DE102022124734A1 - Method and device for detecting a sensor blockage - Google Patents

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Jonathan Fischer
Faraz Qureishi
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Erkennen einer Blockade eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs beschrieben. Die Vorrichtung ist eingerichtet, zu bestimmen, dass ein erster Detektionspunkt des Umfeldsensors in einer ersten Erfassungsrichtung an dem Boden angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug fährt. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, auf Basis des ersten Detektionspunktes zu überprüfen, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.A device for detecting a blockage of an environment sensor of a vehicle is described. The device is set up to determine that a first detection point of the environment sensor is arranged in a first detection direction on the ground on which the vehicle is traveling. The device is also set up to check, based on the first detection point, whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, die darauf ausgerichtet sind, eine Blockade eines Umfeldsensors zu erkennen.The invention relates to a method and a corresponding device which are designed to detect a blockage of an environmental sensor.

Ein zumindest teilweise automatisiert geführtes Fahrzeug weist ein oder mehrere Umfeldsensoren auf, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Die Sensordaten können ausgewertet werden, um eine Fahrfunktion bereitzustellen, durch die das Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert längs- und/oder quergeführt wird.An at least partially automated vehicle has one or more surroundings sensors that are set up to record sensor data in relation to the surroundings of the vehicle. The sensor data can be evaluated in order to provide a driving function through which the vehicle is guided longitudinally and/or transversely at least partially automatically.

Die Güte der Fahrfunktion kann durch eine Blockade eines Umfeldsensors beeinträchtigt werden. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Blockade eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs in effizienter und zuverlässiger Weise zu erkennen.The quality of the driving function can be impaired if an environmental sensor is blocked. This document deals with the technical task of detecting the blockage of a vehicle's surroundings sensor in an efficient and reliable manner.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The task is solved by each of the independent claims. Advantageous embodiments are described, among other things, in the dependent claims. It should be noted that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim, without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim, can form a separate invention that is independent of the combination of all the features of the independent patent claim can be made the subject of an independent claim, a division application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the description, which may constitute an invention independent of the features of the independent patent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Erkennen einer Blockade eines Umfeldsensors (insbesondere eines Abstands-sensierenden Umfeldsensors) eines (Kraft-) Fahrzeugs beschrieben. Der Umfeldsensor kann z.B. ein Radarsensor oder ein Lidarsensor sein. Der Umfeldsensor kann eingerichtet sein, ein Sendesignal in eine bestimmte Erfassungsrichtung auszusenden. Ferner kann der Umfeldsensor eingerichtet sein, ein von dem Sendesignal abhängiges Empfangssignal zu empfangen. Das Sendesignal kann dabei an einem Objekt reflektiert worden sein.According to one aspect, a device for detecting a blockage of an environment sensor (in particular a distance-sensing environment sensor) of a (motor) vehicle is described. The environment sensor can be, for example, a radar sensor or a lidar sensor. The environment sensor can be set up to send a transmission signal in a specific detection direction. Furthermore, the environment sensor can be set up to receive a reception signal that is dependent on the transmission signal. The transmission signal may have been reflected on an object.

Der Empfang eines von dem Sendesignal abhängigen Empfangssignals kann einem Detektionspunkt des Umfeldsensors entsprechen. Auf Basis der Laufzeit des Sende- und Empfangssignals kann z.B. die (radiale) Entfernung des Detektionspunktes von dem Umfeldsensor ermittelt werden. Ferner kann ein Messwert der Intensität (etwa der Signalstärke) des Empfangssignals ermittelt werden (und als Messwert der Intensität des Detektionspunktes verwendet werden).The reception of a reception signal that is dependent on the transmission signal can correspond to a detection point of the environment sensor. Based on the transit time of the transmission and reception signal, for example, the (radial) distance of the detection point from the surroundings sensor can be determined. Furthermore, a measured value of the intensity (e.g. the signal strength) of the received signal can be determined (and used as a measured value of the intensity of the detection point).

Der Umfeldsensor kann einen bestimmten Erfassungsbereich aufweisen, wobei der Erfassungsbereich eine Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen aufweist. Die unterschiedlichen Erfassungsrichtungen können unterschiedlichen Azimuth- und/oder Höhenwinkeln entsprechen.The environment sensor can have a specific detection area, with the detection area having a variety of different detection directions. The different detection directions can correspond to different azimuth and/or elevation angles.

Die Vorrichtung ist eingerichtet, zu bestimmen, dass ein erster Detektionspunkt des Umfeldsensors in einer ersten Erfassungsrichtung (aus der Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen) an dem Boden angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug fährt. Mit anderen Worten, es kann ein erster Detektionspunkt identifiziert werden, der auf der erste Erfassungsrichtung des Umfeldsensors liegt und der auf einer Reflektion des Sendesignals an dem, von dem Fahrzeug befahrenen, Boden beruht (und somit einen Boden-Detektionspunkt dargestellt).The device is configured to determine that a first detection point of the environment sensor is arranged in a first detection direction (from the plurality of different detection directions) on the ground on which the vehicle is traveling. In other words, a first detection point can be identified that lies on the first detection direction of the environment sensor and that is based on a reflection of the transmission signal on the ground on which the vehicle is traveling (and thus represents a ground detection point).

Die Tatsache, dass ein Detektionspunkt auf einer Reflektion des Sendesignals an dem Boden des Fahrzeugs beruht, kann auf Basis der Erfassungsrichtung und/oder auf Basis des radialen Abstands des Detektionspunktes von dem Umfeldsensor erkannt werden.The fact that a detection point is based on a reflection of the transmission signal on the floor of the vehicle can be recognized based on the detection direction and/or based on the radial distance of the detection point from the surroundings sensor.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für einen Messzeitpunkt eine Vielzahl von Detektionspunkten für die entsprechende Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen des Umfeldsensors zu ermitteln. Auf Basis der Vielzahl von Detektionspunkten für die entsprechende Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen kann, insbesondere unter Verwendung eines Cluster- und/oder Objekterkennungs-Algorithmus, eine Teilmenge aus der Vielzahl von Detektionspunkten ermittelt werden, die in einem, insbesondere zusammenhängenden, Abschnitt des Bodens angeordnet sind, auf dem das Fahrzeug fährt. Es kann somit eine Auswertung der Detektionspunkte im gesamten Erfassungsbereich des Umfeldsensors erfolgen, um eine Teilmenge von Detektionspunkten zu identifizieren, die einem Abschnitt des Bodens entsprechen. Der erste Detektionspunkt kann dann in effizienter und zuverlässiger Weise aus der ermittelten Teilmenge von Detektionspunkten ausgewählt werden.The device can be set up to determine a plurality of detection points for the corresponding plurality of different detection directions of the environment sensor for a measurement time. Based on the plurality of detection points for the corresponding plurality of different detection directions, a subset of the plurality of detection points can be determined, in particular using a cluster and/or object recognition algorithm, which are arranged in a, in particular contiguous, section of the floor on which the vehicle travels. The detection points can therefore be evaluated in the entire detection range of the environment sensor in order to identify a subset of detection points that correspond to a section of the floor. The first detection point can then be selected in an efficient and reliable manner from the determined subset of detection points.

Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, auf Basis des ersten Detektionspunktes zu überprüfen, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Es wird somit eine Vorrichtung beschrieben, die Boden-Detektionspunkte verwendet, um in effizienter und zuverlässiger Weise eine Blockade eines Umfeldsensors zu erkennen.The device is also set up to check, based on the first detection point, whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not. A device is thus described which allows floor Detection points used to efficiently and reliably detect a blockage of an environmental sensor.

Die Vorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, unter Verwendung des Abstandsgesetzes für die Intensität einer Strahlungsquelle, unter Verwendung des Lambertschen Gesetzes und/oder unter Verwendung der Fresnelschen Formeln einen Erwartungswert (auch als Referenzwert bezeichnet) für eine Messgröße, insbesondere für eine Intensität, des ersten Detektionspunktes zu ermitteln. Beispielsweise kann, etwa auf Basis der Laufzeit des Sende- und Empfangssignals für den ersten Detektionspunkt, der radiale Abstand des ersten Detektionspunktes von dem Umfeldsensor ermittelt werden. Ferner kann auf Basis der ersten Erfassungsrichtung der Einfallswinkel des Sendesignal auf den Boden ermittelt werden. Basierend darauf kann dann unter Verwendung von ein oder mehreren der o.g. physikalischen Gesetze der Erwartungswert bzw. der Referenzwert der Messgröße ermittelt werden.The device can in particular be set up to produce an expected value (also referred to as a reference value) for a measured variable, in particular for an intensity, of the first detection point using the distance law for the intensity of a radiation source, using Lambert's law and/or using Fresnel's formulas to determine. For example, the radial distance of the first detection point from the surroundings sensor can be determined, for example based on the transit time of the transmission and reception signal for the first detection point. Furthermore, the angle of incidence of the transmission signal onto the ground can be determined based on the first detection direction. Based on this, the expected value or the reference value of the measured variable can then be determined using one or more of the above-mentioned physical laws.

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, den ermittelten Erwartungswert mit einem Messwert der Messgröße, insbesondere der Intensität, des ersten Detektionspunktes zu vergleichen. Es kann dann in besonders zuverlässiger Weise auf Basis des Vergleichs überprüft werden, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.The device can also be set up to compare the determined expected value with a measured value of the measured variable, in particular the intensity, of the first detection point. It can then be checked in a particularly reliable manner based on the comparison whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der (bekannten Verbau-) Höhe des Umfeldsensors relativ zu dem Boden und auf Basis der ersten Erfassungsrichtung, insbesondere auf Basis des Azimuth- und/oder Höhenwinkels der ersten Erfassungsrichtung, Abstandsinformation in Bezug auf den radialen Referenz-Abstand des ersten Detektionspunktes von dem Umfeldsensor zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich zu der Laufzeit des Sende- und Empfangssignals des ersten Detektionspunktes kann somit auf Basis von geometrischen Aspekten der radiale Abstand des ersten Detektionspunktes von dem Umfeldsensor ermittelt werden. Dieser radiale Abstand kann als Referenz-Abstand verwendet werden.The device can be set up, based on the (known installation) height of the environment sensor relative to the ground and based on the first detection direction, in particular based on the azimuth and / or elevation angle of the first detection direction, distance information in relation to the radial reference Determine the distance of the first detection point from the surroundings sensor. Alternatively or in addition to the transit time of the transmission and reception signal of the first detection point, the radial distance of the first detection point from the surroundings sensor can be determined based on geometric aspects. This radial distance can be used as a reference distance.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Abstandsinformation, insbesondere auf Basis des Referenz-Abstands des ersten Detektionspunktes, zu überprüfen, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Wie bereits dargelegt, kann der Referenz-Abstand auf Basis der Laufzeit des Sende- und Empfangssignals des ersten Detektionspunktes und/oder auf Basis der oben beschriebenen geometrischen Anordnung ermittelt werden. Durch die Berücksichtigung des radialen Referenz-Abstands kann eine Blockade des Umfeldsensors in besonders zuverlässiger Weise erkannt werden.The device can be set up to check, based on the distance information, in particular based on the reference distance of the first detection point, whether the surroundings sensor has a blockage in the first detection direction or not. As already explained, the reference distance can be determined on the basis of the transit time of the transmission and reception signal of the first detection point and/or on the basis of the geometric arrangement described above. By taking the radial reference distance into account, a blockage of the surroundings sensor can be detected in a particularly reliable manner.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis des Referenz-Abstands des ersten Detektionspunktes, insbesondere unter Verwendung des Abstandsgesetzes für die Intensität einer Strahlungsquelle, einen Referenzwert der Intensität des ersten Detektionspunktes (insbesondere der Intensität des Empfangssignals für den ersten Detektionspunkt) zu ermitteln.The device can be set up to determine a reference value of the intensity of the first detection point (in particular the intensity of the received signal for the first detection point) based on the reference distance of the first detection point, in particular using the distance law for the intensity of a radiation source.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Referenzwert der Intensität des ersten Detektionspunktes auf Basis des Azimuth- und/oder Höhenwinkels der ersten Erfassungsrichtung, insbesondere unter Verwendung des Lambertschen Gesetzes und/oder der Fresnelschen Formeln, zu ermitteln. Dabei kann auf Basis des Azimuth- und/oder Höhenwinkels der ersten Erfassungsrichtung die Einfallsrichtung des Sendesignals auf dem Boden ermittelt werden. Basierend darauf kann dann (unter Verwendung des Lambertschen Gesetzes und/oder der Fresnelschen Formeln) der Referenzwert der Intensität des ersten Detektionspunktes (insbesondere der Intensität des Empfangssignals des ersten Detektionspunktes) ermittelt werden.Alternatively or additionally, the device can be set up to determine the reference value of the intensity of the first detection point based on the azimuth and/or elevation angle of the first detection direction, in particular using Lambert's law and/or Fresnel's formulas. The direction of incidence of the transmission signal on the ground can be determined based on the azimuth and/or elevation angle of the first detection direction. Based on this, the reference value of the intensity of the first detection point (in particular the intensity of the received signal of the first detection point) can then be determined (using Lambert's law and/or Fresnel's formulas).

Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, einen Messwert der Intensität des ersten Detektionspunktes (insbesondere der Intensität des Empfangssignals des ersten Detektionspunktes) zu ermitteln.Furthermore, the device can be set up to determine a measured value of the intensity of the first detection point (in particular the intensity of the received signal of the first detection point).

Es kann dann in besonders zuverlässiger Weise auf Basis des Messwertes und des Referenzwertes, insbesondere auf Basis eines Vergleiches des Messwertes mit dem Referenzwert, überprüft werden, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Es kann insbesondere überprüft werden, ob der Messwert niedriger als der Referenzwert ist (z.B. um mehr als x% niedriger als der Referenzwert ist, etwa mit x=10 oder mehr). Wenn dies der Fall ist, kann ggf. bestimmt werden, dass der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist.It can then be checked in a particularly reliable manner on the basis of the measured value and the reference value, in particular based on a comparison of the measured value with the reference value, whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not. In particular, it can be checked whether the measured value is lower than the reference value (e.g. is more than x% lower than the reference value, for example with x=10 or more). If this is the case, it may be possible to determine that the environment sensor has a blockage in the first detection direction.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für eine Sequenz von aufeinanderfolgenden Messzeitpunkten eine Vielzahl von Detektionspunkten in der ersten Erfassungsrichtung zu ermitteln, die jeweils an dem Boden abgeordnet sind. Mit anderen Worten, es kann eine Vielzahl von Boden-Detektionspunkten für die gleiche (erste) Erfassungsrichtung ermittelt werden. Es kann dann in besonders zuverlässiger Weise auf Basis der Vielzahl von Detektionspunkten überprüft werden, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.The device can be set up to determine a plurality of detection points in the first detection direction, each of which is located on the ground, for a sequence of successive measurement times. In other words, a large number of ground detection points can be determined for the same (first) detection direction. It can then be checked in a particularly reliable manner based on the large number of detection points whether the environment sensor is in the first Detection direction has a blockage or not.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Messverteilung von Messwerten einer Messgröße, insbesondere der Intensität, der Vielzahl von Detektionspunkten zu ermitteln. Es kann somit eine statistische Verteilung der Messwerte einer Messgröße der Vielzahl von Boden-Detektionspunkten für die gleiche (erste) Erfassungsrichtung ermittelt werden. Es kann dann in besonders präziser Weise auf Basis der Messverteilung überprüft werden, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Zu diesem Zweck kann die Messverteilung mit einer (ggf. im Vorfeld ermittelten) Referenzverteilung für die Messgröße bei Boden-Detektionspunkten in der ersten Erfassungsrichtung verglichen werden. Dabei kann der Werte eines Abstandsmaßes zwischen der Messverteilung und der Referenzverteilung ermittelt werden. Auf Basis des Vergleichs, insbesondere auf Basis des Wertes des Abstandsmaßes, kann dann in besonders zuverlässiger Weise überprüft werden, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.The device can be set up to determine a measurement distribution of measured values of a measurement variable, in particular the intensity, of the large number of detection points. A statistical distribution of the measured values of a measured variable from the large number of ground detection points can thus be determined for the same (first) detection direction. It can then be checked in a particularly precise manner based on the measurement distribution whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not. For this purpose, the measurement distribution can be compared with a reference distribution (possibly determined in advance) for the measurement variable at ground detection points in the first detection direction. The values of a distance measure between the measurement distribution and the reference distribution can be determined. Based on the comparison, in particular based on the value of the distance measure, it can then be checked in a particularly reliable manner whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für eine Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen, jeweils zumindest einen Detektionspunkt des Umfeldsensors in der jeweiligen Erfassungsrichtung zu identifizieren, der an dem Boden angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug fährt. Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis des zumindest einen identifizierten Detektionspunktes zu überprüfen, ob der Umfeldsensor in der jeweiligen Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können somit für mehrere unterschiedliche Erfassungsrichtungen (insbesondere für den gesamten Erfassungsbereich des Umfeldsensors) durchgeführt werden. So kann eine besonders zuverlässige Blockade-Überprüfung des Umfeldsensors (für den gesamten Erfassungsbereich des Umfeldsensors) bewirkt werden.The device can be set up to identify at least one detection point of the surroundings sensor in the respective detection direction, which is arranged on the ground on which the vehicle is traveling, for a plurality of different detection directions. Furthermore, the device can be set up to check, based on the at least one identified detection point, whether the surrounding sensor has a blockage in the respective detection direction or not. The measures described in this document can therefore be carried out for several different detection directions (in particular for the entire detection range of the environment sensor). In this way, a particularly reliable blockage check of the surroundings sensor (for the entire detection range of the surroundings sensor) can be achieved.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zumindest eine Maßnahme in Bezug auf den Umfeldsensor und/oder in Bezug auf eine (Fahr-) Funktion des Fahrzeugs zu bewirken, wenn bestimmt wird, dass der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist. Beispielhafte Maßnahmen sind die Ausgabe eines Hinweises an einen Nutzer des Fahrzeugs und/oder das Unterbinden der (Fahr-) Funktion des Fahrzeugs. So können die Fahrsicherheit und/oder der Komfort eines Fahrzeugs in effizienter und zuverlässiger Weise erhöht werden.The device can be set up to bring about at least one measure in relation to the surroundings sensor and/or in relation to a (driving) function of the vehicle if it is determined that the surroundings sensor has a blockage in the first detection direction. Examples of measures include issuing a notice to a user of the vehicle and/or preventing the (driving) function of the vehicle. In this way, the driving safety and/or comfort of a vehicle can be increased in an efficient and reliable manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.According to a further aspect, a (road) motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the device described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Erkennen einer Blockade eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass ein erster Detektionspunkt des Umfeldsensors in einer ersten Erfassungsrichtung an dem Boden (z.B. auf der Fahrbahn) angeordnet ist, auf dem (bzw. auf der) das Fahrzeug fährt. Das Verfahren umfasst ferner das Überprüfen, auf Basis des ersten Detektionspunktes, ob der Umfeldsensor in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Eine Blockade kann dabei durch eine Verschmutzung des Umfeldsensors bewirkt worden sein.According to a further aspect, a method for detecting a blockage of an environment sensor of a vehicle is described. The method includes determining that a first detection point of the environment sensor is arranged in a first detection direction on the ground (e.g. on the road) on which (or on which) the vehicle is traveling. The method further includes checking, based on the first detection point, whether the environment sensor has a blockage in the first detection direction or not. A blockage may have been caused by contamination of the environmental sensor.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to run on a processor (e.g. on a vehicle control unit) and thereby carry out the method described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium may include a SW program configured to be executed on a processor and thereby carry out the method described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in a variety of ways. Furthermore, features listed in brackets are to be understood as optional features.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
  • 2a eine beispielhafte Erfassung eines Bodenbereichs durch einen Umfeldsensor;
  • 2b eine beispielhafte Ermittlung des radialen Abstands eines Detektionspunktes;
  • 3 eine beispielhafte statistische Verteilung von Intensitätswerten von Detektionspunkten für eine Erfassungsrichtung eines Umfeldsensors; und
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Erkennung einer Blockade eines Umfeldsensors eines Fahrzeugs.
The invention is further described in more detail using exemplary embodiments. Show it
  • 1 exemplary components of a vehicle;
  • 2a an exemplary detection of a floor area by an environmental sensor;
  • 2 B an exemplary determination of the radial distance of a detection point;
  • 3 an exemplary statistical distribution of intensity values of detection points for a detection direction of an environment sensor; and
  • 4 a flowchart of an exemplary method for detecting a blockage of an environmental sensor of a vehicle.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Erkennung einer Blockade eines Umfeldsensors eines (Kraft-) Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100, das zumindest einen Umfeldsensor 102 aufweist, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100, insbesondere in Bezug auf das Umfeld vor der Front des Fahrzeugs 100, zu erfassen. Der Umfeldsensor 102 kann eingerichtet sein, ein Sendesignal auszusenden, und ein von dem Sendesignal abhängiges Empfangssignal zu empfangen. Das Sendesignal kann z.B. ein Radarsignal oder ein Lasersignal sein. Das Empfangssignal kann auf einer Reflektion des Sendesignals an einem Objekt 105 in dem Umfeld des Fahrzeugs 100 basieren.As explained at the beginning, this document deals with the efficient and reliable detection of a blockage in an environmental sensor of a (motor) vehicle. In this context shows 1 an exemplary vehicle 100, which has at least one environment sensor 102, which is set up to record sensor data in relation to the environment of the vehicle 100, in particular in relation to the environment in front of the front of the vehicle 100. The environment sensor 102 can be set up to send out a transmission signal and to receive a reception signal that is dependent on the transmission signal. The transmission signal can be, for example, a radar signal or a laser signal. The received signal can be based on a reflection of the transmitted signal on an object 105 in the surroundings of the vehicle 100.

Der Umfeldsensor 102 kann einen bestimmten Erfassungsbereich aufweisen. Insbesondere kann der Umfeldsensor 102 ausgebildet sein, Sendesignale in eine Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen auszusenden. Die Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen können dabei in Polarkoordinaten eines Polarkoordinatensystems definiert sein, wobei der Umfeldsensor 102 im Ursprungspunkt des Polarkoordinatensystems angeordnet ist. Die unterschiedlichen Erfassungsrichtungen können Azimuthwinkel in einem bestimmten Azimuthwinkelbereich aufweisen. Ferner können die unterschiedlichen Erfassungsrichtungen Höhenwinkel in einem bestimmten Höhenwinkelbereich aufweisen. Der Erfassungsbereich des Umfeldsensors 102 kann somit durch die Kombination aus Azimuthwinkelbereich und Höhenwinkelbereich definiert sein. Ferner kann eine Begrenzung des Erfassungsbereichs in Bezug auf die maximal mögliche radiale Entfernung von Detektionen vorliegen. Des Weiteren kann der Umfeldsensor 102 eine bestimmte Winkelauflösung in Bezug auf mögliche Azimuthwinkel und/oder in Bezug auf mögliche Höhenwinkel aufweisen.The environment sensor 102 can have a specific detection range. In particular, the environment sensor 102 can be designed to send out transmission signals in a variety of different detection directions. The multitude of different detection directions can be defined in polar coordinates of a polar coordinate system, with the environment sensor 102 being arranged at the origin point of the polar coordinate system. The different detection directions can have azimuth angles in a specific azimuth angle range. Furthermore, the different detection directions can have elevation angles in a specific elevation angle range. The detection range of the environment sensor 102 can therefore be defined by the combination of the azimuth angle range and the elevation angle range. Furthermore, there may be a limitation of the detection range in relation to the maximum possible radial distance of detections. Furthermore, the environment sensor 102 can have a specific angular resolution in relation to possible azimuth angles and/or in relation to possible elevation angles.

Der Umfeldsensor 102 kann eingerichtet sein, auf Basis des Sendesignals in eine bestimmte Erfassungsrichtung (d.h. für einen bestimmten Azimuthwinkel und für einen bestimmten Höhenwinkel) einen Detektionspunkt zu erfassen, wenn das Sendesignal von einem Objekt 105 oder von dem Boden 110, auf dem das Fahrzeug 100 fährt, reflektiert wurde. Andersseits wird von dem Umfeldsensor 102 typischerweise kein Detektionspunkt erfasst, wenn das Sendesignal nicht reflektiert wird. Folglich kann von dem Umfeldsensor 102 für den Erfassungsbereich des Umfeldsensors 102 eine Wolke von Detektionspunkten bereitgestellt werden, durch die ein oder mehrere Objekte 105 und ggf. der Boden 110 im Umfeld des Fahrzeugs 100 angezeigt werden.The environment sensor 102 can be set up to detect a detection point based on the transmission signal in a specific detection direction (i.e. for a specific azimuth angle and for a specific elevation angle) if the transmission signal comes from an object 105 or from the ground 110 on which the vehicle 100 drives, was reflected. On the other hand, the environment sensor 102 typically does not detect a detection point if the transmission signal is not reflected. Consequently, a cloud of detection points can be provided by the surroundings sensor 102 for the detection area of the surroundings sensor 102, through which one or more objects 105 and possibly the ground 110 in the surroundings of the vehicle 100 are displayed.

Eine (Steuer-) Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, die Sensordaten, insbesondere die Wolke von Detektionspunkten, des Umfeldsensors 102 auszuwerten, z.B. um ein Umfeldmodell in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erstellen. Die Vorrichtung 101 kann insbesondere eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten des Umfeldsensors 102 ein oder mehrere Fahrfunktionen bereitzustellen, durch die das Fahrzeug 100 zumindest teilweise oder vollständig automatisiert längs- und/oder quergeführt wird. Zu diesem Zweck können ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 (etwa ein Antriebsmotor, eine Bremsvorrichtung und/oder eine Lenkvorrichtung) des Fahrzeugs 100 angesteuert werden.A (control) device 101 of the vehicle 100 can be set up to evaluate the sensor data, in particular the cloud of detection points, of the environment sensor 102, for example in order to create an environment model in relation to the environment of the vehicle 100. The device 101 can in particular be set up to provide one or more driving functions based on the sensor data of the environment sensor 102, through which the vehicle 100 is guided longitudinally and/or transversely at least partially or completely automatically. For this purpose, one or more longitudinal and/or transverse guidance actuators 103 (such as a drive motor, a braking device and/or a steering device) of the vehicle 100 can be controlled.

Es kann während des Betriebs des Fahrzeugs 100 vorkommen, dass der Umfeldsensor 102 in einem Teilbereich des Erfassungsbereichs eine Blockade aufweist, z.B. aufgrund einer lokalen Verschmutzung. Dabei kann die Blockade derart sein, dass das Sendesignal und/oder das entsprechende Empfangssignal des Umfeldsensors 102 durch die Blockade ganz oder teilweise verändert, insbesondere gedämpft, werden. Insbesondere kann eine Blockade zu einer Beeinträchtigung der Sensordaten des Umfeldsensors 102 in dem blockierten Teilbereich des Erfassungsbereichs führen, wodurch die Güte einer auf den Sensordaten basierenden Fahrfunktion beeinträchtigt werden kann.It can happen during operation of the vehicle 100 that the environment sensor 102 has a blockage in a portion of the detection area, for example due to local contamination. The blockage can be such that the transmission signal and/or the corresponding reception signal of the environment sensor 102 are completely or partially changed, in particular attenuated, by the blockage. In particular, a blockage can lead to an impairment of the sensor data of the environment sensor 102 in the blocked portion of the detection area, which can impair the quality of a driving function based on the sensor data.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine derartige Blockade eines Teilbereichs des Erfassungsbereichs des Umfeldsensors 102 in effizienter und zuverlässiger Weise zu detektieren. Wie bereits weiter oben dargelegt, können ein oder mehrere Detektionspunkte des Umfeldsensors 102 auf Reflektionen des jeweiligen Sendesignals an dem von dem Fahrzeug 100 befahrenen Boden 110 beruhen. Mit anderen Worten, ein oder mehrere Detektionspunkte können an dem von dem Fahrzeug 100 befahrenen Boden 110 angeordnet sein.The present document deals with the technical task of detecting such a blockage of a partial area of the detection range of the environment sensor 102 in an efficient and reliable manner. As already explained above, one or more detection points of the environment sensor 102 can be based on reflections of the respective transmission signal on the ground 110 traveled by the vehicle 100. In other words, one or more detection points can be arranged on the ground 110 traveled by the vehicle 100.

2a zeigt eine beispielhafte Situation, bei der innerhalb des Erfassungsbereichs 202 des Umfeldsensors 102 ein oder mehrere Detektionspunkte 211 in einem Abschnitt 111 des Boden 110 angeordnet sind. In dem Bodenabschnitt 111 kann eine Vielzahl von Detektionspunkten 211 angeordnet sein. Der Bodenabschnitt 111 kann ein bestimmte Breite 212 und/oder eine bestimmte Länge 213 aufweisen. Ferner kann der Bodenabschnitt 111 in einer bestimmten Entfernung 214 von dem Umfeldsensor 102 angeordnet sein. 2a shows an exemplary situation in which one or more detection points 211 are arranged in a section 111 of the floor 110 within the detection area 202 of the environment sensor 102. A plurality of detection points 211 can be arranged in the floor section 111. The bottom section 111 can have a specific width 212 and/or a specific length 213. Furthermore, the bottom section 111 can be in one certain distance 214 from the environment sensor 102 may be arranged.

Jeder einzelne Detektionspunkt 211 innerhalb des Bodenabschnitts 111 entspricht einer bestimmten Erfassungsrichtung (z.B. einem bestimmten Azimuthwinkel und einem bestimmten Höhenwinkel). Dabei sind die Reflexionseigenschaften des Bodens 110 (zumindest innerhalb eines Bodenabschnitts 111) meist relativ homogen. Ferner kann die radiale Entfernung eines Detektionspunktes 211 auf dem Boden 110 anhand der Verbauhöhe des Umfeldsensors 102 innerhalb des Fahrzeugs 100 und auf Basis der Erfassungsrichtung des Detektionspunktes 211 in relativ präziser Weise berechnet werden. Als Folge daraus kann auf Basis von Detektionspunkten 211, die am Boden 110 angeordnet sind, in besonders effizienter und zuverlässiger Weise eine Blockade des Umfeldsensors 102 detektiert werden.Each individual detection point 211 within the floor section 111 corresponds to a specific detection direction (e.g. a specific azimuth angle and a specific elevation angle). The reflection properties of the floor 110 (at least within a floor section 111) are usually relatively homogeneous. Furthermore, the radial distance of a detection point 211 on the ground 110 can be calculated in a relatively precise manner based on the installation height of the environment sensor 102 within the vehicle 100 and based on the detection direction of the detection point 211. As a result, a blockage of the surroundings sensor 102 can be detected in a particularly efficient and reliable manner on the basis of detection points 211 which are arranged on the floor 110.

Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, zu überprüfen, ob der Umfeldsensor 102 für eine bestimmte Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Zu diesem Zweck können während des Betriebs des Fahrzeugs 100 (an ein oder mehreren Zeitpunkten) ein oder mehrere Detektionspunkte 211 für die bestimmte Erfassungsrichtung detektiert werden, die auf dem von dem Fahrzeug 100 befahrenen Boden 110 angeordnet sind.The device 101 can be set up to check whether the environment sensor 102 has a blockage for a specific detection direction or not. For this purpose, one or more detection points 211 for the specific detection direction, which are arranged on the ground 110 traveled by the vehicle 100, can be detected during the operation of the vehicle 100 (at one or more points in time).

Auf Basis der Höhe des Umfeldsensors 102 von dem Boden 110 und auf Basis des Azimuth- und/oder Höhenwinkels der bestimmten Erfassungsrichtung kann der radiale Abstand (d.h. die radiale Entfernung) der ein oder mehreren Detektionspunkte 211 ermittelt werden. Wie in 2b dargestellt, kann bei einem in der Höhe h angeordneten Umfeldsensor 102 und bei einer Erfassungsrichtung mit dem Höhenwinkel Θ der radiale Abstand r des an dem Boden 110 angeordneten Detektionspunktes 211 als r=h/sin(Θ) ermittelt werden. Ggf. kann noch die Krümmung des Bodens 110 berücksichtigt werden, um die Genauigkeit des ermittelten radialen Abstand r zu erhöhen. Der auf Basis von geometrischen Betrachtungen ermittelte radiale Abstand r des Detektionspunktes 211 kann als Referenz-Abstand verwendet werden.Based on the height of the environment sensor 102 from the ground 110 and based on the azimuth and/or elevation angle of the determined detection direction, the radial distance (ie the radial distance) of the one or more detection points 211 can be determined. As in 2 B shown, with an environment sensor 102 arranged at height h and with a detection direction with the elevation angle Θ, the radial distance r of the detection point 211 arranged on the floor 110 can be determined as r = h / sin (Θ). If necessary, the curvature of the base 110 can also be taken into account in order to increase the accuracy of the determined radial distance r. The radial distance r of the detection point 211 determined on the basis of geometric considerations can be used as a reference distance.

Der für eine bestimmte Erfassungsrichtung ermittelte Referenz-Abstand kann bei der Auswertung der Sensordaten des Umfeldsensors 102, insbesondere bei der Auswertung von ein oder mehreren Boden-Detektionspunkten 211, für die bestimmte Erfassungsrichtung berücksichtigt werden, um zu überprüfen, ob der Umfeldsensor 102 für die bestimmte Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. So kann eine besonders effiziente und präzise Erkennung einer Sensor-Blockade bewirkt werden.The reference distance determined for a specific detection direction can be taken into account when evaluating the sensor data of the surroundings sensor 102, in particular when evaluating one or more ground detection points 211, for the specific detection direction in order to check whether the surroundings sensor 102 is for the specific Detection direction has a blockage or not. In this way, a particularly efficient and precise detection of a sensor blockage can be achieved.

Des Weiteren können ein oder mehrere physikalische Gesetze in Bezug auf die Reflektion des Sendesignals an einem Bodenpunkt berücksichtigt werden, um eine Blockade des Umfeldsensors 102 zu erkennen. Beispielhafte physikalische Gesetze sind,

  • • das Lambertsche (Reflektions-) Gesetz, das besagt, dass die Intensität des reflektierten Signals (und somit des Empfangssignals) proportional zu dem Kosinus des Winkels zwischen der Richtung des eintreffenden (Sende-) Signals und der Senkrechten auf dem Boden 110 ist. In dem in 2b dargestellten Beispiel ist dieser Winkel (90°-Θ);
  • • das Abstandsgesetz, das besagt, dass die Energie bzw. die Intensität des Sende- bzw. Empfangssignals mit 1/(Abstand)2 abnimmt, d.h. in dem in 2b dargestellten Beispiel mit 1/r2; und/oder
  • • die Fresnelsche Formeln, aus denen die Signalreduktion bei der Reflektion in Abhängigkeit von dem jeweiligen Einfallswinkel berechnet werden kann.
Furthermore, one or more physical laws relating to the reflection of the transmission signal at a ground point can be taken into account in order to detect a blockage of the environment sensor 102. Example physical laws are,
  • • Lambert's (reflection) law, which states that the intensity of the reflected signal (and thus of the received signal) is proportional to the cosine of the angle between the direction of the incoming (transmitted) signal and the perpendicular to the ground 110. In the 2 B In the example shown, this angle is (90°-Θ);
  • • the distance law, which states that the energy or intensity of the transmitted or received signal decreases with 1/(distance) 2 , ie in the 2 B shown example with 1/r 2 ; and/or
  • • the Fresnel formulas, from which the signal reduction during reflection can be calculated depending on the respective angle of incidence.

Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, auf Basis von ein oder mehreren physikalischen Gesetzen einen Referenzwert für die Intensität des Empfangssignals für einen Detektionspunkt 211 zu ermitteln. Dabei kann der o.g. radiale Referenz-Abstand des Detektionspunktes 211 berücksichtigt werden. Der Referenzwert für die Intensität des Empfangssignals kann dann mit dem tatsächlichen Wert der Intensität des Empfangssignals verglichen werden, um eine Blockade des Umfeldsensors 102 zu erkennen. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass der tatsächliche Wert der Intensität niedriger als der Referenzwert (z.B. um zumindest einen bestimmten Prozentsatz niedriger) ist, so kann darauf geschlossen werden, dass der Umfeldsensor 102 eine Blockade aufweist.The device 101 can be set up to determine a reference value for the intensity of the received signal for a detection point 211 based on one or more physical laws. The above-mentioned radial reference distance of the detection point 211 can be taken into account. The reference value for the intensity of the received signal can then be compared with the actual value of the intensity of the received signal in order to detect a blockage of the surroundings sensor 102. For example, if it is recognized that the actual value of the intensity is lower than the reference value (e.g. lower by at least a certain percentage), it can be concluded that the environment sensor 102 has a blockage.

Ggf. können der Referenzwert der Intensität und der tatsächliche Wert der Intensität für eine Vielzahl von Boden-Detektionspunkten 211 ermittelt werden (jeweils für die gleiche bestimmte Erfassungsrichtung). Es kann dann ein Vergleich der Vielzahl von Referenzwerten mit der entsprechenden Vielzahl von tatsächlichen Werten der Intensitäten durchgeführt werden, um in besonders robuster Weise eine Blockade des Umfeldsensors 102 zu erkennen.If necessary, the reference value of the intensity and the actual value of the intensity can be determined for a large number of ground detection points 211 (each for the same specific detection direction). A comparison of the large number of reference values can then be carried out with the corresponding number of actual values of the intensities in order to detect a blockage of the surroundings sensor 102 in a particularly robust manner.

Es können somit ein oder mehrere Lidar-externe Referenzobjekte 110 und deren Eigenschaften über der Zeit genutzt werden, um in robuster Weise eine Blockade des Umfeldsensors 102 zu erkennen. Dabei können Signale aus Distanzen ausgewertet werden, für die der Umfeldsensor 102 (insbesondere der Lidarsensor) ausgelegt ist. Ferner kann eine Auswertung von Signalen über der Zeit erfolgen, sodass auch relativ kleine Veränderungen einer Blockadesituation erkannt werden können. Dabei kann als Startpunkt der Erwartungswert für einen sauberen (d.h. nicht-blockierten) Sensor 102 als Grundlage verwendet werden (um zu verhindern, dass als Referenz fälschlicherweise ein verschmutzter (d.h. ein blockierter) Sensor 102 herangezogen wird).One or more lidar-external reference objects 110 and their properties over time can therefore be used to robustly detect a blockage of the environment sensor 102. Signals from distances for which the environment sensor 102 (in particular the lidar sensor) is designed can be evaluated. Further Signals can be evaluated over time so that even relatively small changes in a blockage situation can be detected. The expected value for a clean (ie unblocked) sensor 102 can be used as a starting point (to prevent a dirty (ie blocked) sensor 102 from being incorrectly used as a reference).

Insbesondere werden in diesem Dokument die Reflexionseigenschaften von Boden-Detektionspunkten 211 verwendet. Dabei haben Boden-Detektionspunkte 211 den Vorteil, dass diese immer sichtbar sind und bei einer Fahrt auf einer Straße immer stabil, gleichbleibend und winkelunabhängig verfügbar sind.In particular, the reflection properties of ground detection points 211 are used in this document. Ground detection points 211 have the advantage that they are always visible and are always stable, consistent and available regardless of the angle when driving on a road.

Es kann auf Basis von ein oder mehreren physikalischen Gesetzen (z.B. dem 1/x2-Gesetz, den Fresnelschen Regeln und/oder dem Lambertschen Reflektionsgesetz) ein Erwartungswert bzw. ein Referenzwert für die Intensität des Empfangssignals gebildet werden. Dieser Erwartungswert kann mit der Realität verglichen werden (die z.B. in Form eines Histogramms bereitgestellt wird). Wenn sich über der Zeit eine statistisch signifikante Abweichung der Verteilung von Reflektionssignalen ergibt, so kann dies als Blockade interpretiert werden.An expected value or a reference value for the intensity of the received signal can be formed on the basis of one or more physical laws (eg the 1/x 2 law, Fresnel's rules and/or Lambert's reflection law). This expected value can be compared with reality (which is provided, for example, in the form of a histogram). If there is a statistically significant deviation in the distribution of reflection signals over time, this can be interpreted as a blockage.

3 zeigt eine beispielhafte Referenzverteilung 311 der Intensität 300 des Empfangssignals, die sich für Boden-Detektionspunkte 211 für eine bestimmte Erfassungsrichtung ergeben sollte. Die Referenzverteilung 311 kann auf Basis von ein oder mehreren physikalischen Gesetzen ermittelt worden sein. Alternativ oder ergänzend kann die Referenzverteilung 311 im Vorfeld durch Messungen ermittelt worden sein. 3 shows an example reference distribution 311 of the intensity 300 of the received signal that should result for ground detection points 211 for a specific detection direction. The reference distribution 311 can have been determined on the basis of one or more physical laws. Alternatively or additionally, the reference distribution 311 can have been determined in advance by measurements.

3 zeigt ferner eine während des Betriebs des Fahrzeugs 100 ermittelte Messverteilung 312 der Intensität 300 des Empfangssignals, die sich für Boden-Detektionspunkte 211 für die bestimmte Erfassungsrichtung tatsächlich ergeben hat. Die Messverteilung 312 kann mit der Referenzverteilung 311 verglichen werden. Es kann insbesondere der Wert eines Abstandsmaßes zwischen der Messverteilung 312 und der Referenzverteilung 311 ermittelt werden. Basierend auf dem Wert des Abstandsmaßes kann dann entschieden werden, ob eine Blockade des Umfeldsensors 102 für die bestimmte Empfangsrichtung vorliegt oder nicht. Insbesondere kann entschieden werden, dass eine Blockade vorliegt, wenn der Wert des Abstandsmaßes größer als ein Schwellenwert ist. Andererseits kann entschieden werden, dass keine Blockade vorliegt, wenn der Wert des Abstandsmaßes kleiner als ein Schwellenwert ist. 3 also shows a measurement distribution 312 of the intensity 300 of the received signal determined during operation of the vehicle 100, which actually resulted for ground detection points 211 for the specific detection direction. The measurement distribution 312 can be compared with the reference distribution 311. In particular, the value of a distance measure between the measurement distribution 312 and the reference distribution 311 can be determined. Based on the value of the distance measure, a decision can then be made as to whether the environment sensor 102 is blocked for the specific reception direction or not. In particular, it can be decided that there is a blockage if the value of the distance measure is greater than a threshold value. On the other hand, it can be decided that there is no blockage if the value of the distance measure is smaller than a threshold value.

Zur Erkennung eines Detektionspunktes 211, der auf dem Boden 110 angeordnet ist, können die Erfassungsrichtung des Detektionspunktes 211 und/oder die radiale Entfernung des Detektionspunktes 211 berücksichtigt werden (wenn diese ermittelt werden kann). Basierend auf den in Zusammenhang mit 2b beschriebenen geometrischen Zusammenhängen kann dann ermittelt werden, ob der Detektionspunkt 211 an dem Boden 110 angeordnet ist oder nicht. Alternativ oder ergänzend können Detektionspunkte 211 in ein oder mehreren direkt benachbarten Erfassungsrichtungen betrachtet werden, um zu entscheiden, ob der Detektionspunkt 211 an dem Boden 110 angeordnet ist oder nicht.To detect a detection point 211 located on the floor 110, the detection direction of the detection point 211 and/or the radial distance of the detection point 211 may be taken into account (if this can be determined). Based on the information provided in connection with 2 B It can then be determined from the geometric relationships described whether the detection point 211 is arranged on the floor 110 or not. Alternatively or additionally, detection points 211 can be considered in one or more directly adjacent detection directions in order to decide whether the detection point 211 is arranged on the floor 110 or not.

Wenn ein Bodenpunkt (d.h. ein Boden-Detektionspunkt) erkannt wird, dann können alle Eigenschaften dieses Messpunkts mit ein oder mehreren (direkt) benachbarten Detektionspunkten verglichen werden. Es kann dann überprüft werden, ob die Eigenschaften des Messpunktes in Ordnung oder auffällig sind (um basierend darauf eine Blockade zu erkennen).If a ground point (i.e. a ground detection point) is detected, then all properties of this measurement point can be compared with one or more (directly) neighboring detection points. It can then be checked whether the properties of the measuring point are OK or abnormal (in order to detect a blockage based on this).

Wenn unter einer bestimmten Erfassungsrichtung kein Boden-Detektionspunkt erkannt wird, aber ein oder mehrere direkt benachbarte Detektionspunkte als Bodenpunkte erkannt werden, dann kann eine Fallunterscheidung durchgeführt werden. Wenn der (auf Basis der Signallaufzeit) gemessene (radiale) Abstand des Punkts 0,0 m ist, dann kann eine Blockade erkannt werden. Wenn der gemessene Abstand des Punktes > 0 m ist, dann liegt keine (vollständige) Blockade vor (die Signallaufzeit und der sich daraus ergebende Abstand sind nicht von einer (Teil-) Blockade abhängig). In diesem Fall kann überprüft werden, ob vertikal oder horizontal oder anderweitig benachbarte Punkte über ähnliche Eigenschaften verfügen, sodass diese Punkte zu einem Objekt fusioniert werden können.If no ground detection point is detected under a certain detection direction, but one or more directly adjacent detection points are recognized as ground points, then a case distinction can be carried out. If the measured (radial) distance of the point (based on the signal transit time) is 0.0 m, then a blockage can be detected. If the measured distance of the point is > 0 m, then there is no (complete) blockage (the signal transit time and the resulting distance are not dependent on a (partial) blockage). In this case, it can be checked whether vertically or horizontally or otherwise neighboring points have similar properties so that these points can be merged into one object.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 400 zum Erkennen einer Blockade eines Umfeldsensors 102 eines (Kraft-) Fahrzeugs 100. Der Umfeldsensor 102 kann ausgebildet sein, den Abstand zu einem Objekt 105 zu erfassen. Zu diesem Zweck kann der Umfeldsensor 102 ausgebildet sein, ein Sendesignal auszusenden und das an dem Objekt 105 reflektierte Sendesignal als Empfangssignal zu erfassen. Auf Basis der Laufzeit und/oder der Intensität des Empfangssignals kann der (radiale) Abstand r zu dem Objekt 105 ermittelt werden. 4 shows a flowchart of a (possibly computer-implemented) method 400 for detecting a blockage of an environment sensor 102 of a (motor) vehicle 100. The environment sensor 102 can be designed to detect the distance to an object 105. For this purpose, the environment sensor 102 can be designed to send out a transmission signal and to detect the transmission signal reflected on the object 105 as a reception signal. The (radial) distance r to the object 105 can be determined based on the transit time and/or the intensity of the received signal.

Der Umfeldsensor 102 weist typischerweise einen bestimmten Erfassungsbereich auf, der in eine Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen unterteilt sein kann. Unterschiedliche Erfassungsrichtungen können unterschiedliche Azimuth- und/oder Höhenwinkel aufweisen.The environment sensor 102 typically has a specific detection area that can be divided into a plurality of different detection directions. Different detection directions can have different azimuth and/or elevation angles.

Das Verfahren 400 umfasst das Bestimmen 401, dass ein erster Detektionspunkt 211 des Umfeldsensors 102 in einer ersten Erfassungsrichtung an dem Boden 110 angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug 100 fährt. Mit anderen Worten, es kann erkannt werden, dass der erste Detektionspunkt 211 ein Boden-Detektionspunkt ist. Es kann somit erkannt werden, dass das von dem Umfeldsensor 102 in der ersten Erfassungsrichtung ausgesendete Sendesignal an dem Boden 110 reflektiert wurde. Dies kann z.B. auf Basis einer Analyse einer von dem Umfeldsensor 102 für den Erfassungsbereich ermittelten Wolke von Detektionspunkten 211 erkannt werden (z.B. unter Verwendung eines Cluster- und/oder Obj ekterkennungsalgorithmus).The method 400 includes determining 401 that a first detection point 211 of the environment sensor 102 is arranged in a first detection direction on the ground 110 on which the vehicle 100 is traveling. In other words, it can be recognized that the first detection point 211 is a ground detection point. It can thus be recognized that the transmission signal emitted by the environment sensor 102 in the first detection direction was reflected on the floor 110. This can be recognized, for example, on the basis of an analysis of a cloud of detection points 211 determined by the environment sensor 102 for the detection area (for example using a cluster and/or object recognition algorithm).

Das Verfahren 400 umfasst ferner das Überprüfen 402, auf Basis des ersten Detektionspunktes 211, ob der Umfeldsensor 102 in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht. Beispielsweise kann erkannt werden, dass der erste Detektionspunkt 211 (insbesondere das Empfangssignal für den ersten Detektionspunkt 211) eine Intensität aufweist, die für einen typischen Boden-Detektionspunkt in der ersten Erfassungsrichtung zu niedrig ist. Basierend darauf kann dann in zuverlässiger Weise bestimmt werden, dass der Umfeldsensor 102 in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist.The method 400 further includes checking 402, based on the first detection point 211, whether the environment sensor 102 has a blockage in the first detection direction or not. For example, it can be recognized that the first detection point 211 (in particular the received signal for the first detection point 211) has an intensity that is too low for a typical ground detection point in the first detection direction. Based on this, it can then be reliably determined that the environment sensor 102 has a blockage in the first detection direction.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems by way of example.

Claims (12)

Vorrichtung (101) zum Erkennen einer Blockade eines Umfeldsensors (102) eines Fahrzeugs (100); wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - zu bestimmen, dass ein erster Detektionspunkt (211) des Umfeldsensors (102) in einer ersten Erfassungsrichtung an einem Boden (110) angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug (100) fährt; und - auf Basis des ersten Detektionspunktes (211) zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) for detecting a blockage of an environment sensor (102) of a vehicle (100); wherein the device (101) is configured to - determine that a first detection point (211) of the environment sensor (102) is arranged in a first detection direction on a floor (110) on which the vehicle (100) is traveling; and - check on the basis of the first detection point (211) whether or not the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction. Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis einer Höhe des Umfeldsensors (102) relativ zu dem Boden (110) und auf Basis der ersten Erfassungsrichtung, insbesondere auf Basis eines Azimuth- und/oder Höhenwinkels der ersten Erfassungsrichtung, Abstandsinformation in Bezug auf einen radialen Referenz-Abstand des ersten Detektionspunktes (211) von dem Umfeldsensor (102) zu ermitteln; und - auf Basis der Abstandsinformation, insbesondere auf Basis des Referenz-Abstands des ersten Detektionspunktes (211), zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to Claim 1 , wherein the device (101) is set up - based on a height of the environment sensor (102) relative to the ground (110) and based on the first detection direction, in particular based on an azimuth and / or elevation angle of the first detection direction, distance information in to determine reference to a radial reference distance of the first detection point (211) from the surroundings sensor (102); and - based on the distance information, in particular based on the reference distance of the first detection point (211), to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 2, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis des Referenz-Abstands des ersten Detektionspunktes (211), insbesondere unter Verwendung des Abstandsgesetzes für die Intensität einer Strahlungsquelle, einen Referenzwert einer Intensität des ersten Detektionspunktes (211) zu ermitteln; - einen Messwert der Intensität des ersten Detektionspunktes (211) zu ermitteln; und - auf Basis des Messwertes und des Referenzwertes, insbesondere auf Basis eines Vergleiches des Messwertes mit dem Referenzwert, zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to Claim 2 , wherein the device (101) is set up to - determine a reference value of an intensity of the first detection point (211) based on the reference distance of the first detection point (211), in particular using the distance law for the intensity of a radiation source; - to determine a measured value of the intensity of the first detection point (211); and - based on the measured value and the reference value, in particular based on a comparison of the measured value with the reference value, to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis eines Azimuth- und/oder Höhenwinkels der ersten Erfassungsrichtung, insbesondere unter Verwendung des Lambertschen Gesetzes und/oder der Fresnelschen Formeln, einen Referenzwert einer Intensität des ersten Detektionspunktes (211) zu ermitteln; - einen Messwert der Intensität des ersten Detektionspunktes (211) zu ermitteln; und - auf Basis des Messwertes und des Referenzwertes, insbesondere auf Basis eines Vergleiches des Messwertes mit dem Referenzwert, zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up - to determine a reference value of an intensity of the first detection point (211) based on an azimuth and/or elevation angle of the first detection direction, in particular using Lambert's law and/or Fresnel's formulas; - to determine a measured value of the intensity of the first detection point (211); and - based on the measured value and the reference value, in particular based on a comparison of the measured value with the reference value, to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - für eine Sequenz von aufeinanderfolgenden Messzeitpunkten eine Vielzahl von Detektionspunkten (211) in der ersten Erfassungsrichtung zu ermitteln, die jeweils an dem Boden (110) abgeordnet sind; und - auf Basis der Vielzahl von Detektionspunkten (211) zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up - to determine a plurality of detection points (211) in the first detection direction for a sequence of successive measurement times, each of which is assigned to the floor (110); and - based on the large number of detection points (211), to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 5, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - eine Messverteilung (312) von Messwerten einer Messgröße, insbesondere einer Intensität, der Vielzahl von Detektionspunkten (211) zu ermitteln; und - auf Basis der Messverteilung (312) zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to Claim 5 , wherein the device (101) is set up to - determine a measurement distribution (312) of measured values of a measured variable, in particular an intensity, of the plurality of detection points (211); and - to check on the basis of the measurement distribution (312), whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 6, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - die Messverteilung (312) mit einer Referenzverteilung (311) für die Messgröße bei Boden-Detektionspunkten (211) in der ersten Erfassungsrichtung zu vergleichen; und - auf Basis des Vergleichs zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to Claim 6 , wherein the device (101) is set up to - compare the measurement distribution (312) with a reference distribution (311) for the measured variable at ground detection points (211) in the first detection direction; and - based on the comparison, to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - für einen Messzeitpunkt eine Vielzahl von Detektionspunkten (211) für einen entsprechende Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen des Umfeldsensors (102) zu ermitteln; - auf Basis der Vielzahl von Detektionspunkten (211) für die entsprechende Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen, insbesondere unter Verwendung eines Cluster- und/oder Objekterkennungs-Algorithmus, eine Teilmenge aus der Vielzahl von Detektionspunkten (211) zu ermitteln, die in einem, insbesondere zusammenhängenden, Abschnitt (111) des Bodens (110) angeordnet sind, auf dem das Fahrzeug (100) fährt; und - den ersten Detektionspunkt (211) aus der ermittelten Teilmenge von Detektionspunkten (211) auszuwählen.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up - to determine a plurality of detection points (211) for a corresponding plurality of different detection directions of the environment sensor (102) for a measurement time; - based on the plurality of detection points (211) for the corresponding plurality of different detection directions, in particular using a cluster and/or object recognition algorithm, to determine a subset of the plurality of detection points (211), which are in one, in particular connected , section (111) of the floor (110) on which the vehicle (100) travels are arranged; and - to select the first detection point (211) from the determined subset of detection points (211). Vorrichtung (101) gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, für eine Vielzahl von unterschiedlichen Erfassungsrichtungen, - jeweils zumindest einen Detektionspunkt (211) des Umfeldsensors (102) in der jeweiligen Erfassungsrichtung zu identifizieren, der an dem Boden (110) angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug (100) fährt; und - auf Basis des zumindest einen identifizierten Detektionspunktes (211) zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der jeweiligen Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up for a plurality of different detection directions, - to identify at least one detection point (211) of the environment sensor (102) in the respective detection direction, which is arranged on the ground (110) on which the vehicle (100) is traveling; and - based on the at least one identified detection point (211), to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the respective detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - unter Verwendung - des Abstandsgesetzes für die Intensität einer Strahlungsquelle; - des Lambertschen Gesetzes; und/oder - der Fresnelschen Formeln einen Erwartungswert für eine Messgröße, insbesondere für eine Intensität, des ersten Detektionspunktes (211) zu ermitteln; - den ermittelten Erwartungswert mit einem Messwert der Messgröße, insbesondere der Intensität, des ersten Detektionspunktes (211) zu vergleichen; und - auf Basis des Vergleichs zu überprüfen, ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Device (101) according to one of the preceding claims, wherein the device (101) is set up - under use - the distance law for the intensity of a radiation source; - Lambert's law; and or - using Fresnel's formulas to determine an expected value for a measured variable, in particular for an intensity, of the first detection point (211); - to compare the determined expected value with a measured value of the measured variable, in particular the intensity, of the first detection point (211); and - based on the comparison, to check whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not. Vorrichtung (101) gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, zumindest eine Maßnahme in Bezug auf den Umfeldsensor (102) und/oder in Bezug auf eine Funktion des Fahrzeugs (100) zu bewirken, wenn bestimmt wird, dass der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist; und - die Maßnahme insbesondere umfasst, - eine Ausgabe eines Hinweises an einen Nutzer des Fahrzeugs (100); und/oder - ein Unterbinden einer Funktion des Fahrzeugs (100).Device (101) according to one of the preceding claims, wherein - the device (101) is set up to effect at least one measure in relation to the environment sensor (102) and/or in relation to a function of the vehicle (100) when it is determined that the environment sensor (102) is in the first detection direction has a blockage; and - the measure includes in particular, - issuing a notice to a user of the vehicle (100); and or - preventing a function of the vehicle (100). Verfahren (400) zum Erkennen einer Blockade eines Umfeldsensors (102) eines Fahrzeugs (100); wobei das Verfahren (400) umfasst, - Bestimmen (401), dass ein erster Detektionspunkt (211) des Umfeldsensors (102) in einer ersten Erfassungsrichtung an einem Boden (110) angeordnet ist, auf dem das Fahrzeug (100) fährt; und - Überprüfen (402), auf Basis des ersten Detektionspunktes (211), ob der Umfeldsensor (102) in der ersten Erfassungsrichtung eine Blockade aufweist oder nicht.Method (400) for detecting a blockage of an environment sensor (102) of a vehicle (100); wherein the method (400) comprises, - Determine (401) that a first detection point (211) of the environment sensor (102) is arranged in a first detection direction on a floor (110) on which the vehicle (100) is traveling; and - Check (402), based on the first detection point (211), whether the environment sensor (102) has a blockage in the first detection direction or not.
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