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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Abstandssensors eines Fahrzeugs, bei welchem in einem Betriebsmodus eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Messzyklen durchgeführt wird. Dabei wird in jedem Messzyklus ein Sendesignal ausgesendet und anhand des in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierten Sendesignals wird ein Empfangssignal bestimmt. Des Weiteren wird das Objekt klassifiziert und das Sendesignal wird aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Objekts ausgewählt, wobei die Auswahl des Sendesignals in Abhängigkeit von einer in einem Lernmodus bestimmten Zuordnungsvorschrift durchgeführt wird, welche eine Zuordnung der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen zu Klassen von Objekten beschreibt. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Sensorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares (Speicher)medium.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Abstandssensoren für Fahrzeuge bekannt. Derartige Abstandssensoren werden üblicherweise dazu verwendet, Objekte beziehungsweise Hindernisse in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs zu erfassen. Die Abstandssensoren können beispielsweise als Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Lidar-Sensoren oder Laserscanner ausgebildet sein. Im Betrieb der Abstandssensoren wird üblicherweise ein Sendesignal ausgesendet und das an einem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektiertes Sendesignal wieder empfangen. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sendesignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Sendesignals kann dann der Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem Objekt bestimmt werden.
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Zudem ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass das Sendesignal, welches mit einem Abstandssensor ausgesendet wird, variiert wird. Hierzu beschreibt die
DE 10 2017 110 665 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Abstandssensors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem in einem Betriebsmodus des Abstandssensors ein Sendesignal ausgesendet wird und das von dem Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektierte Sendesignal als Empfangssignal empfangen wird. Hierbei ist vorgesehen, dass das Sendesignal aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen ausgewählt wird. In dem Betriebsmodus wird zudem eine Umgebungsbedingung erkannt, welche den Umgebungsbereich beschreibt. Ferner wird das Sendesignal anhand einer Zuordnungsvorschrift ausgewählt, wobei die Zuordnungsvorschrift eine Zuordnung der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen zu Referenz-Umgebungsbedingungen beschreibt. Diese Zuordnungsvorschrift wird in einem Lernmodus des Abstandssensors bestimmt. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Umgebungsbedingungen das Objekt, Witterungsbedingungen und/oder ein Störsignal in dem Umgebungsbereich beschreiben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie der Betrieb eines Abstandssensors, bei welchem die Sendesignale variiert werden, zuverlässiger durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch eine Sensorvorrichtung, durch ein Computerprogramm sowieso durch ein computerlesbares (Speicher)medium mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Abstandssensors eines Fahrzeugs. Dabei wird in einem Betriebsmodus eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Messzyklen durchgeführt. In jedem Messzyklus wird ein Sendesignal ausgesendet und anhand des in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierten Sendesignals wird ein Empfangssignal bestimmt. Darüber hinaus wird das Objekt klassifiziert. Ferner wird das Sendesignal aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Objekts ausgewählt, wobei die Auswahl des Sendesignals in Abhängigkeit von einer in einem Lernmodus bestimmten Zuordnungsvorschrift durchgeführt wird, welche eine Zuordnung der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen zu Klassen von Objekten beschreibt. Zudem ist vorgesehen, dass in jedem Messzyklus das Objekt anhand des Empfangssignals klassifiziert wird und das Sendesignal in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Objekts für einen nachfolgenden Messzyklus ausgewählt wird.
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Mithilfe des Verfahrens soll ein Abstandssensor für ein Fahrzeug betrieben werden. Dieser Abstandssensor, welche auch als Umfeldsensor bezeichnet werden kann, dient dazu, den Umgebungsbereich des Fahrzeugs zu überwachen. Insbesondere sollen auf Grundlage der Messungen des Abstandssensors Objekte beziehungsweise Hindernisse in diesen Umgebungsbereich erkannt werden. Bei dem Abstandssensor kann es sich beispielsweise um einen Radarsensor, einen Lidar-Sensor, einen Laserscanner, einen optischen Sensor oder dergleichen handeln. Bevorzugt handelt bei dem Abstandssensor um einen Ultraschallsensor. Mit dem Abstandssensor kann das Sendesignal ausgesendet werden und das in dem Umgebungsbereich beziehungsweise von dem Objekt reflektierte Sendesignal wieder empfangen werden. Dieses Sendesignal kann als Puls ausgesendet werden. Dies bedeutet, dass der Abstandssensor oder eine Sendeeinrichtung des Abstandssensors zum Aussenden des Sendesignals für eine vorbestimmte Zeitdauer aktiviert wird. Dieses Sendesignal kann auch als Tx-Signal bezeichnet werden. Auf Grundlage des reflektierten beziehungsweise empfangen Sendesignals kann das Empfangssignal bestimmt werden. Mit anderen Worten kann das Empfangssignal das von dem Objekt reflektierte Sendesignal beschreiben. Insbesondere kann das Sendesignal, welches auch als Rx-Signal bezeichnet werden kann, einen zeitlichen Verlauf des reflektierten Sendesignals beziehungsweise des Echos des Sendesignals beschreiben. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sendesignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Sendesignals kann dann der Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem Objekt bestimmt werden.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Sendesignal, welches mit dem Abstandssensor ausgesendet wird, variiert wird. Es ist also vorgesehen, dass das Sendesignal aus der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen ausgewählt wird. Das Sendesignal wird in Abhängigkeit von dem zumindest einen Objekt in dem Umgebungsbereich ausgewählt. Hierzu wird das Objekt oder zumindest ein Objekt in dem Umgebungsbereich zunächst klassifiziert. Diese Klassifizierung kann beispielsweise auf Grundlage des Empfangssignals durchgeführt werden. Hierzu kann untersucht werden, ob das Empfangssignal typische Merkmale aufweist, welche auf eine Objektklasse hindeuten. In Abhängigkeit von der Klassifizierung wird dann das Sendesignal aus der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignale ausgewählt. Dabei erfolgt die Auswahl gemäß der Zuordnungsvorschrift, welche zuvor in dem Lernmodus bestimmt wurde. Insbesondere ist die Zuordnungsvorschrift derart bestimmt, dass die jeweilige Klasse von Objekten mit dem dazugehörigen Sendesignal möglichst gut erkannt werden kann. Dieser Lernmodus wird insbesondere vor dem Betriebsmodus des Abstandssensors geführt. Beispielsweise kann der Lernmodus vor der Inbetriebnahme beziehungsweise vor dem Einbau des Abstandssensors geführt werden. Die Zuordnungsvorschrift beschreibt insbesondere die Zuordnung der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen zu den Objektklassen. Mit anderen Worten beschreibt die Zuordnungsvorschrift bevorzugt, welches Sendesignal für welche Objektklasse ausgewählt werden soll.
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Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in jedem Messzyklus das Objekt anhand des Empfangssignals klassifiziert wird und das Sendesignal in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Objekts für den nachfolgenden Messzyklus ausgewählt wird. Mit dem Abstandssensor werden zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In jedem Messzyklus kann das Sendesignal ausgesendet werden und das in dem Umgebungsbereich reflektierte Sendesignal wieder empfangen werden. Es ist nun vorgesehen, dass auch in jedem Messzyklus eine Klassifizierung beziehungsweise Charakterisierung des Objekts durchgeführt wird. In dem nachfolgenden Messzyklus wird dann das Sendesignal gegebenenfalls an die Klassifizierung angepasst. Falls die Klassifizierung des Objekts in mehreren Messzyklen unverändert bleibt, wird insbesondere auch die Auswahl des Sendesignals nicht verändert. Dadurch, dass das Sendesignal für den nächsten Messzyklus bestimmt wird, kann innerhalb einer kurzen Zeitdauer auf sich ändernde Umgebungsbedingungen reagiert werden. Zudem können Objekte zuverlässig erfasst werden, welche in den Umgebungsbereich beziehungsweise den Erfassungsbereich des Abstandssensors eintreten. Dies ist dadurch begründet, dass die jeweiligen Messzyklen üblicherweise nur wenige Millisekunden andauern. Insgesamt kann somit das Erfassen der Objekte in dem Umgebungsbereich zuverlässiger durchgeführt werden.
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Als Klassen von Objekten können beispielsweise Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Krafträder oder dergleichen, vorgeben werden. Als Klassen können auch Fußgänger, Radfahrer oder Lebewesen vorgegeben werden. Zudem können als Klassen Pfosten, Wände, Rampen und Bordsteine vorgegeben werden.
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Bevorzugt werden in dem Lernmodus Referenz-Messungen an Referenz-Objekten durchgeführt, wobei in den Referenz-Messungen mit dem Abstandssensor die Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen ausgesendet werden und für die Referenz-Objekte die jeweiligen Empfangssignale bestimmt werden. In dem Lernmodus beziehungsweise dem Training können verschiedene Referenz-Objekte verwendet werden. Diese Referenz-Objekte können sich hinsichtlich der Größe, der Form, der Oberfläche und/oder der Reflexionseigenschaften voneinander unterscheiden. Die Referenz-Objekte können ferner einer Objektklasse zugeordnet sein. Für unterschiedliche Objektklassen kann zumindest ein Referenz-Objekt verwendet werden. In dem Lernmodus können nun für jedes der Referenz-Objekte die jeweiligen Sendesignale ausgesendet werden und das von dem Referenz-Objekt reflektierte Sendesignal wieder empfangen werden. Die jeweiligen Empfangssignale, die hieraus abgeleitet werden, können einem Lernalgorithmus unterzogen werden. Dadurch gibt es für dieselbe Klasse von Objekt unterschiedliche Ergebnisse beziehungsweise Empfangssignale, welche nun wiederum durch ein nachfolgendes Lernverfahren in das trainierte System integriert werden können. Ein Ergebnis des Lernverfahrens beziehungsweise des Trainings sind Erkenntnisse, welche Form von Sendesignal sich besonders zur Klassifizierung von verschiedenen Objekten eignet. Diese Erkenntnis kann dann in dem Betriebsmodus des Abstandssensors genutzt werden und somit die Objekterkennung verbessert werden.
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In einer Ausführungsform wird für die Zuordnungsvorschrift anhand der jeweiligen Empfangssignale mittels eines Verfahrens des maschinellen Lernens bestimmt. Insbesondere kann das sogenannte deep learning verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem Lernmodus ein künstliches neuronales Netz und/oder ein generischer Algorithmus verwendet wird. Dadurch, dass die Referenz-Messungen für die einzelnen Referenz-Objekte mit den jeweiligen Sendesignalen durchgeführt werden, stehen dem Lernalgorithmus für jedes einzelne Referenz-Objekt unterschiedliche Informationen zur Verfügung, wodurch die Redundanz erhöht werden kann. Ferner reagieren unterschiedliche Objektformen oder Klassen von Objekten unterschiedlich auf die verschiedenen Formen der Sendesignale. Hierdurch wird es ermöglicht, bei dem Training bessere Ergebnisse zu erzielen, weil durch die Varianz der Sendesignale der Verschiedenheit der zu detektierenden Objekte beziehungsweise Objektklassen Rechnung getragen wird. Auf diese Weise können dem in der Praxis benutzten deep-learning-Algorithmus signifikantere Eingangsdaten geliefert werden.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Referenz-Messungen für unterschiedliche Umgebungsbedingungen durchgeführt werden. Beispielsweise können in dem Lernmodus unterschiedliche Witterungsbedingungen nachgebildet werden. Zudem können bei den Referenz-Messungen Störsignale beziehungsweise Rauschanteile berücksichtigt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Referenz-Messungen für unterschiedliche Abstände zwischen dem Abstandssensor und den jeweiligen Referenz-Objekten durchgeführt werden. Somit kann eine Optimierung hinsichtlich des Sendesignals sowohl objektbezogen als auch in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Beginn des Betriebsmodus als Sendesignal ein Referenz-Sendesignal ausgesendet wird. Zu Beginn des Betriebsmodus beziehungsweise in dem ersten Messzyklus wurde noch keine Klassifizierung des zumindest einen Objekts in dem Umgebungsbereich durchgeführt. In diesem Fall kann zunächst das Referenz-Sendesignal ausgesendet werden. Dieses Referenz-Sendesignal kann so gewählt sein, dass mit diesem unterschiedliche Klassen von Objekten beziehungsweise Objekttypen erkannt werden können. Anhand des Empfangssignals, welches auf Grundlage des von dem Objekt reflektierten Referenz-Sendesignals bestimmt wird, kann dann die Klassifizierung des Objekts durchgeführt werden und die Auswahl des Sendesignals für den nachfolgenden Messzyklus getroffen werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird in dem nachfolgenden Messzyklus ein Referenz-Sendesignal beziehungsweise das Referenz-Sendesignale ausgewählt, falls das Objekt in einem Messzyklus nicht erkannt wird. Wenn die Klassifizierung des Objekts in einem Messzyklus nicht oder nicht eindeutig durchgeführt werden kann, kann in dem nachfolgenden Messzyklus das Referenz-Sendesignal ausgewählt werden. Hierbei kann auch entsprechend die Informationen hinterlegt werden, dass das zumindest ein Objekt in dem Umgebungsbereich nicht oder nicht eindeutig klassifiziert werden konnte.
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Weiterhin ist vorteilhaft, als das Referenz-Sendesignal ein amplitudenmoduliertes Sendesignal ausgewählt wird. Hier haben Versuche gezeigt, dass sich ein amplitudenmoduliertes Sendesignal eignet, um unterschiedliche Typen von Objekten beziehungsweise Objektklassen zu erkennen. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn der Abstandssensor als Ultraschallsensor ausgebildet ist. Hierbei kann das ausgesendete Ultraschallsignal als Sendesignal mit einem niederfrequentierten Signal moduliert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird in dem nachfolgenden Messzyklus als das Sendesignal ein amplitudenmoduliertes Sendesignal ausgewählt wird, falls das Objekt als hohes Objekt klassifiziert wird. In dem aktuellen Messzyklus erkannt wird, dass es sich bei dem Objekt um ein hohes Objekt handelt, kann in dem nachfolgenden Messzyklus das amplitudendominierte Sendesignale ausgewählt werden. Das hohe Objekt kann anhand des Empfangssignals beispielsweise anhand der Anzahl der Echos und/oder der Amplitude des Empfangssignals erkannt werden. Bei dem Objekt kann sich beispielsweise um einen Pfosten, eine Wand oder dergleichen handeln. Hier haben Versuche gezeigt, dass solche hohen Objekte auf zuverlässige Weise erkannt werden können, wenn als das Sendesignal das amplitudenmodellierte Sendesignal ausgesendet wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird in dem nachfolgenden Messzyklus als das Sendesignal ein frequenzmoduliertes Sendesignal ausgewählt, falls das Objekt als Lebewesen klassifiziert wird. Ein solches Lebewesen kann beispielsweise ein Fußgänger oder auch ein Tier sein. Auch hier haben Versuche gezeigt, dass derartige Lebewesen auf zuverlässige Weise erkannt werden können, falls ein frequenzmoduliertes Sendesignal ausgewählt wird. Insbesondere kann als das frequenzmodulierten Sendesignal ein Chirp-Signal ausgewählt werden. Besonders bevorzugt kann hier ein sogenanntes Chirp-up-Signal verwendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Sendesignal in Abhängigkeit von dem Objekt ausgewählt, welches den geringsten Abstand zu dem Abstandssensor aufweist, falls zumindest zwei Objekte in dem Umgebungsbereich erkannt werden. Wenn anhand des Empfangssignals mehrere Objekte in dem Umgebungsbereich erkannt werden, kann die Auswahl des Sendesignals in Abhängigkeit von dem Objekt durchgeführt werden, welches den geringsten Abstand zu dem Abstandssensor beziehungsweise dem Fahrzeug aufweist. Dieses Objekt mit dem geringsten Abstand hat in Bezug auf die Überwachung des Umgebungsbereichs die höchste Relevanz. Da ist es vorteilhaft, wenn dieses Objekt auf zuverlässige Weise erkannt wird.
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Zudem kann es vorgesehen sein, dass bei dem Vorhandensein von mehreren Objekten in dem Umgebungsbereich eine Priorisierung vorgenommen wird. Beispielsweise können bestimmte Objektklassen oder eine Objektklasse priorisiert werden. Wenn eine priorisierte Objektklasse erkannt wird, kann das Sendesignal für diese Objektklasse ausgewählt werden. Beispielsweise kann die Objektklasse Fußgänger priorisiert werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass Fußgänger zuverlässig erkannt werden und somit die Sicherheit erhöht werden.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn sich die Mehrzahl von Sendesignalen bezügliche einer Modulation, einer Frequenz und/oder einer Sendedauer voneinander unterscheiden. Der Abstandssensor hat in dem Betriebsmodus eine Variabilität hinsichtlich der Sendesignale. Diese Sendesignale können sich in Abhängigkeit von der Frequenz, der Phase, der Zeitdauer oder dergleichen voneinander unterscheiden. Je nach physikalischem Sensor bin Prinzip können spezielle Formen des zeitlichen Amplitudenverlaufs des Sendesignals gewählt werden. Der Abstandssensor als Ultraschallsensor ausgebildet ist, können sich die Sendesignale durch die Anregungsfrequenz, eine Frequenzänderung oder dergleichen voneinander unterscheiden.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Sensorvorrichtung eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgelegt. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Zudem kann die Recheneinrichtung durch eine Elektronik des Abstandssensors beziehungsweise Sensorelektronik bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Recheneinrichtung insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet sein.
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Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung und zumindest einen Abstandssensor. Der Abstandssensor kann insbesondere als Ultraschallsensor ausgebildet sein. Bevorzugt kann die Sensorvorrichtung eine Mehrzahl von Abstandssensoren aufweisen, die beispielsweise verteilt an dem Fahrzeug angeordnet werden können. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, welches eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung umfasst. Mittels des Fahrerassistenzsystems kann das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt zumindest semi-autonom manövriert werden.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Das Fahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Ein erfindungsgemäßes computerlesbares (Speicher)medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)medium.
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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 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.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches eine Sensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Abstandssensoren aufweist;
- 2 ein erstes Empfangssignal, welches die Reflexion eines ersten Sendesignals an einem ersten Referenz-Objekt beschreibt;
- 3 ein zweites Empfangssignal, welches die Reflexion eines ersten Sendesignals an einem zweiten Referenz-Objekt beschreibt;
- 4 ein drittes Empfangssignal, welches die Reflexion eines ersten Sendesignals an einem dritten Referenz-Objekt beschreibt;
- 5 ein viertes Empfangssignal, welches die Reflexion eines ersten Sendesignals an einem vierten Referenz-Objekt beschreibt;
- 6 ein fünftes Empfangssignal, welches die Reflexion eines zweiten Sendesignals an dem dritten Referenz-Objekt beschreibt;
- 7 ein sechstes Empfangssignal, welches die Reflexion eines zweiten Sendesignals an dem vierten Referenz-Objekt beschreibt;
- 8 ein siebtes Empfangssignal, welches die Reflexion eines zweiten Sendesignals an dem ersten Referenz-Objekt beschreibt; und
- 9 ein achtes Empfangssignal, welches die Reflexion eines zweiten Sendesignals an dem zweiten Referenz-Objekt beschreibt.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Das Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem ein Fahrer beim Einparken des Fahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken der Parklücke unterstützt werden kann.
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Das Fahrerassistenzsystem 2 beziehungsweise das Fahrzeug 1 weist ferner eine Sensorvorrichtung 3 auf. Diese Sensorvorrichtung 3 umfasst zumindest einen Abstandssensor 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorvorrichtung 3 zwölf Abstandssensoren 4, von denen sechs in einem Frontbereich 6 des Fahrzeugs 1 und sechs in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. In dem vorliegenden Beispiel sind die Abstandssensoren 4 als Ultraschallsensoren ausgebildet. Die Abstandssensoren 4 sind vorliegend an den Stoßfängern des Fahrzeugs 1 montiert. 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 Ultraschallsensoren auch an weiteren Verkleidungsteilen oder Bauteilen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.
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Mit den jeweiligen Abstandssensoren 4 können Objekte 8 in einer Umgebung beziehungsweise einem Umgebungsbereich 9 des Fahrzeugs 1 erfasst werden. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. Die Sensorvorrichtung 3 umfasst ferner eine Recheneinrichtung 5 in Form eines elektronischen Steuergeräts. Diese Recheneinrichtung 5 ist zur Datenübertragung mit den jeweiligen Abstandssensoren 4 verbunden. Eine Datenleitung beziehungsweise ein entsprechender Datenbus ist vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mit der Recheneinrichtung 5 können die jeweiligen Abstandssensoren 4 zum Aussenden eines Sendesignals angeregt werden. Zudem können Empfangssignale oder anderen Daten, die mit den Ultraschallsensoren 4 bereitgestellt werden, an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden. Auf Grundlage diese Daten können dann mit der Recheneinrichtung 5 die Objekte 8 in dem Umgebungsbereich 9 erkannt werden. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 dazu genutzt werden, eine Ausgabe an den Fahrer des Fahrzeugs 1 auszugeben. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem 2 in eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder einen Antriebsmotor des Fahrzeugs eingreift, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren.
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Im Betrieb der Sensorvorrichtung 3 beziehungsweise in einem Betriebsmodus werden mit den jeweiligen Abstandssensoren 4 zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In jedem Messzyklus wird ein Sendesignal ausgesendet und anhand des in dem Umgebungsbereich 9 reflektierten Sendesignals wird ein Empfangssignal bestimmt. Hierbei ist vorgesehen, dass in den jeweiligen Messzyklen das Sendesignal aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignale ausgewählt wird. Die Auswahl des Sendesignals aus der Mehrzahl von vorbestimmten Sendesignalen erfolgt dabei auf Grundlage der Klassifizierung des Objekts 8. Hierzu kann in einem ersten Messzyklus ein Referenz-Sendesignal ausgesendet werden. Dieses Referenz-Sendesignal kann beispielsweise ein amplitudenmoduliertes Sendesignal sein. Anhand des Empfangssignals, welches auf Grundlage des in dem Umgebungsbereich 9 reflektierten Sendesignals bestimmt wird, kann dann bestimmt werden, ob sich ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet und wie dieses Objekt 8 ausgestaltet ist. Falls sich ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet, kann dieses auf Grundlage des Empfangssignals klassifiziert werden. In Abhängigkeit von der bestimmten Objektklasse kann dann ein zugehöriges Sendesignal ausgewählt werden, welches dann in dem nachfolgenden Messzyklus ausgesendet wird.
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Die Auswahl des Sendesignals für den nachfolgenden Messzyklus erfolgt auf Grundlage einer Zuordnungsvorschrift. Diese Zuordnungsvorschrift ordnet unterschiedlichen Objektklassen entsprechende Sendesignale zu. Diese Zuordnungsvorschrift wird in einem Lernmodus beziehungsweise in einem Training der Sensorvorrichtung 3 beziehungsweise des Abstandssensors 4 bestimmt. Dabei können Referenz-Messungen an unterschiedlichen Referenz-Objekten durchgeführt werden. Hierzu können die jeweiligen Sendesignale oder unterschiedliche Sendesignale bei einem der Referenz-Objekte ausgesendet werden und das von dem Referenz-Objekt reflektierte Sendesignale wieder empfangen werden. Die hieraus abgeleiteten Empfangssignale Rx1 bis Rx8 können dann einen Lernalgorithmus zugeführt werden und somit das System trainiert werden.
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Die 2 bis 9 zeigen beispielhaft unterschiedliche Empfangssignale Rx1 bis Rx8, welche in dem Lernmodus bestimmt werden. Dabei ist jeweils auf der Abszisse die Zeit t beziehungsweise der Abstand und auf der Ordinate eine Amplitude A aufgetragen. 2 zeigt ein erstes Empfangssignal Rx1, welches das Echo eines ersten Sendesignals an einem ersten Referenz-Objekt beschreibt. Im Vergleich hierzu zeigt 3 ein zweites Empfangssignal Rx2, welches das von einem zweiten Referenzobjekt reflektierte erste Sendesignal beschreibt. Hierbei ist zu erkennen, dass die beiden Referenzsignale Rx1 und Rx2 deutlich voneinander zu unterscheiden sind. Des Weiteren sind die beiden Empfangssignale Rx1 und Rx2 deutlich zu erkennen.
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4 zeigt ein drittes Empfangssignal Rx3, welches die Reflexion des ersten Sendesignals an einen dritten Referenz-Objekt beschreibt. 5 zeigt ein viertes Empfangssignal Rx4, welches die Reflexion des ersten Sendesignals an einem vierten Referenz-Objekt beschreibt. In diesem Fall ist zu erkennen, dass der Amplitudenverlauf des dritten Empfangssignals Rx3 und des vierten Empfangssignals Rx4 sehr ähnlich zueinander sind. Daher können diese Empfangssignale Rx3, Rx4 bezüglich der Klassifizierung der Objekte 8 nur schwer voneinander unterschieden werden.
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Im Vergleich hierzu zeigt 6 ein fünftes Empfangssignal Rx5, welches ein von dem dritten Referenz-Objekt reflektiertes zweites Sendesignal beschreibt. 7 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines sechsten Empfangssignals Rx6, welches das von dem vierten Referenz-Objekt reflektierte zweite Sendesignal beschreibt. Hierbei ist zu erkennen, dass sich das fünfte Empfangssignal Rx5 und das sechste Empfangssignal Rx6 deutlich voneinander unterscheiden. Somit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Objekte 8 beziehungsweise Referenz-Objekte voneinander unterschieden werden können. Zudem können aus dem Empfangssignalen Rx5 und Rx6 zusätzliche Informationen entnommen werden, welche die Eigenschaften des Objekts 8 beschreiben.
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8 zeigt ein siebtes Empfangssignal Rx7, welches das von dem ersten Referenz-Objekt reflektierte zweite Sendesignal beschreibt. Ferner zeigt 9 ein achtes Empfangssignal Rx8, welches das von dem zweiten Referenz-Objekt reflektierte zweite Sendesignal beschreibt. Auf Grundlage des siebten Empfangssignals Rx7 und des achten Empfangssignals Rx8 ist zu erkennen, dass hier das erste Referenz-Objekt und das zweite Referenz-Objekt schwer voneinander unterschieden werden können, wenn das zweite Sendesignale ausgesendet wird. Insgesamt konnte somit gezeigt werden, dass sich unterschiedliche Typen von Sendesignalen für die Klassifizierung beziehungsweise Charakterisierung der Objekte 8 auf unterschiedliche Weise eignen.
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Diese Ergebnisse aus dem Lernmodus beziehungsweise dem Training können nun einem Verfahren des maschinellen Lernens, insbesondere einen deep-learning-Algorithmus zugeführt werden. Ein Ergebnis des Trainings sind Erkenntnisse, welche Form des Sendesignals sich besonders für die Klassifizierung eines Typs von Objekts 8 beziehungsweise einer Objektklasse eignet. Diese Erkenntnis kann dann in dem Betriebsmodus der Sensorvorrichtung 3 angewendet werden, um das passende Sendesignal für die Objektklasse auszuwählen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017110665 A1 [0003]
