DE19638387A1 - Verfahren zur Kollisionserkennung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kollisionserkennung zwi­ schen einem Fahrzeug und einem sich relativ zu diesem bewegenden Ob­ jekt.

Es ist aus der US 5,087,918 A im Prinzip bekannt, hierzu eine Reihe von Radar-Einrichtungen zu verwenden. Beispielsweise sollen FMCW (Frequency Modulated Continous Wave) Radar-Einrichtungen und Doppler- Radar-Einrichtungen (DRE) verwendet werden. Abhängig von der Ge­ schwindigkeit des Fahrzeugs erfolgt eine Umschaltung zwischen FMCW und DRE. Bei Stillstand bzw. niedriger Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird mit FMCW, bei über einem Schwellwert von beispielsweise 8 km/h liegenden Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit DRE gearbeitet.

Das bekannte Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens ist sehr aufwendig und kann nur im Zusammenhang mit überdimensio­ nalen Fahrzeugen, wie beispielsweise Bussen, eingesetzt werden. Bei klei­ neren Fahrzeugen, wie beispielsweise PKWs, ist das Verfahren aufgrund der hohen Kosten und des insgesamt bestehenden Aufwands praktisch nicht einsetzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, das mit geringem Aufwand eine Bestimmung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt und damit eine Kollisionserkennung zwischen Fahrzeug und Objekt ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Kennzeichenmerkmale des Pa­ tentanspruchs 1.

Es werden nur noch die beiden DRE verwendet. Im Gegensatz zu Radarein­ richtungen in Form von FMCW wird dabei keinerlei direkte Ortsbestimmung des Objekts vorgenommen. Lediglich aus dem Verlauf der Relativgeschwin­ digkeiten des Objekts bezüglich der beiden DRE läßt sich mit Hilfe einer geeigneten Analyseeinrichtung die Bewegungsbahn des Objekts und damit die Kollisionswahrscheinlichkeit erkennen. Damit wird die scheinbare Schwäche einer DRE, nur eine Aussage über die Relativgeschwindigkeit, nicht hingegen über den Ort bzw. Abstand zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug zu liefern, überwunden. Für jede Bewegungsbahn und Geschwin­ digkeit des Objekts sind die von den beiden DRE gelieferten Ausgangs­ signale ein eindeutiger Hinweis auf die Kollisionsgefahr, die von dem Objekt ausgeht. Selbstverständlich wird bei der Analyse der Bewegungsbahn des Objekts aufgrund seiner Relativgeschwindigkeiten bezüglich der beiden DRE die Eigengeschwindigkeit und Bewegungsbahn des Fahrzeugs selbst berücksichtigt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es zwar nicht möglich, bei einer einmaligen Aufnahme der Relativgeschwindigkeiten des Objekts bezüglich der beiden DRE eine Aussage über die Bewegungsbahn des Objekts und seine Geschwindigkeit zu gewinnen. Betrachtet man jedoch die Ausgangs­ signale der DRE zu mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, so läßt sich daraus mit ausreichender Genauigkeit die Bewegungsbahn des Objekts bestimmen.

Die Arbeitsweise der beiden DRE kann unabhängig voneinander sein. Der mit der Analyse der eingehenden, von einem Objekt reflektierten Radar­ signale läßt sich jedoch verringern, wenn die beiden DRE synchronisiert werden.

In diesem Fall ist es auch vorteilhaft, wenn die Frequenzen der DRE vonein­ ander verschieden sind. Auf diese Weise lassen sich Überlagerungseffekte vermeiden. Der Frequenzabstand der beiden DRE ist dabei so bemessen, daß er größer als die durch Objekte mit maximaler Relativgeschwindigkeit vorgenommene Frequenzverschiebung eines DRE-Signals ist.

Der Berechnungsaufwand läßt sich weiter dadurch verringern, daß die Be­ wegung eines Objekts als geradlinig mit gleichbleibender Geschwindigkeit angenommen wird. Für den häufig interessierenden Nahbereich in der Um­ gebung des Fahrzeugs ist diese Näherung ausreichend für realistische Er­ gebnisse.

Der Analysieraufwand läßt sich weiter dadurch verringern, daß die auftre­ tenden Relativgeschwindigkeitsverläufe mit vorgegebenen Verläufen vergli­ chen werden. Die vorgegebenen Verläufe sind in einem zugehörigen Spei­ cher enthalten und vermitteln ein gutes und schnell zu gewinnendes Bild über den Bewegungsverlauf eines Objekts in Bezug auf das Fahrzeug.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert.

Die einzige Figur zeigt im Prinzip die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens.

An einem Fahrzeug befinden sich beispielsweise zwei Doppler-Radar-Ein­ richtungen zur Kollisionserkennung eines Objekts, das sich im Überlage­ rungsbereich der beiden DRE befindet und sich auf das Fahrzeug zu be­ wegt. Die beiden DRE sind beispielsweise auf der linken Fahrzeugseite im vorderen und hinteren Eckbereich angeordnet und ermöglichen die Erken­ nung eines Seitencrashs. Entsprechend können an den beiden Frontecken zwei DRE zur Erkennung eines Frontalcrashs usw. angeordnet sein. Die beiden DRE1 und DRE2 senden in einem Winkelbereich Radarwellen kontinuierlich aus, die durch ein Objekt O empfangen und zu den DRE zurückgestreut werden. Die mit den DRE1 bzw. DRE2 aufgenommenen Reflexsignale sind entsprechend der Relativgeschwindigkeit zwischen Objekt und DRE1 bzw. DRE2 frequenzverschoben.

Befindet sich das Objekt O zum Zeitpunkt t₁ an der eingezeichneten Stelle 1 und zum Zeitpunkt t₂ an der Stelle 2, d. h. besitzt es die eingezeichnete Be­ wegungsbahn B bezüglich des Fahrzeugs, so ergeben sich bei angenom­ men gleichbleibender Geschwindigkeit des Objekts O und geradliniger Be­ wegungsbahn die eingezeichneten Geschwindigkeitskomponenten aus Re­ lativgeschwindigkeit zu den beiden Zeitpunkten t₁ und t₂. bezüglich des Fahrzeugs.

Zwar läßt sich aus den zu einem einzigen Zeitpunkt gewonnenen beiden Relativgeschwindigkeiten bezüglich der DRE1 und der DRE2 keine Aussage über den Ort des Objekts gewinnen. Aus dem zeitlichen Verlauf, d. h. den Relativgeschwindigkeiten zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t₁, t₂ usw. läßt sich eine eindeutige Aussage über die Kollisionsgefahr herleiten. Be­ trachtet man das Beispiel so ist deutlich zu erkennen, daß die Geschwindig­ keitskomponente bezüglich der DRE1 mit zunehmender Annäherung des Objekts an das Fahrzeug kleiner und nach Unterschreiten eines Minimums wieder größer wird. Für die DRE2 hingegen ergibt sich ein in etwa gleich­ bleibender Wert der Relativgeschwindigkeit des Objekts. Unter Zugrundele­ gung gespeicherter Verläufe der Relativgeschwindigkeiten eines Objekts mit verschiedener Bewegungsbahn und verschiedener Geschwindigkeit läßt sich damit eine eindeutige und schnelle Aussage über die Bewegungsbahn und die Kollisionswahrscheinlichkeit des Objekts bezüglich des Fahrzeugs gewinnen.

Nicht berücksichtigt ist in der Zeichnung die Eigenbewegung des Fahrzeugs, die selbstverständlich ebenfalls berücksichtigt wird und bei der Analyse der Relativgeschwindigkeitsverläufe der beiden DRE zugrundegelegt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Kollisionserkennung von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch die Verwendung zweier Doppler-Radar-Einrichtungen (i.f. DRE genannt), die (DRE1 und DRE2) räumlich getrennt an einem Fahrzeug angeordnet sind und aus deren Ausgangssignalen zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die Relativgeschwindigkeiten eines Objekts bezüglich der DRE und aus dem Verlauf der Relativgeschwindigkeiten die Bewegungsbahn des Objekts bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DRE synchronisiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die DRE mit unterschiedlichen Fre­ quenzen arbeiten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Objekts als gerad­ linig mit gleichbleibender Geschwindigkeit angenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die längs vorgegebenen Bewegungs­ bahnen vorliegenden Relativgeschwindigkeitsverläufe zum Vergleich herangezogen werden.