DE102019210058B3

DE102019210058B3 - Vorrichtung und Verfahren zur Objekterkennung im Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102019210058B3
Application number: DE102019210058.9A
Authority: DE
Inventors: Thorben Günzel; Torsten Büschenfeld; Stephan Max
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: WO2021004886A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (6) zur Objekterkennung im Unterbodenbereich (5) eines Kraftfahrzeuges (1), wobei die Vorrichtung (6) eine Sensorik und eine Auswerteeinheit (8) aufweist, wobei die Sensorik mindestens eine Lichtquelle (7) und mindestens eine Kamera aufweist, wobei die Lichtquelle (7) derart angeordnet ist, den Unterbodenbereich (5) auszuleuchten. Die mindestens eine Kamera ist als Umfeldkamera (10) des Kraftfahrzeuges ausgebildet und die Auswerteeinheit (8) ist derart ausgebildet, ein Objekt (O) im Unterbodenbereich (5) anhand eines Schattens in einem Bild der Umfeldkamera (10) zu erfassen, sowie ein zugehöriges Verfahren

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Objekterkennung im Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeuges.
Objekte im Unterbodenbereich zwischen Unterboden des Kraftfahrzeuges und dem Boden stellen beim Anfahren des Kraftfahrzeuges ein Problem dar, da je nach Beschaffenheit diese Objekte das Fahrzeug beschädigen können oder aber die Objekte verletzt oder getötet werden können, wenn es sich bei dem Objekt beispielsweise um ein Tier handelt. Vermehrt tritt dieses Problem bei automatisiert fahrenden Fahrzeugen auf.
Aus der DE 10 2017 111 932 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem ein Ultraschallsignal in einen Bodenbereich unterhalb des Kraftfahrzeuges ausgesendet wird und ein Ultraschallsignal aus dem Bodenbereich empfangen wird und mittels eines Steuergeräts anhand des ausgesendeten und/oder des empfangenen Ultraschallsignals ein Objekt in dem Bodenbereich erkannt wird. Dabei wird das Ultraschallsignal mit einem ersten Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung ausgesendet und das von dem ersten Ultraschallsensor ausgesendete und an einer Fahrbahnoberfläche in dem Bodenbereich reflektierte Ultraschallsignal mit einem zweiten Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung empfangen. Mittels des Steuergeräts wird anhand eines Anteils des von dem zweiten Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals das Objekt erkannt. Vorzugsweise wird der Anteil des von dem zweiten Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals nach einem Abstellen des Kraftfahrzeuges gespeichert und der Anteil des von dem zweiten Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals zu einem späteren Zeitpunkt nochmals bestimmt und mit dem gespeicherten Anteil verglichen.
Aus der DE 10 2017 111 931 A1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, wobei jedoch anstelle von Ultraschall optische Signale zur Erfassung eines Objektes verwendet werden. Dabei wird unter anderem die Verwendung einer Lichtquelle und einer Kamera vorgeschlagen, mittels derer Bilder im Unterbodenbereich aufgenommen werden, um ein Objekt zu erkennen.
Aus der DE 10 2017 216 791 A1 ist ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes bekannt, wobei am Unterboden eines Fahrzeugs eine Kamera angeordnet ist, die Objekte im Freiraum unter dem Unterboden des Fahrzeugs erfasst, und wobei eine direkte Erfassung der Objekte mittels einer Auswerteeinrichtung vorgesehen ist.
Die DE 10 2018 109 136 A1 offenbart eine karosseriefeste, innenliegende, an der Fahrzeugunterseite montierte Kamera, wobei ein am Unterboden ausfahrbarer und schwenkbarer Reflektor vorgesehen ist, mit dem der Kamera ein veränderliches, reflektiertes Blickfeld bereitgestellt werden kann, so dass eine Objekterfassung unter dem Fahrzeug ermöglicht ist. Das Blickfeld der Kamera wird zu diesem Zweck gezielt auf bestimmte Bereiche, bspw. die Räder des Fahrzeugs, eingestellt.
Aus der DE 10 2017 206 973 A1 ist eine Objekterfassung im Umfeld eines Fahrzeugs bekannt, wobei vorgesehen ist, den Schattenwurf von Objekte im äußeren Fahrzeugumfeld, bspw. Fußgänger oder andere Fahrzeuge, zu detektieren und mittels Bildanalyse aus dem erkannten Schatten auf das Objekt zu schließen. Für den Schattenwurf wird bei dem Verfahren die natürliche Beleuchtung, bspw. durch Sonnenlicht, verwendet, und die Objekterfassung findet im äußeren Fahrzeugumfeld, bspw. am Fahrbahnrand statt.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine alternative Vorrichtung zur Objekterkennung im Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeuges zu schaffen sowie ein geeignetes Verfahren zur Objekterkennung zur Verfügung zu stellen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu weist die Vorrichtung zur Objekterkennung um Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeuges eine Sensorik und eine Auswerteeinheit auf, wobei die Sensorik mindestens eine Lichtquelle und mindestens eine Kamera aufweist, wobei die Lichtquelle derart angeordnet ist, den Unterbodenbereich auszuleuchten, wobei die mindestens eine Kamera als Umfeldkamera des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist und die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, ein Objekt im Unterbodenbereich anhand eines Schattens in einem Bild der Umfeldkamera zu erfassen. Hierdurch kann auf eine separate Kamera verzichtet werden und auf die üblicherweise bereits vorhandene Kamera bzw. Kameras zu Umfelderkennung insbesondere im Nahbereich zurückgegriffen werden, die beispielsweise für ein Parkassistenzsystem verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Lichtquelle als Blitzlicht ausgebildet, wobei die mindestens eine Kamera mit dem Blitzlicht synchronisiert ist. Der Vorteil eines Blitzlichts gegenüber konstanten Lichtquellen ist der geringere Energiebedarf, um ausreichende Helligkeiten gegenüber der Umgebungshelligkeit zu erzeugen, um einen ausreichend deutlichen Schlagschatten zu erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtquelle in den Unterboden des Fahrzeugs einfahrbar ausgebildet, um diese während des Fahrbetriebes vor Beschädigungen zu schützen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtquelle verfahrbar und/oder rotierbar ausgebildet, so dass eine komplette Abtastung des Unterbodenbereichs erleichtert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle um vorbestimmte Winkelbereiche gedreht werden kann und die Messungen aus diesen verschiedenen Winkelbereichen wiederholt werden.
Alternativ oder ergänzend sind zwei Lichtquellen vorgesehen, wobei eine erste Lichtquelle im vorderen Bereich des Unterbodens und eine zweite Lichtquelle im hinteren Bereich des Unterbodens angeordnet ist. Dabei strahlt die vordere Lichtquelle nach hinten, wohingegen die hintere Lichtquelle nach vorne abstrahlt. Auch so kann eine vollflächige Abtastung einfach gewährleistet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinheit derart ausgebildet, ein Freigabesignal für einen automatisierten Fahrmodus zu generieren. Entsprechend kann die Auswerteeinheit bei Erfassung eines Objektes den Fahrtantritt verhindern und ggf. Warnsignale erzeugen. So kann beispielsweise eine akustische oder optische Einrichtung eingebaut werden, um das Objekt zu warnen bzw. zu verscheuchen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Nutzer informiert werden, dass aufgrund eines Objektes die automatisierte Fahrt nicht begonnen werden kann. Grundsätzlich können die zuvor beschriebenen Warnungen aber auch bei einem herkömmlichen manuell zu bedienenden Kraftfahrzeug zur Anwendung kommen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine weitere Sensorik auf, um Objekte im Unterbodenbereich und/oder im Umfeld des Kraftfahrzeuges zu erkennen, wobei die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, die Daten Kamera mittels der Daten der weiteren Sensorik zu verifizieren.
Hinsichtlich der verfahrensmäßigen Ausgestaltung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Objekterkennung in einer ersten Ausführungsform und
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Objekterkennung in einer zweiten Ausführungsform.

In der 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Frontseite F und eine Rückseite R auf. Weiter weist das Kraftfahrzeug 1 Reifen 2 auf, mittels derer das Kraftfahrzeug 1 auf einem Boden 3 steht, sodass sich zwischen einem Unterboden 4 des Kraftfahrzeuges 1 und dem Boden 3 ein Unterbodenbereich 5 ausbildet. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Vorrichtung 6 zur Objekterkennung im Unterbodenbereich 5 auf, die eine Lichtquelle 7, eine Auswerteeinheit 8 und mehrere Umfeldkameras 10 aufweist. Die Lichtquelle 7 ist dabei ein- und ausfahrbar in den Unterboden 4 sowie rotierbar ausgebildet, was durch die Strichelung sowie den Pfeil angedeutet ist. Die Auswerteeinheit 8 ist mit einem weiteren Steuergerät 9 verbunden.
Mittels der Vorrichtung 6 sollen Objekte O, insbesondere Tiere, im Unterbodenbereich erfasst werden, um so eine Verletzung der Objekte O beim Anfahren des Kraftfahrzeuges 1 zu verhindern.
Hierzu wird die Lichtquelle 7 ausgefahren, wobei die Lichtquelle 7 als Blitzlicht ausgebildet ist. Dabei ist das Blitzlicht mit einer Fokussierung ausgebildet, so dass das Blitzlicht in einem vorbestimmten Winkelsegment abgestrahlt wird. Die Umfeldkameras 10 sind dabei mit dem Blitzlicht synchronisiert. Das Blitzlicht erzeugt dann Blitze, wobei die Umfeldkameras 10 in Richtung des Blitzes Bilder in der Fahrzeugumgebung aufnehmen.
Objekt O und die Reifen 2 erzeugen dann einen Schatten bzw. Schlagschatten in den Bildern der Umfeldkameras 10. Diese Bilder werden dann an die Auswerteeinheit 8 übermittelt und ausgewertet. Dabei können auch Referenzbilder ohne Objekte O zur Auswertung kommen, um so in den Bildern die Reifen 2 und andere Fahrzeugteile besser zu erkennen. Wird dann ein Objekt O erfasst, kann mittels des Steuergerätes 9 eine Warneinrichtung angesteuert werden, um ein akustisches Hupsignal zu erzeugen. Des Weiteren kann ein Kraftfahrzeugführer informiert werden. Des Weiteren kann das Steuergerät 9 derart ausgebildet sein, ein Anfahren des Kraftfahrzeuges 1 zu verhindern, was insbesondere bei automatisiert fahrenden Kraftfahrzeugen 1 wichtig ist.
In der 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, die zwei Lichtquellen 7 aufweist, wobei eine erste Lichtquelle 7 im vorderen Bereich des Unterbodens 4 und eine zweite Lichtquelle 7 im hinteren Bereich des Unterbodens 4 angeordnet ist. Die Lichtquellen 7 sind vorzugsweise mittig am Unterboden 4 angeordnet und beispielsweise zwischen den Rädern 2 einer Achse angeordnet oder weiter nach vorn bzw. nach hinten versetzt angeordnet, um so auch Objekte O vor den Vorderrädern bzw. hinter den Hinterrädern zu erfassen. Ansonsten kann vollinhaltlich auf die Ausführungen zu 1 Bezug genommen werden.
Bezugszeichenliste

1): Kraftfahrzeug
2): Reifen
3): Boden
4): Unterboden
5): Unterbodenbereich
6): Vorrichtung
7): Lichtquelle
8): Auswerteeinheit
9): Steuergerät
10): Umfeldkameras
O): Objekt
F): Frontseite
R): Rückseite

Claims

Vorrichtung (6) zur Objekterkennung im Unterbodenbereich (5) eines Kraftfahrzeuges (1), wobei die Vorrichtung (6) eine Sensorik und eine Auswerteeinheit (8) aufweist, wobei die Sensorik mindestens eine Lichtquelle (7) und mindestens eine Kamera aufweist, wobei die Lichtquelle (7) derart angeordnet ist, den Unterbodenbereich (5) auszuleuchten, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera als Umfeldkamera (10) des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist und die Auswerteeinheit (8) derart ausgebildet ist, ein Objekt (O) im Unterbodenbereich (5) anhand eines Schattens in einem Bild der Umfeldkamera (10) zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) als Blitzlicht ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Umfeldkamera (10) mit dem Blitzlicht synchronisiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) in den Unterboden (4) des Kraftfahrzeuges (4) einfahrbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) verfahrbar und/oder rotierbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) im vorderen Bereich des Unterbodens (4) und mindestens eine zweite Lichtquelle (7) im hinteren Bereich des Unterbodens (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (8) mindestens ein Referenzbild abgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (8) derart ausgebildet ist, ein Freigabesignal für einen automatisierten Fahrmodus zu generieren.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) mindestens eine weitere Sensorik aufweist, wobei die Auswerteeinheit (8) derart ausgebildet ist, die Daten der Umfeldkamera (10) mittels der Daten der weiteren Sensorik zu verifizieren.
Verfahren zur Objekterkennung im Unterbodenbereich (5) mittels mindestens einer Sensorik und eine Auswerteeinheit (8), wobei die Sensorik mindestens eine Lichtquelle (7) und mindestens eine Umfeldkamera (10) aufweist, wobei die Lichtquelle (7) den Unterbodenbereich (5) ausleuchtet und die Kamera (10) Bilder des Umfeldes des Kraftfahrzeuges (1)aufnimmt, wobei die Auswerteeinheit (8) ein Objekt (O) im Unterbodenbereich (5) anhand eines Schattens in einem Bild der Umfeldkamera (10) erfasst.