DE102020005835A1

DE102020005835A1 - Method and device for monitoring the surroundings of a vehicle

Info

Publication number: DE102020005835A1
Application number: DE102020005835.3A
Authority: DE
Inventors: Carsten Haemmerling
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zur Überwachung einer Umgebung eines Fahrzeugs (2).Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein kapazitiver Sensor (3) eingesetzt wird, wobei beim Anhalten mittels des kapazitiven Sensors (3) ein Abbild der Umgebung erfasst und gespeichert wird und vor einem Anfahren mittels des kapazitiven Sensors (3) erneut ein Abbild der Umgebung erfasst und gespeichert wird, und anschließend ein Vergleich der beiden Abbilder erfolgt.Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für ein erfindungsgemäßes Verfahren.The invention relates to a method (1) for monitoring the surroundings of a vehicle (2). The invention is characterized in that at least one capacitive sensor (3) is used, an image of the surroundings being captured by means of the capacitive sensor (3) when the vehicle is stopped and is stored and before starting up again an image of the surroundings is recorded and stored by means of the capacitive sensor (3), and then a comparison of the two images takes place. The invention also relates to a device for a method according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Umgebung eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung einer Umgebung eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 5 näher definierten Art.The invention relates to a method for monitoring the surroundings of a vehicle according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for monitoring the surroundings of a vehicle according to the type defined in more detail in the preamble of claim 5.

Prinzipiell sind Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung einer Umgebung eines Fahrzeugs aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2018 128 888 A1 ein Überwachungssystem für ein Fahrzeug mit einem Low-Power-Mikrocontroller sowie einem fahrzeugintegrierten Überwachungsensor zur Überwachung eines Umfelds des Fahrzeugs. Der Low-Power-Mikrocontroller ist dazu eingerichtet, bei abgeschaltetem Fahrzeug den Überwachungsensor teilweise in Betrieb zu nehmen. Dadurch kann die Ermittlung von Schadensereignissen an Fahrzeugen ermöglicht werden, wenn diese beispielsweise in einem Parkhaus oder auf Parkplätzen abgestellt sind.In principle, methods and devices for monitoring the surroundings of a vehicle are known from the prior art. For example, the DE 10 2018 128 888 A1 a monitoring system for a vehicle with a low-power microcontroller and a vehicle-integrated monitoring sensor for monitoring the surroundings of the vehicle. The low-power microcontroller is set up to partially operate the monitoring sensor when the vehicle is switched off. This makes it possible to determine damage events on vehicles if they are parked, for example, in a parking garage or in parking lots.

Bei autonom fahrenden Fahrzeugen besteht weiterhin grundsätzlich die Herausforderung, ein unmittelbar vor dem Fahrzeug befindliches Objekt zu detektieren. Ziel ist es u. a., beim Anfahren einen Kontakt mit diesem Objekt zu vermeiden bzw. das Anfahren zu verhindern. Ein dafür erforderlicher sensorischer Abdeckbereich ist abhängig von einem für den Anwendungsfall definierten „Mindestobjekt“. Je kleiner dieses „Mindestobjekt“ ist oder je näher sich dieses am Fahrzeug befindet, desto aufwändiger ist die erforderliche Sensorik. Des Weiteren ist diese Sensorik nur für den eben genannten Fall des Anfahrens des Fahrzeugs vorzuhalten, da fortan alle anderen Objekte erst während einer Bewegung des Fahrzeugs vor das Fahrzeug geraten. Bekannte Sensoren, wie beispielsweise Sensoren mit Ultraschall-, Radar-, Lidar- oder auch Kamerasensoren haben einen Detektionsbereich, der durch einen Öffnungswinkel sowie einen minimalen bzw. maximalen Abstand zu dem zu detektierenden Objekt bestimmt ist. Dabei sind insbesondere Sensoren mit sehr großem Öffnungswinkeln sowie einem minimalen Abstand im Bereich von 0 m zum zu detektierenden Objekt bisher nicht bekannt.In the case of autonomously driving vehicles, there is still the fundamental challenge of detecting an object located directly in front of the vehicle. The goal is u. a. to avoid contact with this object when approaching or to prevent it from approaching. A sensory coverage area required for this depends on a "minimum object" defined for the application. The smaller this “minimum object” is or the closer it is to the vehicle, the more complex the sensor technology required. Furthermore, this sensor system is only to be provided for the aforementioned case of the vehicle starting up, since from now on all other objects only come in front of the vehicle while the vehicle is moving. Known sensors, such as sensors with ultrasound, radar, lidar or even camera sensors have a detection area that is determined by an opening angle and a minimum or maximum distance from the object to be detected. In particular, sensors with a very large opening angle and a minimum distance in the range of 0 m from the object to be detected are not yet known.

Bekannte Ansätze zur Detektion derartiger Objekte liegen beispielsweise darin, den relevanten Bereich statt mit der Fahrzeugsensorik mithilfe extern montierter bzw. ortsfester Sensoren zu überwachen. Dies bedeutet jedoch, dass jeder kritische Bereich mit derartiger Sensorik ausgestattet werden muss. Eine flächendeckende Abdeckung ist damit nur schwer möglich und zudem teuer. Des Weiteren kann beispielsweise bei autonom fahrenden Fahrzeugen ein Anfahren in Bereichen, in welchen mit kleinen Objekten zu rechnen ist, untersagt werden. Konkret bedeutet dies, dass autonomes Anfahren nur in bekannten bzw. abgesperrten Bereichen ermöglicht wird.Known approaches to the detection of such objects are, for example, to monitor the relevant area with the aid of externally mounted or stationary sensors instead of the vehicle sensor system. However, this means that every critical area must be equipped with such sensors. Comprehensive coverage is difficult and expensive. Furthermore, in the case of autonomous vehicles, for example, starting up in areas in which small objects are to be expected can be prohibited. Specifically, this means that autonomous starting is only possible in known or blocked off areas.

Mit all den bekannten Systemen bzw. Herangehensweisen zur Umgebungsüberwachung können direkt vor bzw. unter dem Fahrzeug angeordnete Objekte daher gar nicht oder nur mithilfe aufwändiger und/oder ortsfester Sensorik detektiert werden.With all the known systems and approaches to environmental monitoring, objects arranged directly in front of or under the vehicle cannot be detected at all or can only be detected with the help of complex and / or stationary sensors.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile überwinden.The object of the present invention is to create a method and a device which overcome the disadvantages mentioned above.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen in den Ansprüchen 1 und 5 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method and a device having the features in claims 1 and 5 and here in particular in the characterizing part of claims 1 and 5. Advantageous refinements and developments result from the dependent claims.

Im Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein kapazitiver Sensor eingesetzt, wobei beim Anhalten mittels des kapazitiven Sensors ein Abbild der Umgebung erfasst und gespeichert wird und vor einem Anfahren mittels des kapazitiven Sensors erneut ein Abbild der Umgebung erfasst und gespeichert wird. Anschließend erfolgt ein Vergleich der beiden Abbilder. Beispielsweise kann bei jedem Anhalten des Fahrzeugs der unmittelbare Bereich um das Fahrzeug durch zumindest einen oder mehrere kapazitive Sensoren gescannt werden. Vor jedem Anfahren kann ebenso ein Abbild erstellt werden, indem der Bereich unmittelbar um das Fahrzeug erneut gescannt wird. Diese beiden Abbilder können anschließend verglichen werden. Stimmen die beiden Abbilder nicht überein, kann ein Anfahren des Fahrzeugs verhindert bzw. verboten werden.At the core of the method according to the invention, at least one capacitive sensor is used, an image of the surroundings being recorded and stored by means of the capacitive sensor when the vehicle is stopped and an image of the surroundings being recorded and stored again by means of the capacitive sensor before starting. The two images are then compared. For example, each time the vehicle is stopped, the immediate area around the vehicle can be scanned by at least one or more capacitive sensors. An image can also be created before starting off by scanning the area immediately around the vehicle again. These two images can then be compared. If the two images do not match, the vehicle can be prevented or prohibited from starting.

Das Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugumgebung ist besonders vorteilhaft zur Erkennung von kleinen Objekten unterhalb bzw. direkt vor dem Fahrzeug geeignet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können daher kleine Objekte auch während einem Stillstand des Fahrzeugs und damit vor dem Anfahren detektiert werden. Das Verfahren dient vorteilhafterweise zur Erkennung von Objekten im Nahbereich von Fahrzeugen und kann beispielweise beim „Automated Valet Parking“ (AVP) eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um ein automatisiertes Verfahren zum Einparken des Fahrzeugs. Beispielsweise kann das Fahrzeug in einem bestimmten Bereich abgestellt werden. Anschließend kann der Fahrer das Fahrzeug verlassen. Im Zusammenspiel mit der Fahrzeugtechnik übernimmt das AVP die Fahrt zu einem freien Parkplatz sowie den Vorgang des Einparkens. Insbesondere bei Parkhäusern kann so die Parkraumnutzung optimiert werden.The method for monitoring a vehicle environment is particularly advantageously suitable for detecting small objects below or directly in front of the vehicle. With the method according to the invention, small objects can therefore be detected even when the vehicle is stationary and thus before it starts moving. The method is used advantageously to detect objects in the vicinity of vehicles and can be used, for example, in “Automated Valet Parking” (AVP). This is an automated process for parking the vehicle. For example, the vehicle can be parked in a certain area. The driver can then leave the vehicle. In conjunction with the vehicle technology, the AVP takes over the drive to a free parking space and the parking process. In this way, the use of parking space can be optimized, especially in parking garages.

Der Einsatz von kapazitiven Sensoren zur Objekterkennung ist zwar grundsätzlich bekannt, wobei beispielsweise ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Durch das Eindringen von Objekten wird dieses elektrische Feld verzerrt, wodurch Rückschlüsse auf die Anwesenheit von zumindest einem Objekt geschlossen werden können. Der Sensor selbst ist dabei einfach im Aufbau. Eine Abstandsmessung im Sinne klassischer Sensorik ist dabei nicht möglich. Der Messbereich ist weiterhin stark begrenzt, da beispielsweise Feuchtigkeit, wie Regen oder Pfützen, das Messergebnis beeinflussen können. Als einfacher Sensor für eine klassische Parkfunktion mit Abstandsmessung ist dieser daher nicht geeignet.The use of capacitive sensors for object recognition is basically known, for example an electric field being built up. This electric field is distorted by the penetration of objects, whereby conclusions can be drawn about the presence of at least one object. The sensor itself is simple in structure. A distance measurement in the sense of classic sensor technology is not possible. The measuring range is still very limited because, for example, moisture such as rain or puddles can influence the measurement result. This is therefore not suitable as a simple sensor for a classic parking function with distance measurement.

Durch den Einsatz in geschlossenen Infrastrukturen wie Parkhäusern sind die bekannten sowie bereits oben genannten Einschränkungen kapazitiver Sensorik nicht relevant. Feuchtigkeit durch Regen ist nicht zu erwarten bzw. kann ausgeschlossen werden, indem beispielsweise entsprechende Vorgaben an die Parkflächen bzw. das Parkhaus gemacht werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der zumindest eine kapazitive Sensor nicht zur Erkennung eines Abstandes zu einem Objekt genutzt, sondern zur Objektdetektion an sich. So kann ein automatisiertes Anfahren von Fahrzeugen mit einem einfachen sowie robusten Sensor überwacht werden. Bevorzugt ist ein weiteres Vorgehen infolge eines untersagten Anfahrens nicht Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.When used in closed infrastructures such as multi-storey car parks, the known and above-mentioned limitations of capacitive sensors are not relevant. Moisture from rain is not to be expected or can be excluded, for example, by making appropriate specifications for the parking areas or the parking garage. In the method according to the invention, the at least one capacitive sensor is not used to detect a distance to an object, but rather for object detection itself. Automated start-up of vehicles can be monitored with a simple and robust sensor. A further procedure as a result of a prohibited start-up is preferably not part of the method according to the invention.

In einer Ausführungsform kann bei Erreichen eines Schwellwerts für eine Abweichung zwischen zwei Abbildern ein Anfahren des Fahrzeugs verhindert werden. Der Schwellwert kann für unterschiedliche Parksituationen angepasst werden.In one embodiment, when a threshold value for a deviation between two images is reached, the vehicle can be prevented from starting. The threshold value can be adjusted for different parking situations.

Bevorzugt kann durch den zumindest einen kapazitiven Sensor zumindest ein „blinder“ Bereich eines 360°-Kamerasystems am Fahrzeug erfasst werden. Der zumindest eine kapazitive Sensor kann so zur unmittelbaren Nahfeldüberwachung eingesetzt werden und nur Bereiche überwachen, die nicht mithilfe anderer Sensoren am Fahrzeug überwacht werden können.At least one “blind” area of a 360 ° camera system on the vehicle can preferably be detected by the at least one capacitive sensor. The at least one capacitive sensor can thus be used for immediate near-field monitoring and only monitor areas that cannot be monitored using other sensors on the vehicle.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass das Verfahren zum Einparken eines Fahrzeugs in geschlossenen Infrastrukturen, wie Parkhäusern, geeignet ist. Das Verfahren kann so beispielsweise für das „Automated Valet Parking“ eingesetzt werden.According to a very advantageous development of the idea, it can be provided that the method is suitable for parking a vehicle in closed infrastructures, such as parking garages. For example, the process can be used for “Automated Valet Parking”.

Im Kern der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest ein kapazitiver Sensor am Fahrzeug angeordnet. Dieser kann an einer beliebigen Position angeordnet sein, sodass beispielsweise „blinde“ Bereiche, die durch ein 360°-Kamerasystem nicht abgedeckt werden, überwacht werden können.At the core of the device according to the invention, at least one capacitive sensor is arranged on the vehicle. This can be arranged at any position so that, for example, “blind” areas that are not covered by a 360 ° camera system can be monitored.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich ferner aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.Further advantages of the method according to the invention and the device according to the invention result from the remaining dependent subclaims and become clear on the basis of the exemplary embodiments which are described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

1 eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine weitere Ansicht einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Show:

1 a possible embodiment of the method according to the invention;
2 another view of an embodiment of the method according to the invention.

In der Darstellung der 1 ist eine mögliche erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1 bzw. einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erkennen. Dargestellt ist der vordere Bereich eines Fahrzeugs 2, wobei sich vor bzw. direkt neben dem Fahrzeug 2 ein Hindernis 4 befindet. Dieses kann von der am Fahrzeug 2 verbauten Sensorik 5 nicht detektiert werden. Die Sensorik 5 kann beispielsweise aus einem oder mehreren Ultraschall-, Radar- und/oder Kamerasensoren bestehen. Ebenso kann es sich um eine Lidarsensorik handeln. Das Hindernis 4 liegt hierbei nicht im Detektionsbereich (dargestellt mit gestrichelten Linien) der Sensorik 5. Stattdessen wird erfindungsgemäß ein kapazitiver Sensor 3 eingesetzt, mittels welchem die Umgebung des Fahrzeugs 2 überwacht werden kann. Der kapazitive Sensor 3 kann anhand der Veränderung der elektrischen Kapazität messen, ob ein „Störobjekt“ in Form eines Hindernisses 4 in der Umgebung des Fahrzeugs 2 vorliegt. Durch den kapazitiven Sensor 3 kann beispielsweise ein „blinder“ Bereich eines 360°-Kamerasystems am Fahrzeug 2 erfasst werden, wobei insbesondere nur Bereiche überwacht werden, die nicht mithilfe anderer Sensoren 5 am Fahrzeug 2 abgedeckt sind. Insbesondere bei einem automatisierten Parkvorgang kann dadurch die komplette Fahrzeugumgebung überwacht werden.In the representation of the 1 is a possible first embodiment of a method according to the invention 1 or to recognize a device according to the invention. The front area of a vehicle is shown 2 , being in front of or right next to the vehicle 2 an obstacle 4th is located. This can be done by the one on the vehicle 2 built-in sensors 5 cannot be detected. The sensors 5 can for example consist of one or more ultrasonic, radar and / or camera sensors. It can also be a lidar sensor system. The obstacle 4th is not in the detection range (shown with dashed lines) of the sensor system 5 . Instead, a capacitive sensor is used according to the invention 3 used, by means of which the surroundings of the vehicle 2 can be monitored. The capacitive sensor 3 can use the change in the electrical capacitance to measure whether there is an "interference object" in the form of an obstacle 4th around the vehicle 2 present. With the capacitive sensor 3 can for example be a “blind” area of a 360 ° camera system on the vehicle 2 are detected, in particular only areas are monitored that are not using other sensors 5 at the vehicle 2 are covered. In this way, the entire vehicle environment can be monitored, in particular during an automated parking process.

Eine weitere Ansicht der Ausführungsform aus 1 ist in 2 dargestellt. 2 zeigt das Fahrzeug 2 von unten. In dieser Darstellung sind zwei kapazitive Sensoren 3 an unterschiedlichen Seiten am Fahrzeug 2 angeordnet. Selbstverständlich können die kapazitiven Sensoren 3 auch an anderen Positionen am Fahrzeug 2 angeordnet sein, sodass eine Fahrzeugumgebung vollständig erfasst werden und ein automatisches Anfahren des Fahrzeugs 2 entweder erlaubt oder verhindert werden kann.Another view of the embodiment from 1 is in 2 shown. 2 shows the vehicle 2 from underneath. In this illustration there are two capacitive sensors 3 on different sides of the vehicle 2 arranged. Of course, the capacitive sensors 3 also in other positions on the vehicle 2 be arranged so that a vehicle environment can be fully recorded and an automatic start of the vehicle 2 can either be allowed or prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018128888 A1 [0002]

Claims

Method (1) for monitoring the surroundings of a vehicle (2), characterized in that at least one capacitive sensor (3) is used, an image of the surroundings being recorded and stored by means of the capacitive sensor (3) when the vehicle is stopped and before starting by means of the capacitive sensor (3), an image of the surroundings is again recorded and stored, and the two images are then compared.

Procedure (1) according to Claim 1 , characterized in that when a threshold value for a deviation between two images is reached, the vehicle (2) is prevented from starting.

Procedure (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least one blind area of a 360 ° camera system on the vehicle (2) is detected by the at least one capacitive sensor (3).

Procedure according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the method for parking a vehicle (2) in closed infrastructures, such as parking garages, is used.

Device for carrying out a method (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that at least one capacitive sensor (3) is arranged on the vehicle (2).