DE19932094A1 - Multisensorielle, vorausschauende Straßenzustandserkennung - Google Patents
Multisensorielle, vorausschauende StraßenzustandserkennungInfo
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Abstract
Ein Millimeterwellen-Radar und mindestens ein Infrarot-Laser-Radar werden kombiniert, um vorausschauend, in Fahrtrichtung eines Fahrzeuges, den Zustand der Fahrbahn zu erkennen. Dabei werden die Echosignale der Radarsensoren miteinander kombiniert und eine Einordnung des Fahrbahnzustandes in vorgegebene Zustandskategorien abgeleitet. Durch Hinzunahme zusätzlicher Klassen ist eine automatische Funktionskontrolle einzelner Sensoren der Vorrichtung realisierbar. Zudem läßt sich durch geeignete Auswertung der Nickwinkel des Fahrzeuges bezüglich der Fahrbahn bestimmen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Straßenzustandserkennung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8.
Der Zustand der Fahrbahnoberfläche kann das Fahrverhalten eines Fahrzeuges auf der
Straße maßgeblich beeinflussen und stellt somit einen wesentlichen Aspekt der
Sicherheit im Straßenverkehr dar. Die automatisierte Erkennung des Zustands der
Fahrbahnoberfläche im Sinne einer Klassifizierung des Fahrbahnzustands z. B. trocken,
feucht, Wasserlachen, Reif, Schnee, Eis und dergleichen kann als Information für den
Fahrer und/oder eine automatische Fahrzeugsteuerung von erheblicher Bedeutung sein.
Eine zur Straßenzustandserkennung geeignete Radaranordnung ist beispielsweise aus
der Schrift DE 42 00 299 A1 bekannt. Bei dieser Anordnung wird durch
polarisationsselektives, inkohärentes Senden und Empfangen die sogenannte Müller-
Matrix bestimmt und zur Klassifizierung des Straßenzustands ausgewertet.
Ein ähnliches Verfahren nennt die Schrift DE 197 15 999 A1, welche jedoch ein
kohärentes Meßprinzip einsetzt. Die Vorrichtung leuchtet einen Fahrbahnausschnitt
zwischen 10 m und 100 m in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug aus und ordnet den
Straßenzustand anhand der zurückgestreuten elektromagnetischen Wellen vorgegebenen
Straßenzustandskategorien zu. Die relativ geringe Einbauhöhe des Radarsensors im
Kraftfahrzeug und die große Entfernung, in welcher der Straßenzustand erkannt werden
soll, resultiert in einem sehr flachen Einstrahlwinkel des Sendepulses. Dies hat zur
Folge, daß ein beträchtlicher Teil der von der Straßenoberfläche reflektierten
Sendeenergie in Fahrtrichtung, entgegen der Empfangsrichtung des Systems, gespiegelt
wird. Aufgrund der geringen Signalenergie am Empfänger ist es schwierig, eine fein
differenzierende Straßenzustandserkennung zu betreiben. Zudem ist es auf Grund
ähnlicher Materialkonstanten für ein System, das rein auf Millimeterwellen Messungen
basiert, schwierig zwischen trockener und vereister Straße zu differenzieren. Genügend
Differenzierungspotential ist nur durch eine kostspielige, voll-polarimetrische Messung
des Reflexionsverhaltens der Straßenoberfläche zu erzielen.
Neben den vorgenannten Möglichkeiten der Erkennung von Straßenzuständen mit Hilfe
eines Millimeterwellen-Radars ist es auch möglich, auf Grund von Infrarot-
Absorptionsmessungen den Straßenzustand zu ermitteln. Vorrichtungen und Verfahren
hierzu sind aus den Anmeldungen WO 91 14 170 und WO 96 26 430 bekannt. Die
Erkennungssysteme nutzen bei ihren Messungen das Vorhandensein von signifikanten
Maxima innerhalb des Absorptionsspektrums von Wasserstoff im Infrarotbereich aus.
Da sich jedoch die Maxima dieser Absorptionsspektren für Wasser und Eis nur
geringfügig unterscheiden, ist es für ein System das rein auf Infrarot-Messungen basiert,
schwierig zwischen nasser und vereister Straße zu unterscheiden.
Die aus den Schriften DE 40 40 842 A1 und DE 197 18 632 A1 bekannten
Vorrichtungen und Verfahren machen sich die jeweiligen Stärken vorgenannter
Millimeterwellen- und Infrarot-Meßsysteme zu eigen, indem sie Messungen aus dem
Millimeterwellenbereich und dem Infrarotbereich kombinieren. Durch diese
Kombination der mehrdeutigen naß-trocken/Eis-Unterscheidung (Millimeterwelle) und
der trocken-naß/Eis-Unterscheidung (Infrarot) kann das System eindeutig auf den
vorhandenen Straßenzustand entscheiden. Der Nachteil liegt neben dem erhöhten
Verarbeitungsaufwand vor allem aus den beträchtlichen Produktionskosten, welche aus
der Notwendigkeit der Integration von in unterschiedlichen Frequenzbereichen
arbeitenden Sensoren herrührt. Da die bekannten Systeme als Sender leistungsschwache
Infrarot-Dioden verwenden, stellt sich auch hier das Problem, daß beim Einsatz für eine
vorausschauende Straßenzustandserkennung nur geringe Anteile der von der
Straßenoberfläche reflektierten Energie zu den Empfängern gelangen und von dort einer
Auswertung zugeführt werden können. Eine Ausweichen auf einen breitbandigen,
intensiven Beleuchter (z. B. Halogenlampe) in Bereiche vor dem Fahrzeug ist aus
Gründen der Verkehrssicherheit ausgeschlossen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben,
welches es erlaubt auf kostengünstige Weise den Straßenzustand vorausschauend in ca.
2 m bis 200 m vor dem Fahrzeug zu erkennen.
Die Lösung der Aufgabe besteht in der Kombination einer schmalbündelnden
Millimeterwellen-Radars MW mit einem Infrarot-Laser-Radar IR sowie einer daran
gekoppelten Signalveratbeitung. Dabei leuchtet die Vorrichtung einen
Fahrbahnausschnitt innerhalb eines Entfernungsbereichs zwischen 2 m und 200 m in
Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug aus. Die Empfangseinrichtungen nehmen die
Echosignale aus dem ausgeleuchteten Fahrbahnabschnitt auf und eine Auswerteeinheit
leitet daraus eine Einordnung des Fahrbahnzustands dieses Fahrbahnabschnittes in
vorgegebene Straßenzustandskategorien ab. Dabei weist das Millimeterwellen-
Radar MW ein in horizontaler oder vertikaler Richtung eng gebündeltes
Antennendiagramm auf. Die Millimeterwellen-Radar MW und das Infrarot-Laser-Radar
IR werden auf den gleichen Fahrbahnabschnitt ausgerichtet und mit einer gemeinsamen
Auswerteeinheit verbunden. Durch die starke Strahlbündelung des von JR
ausgesendeten Signals, leuchtet dieses einen wesentlich kleineren Bereich der
Straßenoberfläche als das MW aus. Bei der Ausrichtung der Sensoren ist es vorteilhaft,
wenn IR1 auf die Mitte des vom MW ausgeleuchteten Fahrbahnbereich ausgerichtet ist,
da aus diesem Bereich der im Bezug auf des MW der verhältnismäßig größte Anteil an
rückgestreuter Energie stammt.
In vorteilhafter Weise, sendet und empfängt das Millimeterwellen-Radar MW vertikal
polarisierte Wellen. Es ist jedoch auch denkbar jede andere Polarisationsausrichtung für
das MW zu wählen, wobei aus Gründen der einfacher Realisierung lineare
Polarisationen, wie z. B. horizontale Polarisation, bevorzugt eingesetzt werden.
Das IR arbeitet vorzüglich bei einer Frequenz, bei welcher das Absorptionsspektrum
von Wasserstoff im Infrarotbereich ein Maximum aufweist (Absoptionskanal).
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung, wird ein zusätzliches Infrarot-
Laser-Radar IR2 integriert, welches bei einer Frequenz arbeitet die bezüglich der
Auswirkungen des Absorptionsspektrum von Wasserstoff im Infrarotbereich nicht
signifikant beeinflußt wird.
Um einen Korrelation zwischen den beiden Infrarot-Laser-Radaren IR und IR2 zu
erleichtern, ist es von Vorteil beide Radare auf den selben Punkt auszurichten. Ist dies
zum Beispiel nur durch erhöhten mechanischen Aufwand zu realisieren, ist es auch
denkbar, die IR und IR2 so auszurichten, das sie mit zeitlichem Versatz die selbe Stelle
der Straße ausleuchten und die entsprechenden Signale in der Auswerteeinheit, in
Kenntnis der Vorrichtungsgeometrie und Fahrdynamik, miteinander kombiniert werden.
Aus der Kenntnis der Vorrichtungsgeometrie und Fahrdynamik (z. B. Geschwindigkeit,
Beschleunigung, Nick- und Kippwinkel des Fahrzeugs) läßt sich auf einfache Weise der
Zeitversatz bestimmen mit welchem die IR und IR2 den selben Bereich der Straße
ausleuchten. Es ist jedoch, bezüglich der Vereinfachung der Datenauswertung und der
Zuverlässigkeit der Klassifikation, von Vorteil, daß wenigstens eines der Infrarot-Laser-
Radare auf die Mitte des vom Millimeterwellen-Radar ausgeleuchteten
Fahrbahnbereichs ausgerichtet ist.
In einer denkbaren Ausführungsform wird als Millimeterwellen-Radar MW zur
Straßenzustandserkennung ein bereits im Fahrzeug vorhandenes Millimeterwellen-
Radar verwendet, so zum Beispiel ein Hinderniswarnradar oder ein
Abstandsregeltempomat (Distronic).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Straßenzustandserkennung kombiniert die Signale
des Millimeterwellen-Radars MW und mindestens eines Infrarot-Laser-Radars und sie
einem in der den Radaren gemeinsam zugeordneten Auswerteeinheit integrierten
Klassifikator zu. Die Aufgabe dieses Klassifikators ist es im wesentlichen den
Fahrbahnzustand zu klassifizieren.
Um Fluktuationen des Empfangssignals von des Infrarot-Laser-Radars IR1 (sendet
vorzüglich bei einer Frequenz, bei welcher das Absorptionsspektrum von Wasserstoff
im Infrarotbereich ein Maximum aufweist) auszugleichen, welche u. a. auf
Umwelteinfüsse (z. B.: starke Sonneneinstrahlung) und unterschiedliche Straßenbeläge
zurückzuführen sind, ist es von Vorteil das Empfangssignal eines zweiten Infrarot-
Laser-Radars IR2 auszuwerten, dessen ausgesendetes Signal nicht signifikant vom
Absorptionsspektrum von Wasserstoff im Infrarotbereich beeinflußt wird. Bei der
gemeinsamen Auswertung der Signale von IR1 und IR2 wird davon ausgegangen, daß
die Signale von IR1 und IR2 von der Rahmenbedingungen der Messung, mit
Ausnahme des Straßenzustandes, auf gleiche Weise beeinflußt werden.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bedient sich
der in der zentralen Auswerteeinheit integrierte Klassifikator herkömmlicher, aus der
Mustererkennung bekannter Klassifikationsalgorithmen (z. B.: Neuronale Netze,
Polynomklassifikatoren). Andererseits ist es auch möglich eine Tabelle von zu
klassifizierenden Straßenzuständen innerhalb der Auswerteeinheit anzulegen, auf deren
Einträge nach Auswertung der von den Radarsensoren empfangenen Signalen, unter
Verwendung eines Regelwerkes verwiesen wird. Der entsprechende Eintrag wird
sodann als Klassifikationsergebnis gewertet. Nachfolgend werden die Grundzüge dieses
Regelwerkes aufgeführt:
- - Die Abnahme der Intensität des Empfangssignals am Millimeterwellensensors MW als ein Indiz für die Zuname der Oberflächenfeuchtigkeit im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich. Entsprechend wird das Abhandenkommen eines meßbaren Signals am Millimeterwellenempfänger als ein Indiz für das Vorhandensein einer geschlossenen Wasserschicht im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich gedeutet.
- - Die Zunahme der Signale des Infrarotsensors IR, beziehungsweise des Verhältnisses der Signale von IR zu IR2, sind ein Indiz für eine Abtrocknung oder Enteisung der Fahrbahn. Eine geschlossene Wasserschicht oder Eisschicht im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich wird - durch das Abhandenkommen eines meßbaren Signals im Infrarotempfänger signalisiert.
- - Das Verfahren geht von einer trockenen Fahrbahn für den Fall aus, daß die Signale am Millimeterwellensensors MW und des Infrarotsensors IR, beziehungsweise des Verhältnisses der Signale von IR zu IR2, hoch sind.
In vorteilhafter Weise werden die Meßwerte der einzelnen Radarsensoren vor der
Klassifikation zeitlich gemittelt.
Werden die Millimeterwellen- und Infrarot-Sensoren für das Verfahren und die
Vorrichtung verwendet, welche im Fahrzeug auch für andere Aufgaben eingesetzt
werden, so ist es vorteilhaft wenn die Sensoren im Zeitmultiplex-Betrieb zu
regelmäßigen Zeitpunkten die Fahrbahn ausleuchten. Dabei ist es jedoch
wünschenswert, daß beide Sensoren zum selben Zeitpunkt die Fahrbahn ausleuchten.
Durch die vorausschauende Fahrbahnüberwachung kann die erfindungsgemäße
Kombination der Sensoren eine frühzeitige Anpassung des Fahrverhaltens an den zu
erwartenden Fahrbahnzustand maßgeblich unterstützen und so die Sicherheit erhöhen.
Durch die Unterteilung in Entfernungsabschnitte kann ohne eine aufwendige vertikale
Winkelauflösung eine gute Differenzierung verschiedener nebeneinander vorliegender
Oberflächentypen, z. B. Eisplatten auf sonst trockener Fahrbahn oder einzelne
Wasserlachen erfolgen.
Um mittels der Klassifikation auch die ordnungsgemäße Funktion der Radarsensoren zu
überprüfen, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Menge der zu
klassifizierenden Fahrbahnzustände durch zusätzliche Klassen erweitert, welche das
Eigenrauschen der Radarsensoren beschreiben. Verweist die Klassifikation auf eine
solche Klasse, so kann davon ausgegangen werden, das der entsprechende Radarsensor
einen Defekt aufweist. In ähnlich vorteilhafter Weise ist es auch möglich, den
Klassifikator dahingehend mit zusätzlichen Klassen auszubilden, daß er typische
Objekte aus dem Fahrzeugumfeld (z. B. vorausfahrende Fahrzeuge) erkennt. So kann der
Klassifikator für den Fall, daß solche Objekte einen Teil der von den Radaren
auszuleuchtenden Fahrbahn abdecken, andere Entfernungszellen auswerten.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die nicht
maßstäblichen Abbildungen in Fig. 1, die eine Fahrbahnüberwachung inSeitenansicht
und Draufsicht zeigt, noch eingehend veranschaulicht.
An einem einer Fahrbahnoberfläche in x-Richtung fahrenden Kraftfahrzeug K ist am
oberen Rand der Windschutzscheibe eine Sende-Empfangs-Antennenanordnung eines
Millimeterwellen-Radars MW angeordnet, deren übrige Komponenten der
Übersichtlichkeit halber nicht mit dargestellt, dem Fachmann aber geläufig sind. Die
Antennenanordnung Weise ein in Fahrtrichtung gerichtetes, in horizontaler und
vertikaler Richtung scharf gebündeltes Antennendiagramm auf, dessen Breite in
üblicher Weise durch die Halbwertsbreite definiert sei. Die Halbwertsbreite betrage
typischerweise 1-2 Grad in der Horizontalen (Winkel c) und 2-4 Grad in der Vertikalen
(Winkel b). Das Diagramm ist gegen die fahrbahnparallele Ebene H um einen Winkel a
zur Fahrbahn hin geneigt, der bestimmt ist durch die Höhe der Antennenanordnung über
der Fahrbahn und die gewünschte Entfernung des Fahrbahnausleuchtungsausschnitts P
in Fahrtrichtung.
Das Antennendiagramm des Millimeterwellen-Radars MW leuchtet innerhalb seiner
Halbwertsbreite im Abstand L vom Fahrzeug einen Fahrbahnausschnitt P der Länge Px
in Fahrtrichtung und der Breite Py quer zur Fahrtrichtung (y-Richtung) aus. Beim
Empfang der Echosignale in der Radaranordnung werden diese in an sich bekannter
Weise nach Entfernungsabschnitten dr selektiert, bei einem Pulsradar z. B. mittels
Zeittoren. Die Zielentfernungsabschnitte der entsprechen Abschnitten der Länge dx im
ausgeleuchteten Fahrbahnausschnitt P. Vorzugsweise ist die Polarisation des
Millimeterwellen-Radars MW vertikal ausgerichtet, da für diese Polarisation die
Rückstreuung der ausgestrahlten Energie in den Empfänger am größten ist.
Zusätzlich zu dem Millimeterwellen-Radar MW ist in einem der Scheinwerfer die
Sende-Empfangs-Anordnung des Infrarot-Laser-Radars IR1 angeordnet. Die Strahlen S
des Infrarot-Laser-Radars IR1 ist vorzugsweise in Fahrtrichtung auf die Mitte M des
vom Millimeterwellen-Radar MW ausgeleuchteten Straßenbereiches ausgerichtet.
Es ist selbstverständlich denkbar das Millimeterwellen-Radar MW und/oder das
Infrarot-Laser-Radar IR1 an einer anderen Stelle an der Front des Fahrzeuges K
anzuordnen. Auch ist es vorstellbar bereits im Fahrzeug vorhandene Millimeterwellen-
und Infrarot-Meßsysteme für den Zweck einer vorausschauenden
Straßenzustandserkennung mit zu benutzen, so zum Beispiel Systeme zur
Abstandsregelung und Sichtweitenbestimmung. Dabei könnten diese Systeme
möglicherweise im Zeit-Multiplex zwischen den ihnen zugeordneten Aufgaben
umgeschaltet werden. Durch Einsatz von geeigneten elektronischen Ansteuerungen und
Antennengeometrien bzw. Optiken, die es erlauben einen Teil der Meßstrahlen
zeitweise auf die Straße zu lenken, kann eine mechanische Strahlschwenkung
vermieden werden.
Für den Fall, daß die Radare nicht zum selben Zeitpunkt nicht die gleiche Stelle der
Fahrbahnoberfläche ausleuchten, werden die Echosignale in der Auswerteeinheit unter
Kenntnis der Vorrichtungsgeometrie und der Fahrdynamik (u. a. Geschwindigkeit,
Beschleunigung) nachträglich miteinander kombiniert.
Über die Auswertung der Intensitäten der zurückgestreuten Signale im bezug auf die
einzelnen Entfernungsabschnitte dr können zusätzlich auch ein gewölbter
Fahrbahnverlauf und/oder Nickbewegungen des Fahrzeugs erkannt und berücksichtigt
werden. Hierzu ist es von Vorteil, die Intensitätswerte vor ihrer Verarbeitung bezüglich
der Distanz der zugehörigen Entfernungsabschnitte dr vom Fahrzeug F zu normieren.
Der Entfernungsabschnitt dr, welcher die höchste Intensität aufweist, wird dann als der
Entfernungsabschnitt dr gewertet der sich in der Mitte des vom Millimeterwellen-
Radar MW ausgeleuchteten Straßenbereich befindet. Aus der Signallaufzeit kann dann
nach bekannten Methoden die Entfernung zu diesem Mittenpunkt bestimmt werden.
Andererseits ist es auch möglich durch Bestimmung der Signallaufzeit beim Infrarot-
Laser-Radar IR1 die Entfernung zwischen dem Fahrzeug F und dem Meßpunkt M
direkt zu bestimmen. Aus der ermittelten Entfernung zwischen dem Fahrzeug F und
dem Meßpunkt M und den bekannten Winkelparametern unter welchem die
Radarsensoren IR1 und MW senden und empfangen kann der augenblickliche
Nickwinkel des Fahrzeugs F im Bezug auf die fahrbahnparallele Ebene H bestimmt
werden. Wenn der aktuelle Nickwinkel des Fahrzeuges bereits bekannt ist, so kann aus
der ermittelten Entfernung zwischen dem Fahrzeug F und dem Meßpunkt M und den
bekannten Winkelparametern unter welchem die Radarsensoren IR1 und MW senden
und empfangen die Wölbung des Straßenverlaufs bestimmt werden.
Claims (31)
1. Vorrichtung zur Fahrbahnzustandserkennung in einem Kraftfahrzeug, welche einen
Fahrbahnabschnitt innerhalb eines Entfernungsbereichs zwischen 2 m und 200 m in
Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug ausleuchtet und welche Empfangseinrichtungen
Echosignale aus dem ausgeleuchteten Fahrbahnausschnitt aufnimmt um daraus eine
Einordnung des Fahrbahnzustands im Fahrbahnabschnitt in vorgegebene
Zustandskategorien abzuleiten,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein Millimeterwellen-Radar MW welches ein in horizontaler und vertikaler Richtung eng gebündeltes Antennendiagramm aufweist mit einem Infrarot-Laser-Radar IR kombiniert wird,
- - daß das Millimeterwellen-Radar MW und das Infrarot-Laser-Radar IR auf den gleichen Fahrbahnabschnitt ausgerichtet sind,
- - daß das Millimeterwellen-Radar MW und das Infrarot-Laser-Radar IR mit einer gemeinsamen Auswerteeinheit verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Millimeterwellen-
Radar MW linear polarisierte Wellen sendet und empfängt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Millimeterwellen-
Radar MW vertikal polarisierte Wellen sendet und empfängt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Infrarot-Laser-Radar IR bei einer Frequenz arbeitet, bei welcher das
Absorptionsspektrum von Wasserstoff im Infrarotbereich ein Maximum aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein
zusätzliches Infrarot-Laser-Radar IR2 integriert ist, welches bei einer Frequenz arbeitet
die bezüglich der Auswirkungen des Absorptionsspektrum von Wasserstoff im
Infrarotbereich nicht signifikant beeinflußt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarot-Laser-
Radare IR und IR2 auf den selben Punkt ausgerichtet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Infrarot-Laser-Radare
IR und IR2 so ausgerichtet sind, daß sie mit zeitlichem Versatz die selbe Stelle der
Straße ausleuchten.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eines der Infrarot-Laser-Radare auf die Mitte des vom Millimeterwellen-
Radar ausgeleuchteten Fahrbahnbereich ausgerichtet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Millimeterwellen-Radar MW ein bereits im Fahrzeug vorhandenes Millimeterwellen-
Radar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eines der Infrarot-Laser-Radare IR1 und IR2 ein bereits im Fahrzeug
vorhandenes Infrarot-Laser-Radar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß in der
den Radaren gemeinsam zugeordneten Auswerteeinheit ein Klassifikator zur
Klassifikation der Fahrbahnzustände integriert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klassifikator
einem aus Mustererkennung allgemein bekannter Klassifikationsalgorithmus, wie ein
Neuronale Netz oder ein Polynomklassifikator ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klassifikator als
Tabelle realisiert ist, auf welche auf Grundlage eines Regelwerkes zugegriffen wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Funktionserkennung eines oder mehrerer der verwendeten Radare dadurch
herbeigeführt wird, daß der Klassifikator um weitere Klassen, zusätzlich zu den zu
klassifizierenden Fahrbahnzuständen, ergänzt wird, welche das Eigenrauschen der
einzelnen Radargeräte beschreiben, so daß bei der Klassifikation Gerätefehler erkannt
werden können.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Klassifikator um weitere Klassen, zusätzlich zu den zu klassifizierenden
Fahrbahnzuständen, ergänzt wird, welche mögliche im Fahrzeugumfeld befindliche
Objekte beschreiben, so daß bei der Klassifikation erkannt werden kann, daß das
empfangene Signal von einem anderen Objekt als der Fahrbahnoberfläche stammt.
16. Verfahren zur Straßenzustandserkennung in einem Kraftfahrzeug, bei welchem eine
Fahrbahnabschnitt mittels eines Millimeterwellen-Radars und mindestens eines Infrarot-
Laser-Radars innerhalb eines Entfernungsbereichs zwischen 2 m und 200 m in
Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug ausgeleuchtet wird und bei welchem
Empfangseinrichtungen Echosignale aus dem ausgeleuchteten Fahrbahnausschnitt
aufnehmen um daraus eine Einordnung des Fahrbahnzustands im Fahrbahnabschnitt in
vorgegebene Zustandskategorien abzuleiten,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einordnung des Fahrbahnzustands die Echosignale der Radare einer
Klassifikation zur Klassifizierung des Fahrbahnzustandes zugeführt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Klassifikation
der Fahrbahnzustände herkömmlicher, aus der Mustererkennung allgemein bekannter
Klassifikationsalgorithmen, wie Neuronale Netze oder Polynomklassifikatoren bedient.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Klassifikation
der Fahrbahnzustände einer Tabelle von zu klassifizierenden Fahrbahnzuständen
bedient, welche innerhalb der Auswerteeinheit angelegt ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Einträge der
Tabelle mit den zu klassifizierenden Fahrbahnzuständen, nach der Auswertung der von
den Radarsensoren empfangenen Signalen und unter Verwendung eines Regelwerkes,
verwiesen wird, und daß der entsprechende Eintrag sodann als Klassifikationsergebnis
gewertet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen
verwendeten des Regelwerkes
- - die Abnahme der Intensität der Signale des Millimeterwellensensors als ein Indiz für die Zunahme der Oberflächenfeuchtigkeit im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich gedeutet wird,
- - das Abhandenkommen eines meßbaren Signals am Millimeterwellenempfänger als ein Indiz für das Vorhandenseins einer geschlossenen Wasserschicht im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich gedeutet wird,
- - die Zunahme der Intensität der Signale des Infrarotsensors als ein Indiz für eine Abtrocknung oder Enteisung im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich gedeutet wird,
- - das Abhandenkommen eines meßbaren Signals am Infrarotempfänger als ein Indiz für das Vorhandenseins einer geschlossenen Wasserschicht oder Eisschicht im ausgeleuchteten Fahrbahnbereich gedeutet wird,
- - bei hohen Signalen von Millimeterwellensensor und Infrarotsensor auf eine trockene geschlossen wird,
- - bei Ausbleiben eines Signals am Millimeterwellenempfänger und bei geringer Intensität am Infrarotempfänger geschlossen wird auf eine geschlossene Wasserfläche geschlossen wird,
- - das gleichzeitige Abnehmen der Signale am Millimeterwellen- und Infrarotempfänger auftretender Fahrbahnnässe entspricht.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Funktionserkennung eines oder mehrerer der verwendeten Radare dadurch
herbeigeführt wird, daß bei der Klassifikation zur Gruppe der zu identifizierenden
Klassen als weitere Klassen das Eigenrauschen der einzelnen Radargeräte
aufgenommen wird, so daß bei der Klassifikation Gerätefehler erkannt werden können.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Klassifikation zur Gruppe der zu identifizierenden Klassen als weitere
Klassen andere Objekten als Fahrbahnoberflächen aufgenommen wird, so daß bei der
Klassifikation erkannt werden kann, daß das empfangene Signal von einem anderen
Objekt als der Fahrbahnoberfläche zurückgespiegelt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß falls erkannt wird, daß
das empfangene Signal von einem anderen Objekt als der Fahrbahnoberfläche
zurückgespiegelt wird, andere Entfernungszellen, innerhalb des auf der Fahrbahn von
den Radaren ausgeleuchteten Bereichs, ausgewertet werden.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßwerte der Radarsensoren vor der Auswertung zeitlich gemittelt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Millimeterwellen-
Radar zur Abstandsregelung in regelmäßigen Zeitpunkten im Zeit-Mulitplex-Betrieb die
Fahrbahn ausleuchtet.
26. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der
Infrarot-Laser-Radare zur Abstandsregelung zu regelmäßigen Zeitpunkten im Zeit-
Mulitplex-Betrieb die Fahrbahn ausleuchtet.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Millimeterwellen-Radar und das Infrarot-Laser-Radar zum selben Zeitpunkt die
Fahrbahn ausleuchten.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Entfernungsabschnitte der Millimeterwellen-Messung vor der
Verarbeitung im Bezug auf ihre Entfernung vom Fahrzeug normiert werden, und daß
anschließend der Entfernungsabschnitt der die höchste Intensität aufweist, als der
Entfernungsabschnitt gewertet wird, welcher sich in der Mitte des vom
Millimeterwellen-Radar ausgeleuchteten Straßenbereichs befindet.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß aus der Entfernung zu der Mitte des ausgeleuchteten Straßenbereichs und den
bekannten Winkelparametern unter welchem einer oder beide der Radarsensoren am
Fahrzeug senden und empfangen, der augenblickliche Nickwinkel des Fahrzeugs
bestimmt wird.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß wenn der aktuelle Nickwinkel des Fahrzeuges bekannt ist, aus der Entfernung zu
der Mitte des ausgeleuchteten Straßenbereichs und den bekannten Winkelparametern
unter welchem einer oder beide der Radarsensoren am Fahrzeug senden und empfangen,
die Wölbung des Straßenverlaufs bestimmt wird.
31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle, daß die Radare nicht auf die selbe Stelle der Fahrbahnoberfläche
ausgerichtet sind, die Echosignale in der Auswerteeinheit, in Kenntnis der
Vorrichtungsgeometrie und Fahrdynamik, miteinander kombiniert werden.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |