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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Verschmutzungsüberwachungssystems in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug mehrere in jeweiligen Erfassungsbereichen das Umfeld des Kraftfahrzeugs erfassende Umfeldsensoren aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Moderne Kraftfahrzeuge nutzen eine Vielzahl von Umfeldsensoren, um Informationen über die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu sammeln, die durch verschiedene Fahrzeugsysteme, beispielsweise Fahrerassistenzsysteme, für deren Funktionen genutzt werden können. Insbesondere ist für Kraftfahrzeuge mit einem zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten Fahrzeugsystem das Vorsehen einer solchen Umfeldsensorik essentiell. Es können eine Vielzahl unterschiedlicher Messprinzipien beziehungsweise Sensortechnologien eingesetzt werden. So ist es für Kraftfahrzeuge bekannt, zur Umfeldüberwachung beispielsweise Radarsensoren, Kameras, LIDAR-Sensoren, Ultraschallsensoren und dergleichen einzusetzen.
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Sensordaten von Radarsensoren können beispielsweise für Anwendungen wie Einparkhilfen, Totwinkelüberwachungen, Pre-Crash-Sensing sowie Stopand-Go-Systeme genutzt werden. Dabei ist es für Radarsensoren auch bekannt, diese verdeckt, beispielsweise innerhalb eines Stoßfängers, zu verbauen. Auch bei anderen Umfeldsensoren wurde bereits vorgeschlagen, zum Schutz des Umfeldsensors Sensorabdeckungen oder dergleichen zu verwenden.
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Für den zuverlässigen Betrieb von Kommunikations- und Sensorsystemen, insbesondere der genannten Umfeldsensoren, ist die Vermeidung von Wasser, Eis, Schneeschichten und Verschmutzungen aller Art im Empfangspfad entscheidend für deren Funktionssicherheit. Bei automatisierten und assistierten Fahrfunktionen kann die Verschmutzung des Kraftfahrzeugs die Funktion diverser Umfeldsensoren beeinträchtigen. Beispielsweise kann die Verschmutzung einer Kamera die Sicht derselben stark einschränken. Dies gilt auch für Radarsensoren. So kann bei einem Radarsensor die Verschmutzung des Radarsensors beziehungsweise eines vorgeschalteten Radoms die Performance des Radarsensors hinsichtlich der Reichweite, der Detektionsempfindlichkeit und der Winkelverzerrung negativ beeinflussen.
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Zur Verbesserung dieser Problematik wurde im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, innerhalb der einzelnen Umfeldsensoren Algorithmen, beispielsweise sogenannte Blindheitsalgorithmen, vorzusehen, die die Degradation der Sensorsicht selbst detektieren und bewerten können. Ist beispielsweise die Sicht eines Umfeldsensors stark eingeschränkt, kann der Umfeldsensor eine Fehlermeldung „Sensorsicht blockiert“ an wenigstens ein Fahrzeugsystem weitergeben. Eine entsprechende Ausgabe eines Hinweises an einen Fahrer kann erfolgen. Dabei wird die Ursache der Sensorsichteinschränkung nicht direkt kommuniziert, sondern nur eine allgemeine Fehlermeldung ausgegeben. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss die Fehlermeldung dann selbst interpretieren beziehungsweise eine Werkstatt aufsuchen, um die Ursache des Fehlers auffinden zu lassen. Liegt die Ursache nur an der Verschmutzung des Kraftfahrzeugs, ist der so betriebene Aufwand hoch. Ein weiteres Problem ist, dass Umfeldsensoren, die keine entsprechenden Algorithmen zur Feststellung einer Leistungseinschränkung durch eine Sichtbehinderung aufweisen, auch kein entsprechendes Feedback liefern können.
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DE 10 2013 219 391 A1 betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Sensorabdeckung eines Dopplerradarsensors eines Schienenfahrzeugs. Dabei werden zwei benachbarte Antennenanordnungen genutzt, wobei ein von einer ersten Antennenanordnung versendetes erstes Funksignal zumindest teilweise an der Abdeckung zu einer zweiten Antennenanordnung hin als Reflexionssignal reflektiert wird und anhand des von der zweiten Antennenanordnung detektierten Reflexionssignals die Verschmutzungen auf der Abdeckung automatisch erfasst werden.
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DE 10 2004 024 695 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Detektion eines leistungsmindernden Belags auf einer Abdeckung eines Radarsystems, wobei vorgeschlagen wird, dass eine der Empfangseinrichtung nachgeschaltete Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, welche ein aktuelles Signal aus einem die Abdeckung umfassenden Nahbereich des Radarsystems mit einem Referenzsignal desselben Nahbereichs für einen störungsfreien Betrieb des Radarsystems vergleicht, wobei aus dem Vergleich des aktuellen Signals mit dem Referenzsignal auf eine Anwesenheit des leistungsmindernden Belags geschlossen werden kann. Auch für andere Arten von Umfeldsensoren, mithin andere Messprinzipien, wurden derartige Möglichkeiten zur Analyse der eigenen Sensordaten im Hinblick auf eine mögliche Leistungseinschränkung durch Sichtbehinderung bereits vorgeschlagen, beispielsweise für Kameras beziehungsweise sonstige optische Sensoren durch eine entsprechende Bildverarbeitung. Ergebnis solcher Analysen kann, wie bereits erwähnt, die Ausgabe einer Fehlermeldung bezüglich des entsprechenden Sensors sein. Vorgeschlagen wurde, beispielsweise für Radarsensoren, auch, Beseitigungseinrichtungen für zumindest manche Arten von Ablagerungen einzusetzen, beispielsweise Heizeinrichtungen, mit deren Hilfe Wasser-, Schnee- und/oder Eisanlagerungen von einem Umfeldsensor beziehungsweise einer Abdeckung entfernt werden können. Belagentfernungsmittel werden beispielsweise durch
DE 10 2004 024 695 A1 beschrieben.
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DE 2018 002 608 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens, bei welchen mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftwagens Daten von wenigstens einer bezüglich des Kraftwagens externen Erfassungseinrichtung empfangen werden, wobei die Daten den Kraftwagen außenseitig charakterisieren und die elektronische Recheneinrichtung des Kraftwagens in Abhängigkeit von den Daten ein äußeres Erscheinungsbild des Kraftwagens ermittelt. Hierbei werden also insbesondere Umfeldsensoren eines anderen Kraftfahrzeugs benutzt, um das äußere Erscheinungsbild des eigenen Kraftfahrzeugs beurteilen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur effektiven Verschmutzungsüberwachung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, insbesondere im Hinblick auf eine Funktionalität der Umfeldsensorik.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betrieb eines Verschmutzungsüberwachungssystems in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug mehrere in jeweiligen Erfassungsbereichen das Umfeld des Kraftfahrzeugs erfassende Umfeldsensoren aufweist, vorgesehen, wobei
- - für einen wenigstens zwei Umfeldsensoren umfassenden Anteil der Umfeldsensoren aus Sensordaten des jeweiligen Umfeldsensors eine eine Leistungseinschränkung durch eine Sichtbehinderung beschreibende Sensorinformation für den jeweiligen Umfeldsensor ermittelt wird,
- - durch gemeinsame Auswertung der Sensorinformation verschiedener Sensoren eine eine Verschmutzung des Kraftfahrzeugs beschreibende Verschmutzungsinformation ermittelt wird, und
- - bei Erfüllung wenigstens eines die Verschmutzungsinformation auswertenden Maßnahmenkriteriums wenigstens eine dem Maßnahmenkriterium zugeordnete Maßnahme zur Information des Fahrers und/oder zur Beseitigung der Verschmutzung durchgeführt wird.
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Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, durch eine Zusammenschau von Sensorinformationen unterschiedlicher Umfeldsensoren eine Schlussfolgerung über eine insgesamte Verschmutzung des Kraftfahrzeugs zu ziehen. Dabei können die Sensorinformationen Sensordaten umfassen, bevorzugt aber umfassen sie wenigstens ein Auswertungsergebnis bezogen auf eine Leistungseinschränkung durch Sichtbehinderung. Mit anderen Worten können die Auswertungsergebnisse von insbesondere in Umfeldsensoren selbst ausgeführten Algorithmen zur Erkennung einer Leistungseinschränkung durch Sichtbehinderung, insbesondere von Blindheitsalgorithmen, und/oder Sensordaten selbst als Sensorinformationen eingesetzt werden. Dabei kann mithin vorgesehen sein, dass wenigstens eine Sensorinformation selbst eine Verschmutzung als Ursache beschreibt. Mit besonderem Vorteil werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung mithin Evaluierungen der Sensorperformance durch die einzelnen Umfeldsensoren genauso herangezogen wie die Fusion von Sensordaten und Auswertungsergebnissen mehrerer Sensoren, um deutlich weitergehende Schlussfolgerungen hinsichtlich der Verschmutzung des Kraftfahrzeugs zu ziehen, insbesondere hinsichtlich der Verschmutzung des Kraftfahrzeugs insgesamt. Das bedeutet, durch Zusammenschau mehrerer Sensorinformationen kann die Leistungseinschränkung eines Umfeldsensors als auf einer Verschmutzung beruhend erkannt werden. Insbesondere können dabei Sensorinformationen fusioniert ausgewertet werden, deren Umfeldsensoren unterschiedliche physikalische Messprinzipien nutzen, so dass beispielsweise bestimmte Eigenschaften von Radardaten eines Radarsensors und bestimmte Eigenschaften von Kameradaten einer Kamera dazu führen können, in einem entsprechenden Bereich des Kraftfahrzeugs, in dem sich die Umfeldsensoren befinden, auf eine Verschmutzung, insbesondere einer bestimmten Verschmutzungsklasse, zu schließen.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine kontinuierliche, auf das Kraftfahrzeug bezogen globale Überwachung der Verschmutzung des gesamten Kraftfahrzeugs vorzunehmen. Dadurch, dass eine dezidierte Verschmutzungsinformation über eine lokale und/oder globale Verschmutzung erhalten werden kann, sind auch auf den tatsächlichen Verschmutzungszustand des Kraftfahrzeugs abgestimmte Maßnahmen möglich, die über entsprechende Maßnahmenkriterien abgebildet werden.
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Es findet also insbesondere eine dauerhafte Messung des Grades der Verschmutzung eines Kraftfahrzeugs anhand der im Kraftfahrzeug integrierten Umfeldsensoren statt. Ist ein bestimmtes Maßnahmenkriterium erfüllt, wird eine entsprechende Maßnahme ausgelöst, wobei eine Vielzahl von Möglichkeiten bestehen, beispielsweise eine Aufforderung an den Fahrer, eine Waschanlage aufzusuchen, wobei bei sensortechnischer Differenzierung, ob und wo eine Verschmutzung vorliegt, auch speziellere Hinweise an den Fahrer als Maßnahme ausgegeben werden können, beispielsweise eine Empfehlung für eine Unterbodenwäsche, wenn eine Verschmutzung zwischen einem Radarsensor und dessen Radom erkannt wird, was besonders wichtig ist, wenn Radarsensoren tief hinter dem Stoßfänger verbaut werden. Eine andere Möglichkeit ist eine Empfehlung für ein manuelles Wischen, wenn ein lokales Verschmutzungsproblem vor dem Umfeldsensor vorliegt.
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Besondere Wichtigkeit erhält das erfindungsgemäße Vorgehen dann, wenn das Kraftfahrzeug ein zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildetes Fahrzeugsystem aufweist, welches die Sensordaten der Umfeldsensoren nutzt. Eine Verschmutzung des Kraftfahrzeugs kann eine Reihe an Umfeldsensoren im Kraftfahrzeug so stark beeinträchtigen, dass das automatisierte Fahren nur noch eingeschränkt oder gar überhaupt nicht mehr möglich ist. Geben nun gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens ein Teil der Umfeldsensoren in Form der Sensorinformation eine Indikation über die globale oder lokale Verschmutzung des Kraftfahrzeugs, können durch die Fusion der Sensorinformationen und deren gemeinsame Auswertung die einzelnen Indikatoren der diversen Umfeldsensoren zur Ermittlung der Verschmutzungsinformation ausgewertet werden. Hieraus kann eine lokale und/oder eine globale Fahrzeugverschmutzung erkannt werden. Mit anderen Worten kann durch die Leistungseinschränkung der einzelnen Umfeldsensoren (Degradation) auf die Verschmutzung des Kraftfahrzeugs insgesamt oder wenigstens lokal geschlossen werden. Denn die Detektionsfähigkeit der einzelnen Umfeldsensoren kann durch die ultranahen Verschmutzungen massiv verschlechtert werden. Betrachtet man diese Verschlechterungen in einer übergeordneten Instanz, beispielsweise einem zentralen Steuergerät zur Ermittlung der Verschmutzungsinformation, lässt sich nicht nur durch Leistungseinschränkungen benachbarter Umfeldsensoren auf eine mindestens lokale allgemeine Verschmutzung/Sichtbehinderung in deren Bereich schließen, sondern durch Zusammenschau der einzelnen Sensorinformationen können auch Informationen über die Art der Verschmutzung beziehungsweise Sichtbehinderung hergeleitet werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird.
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Vorzugsweise können bei der Ermittlung der Sensorinformation und/oder in der gemeinsamen Auswertung auch Sensordaten wenigstens eines, bei der Ermittlung der Sensorinformation weiteren, Umfeldsensors und/oder weiteren Sensors des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Nicht nur ist es also möglich, bereits bei der Ermittlung der Sensorinformation ergänzende Informationen eines weiteren Umfeldsensors einfließen zu lassen, sondern es ist auch denkbar, einen weiteren Sensor des Kraftfahrzeugs heranzuziehen, der Informationen liefern kann, welche in das durch Zusammenschau der Sensorinformation entstehende Gesamtbild einfließende Informationen liefert. Beispielsweise ist hier ein Lichtsensor zu nennen, der für die Auswertung von Sensordaten einer Kamera als Umfeldsensor und dergleichen nützliche Informationen liefern kann.
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Das erfindungsgemäße Vorgehen kann mit besonderem Vorteil auch genutzt werden, um für wenigstens einen keine Sensorinformation liefernden Umfeldsensor durch die gemeinsame Auswertung der Sensorinformationen eine auf die Verschmutzung bezogene Sensorinformation zu ermitteln. Manche Umfeldsensoren können aufgrund ihres Messprinzips nicht allein aufgrund der eigenen Sensordaten entscheiden, ob ihre Funktionalität aufgrund einer Sichtbehinderung eingeschränkt ist. Allerdings kann durch Sensorinformationen anderer Umfeldsensoren gegebenenfalls eine entsprechende Schlussfolgerung gezogen werden, welche dann beispielsweise auch in die Nutzung der Sensordaten des jeweiligen Umfeldsensors durch Fahrzeugsysteme einfließen kann.
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Mit besonderem Vorteil können wenigstens ein auf einem optischen Messprinzip basierender Umfeldsensor, insbesondere eine Kamera, und wenigstens ein Radarsensor jeweils eine Sensorinformation liefern, die durch Zusammenschau zur Ermittlung wenigstens einer Ergänzungsinformation ausgewertet werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass sowohl eine Kamera als auch ein Radarsensor jeweils Sensorinformationen hinsichtlich einer Leistungseinschränkung durch die Sichtbehinderung liefern können, die, jeweils einzeln betrachtet, noch nicht ausreichen, um die Sichtbehinderung als Verschmutzung zu erkennen beziehungsweise die Art der Verschmutzung zu klassifizieren, wobei jedoch eine Gesamtschau der jeweiligen Sensorinformationen ausreichend ist, um diese Auswertungsvorgänge erfolgreich durchzuführen. Beispielsweise kann mittels einer Kamera die optische Durchschaubarkeit einer Ablagerung beurteilt werden, während mittels eines Radarsensors, insbesondere eines zur Messung im Ultranahbereich befähigten Radarsensors, strukturelle Informationen beziehungsweise Materialinformationen geliefert werden können.
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Während sich die Kombination von optischen Messprinzipien und Radar als besonders vorteilhaft erwiesen hat, um in der gemeinsamen Auswertung Ergänzungsinformationen für die Verschmutzungsinformation zu liefern, können selbstverständlich auch andere Messprinzipien, beispielsweise LIDAR und/oder Ultraschall, in eine solche Kombination unterschiedlicher physikalischer Messprinzipien einfließen.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass als jeweils eine Sensorinformation liefernde Umfeldsensoren jeweils eine Gruppe von eine 360°-Abdeckung des Umfelds bereitstellenden Umfeldsensoren für zwei unterschiedliche Messprinzipien verwendet werden, insbesondere eine Gruppe von auf einem optischen Messprinzip basierenden Umfeldsensoren, insbesondere Kameras, und eine Gruppe von Radarsensoren. Auch hier können zweckmäßigerweise weitere physikalische Messprinzipien durch eine 360°-Abdeckung des Umfelds beitragen, beispielsweise LIDAR-Sensoren und/oder Ultraschallsensoren. Eine 360°-Abdeckung des Umfelds durch entsprechend gewählte Erfassungsbereiche der einzelnen Umfeldsensoren der jeweiligen Gruppe bedeutet in diesem Fall, dass Sensorinformationen von jeder Seite des Kraftfahrzeugs vorliegen, so dass durch die Verschmutzungsinformation auch alle Seiten des Kraftfahrzeugs beschrieben werden können. Insbesondere bedeutet dies, dass festgestellt werden kann, in welchen Bereichen das Kraftfahrzeug verschmutzt ist, beispielsweise ob eine starke Verschmutzung am Heck, an einer Seite und/oder an der Front vorliegt. Mit anderen Worten kann eine 360°-Verschmutzungsbewertung durchgeführt werden.
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Für Kameras ist es beispielsweise konkret bekannt, insbesondere im Hinblick auf eine vollständig automatische Führung des Kraftfahrzeugs, eine Frontkamera, eine Heckkamera, jeweils zwei oder vier Seitenkameras, eine Telekamera und/oder mehrere Top View-Kameras vorzusehen. Auch Radarsensoren können, insbesondere auch in verschiedenen Reichweiten, rund um das Kraftfahrzeug verteilt angeordnet werden, beispielsweise drei Radarsensoren im vorderen Stoßfänger, drei Radarsensoren im hinteren Stoßfänger und jeweils wenigstens ein Radarsensor an den Seiten, beispielsweise verdeckt verbaut hinter einem radardurchlässigen Fenster in den Türen. Schließlich ist es auch für Ultraschallsensoren bereits bekannt, diese rund um das Kraftfahrzeug vorzusehen.
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Mit besonderem Vorteil kann als eine Sensorinformation liefernder Umfeldsensor wenigstens ein insbesondere auf Halbleitertechnologie basierender Radarsensor verwendet werden, der zur Detektion in einem Ultranahbereich mit einer Frequenzbandbreite von wenigstens 4 GHz betrieben wird. Insbesondere wurden bereit Radarsensoren vorgeschlagen, die einen wenigstens den Radartransceiver realisierenden Halbleiterchip, insbesondere MOS-Chip aufweisen. Der Halbleiterchip kann dabei als ein Package mit einer Antennenanordnung des Radarsensors realisiert werden und/oder auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente des Radarsensors und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors implementieren. So ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise mit kurzen Signalwegen, die ein hohes Signal-zu-Rauschverhältnis zur Folge haben. Es hat sich gezeigt, dass derartige kompakte Radarsensoren insbesondere für den Ultranahbereich betrieben werden können, so dass beispielsweise sinnvolle Sensordaten in einem Abstand von wenigen cm vom Radarsensor erhalten werden können.
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Bei einer geeigneten Nutzung von Betriebsparametern für einen derartigen Radarsensor, insbesondere also bei Nutzung einer Frequenzbandbreite von wenigstens 4 GHz, kann der Ultranahbereich, beispielsweise in einem Abstand ab etwa 3 bis 4 cm, vermessen werden. Standard-Radartechnologien arbeiten heutzutage mit einer Frequenzbandbreite von maximal 500 MHz, was eine Ultranahbereichserfassung nicht ermöglicht. In diesem Ultranahbereich können mithin in akzeptabler Qualität Ablagerungen, insbesondere also Verschmutzungen, innerhalb des Erfassungsbereichs und/oder teilweise auch in den Nebenkeulen des Radarsensors erkannt und durch eine Sensorinformation beschrieben werden.
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Konkret kann zur Ermittlung wenigstens einer Sensorinformation und/oder als wenigstens eine Sensorinformation ein Rauschniveau der Sensordaten des Umgebungssensors und/oder die Kraftfahrzeugoberfläche, insbesondere gebildet durch eine Sensorabdeckung, im Erfassungsbereich beschreibende Sensordaten des Umgebungssensors und/oder ein Vergleich aktueller Sensordaten mit Referenzdaten verwendet werden. Entsprechende Ansätze zur Beurteilung von Leistungseinschränkungen durch Sichtbehinderung durch Auswertung von Sensordaten des betroffenen Umfeldsensors selbst, insbesondere sogar innerhalb des Umfeldsensors selbst, sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich beschrieben worden und sollen daher nicht im Detail erläutert werden.
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Zweckmäßigerweise können bei der Ermittlung der Verschmutzungsinformation, insbesondere bei einer Klassifizierung oder Lokalisierung der Verschmutzung, Sensordaten wenigstens eines Umgebungssensors verwendet werden, in dessen Erfassungsbereich auch ein Teil der äußeren Oberfläche des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Beispielsweise können Kameras existieren, die auch einen Teil der Kraftfahrzeugoberfläche wahrnehmen, was hinsichtlich einer Verschmutzung ebenso ausgewertet werden kann. Beispielsweise kann eine hinter der Windschutzscheibe verbaute Kamera Verschmutzungen auf einer Motorhaube des Kraftfahrzeugs wahrnehmen.
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Vorzugsweise kann als Teil der Verschmutzungsinformation wenigstens eine Verschmutzungsklasse einer Verschmutzung ermittelt werden, wobei die Verschmutzungsklassen insbesondere Schmutz, Eis, Schnee und Wasser umfassen, so dass insbesondere auch unterschiedliche Maßnahmen bei unterschiedlichen Verschmutzungsklassen genutzt werden können. Beispielsweise können bei Eis, Schnee und Wasser Heizeinrichtungen eingesetzt werden, um Verschmutzungen zu beseitigen.
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Zweckmäßig kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie bereits beschrieben, auch sein, wenn die Verschmutzungsinformation zumindest eine Ausdehnungsinformation der Verschmutzung umfassend ermittelt wird, insbesondere betroffene Anteile des Kraftfahrzeugs beschreibend, und/oder dass als Teil der Verschmutzungsinformation wenigstens ein Verschmutzungsgrad des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Der Verschmutzungsgrad kann dabei für das Kraftfahrzeug insgesamt ermittelt werden, wobei es auch möglich ist, Verschmutzungsgrade für bestimmte definierte Bereiche des Kraftfahrzeugs als Teil der Verschmutzungsinformation zu ermitteln und durch entsprechende Maßnahmenkriterien auswerten zu lassen.
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Mit besonderem Vorteil kann, insbesondere bei einer Überschreitung eines Schwellwerts durch den Verschmutzungsgrad des Kraftfahrzeugs als Maßnahmenkriterium, als Maßnahme einem Fahrer ein Besuch in einer Waschanlage als Hinweis über ein Ausgabemittel angeraten werden. Insbesondere also dann, wenn ein globaler oder auch ein lokaler Verschmutzungsgrad des Kraftfahrzeugs zu hoch ist, so dass die Funktion der einzelnen Umfeldsensoren mithin so stark eingeschränkt ist, dass die Ausführung bestimmter Funktionen von Fahrzeugsystemen in Frage stehen, kann es zweckmäßig sein, dem Fahrer einen Besuch der nächstgelegenen Waschanlage zu empfehlen, um das Kraftfahrzeug wieder zu reinigen und die Umfeldsensoren wieder vollständig zur Verfügung zu stellen. Dies kann, selbstverständlich, auch von einer Klassifizierung der Verschmutzung abhängig gemacht werden, da es beispielsweise bei Schnee oder dergleichen weniger Sinn ergibt, eine Waschanlage aufzusuchen. Mit besonderem Vorteil kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass der Hinweis eine aus der Verschmutzungsinformation abgeleitete Waschmaßnahme empfiehlt und/oder unter Verwendung eines Navigationssystems eine der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und/oder einer abzufahrenden Route des Kraftfahrzeugs nächstgelegene Waschanlage durch ein Navigationssystem ermittelt und, insbesondere bei einer aktuellen Nutzung des Navigationssystems zum Erreichen eines Endziels als Zwischenziel, empfohlen wird. Beispielsweise kann, wenn festgestellt wurde, dass der Unterboden und/oder die unteren Teile der Stoßfänger verschmutzt sind, eine Unterbodenwäsche empfohlen werden. Wurde eine Verschmutzung als hartnäckig klassifiziert, kann eine Intensivwäsche empfohlen werden und dergleichen. Bezüglich der Nutzung von Waschanlagen als Zwischenziel kann auch vorgesehen sein, dass das Navigationssystem eine entsprechende Anfrage an den Fahrer ausgibt, ob die nächste Waschanlage als Zwischenziel aufgesucht werden soll.
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In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann also eine kontinuierliche Überwachung des Verschmutzungszustands des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden, indem eine Leistungseinschränkung durch eine Sichtbehinderung beschreibende Sensorinformationen von mehreren Umfeldsensoren entgegengenommen werden und gemeinsam ausgewertet werden, um einen über einzelne Umfeldsensoren hinausgehenden Verschmutzungsgrad, der die Ausdehnung der Verschmutzung beschreiben kann, als Verschmutzungsinformation zu bestimmen und dann, wenn der Verschmutzungsgrad einen Schwellwert überschreitet, ein Aufsuchen einer Waschanlage empfehlen. Mit anderen Worten wird dabei versucht, aus Sichtbehinderungen und daraus folgenden Leistungseinschränkungen verschiedener Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs auf eine größerflächigere Verschmutzung des Kraftfahrzeugs zu schließen.
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Neben dem Verfahren betrifft die vorliegenden Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend mehrere Umgebungssensoren und eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin die bereits genannten Vorteile ebenso erhalten werden können.
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Insbesondere kann die Steuereinrichtung ein zentrales Steuergerät zur Ermittlung der Verschmutzungsinformation und zur Auswertung des wenigstens einen Maßnahmenkriteriums umfassen, so dass mithin die Sensorinformationen zentral gesammelt und ausgewertet werden können. Auch die Maßnahmen können zentral koordiniert werden.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug kann auch ein Fahrzeugsystem zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs aufweisen, welches die Sensordaten der Umfeldsensoren nutzt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine Skizze zum Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug,
- 3 Erfassungsbereiche von Radarsensoren des Kraftfahrzeugs,
- 4 Erfassungsbereiche von Kameras des Kraftfahrzeugs, und
- 5 eine Verschmutzungssituation.
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1 erläutert ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Art eines Ablaufplans.
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Dabei werden zunächst in Schritten S1 in verschiedenen Umfeldsensoren eines Kraftfahrzeugs Sensorinformationen zusammengestellt beziehungsweise durch Auswertung der eigenen Sensordaten ermittelt. Die Sensorinformationen können mithin Sensordaten oder auch Auswertungsergebnisse, beispielsweis von Blindheitsalgorithmen, sein, und beschreiben Leistungseinschränkungen durch Sichtbehinderungen. Dabei können bei der Ermittlung von Auswertungsergebnissen auch Sensordaten 1 weiterer Sensoren des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Lichtsensors, und/oder Sensordaten anderer Umgebungssensoren eingehen. Die Sensorinformation muss nicht von jedem Umfeldsensor des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, da durchaus Umfeldsensoren existieren können, die gegebenenfalls eine Leistungseinschränkung durch Sichtbehinderung nicht feststellen können beziehungsweise bei denen eine derartige Leistungseinschränkung nicht in den Sensordaten sichtbar ist.
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Im Rahmen von Algorithmen, die Auswertungsergebnisse liefern, die auf Leistungseinschränkungen durch Sichtbehinderungen bezogen sind bzw. diese beschreiben, können beispielsweise Rauschniveaus, Sensordaten, die die Kraftfahrzeugoberfläche im Erfassungsbereich des Umgebungssensors beschreiben, und/oder Vergleiche mit Referenzdaten eingehen.
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Vorliegend werden Sensorinformationen in jedem Fall von einer Gruppe von Radarsensoren, die das Umfeld in einem 360°-Radius abdecken, und von einer Gruppe von Kameras, also Umgebungssensoren mit einem optischen Messprinzip, die ebenfalls eine 360°-Abdeckung des Umfelds erlauben, ermittelt. Weitere Sensorinformationen können auch von anderen Umgebungssensoren, beispielsweise LIDAR-Sensoren und/oder Ultraschallsensoren, stammen.
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Die Sensorinformationen werden von den Umfeldsensoren an ein zentrales Steuergerät des Kraftfahrzeugs gesendet und dort in einem Schritt S2 empfangen.
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In einem Schritt S3 werden diese Sensorinformationen gemeinsam ausgewertet, gegebenenfalls auch hier unter Hinzunahme von Sensordaten weiterer Sensoren, beispielsweise des Lichtsensors, um eine Verschmutzungsinformation zu ermitteln. Dabei werden zum einen bei vorliegenden Verschmutzungen die Verschmutzungsklasse, beispielsweise ob es sich um Eis, Schnee, Wasser oder sonstigen Schmutz handelt, bestimmt, als auch die Ausdehnung jeweiliger Verschmutzungen, so dass sich insbesondere auch ein Verschmutzungsgrad für das Kraftfahrzeug insgesamt und/oder für verschiedene Teile des Kraftfahrzeugs ermitteln lassen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, beispielsweise die Ausdehnung von Verschmutzungen durch Betrachtung benachbarter Umfeldsensoren zu ermitteln; zudem werden Sensorinformationen benachbarter Radarsensoren und Kameras gemeinsam ausgewertet, um insbesondere im Hinblick auf die Klassifizierung mehrere physikalische Messprinzipien zu nutzen. Selbstverständlich können hierin auch weitere physikalische Messprinzipien eingebunden werden, beispielsweise in Form von LIDAR-Sensoren und Ultraschallsensoren. Dabei sei angemerkt, dass durch eine solche Zusammenschau von Sensorinformationen gegebenenfalls auch erst festgestellt werden kann, dass die Ursache einer Leistungseinschränkung eine auf einer Verschmutzung beruhende Sichtbehinderung ist.
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In der Auswertung im Schritt S3 kann im Übrigen auch für einen keine Sensorinformationen liefernden Umfeldsensor eine auf die Verschmutzung bezogene Sensorinformation letztlich extern ermittelt werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass es bei konkreten Ausgestaltungen von Kraftfahrzeugen durchaus auch möglich ist, dass manche Umfeldsensoren Teile der relevanten äußeren Kraftfahrzeugoberfläche, an denen andere Umfeldsensoren befindlich sind, erfassen, beispielsweise hinter einer Windschutzscheibe angeordnete Kameras, die Teile der Motorhaube und/oder der Kotflügel in ihrem Erfassungsbereich wahrnehmen. Auch Derartiges kann in einer Zusammenschau mit Sensorinformationen der dort befindlichen Sensoren einen Hinweis auf eine vorliegende Verschmutzung und/oder deren Verschmutzungsklasse liefern.
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In einem Schritt S4 wird die Verschmutzungsinformation durch verschiedene Maßnahmenkriterien ausgewertet. Den Maßnahmenkriterien ist jeweils eine Maßnahme zugeordnet, beispielsweise eine entsprechende Hinweisgabe zur Information des Fahrers. Wird beispielsweise festgestellt, dass ein oder wenige Umfeldsensoren von einer leicht entfernbaren Art der Verschmutzung betroffen sind, und ist dies aus der Verschmutzungsinformation ersichtlich, kann ein Maßnahmenkriterium, das auf das Vorliegen einer entsprechenden Verschmutzungsinformation prüft, den Hinweis geben, dass der Fahren den Bereich der entsprechenden Umfeldsensoren freiwischen soll. Überschreitet der Verschmutzungsgrad des Kraftfahrzeugs einen Schwellwert, kann dem Fahrer der Besuch einer Waschanlage als zugeordnete Maßnahme empfohlen werden. Liegen Informationen über lokale Verschmutzungen vor, kann auch speziell auf eine Art der Reinigung hingewiesen werden, beispielsweise auf eine Unterbodenwäsche oder dergleichen.
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Die Ausführung der Maßnahmen bei Erfüllung eines der Maßnahmenkriterien erfolgt im Schritt S5, beispielsweise die Ausgabe des Hinweises über eine entsprechende Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs. Ein Spezialfall liegt vor, wenn das Kraftfahrzeug ein Navigationssystem aufweist, da dann die nächstgelegene Waschanlage aufgefunden und ebenso empfohlen werden kann. Ist das Kraftfahrzeug gerade auf dem Weg zu einem Endziel entlang einer Route, kann als Zwischenziel eine Waschanlage bestimmt und dem Fahrer zur Anfahrt empfohlen werden. auf diese Weise können beeinträchtigte Funktionen von Fahrzeugsystemen aufgrund einer Verschmutzung vor zumindest einem Teil der Umfeldsensoren schnell behoben werden.
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2 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2. Dieses weist als Umfeldsensoren acht Radarsensoren 3, von denen drei im vorderen Stoßfänger, drei im hinteren Stoßfänger und zwei in den Türen des Kraftfahrzeugs verbaut sind, sieben Kameras 4, von denen eine eine Telekamera sein kann, vier LIDAR-Sensoren 5 und der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte Ultraschallsensoren auf. Diese Umfeldsensoren weisen wenigstens zum Teil Steuereinheiten auf, um die Sensorinformation zu ermitteln und an ein zentrales Steuergerät 6 zu übermitteln, welches entsprechend die Schritte S2 bis S5 ausführt. Die Steuereinheiten und das Steuergerät 6 bilden mithin eine Steuereinrichtung, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
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Eine Besonderheit ist bezüglich der Radarsensoren 3 gegeben, die zumindest teilweise in einem Ultranahbereichmodus betrieben werden können, bei dem die Frequenzbandbreite wenigstens 4 GHz beträgt, so dass insbesondere auch auf einer Sensorabdeckung/einem Radom befindliche Verschmutzungen erfasst werden können. Die Radarsensoren 3 basieren hierzu auf Halbleitertechnologie, weisen vorliegend also einen Halbleiterchip auf, der wenigstens den Radartransceiver realisiert.
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Wie 3 zu entnehmen ist, sind die Radarsensoren 3 zudem als Weitwinkel-Radarsensoren ausgebildet und erlauben durch ihre Erfassungsbereiche 7 mithin eine Erfassung des Umfelds in einem 360°-Radius. Dasselbe gilt gemäß 4 auch für die dort nur angedeuteten Kameras 4 mit den Erfassungsbereichen 8. Auf diese Weise können Verschmutzungen rund um das Kraftfahrzeug 2 detektiert werden.
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5 zeigt eine beispielhafte Verschmutzungssituation am Heck des Kraftfahrzeugs 2. Ersichtlich ist dort eine starke Verschmutzung 9 gegeben, die vorliegend wenigstens die Heckkamera 4, zwei der heckseitigen Radarsensoren 3 und einen der heckseitigen LIDAR-Sensoren 5 betrifft. Durch Auswertung der Sensorinformation kann hier festgestellt werden, wie groß etwa die Ausdehnung der Verschmutzung 9 ist. Auch kann durch Zusammenschau der verschiedenen Sensorinformationen gegebenenfalls eine Klassifizierung der Verschmutzung 9 vorgenommen werden. Ein Maßnahmenkriterium könnte hier beispielsweise den Besuch einer Waschanlage als Maßnahme empfehlen, da die Sicht der Umfeldsensoren nach hinten stark eingeschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013219391 A1 [0006]
- DE 102004024695 A1 [0007]
- DE 2018002608 A1 [0008]
