgrund verschiedener Fahrzeugtypen ist eine binäre Unterscheidung nicht ausreichend, um Fahrzeugschäden zu vermeiden. Das heißt ein autonom fahrendes Fahrzeug benötigt ein Sensorsystem, welches eine Höhe eines Objektes differenzierter feststellen kann. Anders ausgedrückt, sind die bisher verfügbaren Sensorlösungen zu ungenau.
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Die europäische Patentschrift
EP 1 979 763 B1 beschreibt eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Einparkvorgangs eines Fahrzeugs. Ein Sender erfasst durch Aussenden eines Signals einen Bereich seitlich des Fahrzeugs. Dieses Signal wird an einem Objekt, das sich in der Parklücke befindet reflektiert und gelangt so zu einem Empfänger, dem zweiten Sensor. Der erste Sensor und der zweite Sensor weisen dabei eine unterschiedliche Detektionsempfindlichkeit auf und der zweite Sensor befindet sich nur in einem Hochbetrieb.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2009 046 338 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen von Objekten mit Senden eines Sendesignals durch eine Mehrzahl von Sende-/Empfangseinrichtungen. Das Sendesignal wird an einem Objekt reflektiert und durch eine weitere Sende-/Empfangseinrichtung wird ein Empfangssignal generiert. Das Auswerten des jeweiligen Empfangssignals erfolgt in Abhängigkeit einer bereitgestellten Empfindlichkeitskennlinie für den Empfang, wobei die Empfindlichkeitslinie in Abhängigkeit zumindest einer Eigenschaft der sendenden Sende-/Empfangseinrichtung bereitgestellt wird. Diese Druckschrift zeigt in mehreren Figuren beispielhaft dargestellte Schallkeulen der Signale, welche von Ultraschallsensoren ausgestrahlt werden.
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Die Patentschrift
DE 101 21 784 B4 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mittels eines Sensorsystems. Dazu werden Wellen in eine vorgegebene Hauptabstrahlrichtung ausgesandt, welche teilweise an den Objekten reflektiert werden und danach vom Sensorsystem teilweise wieder empfangen und ausgewertet werden. Die Hauptabstrahlrichtung wird dabei vom Sensorsystem so vorgegeben, dass die ausgesandten Wellen zuerst an der Fahrbahnoberfläche reflektiert werden und anschließend den zu überwachenden Raumbereich erreichen. Der Gegenstand dieser Patentschrift zeichnet sich dadurch aus, dass der Winkel α zwischen der Hauptabstrahlrichtung und der Fahrbahnoberfläche in Abhängigkeit der Fahrsituation oder von erkannten Gefahrenzuständen veränderbar und vom Sensorsystem vorgegeben wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine räumliche Ausdehnung von Objekten, die im Umgebungsbereich eines Fahrzeugs angeordnet sind, genauer abzuschätzen.
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zudem stellt die vorliegende Erfindung auch ein Fahrerassistenzsystem mit einer Auswerteeinheit und einem Sensorsystem gemäß Anspruch 7 bereit.
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Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Abschätzung wenigstens einer räumlichen ersten Ausdehnung eines Objektes in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs mittels eines an dem Fahrzeug angeordneten Sensorsystems, das einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist. Dazu werden folgende Schritte ausgeführt: Durch den ersten Sensor wird ein Signal ausgehend von einer Unterseite des Fahrzeugs in Richtung einer vorgegebenen Hauptabstrahlrichtung ausgesandt. Dabei ist die Hauptabstrahlrichtung insbesondere so bestimmt, dass das Signal in Richtung zu einem möglichen Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiert wird. Dieser erste Sensor ist insbesondere als Sender ausgebildet. Der erste Sensor kann insbesondere ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor oder ein Lidar-Sensor sein. Ist der erste Sensor als Ultraschallsensor ausgebildet, so wird als das Signal bevorzugt als Ultraschallsignal ausgesendet. Das Signal wird zunächst wenigstens einmal von dem Fahrzeug und/oder einem Boden, auf dem das Fahrzeug befindlich ist, und anschließend in Richtung des Objektes reflektiert. Dies kann dadurch erreicht werden, indem der erste Sensor an einer Unterseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Diese Unterseite des Fahrzeuges kann auch als Unterboden bezeichnet werden. Dabei ist die Hauptabstrahlrichtung insbesondere so bestimmt, dass das Signal in Richtung zu einem möglichen Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiert wird. Die Hauptabstrahlrichtung kann anhand der Einbauposition und/oder der Ausrichtung des ersten Sensors bestimmt werden. Zudem kann die Hauptabstrahlrichtung anhand der räumlichen Abmessungen des Fahrzeugs, einem typischen Abstand zwischen der Unterseite und dem Boden sowie einer zu erwartenden Position des Objekts in dem Umgebungsbereich bestimmt werden.
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Des Weiteren wird überprüft, ob das reflektierte Signal zu einem Bereich eines Stoßfängers des Fahrzeugs und/oder einem Seitenbereich des Fahrzeugs reflektiert wird und dort durch den zweiten Sensor empfangen wird. Wenn das Signal von dem zweiten Sensor empfangen wird, kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Objekt um ein hohes Objekt beziehungsweise um ein Objekt mit einer vorbestimmten Mindesthöhe handelt. Falls das Signal von dem zweiten Sensor nicht empfangen wird, kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Objekt um ein niedriges Objekt handelt oder dass kein Objekt erkannt wurde. Dieser zweite Sensor kann insbesondere als Empfänger ausgebildet sein. Der zweite Sensor kann ebenfalls als Ultraschallsensor ausgebildet sein und Ultraschallsignale empfangen. Er ist vorzugsweise im vorderen oder hinteren Bereich des Fahrzeugs, insbesondere in dessen Stoßfänger beziehungsweise Stoßstange angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Sensor verdeckt hinter dem Stoßfänger angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Signal auch ein dem Seitenbereich des Fahrzeugs empfangen werden. Der Seitenbereich des Fahrzeugs ist insbesondere ein Bereich zwischen einem Vorderrad und einem Hinterrad auf derselben Seite des Fahrzeugs. Insbesondere sind die Türen des Fahrzeugs dem Seitenbereich zugeordnet. In diesem Fall kann der zweite Sensor im Bereich der Tür oder dem Schweller des Fahrzeugs angeordnet sein. Der zweite Sensor kann auch einem anderen System oder einen anderen Funktion zugeordnet sein. Zum Beispiel kann der zweite Sensor Teil eines Systems zur Abstandsmessung oder Teil eines Parkhilfesystems sein.
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Durch eine Auswerteeinheit wird ein Schätzwert ermittelt für die räumliche erste Ausdehnung des Objektes anhand einer oder mehrerer Eigenschaften des von dem zweiten Sensor empfangenen Signals. Die erste räumliche Ausdehnung des Objektes beschreibt insbesondere die Höhe des Objektes. Durch das Bestimmen des Schätzwerts kann die erste räumliche Ausdehnung beziehungsweise die Höhe genauer bestimmt werden. Diese Eigenschaften des Signals können einzeln oder in Kombination ausgewertet werden. Als Signaleigenschaften können beispielsweise die Signallaufzeit und/oder eine Signalstärke in Betracht kommen. Auch eine Phasenverschiebung zwischen dem ausgesandten und dem empfangenen Signal kann als Signaleigenschaft für die Auswerteeinheit zur Ermittlung des Schätzwerts zum Einsatz kommen.
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Dieser Schätzwert kann einen Grenzwert betreffend die erste räumliche Ausdehnung des Objektes beschreiben. Dabei kann dieser Grenzwert einen Mindestwert oder einen Höchstwert darstellen. So kann beispielsweise die Auswerteeinheit zu dem Schluss kommen, dass ein Objekt vor dem Fahrzeug höchstens 5 Zentimeter groß ist und überfahren werden könnte. In einem anderen Fall könnte der Schätzwert einen Mindestwert beschreiben und die Auswerteeinheit könnte als Ergebnis vermelden, dass ein vor dem Fahrzeug angeordnetes Objekt eine Höhe von mindestens 80 Zentimeter aufweist und somit nicht ohne Weiteres überfahren werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Ermittlung des Schätzwerts eine Laufzeit des Signals berücksichtigt wird. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Signals mittels des ersten Sensors und dem Empfangen des Signals mittels des zweiten Sensors kann eine Entfernung des Objekts von dem Fahrzeug abgeschätzt werden. Für einen Fahrzeugführer oder ein autonom fahrendes Fahrzeug kann diese Information äußerst hilfreich sein. Bei einem Einparkmanöver könnte sich das Fahrzeug „behutsam“ dem Objekt noch weiter nähern, um den zur Verfügung stehenden Raum möglichst effizient auszunutzen. Durch eine Überwachung der Entfernung zum Objekt könnte zugleich die Gefahr eines Schadens deutlich zu reduziert werden.
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Eine weitere Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass bei der Ermittlung des Schätzwerts eine Signalstärke des am zweiten Sensor empfangenen Signals berücksichtigt wird. Je nach räumlicher Ausdehnung beziehungsweise Anordnung des Objekts werden die ausgesandten Signale unterschiedlich zum zweiten Sensor reflektiert. So kann ein Objekt mit einer geringen Höhe eine geringere Reflexion des Signals zum zweiten Sensor aufweisen als ein deutlich höheres Objekt. Das heißt aufgrund der empfangenen Signalstärke am zweiten Sensor kann auf eine erste räumliche Ausdehnung des Objekts geschlossen werden. Diese erste räumliche Ausdehnung kann insbesondere eine Höhe des Objektes sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass zur Realisierung unterschiedlicher Signalpfade mehrere Signale in Richtung unterschiedlicher Hauptabstrahlrichtungen ausgesandt werden. Werden die Signale in Richtung unterschiedlicher Hauptabstrahlrichtungen ausgesandt, so können unterschiedliche Signalpfade des Signals realisiert werden. Der Signalpfad beschreibt in diesem Zusammenhang, auf welchem Weg das Signal vom ersten Sensor zum zweiten Sensor gelangt. Diese Signalpfade können unterschiedlich gestaltet werden. Damit können unterschiedliche Bereiche um das Fahrzeug mit dem Signal abgescannt werden. Ein vor dem Fahrzeug positioniertes Objekt kann anhand unterschiedlicher Signalpfade vermessen werden. So ist es möglich, die Abschätzung beispielsweise einer Höhe exakter zu gestalten. Das Verfahren zur Abschätzung wenigstens einer räumlichen ersten Ausdehnung des Objekts wird somit flexibler.
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In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass anhand des am zweiten Sensor empfangenen Signals neben der räumlichen ersten Ausdehnung des Objekts weitere Eigenschaften ermittelt werden. Neben der räumlichen ersten Ausdehnung können weitere Parameter des Objektes, wie zum Beispiel die Art des Objektes, näher bestimmt werden. Auch könnte festgestellt werden, ob das Objekt unbeweglich ist (statisches Objekt) oder in Bewegung ist (dynamisches Objekt). Insbesondere der Reflexionsgrad kann als wichtige Einflussgröße für eine Objektklassifizierung eingesetzt werden. So wird eine Mauer eine andere Reflexion aufweisen als Personen und deren Kleidung.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass der erste Sensor und der zweite Sensor jeweils mehrfach am Fahrzeug vorhanden sind und zur Bestimmung einer zweiten räumlichen Ausdehnung eingesetzt werden. Eine zweite räumliche Ausdehnung kann insbesondere eine Breite des Objekts darstellen. Somit ist es möglich, eine zweidimensionale Ausdehnung des Objekts zu bestimmen. Dies könnte dann nützlich sein, wenn ein Objekt zwar nicht überfahren werden kann, jedoch aufgrund seiner geringen Breite umfahren werden kann. Es wäre also möglich, an dem Objekt vorbeizufahren. So könnte ein Fahrzeug beispielsweise einen Baum erkennen, welcher in der Regel eine Höhe hat, die es unmöglich macht, ihn einfach zu überfahren. Dieser Baum kann jedoch eine geringe Breite aufweisen, sodass ein autonom fahrendes Fahrzeug dieses Hindernis, den Baum, umfahren könnte.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Auswerteeinheit und einem Sensorsystem zur Abschätzung einer räumlichen ersten Ausdehnung eines Objekts in einer Umgebung des Fahrzeugs bereit, wobei das Sensorsystem einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor aufweist. Der erste Sensor ist ausgestaltet, ein Signal auszusenden. Das heißt der erste Sensor kann insbesondere als Sender ausgebildet sein. Die beiden Sensoren können jeweils oder für sich einzeln als Ultraschallsensoren ausgeführt sein. Der zweite Sensor ist ausgebildet, das ausgesandte Signal zu empfangen. Somit kann der zweite Sensor auch als Empfänger verstanden werden.
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Das Fahrerassistenzsystem zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Sensor das Signal ausgehend von einer Unterseite des Fahrzeugs aussendet. Das Signal wird zudem derart ausgesendet, dass das Signal wenigstens einmal von dem Fahrzeug und/oder einem Boden, auf dem das Fahrzeug befindlich ist, in Richtung des Objekts reflektiert wird. Ferner ist der erste Sensor dazu ausgebildet, das Signal entlang einer vorgegebenen Hauptabstrahlrichtung auszusenden. Eine Auswerteeinheit ist dazu ausgelegt, zu überprüfen, ob das Signal von dem Objekt zu einem Bereich eines Stoßfängers und/oder eines Seitenbereichs des Fahrzeugs reflektiert wird und dort von dem zweiten Sensor empfangen wird. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, einen Schätzwert für die räumliche erste Ausdehnung des Objekts anhand einer Eigenschaft des von dem zweiten Sensor empfangenen Signals zu ermitteln. Die geschilderten Vorteile bezüglich der Verfahrensansprüche gelten sinngemäß auch für die Vorrichtungsansprüche dieser Erfindung.
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Ein weiterer Aspekt dieser vorliegenden Erfindung sieht ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem vor, wobei der erste Sensor an einer Unterseite des Fahrzeugs angeordnet ist und der zweite Sensor in einem Bereich eines Stoßfängers und/oder einem Seitenbereich des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Unterseite des Fahrzeugs ist insbesondere der Unterboden des Fahrzeugs. Durch die Positionierung des ersten Sensors an der Unterseite des Fahrzeugs entfallen in der Regel optische beziehungsweise ästhetische Anforderungen an den ersten Sensor. Somit kann der erste Sensor ein robuster stabiler Sensor sein, auch wenn dieser optisch für einen Kunden nicht sehr ansprechend wäre, da dieser unter Normalbedingungen nicht einsehbar am Unterboden des Fahrzeugs angeordnet ist. Da in der Regel Objekte erkannt werden sollen, die sich in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor oder hinter dem Fahrzeug befinden, ist es insbesondere vorgesehen, dass der zweite Sensor an der Frontseite des Fahrzeugs oder an der Rückseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Dies kann insbesondere ein Stoßfänger oder eine Stoßstange des Fahrzeugs sein. Um bei der Anordnung des zweiten Sensors an der Frontseite insbesondere im Bereich vor dem Fahrzeug eine höhere Signalstärke zu erreichen, ist der erste Sensor bevorzugt an einer Stelle des Unterbodens angeordnet, welche zu der vorderen Hälfte des Fahrzeugs gerechnet werden kann. Dies ist zum Beispiel der Bereich um die Vorderräder am Unterboden des Fahrzeugs. Wenn der zweite Sensor an der Rückseite des Fahrzeugs angeordnet ist, kann der erste Sensor an einer Stelle des Unterbodens angeordnet, welche zu der hinteren Hälfte des Fahrzeugs gerechnet werden kann. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der zweite Sensor in einem Seitenbereich des Fahrzeugs angeordnet ist. Beispielsweise kann der zweite Sensor an einem Türblech oder verdeckt hinter dem Türblech angeordnet sein.
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In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der zweite Sensor zusätzlich Teil eines weiteren Sensorsystems. In diesem Fall muss für die vorliegende Erfindung kein zusätzlicher zweiter Sensor verbaut werden. Ein anderer Sensor, der zu einem anderen Sensorsystem des Fahrzeugs gehört, könnte als zweiter Sensor zum Einsatz kommen. Dies kann typischerweise ein sogenannter Parksensor sein, der oft eingesetzt wird, um ein Fahrzeug in eine Parklücke zu manövrieren. Mit anderen Worten kann der zweite Sensor auch Teil eines Parkhilfesystems sein. Der zweite Sensor kann auch Teil eines anderen Assistenzsystems sein. Autonom fahrende Fahrzeuge weisen im Gegensatz zu „klassischen Autos“ deutlich mehr Sensoren auf. Einige davon sind häufig an der Frontseite des Fahrzeugs verbaut. Damit ist es möglich, einen Parksensor oder anderen Assistenzsensor für die vorliegende Erfindung einfach mitzubenutzen. Dies kann im Idealfall den Einsatz eines zusätzlichen Sensors ersparen, da der zweite Sensor bereits durch ein anderes Sensorsystem vorhanden ist. Es kann auch der Fall sein, dass der zweite Sensor Teil eines Türöffnungsassistenten ist. Mit einem solchen Türöffnungsassistenten können Objekte in einem Schwenkbereich der Tür erfasst werden.
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In einer speziellen weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Sensorsystem einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor oder einen Lidar-Sensor auf. Bevorzugt werden Ultraschallsensoren eingesetzt, da diese sehr kostengünstig sind. Bei entsprechend anderen Anforderungen kann jedoch auch ein Radarsensor oder ein Lidar-Sensor sinnvoll als erster beziehungsweise zweiter Sensor sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Sensorsystem und einem vor dem Fahrzeug positionierten Objekt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in der einzigen Figur 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 von diesen abweichen.
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Die Fig. zeigt schematisch ein Fahrzeug 8, welches auf einem Boden 3 beziehungsweise einer Fahrbahnoberfläche angeordnet ist. Das Fahrzeug 8 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Fahrzeug 8 kann dabei in Bewegung sein oder stationär unbeweglich positioniert sein. Das Fahrzeug 8 weist einen vorderen Stoßfänger 12 sowie einen hinteren Stoßfänger 12' auf. Vor dem Fahrzeug 8, also vor einer Frontseite 7 des Fahrzeugs 8 ist ein Objekt 5 positioniert. In diesem Beispiel ist das Objekt 5 so hoch, dass es vom Fahrzeug 8 nicht überfahren werden kann.
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Das Fahrzeug 8 weist ein Fahrerassistenzsystem 13 mit einem Sensorsystem 14 auf, welches dazu dient, eine erste räumliche Abmessung beziehungsweise eine Höhe des Objektes 5 abzuschätzen. Das Sensorsystem 14 umfasst einen ersten Sensor 1 und einen zweiten Sensor 2. An einer Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 ist der erste Sensor 1 angeordnet. An der Frontseite 7 ist der zweite Sensor 2 angeordnet. Der erste Sensor 1 ist in diesem Beispiel als Sender ausgestaltet, der zweite Sensor 2 als Empfänger. Vorzugsweise sind diese beiden Sensoren 1, 2 als Ultraschallsensoren ausgebildet. Jedoch ist auch der Einsatz von Radarsensoren oder Lidar-Sensoren denkbar.
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Der erste Sensor 1 sendet ein Signal entlang eines Signalpfads 4 aus. In diesem Beispiel verläuft der Signalpfad 4 zunächst in Richtung des Bodens 3 und wird dort zurück in Richtung der Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 reflektiert. Durch mehrere Reflexionen an der Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 beziehungsweise des Bodens 3 erreicht das Signal entlang des Signalpfads 4 das Objekt 5. Vom Objekt 5 wird in diesem Beispiel ein Teil des Signals in Richtung des zweiten Sensors 2 reflektiert. Dieser zweite Sensor 2 kann nun an eine Auswerteeinheit 9 eine Information übermitteln, anhand derer die Auswerteeinheit 9 eine erste räumliche Ausdehnung des Objekts 5 abschätzt. Diese Information kann insbesondere verschiedene Eigenschaften des Signals beinhalten. Dazu zählen insbesondere eine Laufzeit des Signals sowie dessen Signalstärke, welche der zweite Sensor 2 registriert hat. Die Auswerteinheit 9 kann beispielsweise anhand der Look-up-Tabelle verschiedene Laufzeiten und Signalstärken einer ersten räumlichen Ausdehnung des Objekts 5 zuordnen. Die erste räumliche Ausdehnung des Objekts 5 ist in diesem Beispiel insbesondere eine Höhe des Objekts 5.
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Um die Höhe des Objektes 5 abschätzen zu können, kann grundsätzlich auch überprüft werden, ob das Signal mit dem zweiten Sensor 2 empfangen wird. Falls das Signal von dem zweiten Sensor 2 empfangen wird, kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Objekt 5 um ein hohes Objekt handelt. Wenn das Signal mit dem zweiten Sensor 2 nicht empfangen wird, kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Objekt 5 um ein niedriges Objekt handelt, da dieses das Signal nicht reflektiert. Hierzu ist in der Fig. beispielhaft ein niedriges Objekt 5' dargestellt. Die Höhe dieses Objekts 5' ist so gering, dass das Signal nicht an diesem reflektiert wird. Folglich wird von dem zweiten Sensor 2 das Signal nicht empfangen.
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Um das Objekt 5 entlang seiner Höhe erfassen zu können, kann es zudem vorgesehen sein, dass das Signal entlang unterschiedlicher Signalpfade, beispielsweise entlang der Signalpfade 4 oder 4' abgestrahlt wird. Der erste Sensor 1 ist insbesondere verschwenkbar ausgebildet und kann die Signale entlang verschiedener Hauptabstrahlrichtungen aussenden. In der Fig. ist beispielhaft ein alternativer Signalpfad 4' gezeigt. Dieser alternative Signalpfad 4' kann beispielsweise durch eine Rotation des ersten Sensors 1 bewerkstelligt werden. Diese Rotation kann grundsätzlich in allen Raumrichtungen erfolgen. Der alternative Signalpfad 4' trifft das Objekt 5 in diesem Beispiel in etwa der Mitte des Objekts 5. Von dort wird ein Teil des Signals zum zweiten Sensor 2 reflektiert.
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Anhand des empfangenen Signals, das entlang des alternativen Signalpfads 4' zum zweiten Sensor 2 gelangt ist, kann die Auswerteeinheit 9 bereits einen Mindestwert für die Höhe des Objekts 5 ermitteln. Da diese Erfindung lediglich eine zuverlässige Abschätzung der Höhe bereitstellt und keine exakte Höhenmessung, ist die aus dem alternativen Signalpfad 4' gewonnene Information für die Auswerteeinheit 9 bereits ausreichend, um sicher festzustellen, dass das Objekt 5 nicht ohne Weiteres überfahren werden kann. Wenn sich vor dem Fahrzeug 8 aber das niedrige Objekt 5 befindet, kann dieses ohne eine Beschädigung des Fahrzeugs 8 überfahren werden.
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Eine besonders effektive Umsetzung der Höhenabschätzung kann dadurch erreicht werden, wenn der erste Sensor 1 nicht in etwa in der Mitte der Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 montiert ist, sondern an der Unterseite 6 näher an der Frontseite 7 des Fahrzeugs. Dies wäre in vorteilhafter Weise der Bereich zwischen dem vorderen Stoßfänger 12 des Fahrzeugs 8 und einem Vorderrad des Fahrzeugs 8. So kann der erste Sensor 1, das Objekt 5 noch zuverlässiger erfassen und detektieren. Soll ein anderes Objekt hinter dem Fahrzeug 8 detektiert und abgeschätzt werden, so kann es sinnvoll sein, auf der Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 im Heckbereich den ersten Sensor 1 zu montieren.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Sensor 2 in einem Seitenbereich 10 des Fahrzeugs 8 angeordnet ist. Beispielsweise kann der zweite Sensor 2 an einer Fahrzeugtür 15 oder in einem Bereich eines Schwellers 11 angeordnet sein. In diesem Fall kann der erste Sensor so ausgerichtet sein, dass das ausgesendete Signal zunächst an dem Boden 3 und/oder der Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 reflektiert wird und dann auf ein seitlich neben dem Fahrzeug 8 angeordnetes Objekt 5 trifft. Wenn dieses Objekt 5 eine bestimmte Mindesthöhe aufweist, wird dann das Signal von dem Objekt 5 in Richtung eines Seitenbereichs 10 des Fahrzeugs 8 reflektiert. Es kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Sensor 2 in dem hinteren Stoßfänger 12' des Fahrzeugs 8 angeordnet ist. Dies eignet sich zur Abschätzung von einem Objekt 5, welches sich in Fahrtrichtung hinter dem Fahrzeug 8 befindet.
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Vorzugsweise können mehrere erste Sensoren 1 und/oder mehrere zweite Sensoren 2 am Fahrzeug 8 angeordnet sein. So können insbesondere mehrere zweite Sensoren 2 entlang des Stoßfängers 12, 12' des Fahrzeugs 8 angeordnet sein. Damit ist es möglich, entlang einer Breite des Fahrzeugs 8 eine weitere räumliche Ausdehnung des Objekts 5 zu ermitteln. So könnte beispielsweise ein zweiter Sensor 2, der auf einer rechten Seite des Stoßfängers 12 angeordnet ist, eine deutlich geringere Signalstärke empfangen, als ein anderer zweiter Sensor 2, der auf einer linken Seite des Stoßfängers 12 des Fahrzeugs 8 angeordnet ist. Anhand dieser Unterschiede bei den empfangenen Signalen an den jeweiligen zweiten Sensoren 2 kann auf eine Breite des Objekts 5 geschlossen werden. Somit wäre es für die Auswerteeinheit 9 möglich, zu bestimmen, ob das Objekt 5 umfahren werden könnte.
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Idealerweise können über das beschriebene Verfahren weitere Objektparameter bestimmt werden. Anhand einer Änderung der empfangenen Signale kann beispielsweise festgestellt werden, ob das Objekt 5 unbeweglich ist oder nicht. Zudem ist es möglich, anhand der empfangenen Signale, welche vom ersten Sensor 1 beziehungsweise mehreren ersten Sensoren 1 ausgesandt worden ist, eine Objektart des Objekts 5 zu bestimmen. So könnten beispielsweise sich schnell ändernde empfangene Ultraschallsignale, die zugleich eine geringe Signalstärke aufweisen, darauf hindeuten, dass das Objekt 5 eine Person ist. Diese Person könnte beispielsweise vor der Frontseite 7 des Fahrzeugs 8 vorbeigehen. Tritt ein solches Signalmuster immer wieder auf, so könnte dies beispielsweise durch eine Menschenmenge, welche zum Beispiel einen Zebrastreifen passiert, hervorgerufen werden.
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Ist das am zweiten Sensor 2 empfangene Signal instationär, also statisch und verändert sich zeitlich kaum, und weist dieses Signal zugleich eine hohe Signalstärke auf, so könnte dies auf ein unbewegliches Objekt 5 hindeuten. Eine genaue Kalibration des Sensorsystems 14 kann eine schnelle Zuordnung der empfangen Signale ermöglichen. In diesem Fall könnte das statische Signal mit hoher Signalstärke auf einen großen Stein hindeuten. Auch eine Mauer oder ähnliches sind denkbar. Ist das Objekt 5 ein Stein, so kann die vorliegende Erfindung es ermöglichen, abzuschätzen wie hoch dieser Stein ist. In diesem Fall könnte die Auswerteeinheit 9 als Ergebnis vermelden, dass der Stein keinesfalls überfahren werden darf. Dies könnte die Auswerteeinheit 9 aus den Informationen, die sie vom zweiten Sensor 2 übermittelt bekommt, ableiten. Die erfindungsgemäße Abschätzung der ersten räumlichen Ausdehnung, insbesondere die Abschätzung der Höhe, kann dabei helfen, ein autonom fahrendes Fahrzeug 8 sicherer zu manövrieren.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mehrfach vorhandenen zweiten Sensoren 2 nicht zusätzlich an dem Fahrzeug 8 verbaut werden müssen. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, indem bereits vorhandene Sensoren eines anderen Sensorsystems mitgenutzt werden. Dies können insbesondere Parksensoren sein, welche entlang des Stoßfängers des Fahrzeugs 8 angeordnet sind. Somit müssten keine zusätzlichen zweiten Sensoren 2 an dem Fahrzeug 8 verbaut werden, um das erfindungsgemäße Verfahren zu realisieren. Bevorzugt werden entlang des Stoßfängers des Fahrzeugs 8 vier bis sechs Sensoren als zweite Sensoren 2 eingesetzt.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch die vorliegende Erfindung eine verbesserte Abschätzung einer ersten räumlichen Ausdehnung eines Objekts 5, das sich vor dem Fahrzeug 8 befindet oder in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs 8 befindlich ist, ermöglicht werden kann. Damit kann beispielsweise ein flacher Bordstein von einem großen Stein unterschieden werden. Dazu reicht es, die Höhe des Objekts 5 hinreichend genau abzuschätzen. Dies kann durch Bestimmung eines Grenzwerts, welcher sowohl einen Höchstwert als auch Mindestwert darstellen kann, bewerkstelligt werden. Durch entsprechend mehrfache Anordnung des ersten Sensors 1 beziehungsweise des zweiten Sensors 2 kann eine weitere räumliche Ausdehnung, in der Regel die Breite des Objekts 5, bestimmt werden. Der erste Sensor 1 kann dabei unauffällig an der Unterseite 6 des Fahrzeugs 8 verbaut werden. Dadurch können auch jene Sensoren eingesetzt werden, welche aufgrund von ästhetischen Gründen üblicherweise nicht sichtbar am Fahrzeug 8 eingesetzt werden würden. Vorzugsweise kommen Ultraschallsensoren als erster Sensor 1 beziehungsweise zweiter Sensor 2 zum Einsatz. Andere Technologien wie zum Beispiel Radarsensoren oder Lidar-Sensoren sind grundsätzlich möglich, sofern sich der erhöhte Aufwand durch spezielle Anforderungen rechtfertigt.
