DE19754220B4 - Method and device for detecting an impending or potential collision - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erkennung einer bevorstehenden oder möglichen Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem Objekt,
– wobei mittels einer Vorrichtung (400), die sich in oder an dem Kraftfahrzeug befindet, eine frequenzmodulierte Welle abgestrahlt wird,
– wobei eine von dem Objekt reflektierte Welle empfangen wird,
– wobei die empfangene, reflektierte Welle mit einem Anteil der momentan abgestrahlten Welle gemischt wird, wobei mindestens ein Mischsignal entsteht, dessen Frequenz ein Maß wenigstens für die Entfernung des Objekts von dem Kraftfahrzeug ist,
– wobei das genannte Mischsignal zur weiteren Verarbeitung über mindestens ein Filter (405, 406) herausgefiltert wird und
– wobei das genannte Filter (405, 406) einen derartigen Frequenzgang (10, 11) aufweist, daß die Amplitude des gefilterten Mischsignals (131–136) bei einer Veränderung der Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt auswertbar unterschiedliche Werte annimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein aktueller zeitlicher Verlauf von Amplitudenwerten des gefilterten Mischsignals (81, 82), der sich...Method for detecting an imminent or possible collision of a motor vehicle with an object,
Wherein a frequency-modulated wave is radiated by means of a device (400) located in or on the motor vehicle,
Whereby a wave reflected by the object is received,
- Wherein the received reflected wave is mixed with a portion of the currently radiated wave, whereby at least one mixing signal is produced, the frequency of which is a measure at least for the distance of the object from the motor vehicle,
- Wherein said mixing signal for further processing via at least one filter (405, 406) is filtered out and
- said filter (405, 406) having a frequency response (10, 11) such that the amplitude of the filtered composite signal (131-136) evaluably takes on different values as the distance between the motor vehicle and the object changes;
characterized in that a current time course of amplitude values of the filtered mixed signal (81, 82), the ...
Description
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer möglichen oder bevorstehenden Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem Objekt gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The present application relates to a method and a device to detect a possible or imminent collision of a motor vehicle with an object according to the generic term of the main claim.
Stand der TechnikState of the art
Aus einer Veröffentlichung des Fraunhofer Instituts für Chemische Technologie, erschienen unter dem Titel „Airbag 2000” anläßlich des 3. Internationalen Symposiums über hochentwickelte Kraftfahrzeuginsassen Sicherheitssysteme vom 26. bis 27. November 1996 in Karlsruhe, Deutschland, ist ein Verfahren für einen Precrash-Sensor bekannt. Dabei wird ein FMCW-Radar verwendet. Das System vergleicht die Amplitude zweier Harmonischer, die durch Bandpaßfilter ausgewählt werden. Bevorstehende Kollisionen können in einer Entfernung von ca. 1,5 m im voraus entdeckt werden. Nach einer Messung der relativen Aufprallgeschwindigkeit unter Verwendung von mehrfachen Dopplerzyklen wird in einer Entfernung von 0,5 m die Zeit bis zum Aufprall berechnet. Die Objektgröße kann in Verbindung gebracht werden mit dem Unterschied der Amplituden der Harmonischen und der Verteilung der relativen Geschwindigkeiten. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, eine bevorstehende Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem Objekt frühzeitig zu erkennen. Im Zusammenhang mit einer intelligenteren Auslösung von Sicherheitssystemen ist es jedoch häufig wünschenswert, zusätzliche Informationen, insbesondere über einen sogenannten Offset, das heißt einen seitlichen Versatz zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt zu erhalten. Die Bedeutung dieser Information spiegelt sich darin wieder, daß in der Automobilindustrie zunehmend mehr das Crashverhalten von Kraftfahrzeugen bei sogenannten Offsetcrashs zum Maßstab genommen wird.Out a publication of the Fraunhofer Institute for Chemical technology, published under the title "Airbag 2000 "on the occasion of 3rd International Symposium on sophisticated vehicle occupants safety systems from 26. to 27. November 1996 in Karlsruhe, Germany, is a procedure for one Precrash sensor known. An FMCW radar is used. The System compares the amplitude of two harmonics, through bandpass filters selected become. Upcoming collisions may occur at a distance of 1.5 m in advance to be discovered. After a measurement of relative Impact velocity using multiple Doppler cycles the time to impact is calculated at a distance of 0.5 m. The Object size can be associated with the difference in amplitudes the harmonic and the distribution of relative velocities. With the help of this procedure, it is possible an imminent collision of a motor vehicle with an object to recognize early. In connection with a smarter trigger Of security systems, however, it is often desirable to have additional Information, especially about one so-called offset, that is a lateral offset between the motor vehicle and the object to receive. The importance of this information is reflected in it, that in the automotive industry increasingly more the crash behavior of motor vehicles is taken as a benchmark in so-called offset crashes.
In
der
Beide Vorrichtungen gemäß dem zuvor genannten Stand der Technik sind geeignet, eine Entscheidung zu treffen, ob eine Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis bevorsteht. Keine der beiden Vorrichtungen ist jedoch in der Lage, einen seitlichen Versatz zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt zu bestimmen.Both Devices according to the above The cited prior art are suitable for making a decision meet if a collision of a vehicle with an obstacle is imminent. However, neither device is capable of lateral movement Offset between the motor vehicle and the object to determine.
Die
Aufgabe, Lösung und Vorteile der ErfindungTask, solution and advantages of the invention
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine darauf basierende Vorrichtung anzugeben, mit dessen bzw. deren Hilfe detailliertere Informationen über eine bevorstehende Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem Objekt gewonnen werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.aim It is the object of the present invention to provide a method and a method therefor specify based device, with its or their help more detailed information about a imminent collision of a motor vehicle with an object won can be. This object is achieved by a method having the features of the claim 1 and solved by a device having the features of claim 6. preferred Trainings are in the dependent claims specified.
Erfindungsgemäß wird ein aktueller zeitlicher Verlauf von Amplitudenwerten eines gefilterten Mischsignals, der sich aufgrund einer Veränderung der Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt ergibt, mit abgespeicherten zeitlichen Verläufen von Amplitudenwerten von gefilterten Mischsignalen verglichen und anhand dieses Vergleichs ein seitlicher Versatz zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt.According to the invention is a current time profile of amplitude values of a filtered mixed signal, due to a change in the Distance between the motor vehicle and the object results, with stored temporal courses of amplitude values of filtered mixed signals compared and Based on this comparison, a lateral offset between the motor vehicle and the object.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß erste Mittel vorhanden sind, mit denen zeitliche Verläufe von Amplitudenwerten von gefilterten Mischsignalen speicherbar sind und daß zweite Mittel vorhanden sind, mit denen die gespeicherten Verläufe und wenigstens ein auf einem aktuellen Mischsignal beruhender Verlauf von Amplitudenwerten miteinander vergleichbar sind. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den untergeordneten Ansprüchen.A inventive device is characterized in that first Means are available with which temporal courses of amplitude values of filtered mixed signals are storable and that second Means are present with which the stored courses and at least one course based on a current mixed signal of amplitude values are comparable with each other. Preferred embodiments The invention results from the subordinate claims.
Vorteil der Erfindung ist, daß entsprechend der Aufgabenstellungen detailliertere Informationen über eine bevorstehende Kollision gewonnen werden können. Dabei ist auf grund des erfindungsgemäßen Verfahrens die benötigte Rechenzeit beziehungsweise der benötigte Rechenaufwand insbesondere gegenüber einer Auswertung von Radarsignalen mittels einer Fast Fourier Transformation sehr klein. Dies ermöglicht zur Signalauswertung die vorteilhafte Verwendung eines vergleichsweise einfachen Mikrocontrollers anstelle eines wesentlich komplexeren und damit teuren digitalen Signalprozessors. Darüber hinaus ist das Verfahren aufgrund seiner kurzen Rechenzeit besonders geeignet zur gezielten Auslösung eines Seitenairbags.Advantage of the invention is that more detailed information about an imminent collision can be obtained according to the tasks. In this case, due to the method according to the invention, the required computing time or the required computational effort is very small, in particular in comparison to an evaluation of radar signals by means of a fast Fourier transformation. This allows for signal evaluation, the advantageous Ver Use of a comparatively simple microcontroller instead of a much more complex and therefore expensive digital signal processor. In addition, the method is particularly suitable for the targeted triggering of a side airbag due to its short computation time.
Die Erfindung ist nicht allein auf eine Precrash-Erkennung im Zusammenhang mit einer Auslösung von Sicherheitssystemen beschränkt. Sie kann ebenso beispielsweise im Rahmen einer Einparkhilfe Anwendung finden, bei der im Vordergrund steht, eine bevorstehende Kollision mit einem Objekt zu vermeiden. Je nach der zu überwachenden Entfernung und der geforderten Meßauflösung sind die verwendeten Meßfrequenzen und Filter- und Modulationsbandbreiten dann geeignet zu wählen. Gegebenenfalls kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch kombiniert für beide Verwendungen eingesetzt werden.The Invention is not related solely to a precrash detection with a trip limited by security systems. It can also be used, for example, as part of a parking aid application which focuses on an imminent collision to avoid with an object. Depending on the distance to be monitored and the required Meßauflösung are the measuring frequencies used and filter and Modulation bandwidths then suitable to choose. Optionally, a inventive device also combined for both uses are used.
Aus einer genaueren Betrachtung des Amplitudenverlaufs, einzelner Amplitudenwerte oder der Standardabweichung der erhaltenen Amplitudenwerte kann darüber hinaus eine Schätzung der Größe, der Struktur und/oder des Materials des Objektes, mit dem eine Kollision bevorsteht, erfolgen. Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren nicht isoliert, sondern in Kombination mit bekannten Verfahren zur Detektion einer Kollision, beispielsweise in Kombination mit bekannten Beschleunigungssensoren, verwendet.Out a closer look at the amplitude curve, individual amplitude values or the standard deviation of the obtained amplitude values about that an estimate the size, the Structure and / or the material of the object with which a collision imminent, done. Advantageously, the device according to the invention or the inventive method not isolated, but in combination with known methods for Detection of a collision, for example in combination with known Acceleration sensors, used.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigenfollowing Be exemplary embodiments of Invention explained with reference to a drawing. Show it
Für die nachfolgende
Darstellung von Ausführungsbeispielen
wird das Grundprinzip eines FMCW-Radarsystems als bekannt vorausgesetzt.
Dieses ist beispielsweise in der
In
Das
erfindungsgemäße Verfahren
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
beruht nun auf dem Prinzip, daß zur
Auswertung reflektierter Radarsignale mindestens ein, vorzugsweise
sogar zwei parallel zueinander angeordnete Filter mit Frequenzgängen
Das
Ausgangssignal des Mischers
Grundsätzlich würde für die Auswertung ein Vergleich eines der aktuellen Amplitudenverläufe P1(t) oder P2(t) mit den gespeicherten Amplitudenverläufen genügen. Es ist jedoch aufgrund der Redundanz und der geforderten hohen Zuverlässigkeit der Erkennung vorteilhaft, beide Verläufe für die Bestimmung des Offsets y heranzuziehen.In principle, a comparison of one of the current amplitude profiles P 1 (t) or P 2 (t) with the stored amplitude profiles would suffice for the evaluation. However, due to the redundancy and the required high reliability of the recognition, it is advantageous to use both curves for the determination of the offset y.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
des Verfahrens wird in Schritt
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