DE102018103551A1

DE102018103551A1 - Verfahren zum Charakterisieren eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs anhand von zuvor gelernten Kurvenparametern, Sensorvorrichtung sowie Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102018103551A1
Application number: DE102018103551.9A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gotzig; Paul-David Rostocki
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-02-17
Also published as: DE102018103551B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren eines Objekts (8) in einem Umgebungsbereich (9) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem mittels eines Abstandssensors (4) ein Sensorsignal ausgesendet wird, das von dem Objekt (8) reflektiere Sensorsignal empfangen wird, ein Empfangssignal (10) bestimmt wird, welches einen zeitlichen Verlauf von Amplituden des empfangenen Sensorsignals beschreibt, eine Resonanzkurve (14) bestimmt wird, welche das Empfangssignal (10) beschreibt, und das Objekt (8) anhand einer Form der Resonanzkurve (14) charakterisiert wird, wobei Kurvenparameter (U_{0_N}, t_{0_N}, µ_N) bestimmt werden, welche die Resonanzkurve (14) beschreiben, und das Objekt (8) anhand einer Zuordnung der Kurvenparameter (U_{0_N}, t_{0_N}, µ_N) zu Referenz-Kurvenparameter charakterisiert wird, wobei die Referenz-Kurvenparameter in Referenz-Messungen mit Referenz-Objekten bestimmt wurden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels eines Abstandssensors ein Sensorsignal ausgesendet wird, das von dem Objekt reflektiere Sensorsignal empfangen wird, ein Empfangssignal bestimmt wird, welches einen zeitlichen Verlauf von Amplituden des empfangenen Sensorsignals beschreibt, eine Resonanzkurve bestimmt wird, welche das Empfangssignal beschreibt, und das Objekt anhand einer Form der Resonanzkurve charakterisiert wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoranordnung sowie ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares Medium.
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Sensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge. Derartige Sensorvorrichtungen können in Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise Parkhilfesystemen oder Systemen zum Durchführen einer Notbremsung, eingesetzt werden. Eine solche Sensorvorrichtung umfasst üblicherweise mehrere Abstandssensoren, mit denen jeweils ein Abstand zu einem Objekt beziehungsweise einem Hindernis bestimmt werden kann. Ein solcher Abstandsensor sendet ein Sensorsignal aus. Das von dem Abstandssensor ausgesendete Sensorsignal wird dann in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs von dem Objekt reflektiert und trifft wieder auf den Abstandssensor. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sensorsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Sensorsignals kann dann unter Berücksichtigung der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit des Sensorsignals der Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem Objekt bestimmt werden.
Bei dem Abstandssensor kann es sich beispielsweise um einen Radarsensor, einen Lidar-Sensor, einen Laserscanner oder um einen Ultraschallsensor handeln. Im Zusammenhang mit Ultraschallsensoren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Empfangssignal bestimmt wird, welches das in dem Umgebungsbereich reflektierte Sensorsignal beziehungsweise Ultraschallsignal beschreibt. Um Abschnitte des Empfangssignals bestimmen zu können, welche eine Reflexion des Ultraschallsignals an dem Objekt beschreiben, ist es bekannt, dass das Empfangssignal mit einem Schwellwert beziehungsweise mit einer Schwellwertkurve verglichen wird. In Abhängigkeit von dem Vergleich kann dann ein digitales Signal bestimmt werden. Dieses digitale Signal, welches beispielsweise entweder den Wert 1 oder den Wert 0 annehmen kann, kann angeben, ob das Empfangssignal den zumindest einen Schwellwert überschreitet oder nicht. Dieses digitale Signal kann innerhalb des Ultraschallsensors bestimmt werden und an ein Steuergerät übertragen werden. Nachteilig hierbei ist aber, dass nicht unterschieden werden kann, ob ein Objekt ein hohes Objekt oder ein niedriges Objekt ist. Ein niedriges Objekt, beispielsweise ein Bordstein oder eine Leiste unterhalb eines Garagentors, kann mit dem Kraftfahrzeug überfahren werden, wohingegen ein hohes Objekt, beispielsweise ein Rohr oder eine Wand, nicht überfahren werden kann. Bei einem hohen Objekt ist es erforderlich, dass dies zuverlässig erkannt wird und mithilfe des Fahrerassistenzsystems eine Warnung ausgegeben wird oder das Kraftfahrzeug notfalls automatisch gebremst wird.
Hierzu beschreibt die DE 10 2009 047 012 A1 ein Verfahren zur Erfassung von Objekten, wobei mindestens ein Sensor einen Sendeimpuls als Welle, insbesondere als akustische oder elektromagnetische Welle, emittiert, die von Objekten im Ausbreitungsraum zumindest teilweise reflektiert wird, wobei die reflektierte Welle von mindestens einen Empfänger als Empfangssignal detektiert wird. Dabei es vorgesehen, dass das Empfangssignal der reflektierten Welle in Segmente aufgeteilt wird, wobei aus den einzelnen Segmenten Informationen gewonnen werden, die zur Bestimmung einer Objekthypothese herangezogen werden. Ferner ist es vorgesehen, dass eine Kurvenanpassung für eine Einhüllende der Amplitude über die einzelnen zeitlichen Segmente erfolgt. Zur Bestimmung der Einhüllenden kann eine Gaussfit-Funktion verwendet werden. Da der Informationsgehalt der zeitlichen Segmente durch Untersuchungen der Kurvenanpassung für die Einhüllende der Amplituden und/oder über die Halbhöhenbreite und/oder der eigentlichen Impulshöhe ermittelt wird, kann die Form eines Segments Auskunft über die Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit eines Objekts ergeben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie Objekte in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mithilfe eines Abstandssensors mit geringem Aufwand zuverlässiger charakterisiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Sensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem, durch ein Computerprogrammprodukt sowie durch ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Charakterisieren eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs wird insbesondere mittels eines Abstandssensors ein Sensorsignal ausgesendet. Des Weiteren wird das von dem Objekt reflektiere Sensorsignal bevorzugt empfangen. Zudem ist es insbesondere vorgesehen, dass ein Empfangssignal bestimmt wird, welches insbesondere einen zeitlichen Verlauf von Amplituden des empfangenen Sensorsignals beschreibt. Darüber hinaus wird bevorzugt eine Resonanzkurve bestimmt, welche insbesondere das Empfangssignal beschreibt. Zudem wird das Objekt bevorzugt anhand einer Form der Resonanzkurve charakterisiert. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass Kurvenparameter bestimmt werden, welche insbesondere die Resonanzkurve beschreiben. Das Objekt wird dann insbesondere anhand einer Zuordnung der Kurvenparameter zu Referenz-Kurvenparameter charakterisiert, wobei die Referenz-Kurvenparameter bevorzugt in Referenz-Messungen mit Referenz-Objekten bestimmt wurden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Charakterisieren eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird mittels eines Abstandssensors ein Sensorsignal ausgesendet, das von dem Objekt reflektiere Sensorsignal wird empfangen und ein Empfangssignal wird bestimmt, welches einen zeitlichen Verlauf von Amplituden des empfangenen Sensorsignals beschreibt. Des Weiteren wird eine Resonanzkurve bestimmt, welche das Empfangssignal beschreibt, und das Objekt wird anhand einer Form der Resonanzkurve charakterisiert. Dabei ist vorgesehen, dass Kurvenparameter bestimmt werden, welche die Resonanzkurve beschreiben. Das Objekt wird außerdem anhand einer Zuordnung der Kurvenparameter zu Referenz-Kurvenparameter charakterisiert, wobei die Referenz-Kurvenparameter in Referenz-Messungen mit Referenz-Objekten bestimmt wurden.
Vorliegend soll mithilfe eines Abstandssensors eines Kraftfahrzeugs zumindest ein Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst und charakterisiert werden. Dieser Abstandssensor kann Teil einer Sensorvorrichtung sein, welche ein Steuergerät aufweist, das mit dem Abstandssensor zur Datenübertragung verbunden ist. Mit dem Abstandssensor kann das Sensorsignal ausgesendet werden und das von dem zumindest einen Objekt reflektierte Sensorsignal wieder empfangen werden. Dabei kann es der Fall sein, dass das Sensorsignal an einem einzigen Objekt oder auch an mehreren Objekten reflektiert wird. Es kann auch der Fall sein, dass das Sensorsignal mehrfach an einem Objekt reflektiert wird und/oder zusätzlich zu dem Objekt auch an einem Boden beziehungsweise einer Fahrbahnoberfläche reflektiert wird. Auf Grundlage des von dem zumindest einen Objekt reflektierten Sensorsignals wird dann das Empfangssignal bestimmt. Insbesondere beschreibt das Empfangssignal einen Amplitudenverlauf des von dem zumindest einen Objekt reflektierten Sensorsignals. Beispielsweise kann das Empfangssignal eine Hüllkurve des von dem zumindest einen Objekt reflektierten Sensorsignals beschreiben.
Des Weiteren wird die Resonanzkurve bestimmt, welche das Empfangssignal oder Teile davon beschreibt. Dies erfolgt zu dem Zweck, dass die Anteile in dem Empfangssignal erkannt werden können, die das von dem zumindest einen Objekt reflektierte Sensorsignal beschreiben. Hierbei wird berücksichtigt, dass das ausgesendete Sensorsignal beziehungsweise dessen Hüllkurve die Form einer Resonanzkurve aufweist. Ferner wird berücksichtigt, dass als Sensorsignal insbesondere ein Puls ausgesendet wird. Wenn der Abstandssensor als Ultraschallsensor ausgebildet ist, wird beim Aussenden des Sensorsignals eine Membran mit einem entsprechenden Wandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zum Schwingen angeregt. Hierbei kann die Membran mit einer Frequenz angeregt werden, welche beispielsweise ihrer Resonanzfrequenz entspricht. Wenn das Sensorsignal in Form eines Ultraschallpulses ausgesendet wird, schwingt die Membran bei Anregen zunächst an, schwingt anschließend in ihrer Resonanzfrequenz bis am Ende des Ultraschallpulses die Schwingung abklingt. Hierdurch weist die Hüllkurve des ausgesendeten Sensorsignals beziehungsweise des Ultraschallpulses die Form einer Resonanzkurve auf. Eine solche Resonanzkurve kann eine typische Glockenform aufweisen beziehungsweise Gaußförmig ausgebildet sein. Die Resonanzkurve weist einen ansteigenden Signalabschnitt, welcher sich bis zu einem Maximum erstreckt, und einen absteigenden Signalabschnitt, welcher sich an das Maximum anschließt. Wenn nun in dem Empfangssignal ein Abschnitt erkannt wird, welcher die Form der Resonanzkurve aufweist, kann angenommen werden, dass dieser Abschnitt ein Echo des ausgesendeten Sensorsignals beschreibt. Auf Grundlage der Form der Resonanzkurve kann dann das zumindest eine Objekt näher charakterisiert werden.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass Kurvenparameter bestimmt werden, welche die Resonanzkurve beschreiben. Es werden also bevorzugt zumindest zwei Kurvenparameter bestimmt, welche die Resonanzkurve beschreiben. Insbesondere beschreiben die Kurvenparameter die Form der Resonanzkurve. Beispielsweise können die Kurvenparameter eine Amplitude und/oder eine Breite der Resonanzkurve beschreiben. Ferner können diese Kurvenparameter den zuvor bestimmten Referenz-Kurvenparametern zugeordnet werden. Durch die Zuordnung der Kurvenparameter zu den Referenz-Kurvenparametern kann dann das Objekt charakterisiert werden. Die Referenz-Kurvenparameter können in den zuvor durchgeführten Referenz-Messungen bestimmt werden. Bei den Referenz-Messungen werden mit dem Abstandssensor die Referenz-Objekte erfasst. Dazu wird mit dem Abstandssensor das Sensorsignal ausgesendet, das an dem jeweiligen Referenz-Objekt reflektierte Sensorsignal wieder empfangen und ein Empfangssignal bestimmt. Anhand des Empfangssignals kann dann eine Referenz-Resonanzkurve bestimmt werden, welche den zeitlichen Verlauf der Amplituden beziehungsweise die Hüllkurve des Empfangssignals beschreibt. In analoger Weise zur Bestimmung der Kurvenparameter auf Grundlage der Resonanzkurve können dann die Referenz-Kurvenparameter anhand der Referenz-Resonanzkurve bestimmt werden. Ferner ist es vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Referenz-Messungen an unterschiedlichen Referenz-Objekten durchgeführt wird. Bei der Zuordnung der Kurvenparameter zu den Referenz-Kurvenparametern kann beispielsweise überprüft werden, welche der Referenz-Kurvenparameter den Kurvenparametern am ähnlichsten sind. Damit kann das Objekt einem der Referenz-Objekte zugeordnet werden und somit charakterisiert werden.
Das Verfahren kann in zwei Schritte eingeteilt sein, nämlich einen Entwicklungsteil beziehungsweise in eine Lernphase und die Analyse im laufenden Betrieb beziehungsweise eine Betriebsphase. Während der Lernphase können eine Mehrzahl von Referenz-Messungen an den vorbestimmten Referenz-Objekten durchgeführt werden. Für die jeweiligen Referenz-Objekte kann dann eine Referenz-Resonanzkurve bestimmt werden und hieraus die Referenz-Kurvenparameter abgeleitet werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Objekt anhand einer Zuordnung der Kurvenparameter, welche für die Resonanzkurve bestimmt werden, zu den Referenz-Kurvenparametern charakterisiert wird. Diese Referenz-Kurvenparameter können dann während der Analyse im laufenden Betrieb mit den aktuell bestimmten Kurvenparametern verglichen werden. Somit kann das Objekt im laufenden Betrieb innerhalb einer kurzen Zeitdauer charakterisiert werden. Zudem kann der Vergleich beziehungsweise die Zuordnung der bestimmten Kurvenparameter zu den zuvor bestimmten Referenz-Kurvenparametern mit einem geringen Aufwand durchgeführt werden. Insgesamt kann somit die Charakterisierung des Objekts auf einfache Weise und zudem zuverlässig durchgeführt werden.
Bevorzugt beschreiben die Kurvenparameter eine Amplitude der Resonanzkurve, eine Breite der Resonanzkurve und eine der Resonanzkurve zugeordnete Laufzeit. In analoger Weise können die Referenz-Kurvenparameter eine Amplitude der jeweiligen Referenz-Resonanzkurve, eine Breite der jeweiligen Referenz-Resonanzkurve und eine der jeweiligen Referenz-Resonanzkurve zugeordnete Laufzeit beschreiben. Der Abstandssensor kann eine integrierte Recheneinrichtung aufweisen, mittels welcher zu jeder der bestimmten Resonanzkurven die Kurvenparameter bestimmt werden können. Ein erster der Kurvenparameter kann die Amplitude beziehungsweise ein Maximum der Resonanzkurve beschreiben. Ein zweiter der Kurvenparameter kann die Breite der Resonanzkurve, beispielsweise die Halbwertsbreite, beschreiben. Ein dritter Kurvenparameter kann die Laufzeit beschreiben. Diese Kurvenparameter können dann von der Recheneinrichtung zu einem Steuergerät übertragen werden. Dadurch, dass nur drei Kurvenparameter übertragen werden, kann zwischen der Recheneinrichtung und dem Steuergerät ein Datenbus beziehungsweise eine Datenleitung mit einer geringen Datenrate verwendet werden. Dem Steuergerät kann ein Speicher zugeordnet sein, in welchem die Referenz-Kurvenparameter gespeichert sind. Mithilfe des Steuergeräts kann dann die Zuordnung der bestimmten Kurvenparameter zu den gespeicherten beziehungsweise zuvor bestimmten Referenz-Kurvenparameter durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform werden die Referenz-Messungen für unterschiedliche Typen von Referenz-Objekten, für die Referenz-Objekte an unterschiedlichen Positionen, für die Referenz-Objekte auf unterschiedlichen Untergründen und/oder bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen durchgeführt. Die Typen von Referenz-Objekten, deren Position, der Untergrund und die Umgebungsbedingungen stellen Einflussvariablen dar, welche sich auf die Referenz-Kurvenparameter auswirken. Ziel ist es, eine hinreichend genaue Kenntnis über die Entfernung und die geometrische Ausdehnung beziehungsweise Art von Objekten innerhalb des Detektionsbereiches des Abstandssensors zu bekommen. Um eine Auswertung machen zu können, ist es Teil der hier vorgestellten Lösung eine Art Objektklassifizierung vorzunehmen. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, das die Vielzahl aller Objekte in Gruppen zusammen zu fassen und sich nur auf relevante zu konzentrieren. Beispielsweise kann eine maximale Anzahl von zehn Gruppen vorgesehen sein. Ziel ist eine vereinfachte Darstellung der Umgebung mit möglichst wenigen Referenz-Objekten, wobei die Anzahl der Referenz-Objekte so zu bestimmten ist, dass der Informationsgehalt ausreichend ist.
In einer weiteren Ausführungsform werden als die Typen von Referenz-Objekten Quader, Zylinder, Wände, Bordsteine, Kugeln und/oder Kegel mit vorbestimmten räumlichen Abmessungen verwendet. Als Typen von Referenz-Objekten können beispielsweise Iso-Rohre, Wände mit verschiedenen Höhen und/oder Bordsteine verwendet werden. Als Typen von Referenz-Objekten können auch Würfel, Quader, Pyramiden, Kegel, Kugeln und/oder Zylinder mit vorbestimmten räumlichen Abmessungen verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich die Referenz-Objekte bezüglich ihrer Reflexionseigenschaften, Oberflächen und/oder Materialen voneinander unterscheiden. Als Referenz-Objekte können auch unterschiedliche Retroreflektoren verwendet werden. Die unterschiedlichen Typen von Referenz-Objekten können in eine vorbestimmte Anzahl von Gruppen eingeteilt werden. Dabei können die Gruppen insbesondere so gewählt werden, dass diese mit realen Objekten, die mit dem Abstandsensor üblicherweise erfasst werden, übereinstimmen. Des Weiteren kann die Anzahl der Gruppen auf eine vorbestimmte Anzahl beschränkt werden. Auf diese Weise kann die Zuordnung der Kurvenparameter zu den Referenz-Kurvenparametern zuverlässig und mit einen verhältnismäßig geringen Aufwand durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung werden die Referenz-Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen, Luftdrücken und/oder Luftfeuchten als die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen durchgeführt. Diese Umgebungsbedingungen wirken sich auf die Ausbreitung des Sensorsignals aus. Im Betrieb des Abstandssensors bei der Bestimmung der Kurvenparameter können zudem die aktuellen Umgebungsbedingungen bestimmt werden. Hierzu können weitere Sensoren des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Fahrerassistenzsystems genutzt werden, um die aktuellen Umgebungsbedingungen zu bestimmten. Zum Beispiel können ein Temperatursensor zum Bestimmen der aktuellen Temperatur in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, ein Drucksensor zum Bestimmen des aktuellen Luftdrucks in dem Umgebungsbereich und/oder ein Feuchtesensor zum Bestimmen der aktuellen Luftfeuchtigkeit in dem Umgebungsbereich verwendet werden. In Abhängigkeit von der bestimmten aktuellen Temperatur, Luftdruck und/oder Luftfeuchtigkeit kann dann die Zuordnung der Kurvenparameter zu den Referenz-Kurvenparameter erfolgen, welche bei der entsprechenden Temperatur, dem entsprechenden Luftdruck und/oder der entsprechenden Luftfeuchtigkeit bestimmt wurden. Die Referenz-Messungen können ferner auf unterschiedlichen Untergründen beziehungsweise Böden durchgeführt werden. Beispielsweise können die Referenz-Messungen mit Referenz-Objekten auf Schotter, Gras, Asphalt oder dergleichen durchgeführt werden. Im Betrieb des Abstandssensors kann der aktuelle Untergrund, auf dem sich das Kraftfahrzeug befindet, bestimmt werden. Der aktuelle Untergrund kann beispielsweise auf Grundlage des Empfangssignals bestimmt werden. Zum Bestimmen des aktuellen Untergrunds kann auch ein entsprechender Umfeldsensor des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Kamera, verwendet werden. Bei der Zuordnung der Kurvenparameter zu den Referenz-Kurvenparametern können dann diejenigen Referenz-Kurvenparameter zugrunde gelegt werden, welche auf dem jeweiligen Untergrund bestimmt wurden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Zuordnung der kurzen Parameter zu den Referenz-Kurvenparametern. Des Weiteren können die Referenz-Messungen für bewegte Objekte, die sich beispielsweise mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in eine vorbestimmte Richtung bewegen, durchgeführt werden. Die Referenz-Messungen können für unterschiedliche Geschwindigkeiten und/oder Richtungen durchgeführt werden. Zudem können die Referenz-Messungen für unterschiedliche Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in einer Lernphase ein funktionaler Zusammenhang zwischen den Referenz-Kurvenparameter sowie den Typen, den Positionen, den Untergründen und/oder den Umgebungsbedingungen bestimmt wird. Wie bereits erläutert kann das Verfahren die Lernphase, während der die Referenz-Kurvenparameter bestimmt werden, und die Betriebsphase, während der Abstandssensor betrieben wird und das Objekt charakterisiert wird, aufweisen. Es kann also beispielsweise während der Lernphase, in welcher die Referenz-Messungen durchgeführt werden können und die Referenz-Kurvenparameter bestimmt werden, überprüft werden, durch welche Einflussvariablen der Referenz-Objekte die Referenz-Kurvenparameter beeinflusst werden und auf welche Weise diese beeinflusst werden. Beispielsweise kann überprüft werden, die sich unterschiedliche Formen und/oder Abmessungen der Referenz-Objekte auf die Referenz-Kurvenparameter auswirken. Darüber hinaus kann ermittelt werden, welchen Einfluss die räumliche Lage der jeweiligen Referenz-Objekte auf die Referenz-Kurvenparameter haben. Ferner kann der Einfluss des Fahrbahnuntergrunds und/oder der Umweltbedingungen ermittelt werden. Ziel ist es insbesondere, funktionelle Zusammenhänge zwischen den Einflussvariablen und den Referenz-Kurvenparametern als Ausgangsgrößen zu bestimmten. Die Einflussvariablen beschreiben insbesondere den Typ der Referenz-Objekte, die Position der Referenz-Objekte, den Untergrund, auf dem sich die Referenz-Objekte befinden, und/oder die Umgebungsbedingungen, bei denen die Referenz-Messungen durchgeführt werden. Somit kann eine Versuchsmatrix ermittelt werden, in welche die einzelnen Referenz-Kurvenparameter sowie die dazugehörigen Einflussvariablen hinterlegt sind. Dies ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung und Auswertung der funktionalen Zusammenhänge.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn während der Lernphase die funktionalen Zusammenhänge fortlaufend anhand der durchgeführten Referenz-Messungen aktualisiert werden und bestimmt wird, welche Referenz-Messungen noch durchzuführen sind. Während der Lernphase können fortlaufend die Referenz-Messungen durchgeführt werden und die jeweiligen funktionalen Zusammenhänge zwischen den Einflussvariablen und den Referenz-Kurvenparamatern bestimmt werden. Die jeweiligen funktionalen Zusammenhänge können eine Abbildungsvorschrift und/oder mathematische Funktion beschreiben. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass zwischen einer der Einflussvariablen und den Referenz-Kurvenparamatern ein linearer Zusammenhang besteht, können weitere Kurvenparameter berechnet oder abgeschätzt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Interpolation oder dergleichen verwendet werden. Wenn andererseits erkannt wird, dass zwischen einer der Einflussvariablen und den Referenz-Kurvenparamatern ein komplexer Zusammenhang besteht, so können weitere Referenz-Messungen durchgeführt werden, um den funktionalen Zusammenhang präziser bestimmen zu können. Dies ermöglicht insgesamt eine effiziente Bestimmung der Referenz-Kurvenparamatern in der Lernphase.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zum Bestimmen der funktionalen Zusammenhänge und/oder der Referenz-Kurvenparameter eine statistische Versuchsplanung verwendet wird. Beispielsweise kann das sogenannte DoE (Design of Experiment) verwendet werden, um die funktionalen Zusammenhänge und/oder die Referenz-Kurvenparameter zu bestimmen. Ferner kann es vorgesehen sein, das Verfahren des maschinellen Lernens zur Bestimmung der funktionalen Zusammenhänge und/oder der Referenz-Kurvenparameter zu verwenden. Somit können die funktionalen Zusammenhänge auf zuverlässige Weise und mit einem möglichst geringen Aufwand bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform können für das Empfangssignal mehrere Resonanzkurven bestimmt werden. Es kann der Fall sein, dass das ausgesendete Sensorsignal an mehreren Objekten reflektiert wird. Somit kann das Empfangssignal die Echos des Sensorsignals von mehreren Objekten beschreiben. Wenn beispielsweise zu jedem Maximum des Empfangssignals eine Resonanzkurve bestimmt wird, können unterschiedliche Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erkannt werden. Darüber hinaus kann es der Fall sein, dass das Sensorsignal mehrfach an einem Objekt oder an unterschiedlichen Bereichen des Objekts reflektiert wird. Dies kann ebenfalls durch die Bestimmung der Resonanzkurven erkannt werden.
Während der realen Messung beziehungsweise in Betrieb des Abstandssensors kann das ausgesendete Sensorsignal variiert werden. Beispielsweise kann die Anzahl der Pulse, die Sendedauer und/oder die Sendefrequenz kontinuierlich geändert werden. Auch während der Lernphase kann des vorgesehen sein, dass die Referenz-Messungen mit unterschiedlichen Sensorsignalen durchgeführt werden.
Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Resonanzkurve eine Gauß-Verteilung beschreibt. Dies bedeutet insbesondere, dass die Resonanzkurve die Form einer Gauß-Verteilung oder Gauß-Kurve aufweist. Mit anderen Worten beschreiben die jeweiligen Resonanzkurven eine Normalverteilung. Zur Beschreibung der jeweiligen Maxima des Empfangssignals können auch andere Resonanzkurven, beispielsweise eine Lorentzfunktion, eine Breit-Wigner-Verteilung oder dergleichen, verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit codierten Sensorsignalen durchgeführt werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass das von dem Abstandssensor ausgesendete Sensorsignal codiert beziehungsweise moduliert wird. Beispielsweise kann als Codierung eine Phasenumtastung, insbesondere eine binäre Phasenumtastung (BPSK), verwendet werden. Bei der Verwendung von codierten beziehungsweise modulierten Sensorsignalen sind dann die Kurvenparameter eine zusätzliche Funktion des Codes. Diese kann dann bei der Bestimmung der Resonanzkurven beziehungsweise Kurvenparameter berücksichtigt werden.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest einen Abstandssensor und ein elektronisches Steuergerät. Dabei ist die Sensorvorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgelegt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung mehrere Abstandsensoren aufweist. Diese können dann beispielsweise verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet werden. Der zumindest eine Abstandsensor ist zur Datenübertragung mit dem Steuergerät verbunden. Der Abstandssensor kann als Radarsensor, als Lidar-Sensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Abstandssensor als Ultraschallsensor ausgebildet.
Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung. Grundsätzlich können mittels des Fahrerassistenzsystems Objekte in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erkannt werden. Falls erkannt wird, dass eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt droht, kann eine entsprechende Warnung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der relativen Lage zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt zumindest semi-autonom manövriert. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem als Parkhilfesystem ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem ein Bremsassistent ist.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.
Zur Erfindung gehört auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor eines elektronischen Steuergeräts und/oder einer Recheneinrichtung des Abstandssensors abgearbeitet wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, insbesondere in Form einer computerlesbaren Diskette, CD, DVD, Speicherkarte, USB-Speichereinheit, oder ähnlichen, in dem Programmcodemittel gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen, wenn die Programmcodemittel in einen Speicher eines elektronischen Steuergeräts und/oder der Recheneinrichtung des Abstandssensors geladen und auf einem Prozessor des elektronischen Steuergeräts und/oder der Recheneinrichtung des Abstandssensors abgearbeitet werden.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare Medium.
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 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 von diesen abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und einer Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung eine Mehrzahl von Abstandssensoren aufweist;
2 einen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals, welches mit dem Abstandssensor bereitgestellt wird, wobei das Empfangssignal mit einer Schwellwertkurve verglichen wird; und
3 eine Resonanzkurve, welche anhand eines Empfangssignals bestimmt wurde, sowie Kurvenparameter der Resonanzkure.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, welches als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 zu unterstützen. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem 2 als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem der Fahrer beim Einparken des Kraftfahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken des Kraftfahrzeugs 1 aus der Parklücke unterstützt werden kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 kann auch dazu dienen, eine Warnung auszugeben und/oder eine automatische Bremsung durchzuführen, falls eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und einem Objekt 8 droht.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine Sensorvorrichtung 3. Die Sensorvorrichtung 3 weist zumindest einen Abstandssensor 4 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorvorrichtung 3 zwölf Abstandssensoren 4, von denen sechs Abstandssensoren 4 an einem Frontbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 und sechs Abstandssensoren 4 an einem Heckbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Abstandssensoren 4 sind vorliegend als Ultraschallsensoren ausgebildet. Die Ultraschallsensoren können insbesondere an den Stoßfängern des Kraftfahrzeugs 1 montiert sein. Dabei können die Ultraschallsensoren zumindest bereichsweise in entsprechenden Ausnehmungen beziehungsweise Durchgangsöffnungen der Stoßfänger angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensoren verdeckt hinter den Stoßfängern angeordnet sind. Grundsätzlich können die Abstandssensoren 4 auch an weiteren Verkleidungsteilen beziehungsweise Bauteilen des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein.
Mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 kann ein Empfangssignal 10 (2) bereitgestellt werden, welches zumindest ein Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 9 des Kraftfahrzeugs 1 beschreibt. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. Zum Bestimmen des Empfangssignals 10 kann mittels der jeweiligen Abstandssensoren 4 ein Sensorsignal ausgesendet werden. Im Anschluss daran kann das von dem Objekt 8 reflektierte Sensorsignal wieder als Echo empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sensorsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Sensorsignals kann ein Abstand zwischen dem Abstandssensor 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden.
Darüber hinaus umfasst die Sensorvorrichtung 3 ein elektronisches Steuergerät 5, welches mit den Abstandssensoren 4 zur Datenübertragung verbunden ist. Entsprechende Datenleitungen beziehungsweise ein Datenbus sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mithilfe der Datenübertragung können mit den jeweiligen Abstandssensoren 4 Informationen, welche das jeweilige Empfangssignal 10 beschreiben, an das Steuergerät 5 übertragen werden. Anhand dieser Informationen kann dann das Steuergerät 5 überprüfen, ob sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet und an welcher Position sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 genutzt werden, um eine entsprechende Ausgabe an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 auszugeben. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem 2 das Kraftfahrzeug 1 zumindest semi-autonom in Abhängigkeit von dem zumindest einen erfassten Objekt 8 manövriert.
Wie bereits erläutert, sind die jeweiligen Abstandssensoren 4 als Ultraschallsensoren ausgebildet. Diese Ultraschallsensoren umfassen eine Membran, welche mit einem Wandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, verbunden ist. Zum Aussenden des Sensorsignals beziehungsweise des Ultraschallsignals kann an dem Wandlerelement eine elektrische Spannung U angelegt werden. Bei dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals werden die Membran und somit auch das Wandlerelement durch das reflektierte Ultraschallsignal zu Schwingungen angeregt. In Folge der Schwingungen kann mit dem Wandlerelement ebenfalls eine elektrische Spannung U erzeugt werden. Hierzu zeigt 2 einen zeitlichen Verlauf der elektrischen Spannung U an dem Wandlerelement in Abhängigkeit von der Zeit t.
Während einer Sendephase des Ultraschallsensors 4 wird für eine Zeitdauer t1 das Ultraschallsignal ausgesendet. Hierzu wird beispielsweise eine sinusförmige elektrische Spannung U an dem Wandlerelement angelegt. Im Anschluss daran schwingt die Membran des Ultraschallsensors 4 für eine Ausschwingdauer t2 aus. Die Sendedauer t1 und die Ausschwingdauer t2 ergeben zusammen eine Zeitdauer t3, während der die Membran des Ultraschallsensors 4 schwingt. An die Sendephase, während der das Ultraschallsignal ausgesendet wird, schließt sich eine Empfangsphase an, währen der Echos des Ultraschallsignals, also Reflexionen des ausgesendeten Ultraschallsignals, empfangen werden. Vorliegend wird ein erstes Echo nach einer Laufzeit t4 empfangen.
Die elektrische Spannung U, welche mit dem Ultraschallsensor 4 während der Empfangsphase bereitgestellt wird, stellt das Empfangssignal 10 dar. Dieses Empfangssignal 10 wird mit einer Schwellwertkurve 11 verglichen. Diese Schwellwertkurve 11 wird während der Empfangsphase durch mehrere Schwellwerte S1, S2 beschrieben. Vorliegend weist die Schwellwertkurve 11 während der Empfangsphase zunächst den Schwellwert S1 auf und anschließend den Schwellwert S2. In Abhängigkeit von dem Vergleich des Empfangssignals 10 mit der Schwellwertkurve 11 beziehungsweise den Schwellwerten S1 und S2 wird ein digitales Signal 12 erzeugt. Dieses digitale Signal 12 weist beispielsweise den Wert 1 auf, wenn das Empfangssignal 10 die Schwellwertkurve 11 unterschreitet. Zudem weist das digitale Signal 12 den Wert 0 auf, falls das Empfangssignal 10 die Schwellwertkurve 11 überschreitet. Die Zeitdauern, während der das digitale Signal 12 den Wert 0 aufweist, werden als Echoabschnitte 13 bezeichnet. Diese Echoabschnitte 13 werden Reflexionen des Ultraschalsignals von dem Objekt 8 beziehungsweise von mehreren Objekten 8 zugeordnet. Diese jeweiligen Echoabschnitte 13 werden während einer Detektionsphase bestimmt. Dabei wird das digitale Signal 12, welches diese Echoabschnitte 13 beschreibt, von dem jeweiligen Ultraschallsensor 4 an das Steuergerät 5 übertragen. Somit liegen innerhalb des Steuergeräts 5 Informationen darüber vor, zu welchen Zeitpunkten Echos empfangen wurden.
Vorliegend ist es vorgesehen, dass das Empfangssignal 10 nicht nur mit der Schwellwertkurve 11 vergleichen wird, sondern dass auch ein zeitlicher Verlauf des Empfangssignals 10 analysiert wird. Das Empfangssignal 10 beziehungsweise der zeitliche Verlauf der elektrischen Spannung U ist eine Funktion des Umgebungsbereichs 9, der Form des zumindest einen Objekts 8 sowie dessen Form, Orientierung und/oder Oberflächenstruktur. Zudem ist das Empfangssignal 10 von den Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und dergleichen, sowie der Energie des ausgesendeten Sensorsignals abhängig. Ziel ist es, eine hinreichend genaue Kenntnis über die Entfernung und die geometrische Ausdehnung beziehungsweise Art von Objekten 8 innerhalb des Detektionsbereiches des Abstandsensors 4 zu bekommen.
Wie Experimente gezeigt haben, lässt sich für einzelne Objekte 8, welche für den Einsatzbereich einer Sensorvorrichtung 3 beziehungsweise eines Umfelderkennungssystems in einem Kraftfahrzeug 1 relevant sind, in guter Näherung die Form des Echos durch eine Resonanzkurve darstellen. Insbesondere eignet sich eine Gauß-Kurve oder Gauß-Funktion für die Beschreibung der Anteile des Empfangssignals 10, welche die Echos beschreiben beziehungsweise für die Beschreibung der Echoabschnitte 13. Die hier vorgestellte Lösung kann aber grundsätzlich auf Grundlagen von anderen Resonanzkurven, wie zum Beispiel eine Lorentzfunktion, eine Breit-Wigner-Verteilung oder dergleichen, durchgeführt werden. Der zeitliche Verlauf einer einzelnen Resonanzkurve beziehungsweise der Verlauf der elektrischen Spannung U kann mit folgender Formel beschrieben werden: $U_{N} (t) = U_{0_N} \cdot e {(\frac{t - t_{0_N}}{μ_{N}})}^{2} .$
Der Verlauf von mehreren Resonanzkurven, welche sich in dem Empfangssignal 10 überlagern, kann mit folgender Formel beschrieben werden: $U (t) = \sum_{N = 1}^{k} U_{N} (t)$
Dabei beschreibt U_{0_N} die Maximalamplitude einer einzelnen Resonanzkurve. Diese ist ein Maß für die empfangene Energie in dem Abstandssensor 4. Die Maximalamplitude U_{0_N} ist im Wesentlichen anhängig von der abgestrahlten Energie des Abstandssensors 4 beziehungsweise der Energie des ausgesendeten Sensorsignals. Zudem ist sie abhängig von dem Abstand der verschiedenen Oberflächenelemente des Objekts 8, der Größe des Objekts 8, der relativen Orientierung der verschiedenen Oberflächenelemente zum Abstandssensor 4, des Reflexionskoeffizienten der Oberflächenelemente. Des Weiteren ist die Maximalamplitude U_{0_N} abhängig von dem Dämpfungskoeffizienten der Luft in dem Umgebungsbereich 9, der aktuellen Temperatur in dem Umgebungsbereich 9 sowie der absoluten und relativen Geschwindigkeit zwischen Kraftfahrzeug 1 und Objekt 8.
Des Weiteren beschreibt t_{0_N} die Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sensorsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Sensorsignals und ist somit ein Maß für den radialen Abstand zwischen Abstandssensor 4 und dem Objekt 8. Der Kurvenparameter µ_N beschreibt die Breite der jeweiligen Resonanzkurve. Hier liegt als Ausgangsgröße die Breite des abgestrahlten Sensorsignals vor, welche durch die Superposition der Energiebeiträge je Oberflächenelement, welche den Ausgangspunkt für die Kugelwellen darstellen, entsprechend verbreitert wird. Der von dem Abstandssensor 4 bereitgestellte zeitliche Verlauf der Spannung U beziehungsweise das Empfangssignal 10 ist nun die Summe aus dem Spannungsverlauf der einzelnen Objekte 8 oder Oberflächenelemente der Objekte 8. Diese einzelnen Spannungsverläufe können jeweils mit den oben beschriebenen Resonanzkurven dargestellt werden. Dabei sind die Kurvenparameter U_{0_N} , t_{0_N} und µ_N charakteristische Größen für die zu bestimmenden Parameter des zumindest einen Objekts 8.
3 zeigt hierzu beispielhaft eine Resonanzkurve 14, welche anhand eines Empfangssignals 10, das mit einem der Abstandssensoren 4 bereitgestellt wird, bestimmt wird. Ferner sind die Kurvenparameter U_{0_N} t_{0_N} und µ_N der Resonanzkurve 14 gezeigt. Anhand der Kurvenparameter U_{0_N} , t_{0_N} und µ_N soll nun das Objekt 8 charakterisiert werden. Zur Charakterisierung des Objekts 8 wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches zwei Schritte umfasst. In einem ersten Schritt beziehungsweise in einer Lernphase werden Referenz-Messungen an Referenz-Objekten durchgeführt. Hierbei werden Referenz-Resonanzkurven bestimmt, anhand derer wiederum Referenz-Kurvenparameter bestimmt werden. Diese Referenz-Kurvenparameter werden für vorbestimmte Referenz-Objekte, beispielsweise Quader, Zylinder oder dergleichen bestimmt. Zudem können die Referenz-Objekte unterschiedliche Höhen aufweisen. Ferner können Referenz-Resonanzkurven für unterschiedliche Untergründe, beispielsweise eine asphaltierte Straße oder eine Schotterweg, bestimmt werden. Außerdem können die Referenz-Kurvenparameter für unterschiedliche Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit oder dergleichen, bestimmt werden. Hieraus ergibt sich dann eine Versuchsmatrix beziehungsweise funktionale Zusammenhänge, welche die Referenz-Kurvenparameter für verschiedene Kombinationen beschreibt. Zur Steigerung der Effizienz können hierbei Methoden wie beim sogenannten Design of Experiment (DoE) und/oder Methoden des maschinellen Lernens verwendet werden.
In einem zweiten Schritt erfolgt die Analyse im realen Betrieb der Sensorvorrichtung 3. Wenn hier ein Empfangssignal 10 mit dem Abstandssensor 4 bereitgestellt wird, wird von diesem Empfangssignal 10 zunächst ein Maximum beziehungsweise ein maximaler Peak bestimmt. Danach wird die Resonanzkurve 14 für das Empfangssignal 10 beziehungsweise das Maximum des Empfangssignals 10 bestimmt. Für die Resonanzkurve 14 werden dann die Kurvenparameter U_{0_N} , t_{0_N} und µ_N ermittelt. Anschließend werden dann die Kurvenparameter U_{0_N} t_{0_N} und µ_N den in der Lernphase bestimmten Referenz-Kurvenparametern zugeordnet. Auf diese Weise kann dann eines der Referenz-Objekte bestimmt werden, welches dem realen Objekt 8 am ähnlichsten ist. Auf diese Weise kann dann das mit dem Abstandssensor 4 erfasste Objekt 8 charakterisiert werden.
Vorliegend wurde das Verfahren am Beispiel von Ultraschallsensoren erläutert. Das Verfahren kann jedoch durch entsprechenden Anpassungen auch für andere Abstandsensoren 4 beziehungsweise Sensortechnologien, beispielsweise Radarsensoren, Lidar-Sensoren oder dergleichen, angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009047012 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Charakterisieren eines Objekts (8) in einem Umgebungsbereich (9) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem mittels eines Abstandssensors (4) ein Sensorsignal ausgesendet wird, das von dem Objekt (8) reflektiere Sensorsignal empfangen wird, ein Empfangssignal (10) bestimmt wird, welches einen zeitlichen Verlauf von Amplituden des empfangenen Sensorsignals beschreibt, eine Resonanzkurve (14) bestimmt wird, welche das Empfangssignal (10) beschreibt, und das Objekt (8) anhand einer Form der Resonanzkurve (14) charakterisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass Kurvenparameter (U_{0_N}, t_{0_N}, µ_N) bestimmt werden, welche die Resonanzkurve (14) beschreiben, und das Objekt (8) anhand einer Zuordnung der Kurvenparameter (U_{0_N}, t_{0_N}, µ_N) zu Referenz-Kurvenparameter charakterisiert wird, wobei die Referenz-Kurvenparameter in Referenz-Messungen mit Referenz-Objekten bestimmt wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenparameter (U_{0_N}, t_{0_N}, µ_N) eine Amplitude (U_{0_N}) der Resonanzkurve (14), eine Breite (µ_N) der Resonanzkurve (14) und/oder eine der Resonanzkurve (14) zugeordnete Laufzeit (t_{0_N}) beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Messungen für unterschiedliche Typen von Referenz-Objekten, für die Referenz-Objekte an unterschiedlichen Positionen und/oder bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als die Typen von Referenz-Objekten Quader, Zylinder, Wände, Bordsteine, Kugeln und/oder Kegel mit vorbestimmten räumlichen Abmessungen verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen, Luftdrücken und/oder Luftfeuchten als die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Lernphase funktionale Zusammenhänge zwischen den Referenz-Kurvenparameter sowie den Typen, den Positionen, den Untergründen und/oder den Umgebungsbedingungen bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Lernphase die funktionalen Zusammenhänge fortlaufend anhand der durchgeführten Referenz-Messungen aktualisiert werden und bestimmt wird, welche Referenz-Messungen noch durchzuführen sind.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der funktionalen Zusammenhänge und/oder der Referenz-Kurvenparameter eine statistische Versuchsplanung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Resonanzkurve (14) eine Gauß-Verteilung beschreiben.
Sensorvorrichtung (3) für ein Fahrerassistenzsystem (2) eines Kraftfahrzeugs (1), mit zumindest einem Abstandssensor (4) und mit einem elektronischen Steuergerät (5), wobei die Sensorvorrichtung (3) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Sensorvorrichtung (3) nach Anspruch 10.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer Recheneinrichtung eines Abstandssensors (4) und/oder eines elektronischen Steuergeräts (5) abgearbeitet wird.
Computerlesbares Medium, insbesondere in Form einer computerlesbaren Diskette, CD, DVD, Speicherkarte, USB-Speichereinheit, oder ähnlichen, in dem Programmcodemittel gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn die Programmcodemittel in einen Speicher einer Recheneinrichtung eines Abstandssensors (4) und/oder eines elektronischen Steuergeräts (5) geladen und auf einem Prozessor der Recheneinrichtung und/oder des elektronischen Steuergeräts (5) abgearbeitet werden.