DE10349210B4 - System and method for predictively detecting a potential accident object in the automotive field - Google Patents
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Abstract
System für ein vorausschauendes Detektieren eines potentiellen Unfallobjektes im Kraftfahrzeugbereich mit: mindestens einer Sensoreinrichtung (2) zum Abtasten eines vorbestimmten örtlichen Gebietes zum Erfassen von Daten bezüglich eines potentiellen Unfallobjektes, wobei die mindestens eine Sensoreinrichtung (2) an einem Kraftfahrzeug (1a, 1b, 1c) um mindestens eine in etwa senkrecht zu der Fahrbahn-Ebene verlaufende Achse (5) schwenkbar angeordnet ist; und mit einem Steuergerät (3), welches eine Schwenkbewegung der mindestens einen Sensoreinrichtung (2) in Abhängigkeit des Abstandes und/oder des Gefährdungspotentials des etwaigen potentiellen Unfallobjektes und/oder der Reifenstellung des Kraftfahrzeuges (1a, 1b, 1c) steuert, wobei das Steuergerät (3) dazu ausgelegt ist, die Frequenz der Schwenkbewegung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und/oder in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem potentiellen Unfallobjekt zu steuern.System for predictive detection of a potential accident object in the motor vehicle area, comprising: at least one sensor device (2) for scanning a predetermined local area for recording data relating to a potential accident object, the at least one sensor device (2) on a motor vehicle (1a, 1b, 1c ) is arranged to be pivotable about at least one axis (5) extending approximately perpendicular to the plane of the roadway; and with a control device (3) which controls a pivoting movement of the at least one sensor device (2) depending on the distance and / or the hazard potential of the potential accident object and / or the tire position of the motor vehicle (1a, 1b, 1c), the control device (3) is designed to control the frequency of the swiveling movement as a function of the driving speed of the motor vehicle and / or as a function of the distance from the potential accident object.
Description
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum vorausschauenden Detektieren eines potentiellen Unfallobjektes im Kraftfahrzeugbereich mit mindestens einer Sensoreinrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten örtlichen Gebietes zum Erfassen von Daten bezüglich eines potentiellen Unfallobjektes.The present invention relates to a system and method for predictively detecting a potential vehicle accident subject comprising at least one sensor means for sensing a predetermined local area for acquiring data relating to a potential subject of the accident.
Der Personenschutz im Kraftfahrzeug erlangt eine stetig steigende Bedeutung und es existieren bereits die unterschiedlichsten Systeme und Verfahren, durch welche die Insassen eines Kraftfahrzeuges im Falle eines Unfalls vor Verletzungen bewahrt werden bzw. durch welche derartige Verletzungen abgemildert werden können.Personal protection in the motor vehicle is becoming increasingly important and there are already a wide variety of systems and methods by which the occupants of a motor vehicle are protected from injury in the event of an accident or by which such injuries can be alleviated.
Beispielsweise wird gemäß dem Stand der Technik eine vorausschauende Unfall-Sensierung durch einen Einsatz von Long-Range-Radar(LRR)-Sensoren durchgeführt. Diese LRR-Sensoren weisen zwar eine hinreichend große Reichweite von ungefähr 120 m auf, jedoch besitzt deren Abstrahl-Charakteristik lediglich einen geringen Aperturwinkel von typischerweise weniger als 10°.For example, according to the prior art, a predictive accident sensing is performed by the use of long-range radar (LRR) sensors. Although these LRR sensors have a sufficiently long range of about 120 m, but their emission characteristics has only a small aperture angle of typically less than 10 °.
Somit weisen die LRR-Sensoren den Nachteil auf, dass im Nahbereich, d. h. bei Relativabständen zwischen dem Kraftfahrzeug und dem etwaigen Unfallobjekt von weniger als 10 m, mit dieser Sensorik Informationen über den bevorstehenden Unfall nur begrenzt zur Verfügung stehen, da der Aperturwinkel von 10° nicht ausreichend ist, um hinreichende Informationen der Pre-Crash-Objekte zu erlangen.Thus, the LRR sensors have the disadvantage that at close range, i. H. with relative distances between the motor vehicle and the possible accident subject of less than 10 m, with this sensor information on the impending accident are limited, since the aperture angle of 10 ° is not sufficient to obtain sufficient information of the pre-crash objects ,
Somit mußte gemäß dem Stand der Technik bisher eine weitere Zusatzsensorik für den Nahbereich eingesetzt werden, z. B. Ultraschall-Sensoren, wobei eine Datenübertragung notwendig ist, um eine schnellere Erkennung durch die Zusatzsensorik erreichen zu können.Thus, according to the prior art, a further additional sensor system for the near range had to be used so far, for. B. ultrasonic sensors, wherein a data transmission is necessary in order to achieve a faster detection by the additional sensors can.
Dieser Ansatz weist ferner den Nachteil auf, dass das Risiko eines Datenverlustes besteht, da unter Umständen eine Detektionslücke zwischen den verschiedenen Empfindlichkeitsbereichen auftritt, d. h., dass ein Graubereich existieren kann, in dem keine zuverlässige Überwachung möglich ist.This approach also has the disadvantage that there is a risk of data loss, as there may be a detection gap between the different sensitivity ranges, i. h. that a gray area may exist in which reliable monitoring is not possible.
Die
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Nach einem weiteren Ansatz gemäß dem Stand der Technik können zur Abdeckung eines größeren Winkelbereiches bei einer Verwendung von Sensoren mit einer schmalen Richtcharakteristik mehrere Sensoren verwendet werden. Allerdings ist diese Lösung aus Kostengründen und aus Verkabelungsgründen unvorteilhaft.According to a further approach according to the prior art, a plurality of sensors can be used to cover a larger angular range when using sensors with a narrow directivity. However, this solution is unfavorable for reasons of cost and cabling.
VORTEILE DER ERFINDUNG ADVANTAGES OF THE INVENTION
Das erfindungsgemäße System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das entsprechende Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 weisen gegenüber den bekannten Lösungsansätzen den Vorteil auf, dass Sensoren mit einer schmalen Richtcharakteristik auch den Nahbereich umfangreich sensieren können. Somit sind zusätzliche Sensoren für eine Nahbereichsmessung nicht erforderlich, wodurch Arbeitsaufwand und Kosten eingespart werden können.The system according to the invention with the features of claim 1 and the corresponding method with the features of
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten örtlichen Gebietes zum Erfassen von Daten bezüglich eines potentiellen Unfallobjektes an dem Kraftfahrzeug um mindestens eine in etwa senkrecht zu der Fahrbahnebene verlaufende Achse schwenkbar angeordnet ist, wobei ein Steuergerät die Frequenz der Schwenkbewegung der mindestens einen Sensoreinrichtung in Abhängigkeit des Abstandes und/oder des Gefährdungspotentials des etwaigen potentiellen Unfallobjektes und/oder der Reifenstellung des Kraftfahrzeuges steuert.The idea on which the present invention is based is that the at least one sensor device for scanning a predetermined local area for detecting data relating to a potential accident object on the motor vehicle is arranged so as to be pivotable about at least one axis extending approximately perpendicularly to the roadway plane, wherein a control device controls the frequency of the pivoting movement of the at least one sensor device as a function of the distance and / or the risk potential of the potential potential accident object and / or the tire position of the motor vehicle.
Somit kann die Sensoreinrichtung beispielsweise für eine Fernbereichsmessung nicht, d. h. mit einer Frequenz gleich 0 Hz, oder mit einer geringen Frequenz in einem bestimmten Winkelbereich geschwenkt werden, und im Fall eines Detektierens eines gefährlich nahenden Objektes beim Übergang zum Nahbereich kann die Frequenz der Schwenkbewegung derart erhöht werden, dass auch durch eine Sensoreinrichtung mit einer schmalen Richtcharakteristik ein größerer Winkelbereich durch die Sensoreinrichtung abgedeckt wird.Thus, the sensor device can not, for example, for a far-range measurement, d. H. With a frequency equal to 0 Hz, or at a low frequency in a certain angular range are pivoted, and in the case of detecting a dangerously approaching object in the transition to the near range, the frequency of the pivoting movement can be increased such that by a sensor device with a narrow directional characteristic a larger angle range is covered by the sensor device.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Systems und des im Anspruch 5 angegebenen Verfahrens.In the dependent claims are advantageous developments and improvements of the system specified in claim 1 and the method specified in
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen werden, welche beispielsweise verschiedene Winkelbereiche abtasten. Allerdings können die einzelnen Sensoreinrichtungen vorzugsweise jeweils sowohl für Nahbereichsmessung als auch für eine Fernbereichsmessung verwendet werden.According to a preferred embodiment, a plurality of sensor devices can be provided, which scan, for example, different angular ranges. However, the individual sensor devices can preferably be used both for short-range measurement and for long-range measurement.
Vorzugsweise steuert das Steuergerät auch den Winkelbereich und/oder die Schwenkfrequenz der jeweiligen Sensoreinrichtungen in Abhängigkeit des Abstandes des Unfallobjektes, des Gefährdungspotentials des Unfallobjektes, der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Reifenstellung des Kraftfahrzeuges.Preferably, the control unit also controls the angular range and / or the pivoting frequency of the respective sensor devices as a function of the distance of the accident object, the hazard potential of the accident object, the driving speed and / or the tire position of the motor vehicle.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird in einer Nahbereichsmessung die Frequenz der Schwenkbewegung durch das Steuergerät im Hochfrequenzbereich gewählt. Somit können in einem großen Winkelbereich auch bei einem geringen Abstand zwischen dem etwaigen Unfallobjekt und dem Kraftfahrzeug zuverlässige Messungen durchgeführt werden.According to a further preferred development, the frequency of the pivoting movement is selected by the control unit in the high-frequency range in a Nahbereichsmessung. Thus, reliable measurements can be made in a wide range of angles even with a small distance between the eventual object of the accident and the motor vehicle.
Es können jedoch auch mehrere Sensoreinrichtungen in dem Kraftfahrzeug vorgesehen sein, von denen eine Sensoreinrichtung vorzugsweise für eine Fernbereichsmessung mit einer niedrigeren und eine andere Sensoreinrichtung für eine Nahbereichsmessung mit einer höheren Frequenz angesteuert werden.However, it is also possible to provide a plurality of sensor devices in the motor vehicle, of which one sensor device is preferably actuated for a long-range measurement with a lower and another sensor device for a short-range measurement with a higher frequency.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die mehreren Sensoreinrichtungen beispielsweise mit dergleichen Frequenz angesteuert werden, wobei eine gleichphasige, gegenphasige oder asynchrone Ansteuerung möglich ist.According to a further embodiment, the plurality of sensor devices can be driven, for example, with the same frequency, wherein an in-phase, out-of-phase or asynchronous control is possible.
Vorzugsweise werden die erfassten Daten an das Steuergerät gesendet, wobei das Steuergerät mit Hilfe dieser erfassten Daten eine Klassifizierung des etwaigen Unfallobjektes ausführt. Im Falle eines hohen Gefährdungspotentials kann das Steuergerät in dem Kraftfahrzeug vorgesehene, geeignete Personen-Schutzeinrichtungen, wie beispielsweise einen Airbag, einen Rückhaltegurt, eine aktive Kopfstütze oder dergleichen auslösen bzw. aktivieren.Preferably, the acquired data is sent to the control unit, wherein the control unit with the aid of this acquired data carries out a classification of the possible accident object. In the case of a high risk potential, the control unit in the motor vehicle provided, suitable personal protection devices, such as an airbag, a restraint belt, an active headrest or the like trigger or activate.
ZEICHNUNGENDRAWINGS
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
In den Figuren zeigen:In the figures show:
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Kraftfahrzeug
Die Sensoreinrichtung
In einem ersten Ausführungsbeispiel, wie in
Fährt ein Kraftfahrzeug
In einem nächsten Verfahrensschritt kann die Sensoreinrichtung
Wird beispielsweise ein mit gefährlich großer Relativgeschwindigkeit nahendes Objekt, beispielsweise ein entgegenkommendes Kraftfahrzeug, bereits in einem großen Abstand mittels der Sensoreinrichtung
Wenn ein potentielles Kollisions- bzw. Unfallobjekt detektiert wird, kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei der genauen Verfolgung des Annäherungsvorgangs der Winkelbereich der Sensoreinrichtung
Wenn das potentielle Unfallobjekt den ”gefährlichen” Winkelbereich verlässt, steuert das Steuergerät
Bei einer Annäherung eines potentiellen Unfallobjektes musste gemäß dem Stand der Technik, wie oben bereits erläutert, auf eine zusätzliche Sensorik, beispielsweise einen Ultraschallsensor, zurückgegriffen werden, um bei einem Übergang des Unfallobjektes vom Fernbereich in den Nahbereich eine zuverlässige Überwachung des etwaigen Kollisionsobjektes zu ermöglichen. Dabei kann allerdings bei einem Einsatz unterschiedlicher Sensoren, wie in der Beschreibungseinleitung bereits erläutert, ein Graubereich auftreten, in dem eben keine zuverlässige Überwachung möglich ist.When approaching a potential accident object had in accordance with the prior art, as already explained above, recourse to an additional sensor, such as an ultrasonic sensor to allow for a transition of the accident subject from the distant area in the vicinity reliable monitoring of the eventual collision object. However, in the case of use of different sensors, as already explained in the introduction to the description, a gray area may occur in which reliable monitoring is not possible.
Somit kann auch mit einem LRR-Sensor
Vorzugsweise wird die Sensoreinrichtung
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können mehrere Sensoreinrichtungen
Im Falle einer Ansteuerung der mehreren Sensoreinrichtungen mit derselben Frequenz können die Sensoreinrichtungen
Um die Sensorsignale der einzelnen Sensoreinrichtungen unterscheiden zu können, kann beispielsweise ein sensorspezifischer Signalimpuls durch die zugeordnete Sensoreinrichtung ausgesendet werden, um anhand der von dem etwaigen Unfallobjekt reflektierten Signale eindeutig erfassen zu können, welches Reflexionssignal welcher Sensoreinrichtung zuzuordnen ist.In order to distinguish the sensor signals of the individual sensor devices, for example, a sensor-specific signal pulse can be transmitted by the associated sensor device in order to be able to clearly detect, based on the signals reflected by the eventual accident object, which reflection signal is to be assigned to which sensor device.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but modifiable in a variety of ways.
Beispielsweise kann ein Pre-Crash-Sensorik-Wobbler vorgesehen werden, durch welchen von einem etwaigen Unfallobjekt reflektierte Signale auf ihre Orts- und/oder Amplitudenstabilität untersucht werden können. Dadurch kann eine Klassifizierung der detektierten etwaigen Kollisionsojekte durch das Steuergerät unterstützt und das Gefährdungspotential zuverlässiger berechnet werden.For example, a pre-crash sensor wobbler can be provided, by means of which signals reflected from any eventual object can be examined for their position and / or amplitude stability. This allows a classification of the detected eventual collision objects supported by the control unit and the risk potential can be calculated more reliable.
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