EP1606653A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen eines objekts im umfeld eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erfassen eines objekts im umfeld eines kraftfahrzeugs

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Publication number
EP1606653A1
EP1606653A1 EP04706618A EP04706618A EP1606653A1 EP 1606653 A1 EP1606653 A1 EP 1606653A1 EP 04706618 A EP04706618 A EP 04706618A EP 04706618 A EP04706618 A EP 04706618A EP 1606653 A1 EP1606653 A1 EP 1606653A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
angles
reflection signals
motor vehicle
angle
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04706618A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick Heinemann
Alexander Schanz
Andreas Spieker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1606653A1 publication Critical patent/EP1606653A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/4802—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting an object in the surroundings of a motor vehicle with a detection means scanning the surroundings in predetermined angular steps.
  • a device for recognizing objects while driving a motor vehicle with a scanning detection means, in particular a laser, is known, objects moving relative to the vehicle being classified with regard to object size, reflectance, speed and acceleration.
  • An associative identification of the object for example as a passenger car, as a truck, as a motorcycle, as a bicycle or as a pedestrian, is carried out from a sub-combination of these evaluation variables.
  • DE 195 03 960 AI describes an object detection device for vehicles with a laser for emitting light and a light receiving device for receiving the light reflected from an object (laser scanner).
  • the pulsed laser scans an environment with a predetermined number of steps, for example with a number of 100 steps, the distance and the speed of the object being determined in computing devices.
  • An obstacle identification device identifies the detected object on the basis of a distribution pattern of the received light intensity.
  • a disadvantage of the known radar devices is considered by the applicant that the resolution of the laser scanners used in the operating mode is in many cases not sufficient to be able to determine the extent of an object to be detected with certainty.
  • the invention is based on the object of specifying an improved method for detecting an object in the surroundings of a motor vehicle with a detection means which scans the surroundings in predetermined angular steps.
  • a device for performing the method is to be specified.
  • the first-mentioned object is achieved by a method for detecting an object in the vicinity of a motor vehicle with the features of patent claim 1.
  • the angle steps in the angular range between the adjacent angles ⁇ i-1 and ⁇ i + 1 are dependent on the signal propagation times ti-1, ti and ti + 1 of the reflection signals sensed at the angles ⁇ i-1, ⁇ i and ⁇ i + 1.
  • a detection means which scans the surroundings in predetermined angular steps ⁇ i + l- ⁇ i is used to detect the object in the surroundings of a motor vehicle. With many assistance and safety functions in the vehicle, it is essential to know the exact dimensions of the objects in the area.
  • the method ensures a very precise determination of the dimensions of an object, for example a road user, where by assigning them to classes such as pedestrians, two-wheelers, passenger cars and trucks, for example. Each of these classes is characterized by a specific acceleration behavior and movement patterns in road traffic.
  • the method enables a targeted and safe reaction to a current traffic situation.
  • the predefined threshold value for the absolute transit time difference is selected such that distinctive object features (for example lamps or a grille in a vehicle) lead to measurable transit time differences between adjacent reflection signals which are below the predefined threshold value for the absolute transit time difference.
  • Absolute transit time differences between the signal transit times ti and ti-1 or ti and ti + 1 of neighboring reflection signals above the predetermined threshold value are a clear indication of conspicuous geometric changes, which can be assigned in particular object limitations (for example the front right corner of the vehicle).
  • object boundaries can be determined much more precisely. The method, namely the insertion of additional angles ⁇ iz to be sensed, is continued until a reliable detection of the size and a classification of the object is ensured.
  • the scanning in the sense of “scanning” is carried out essentially horizontally, vertically and / or at a predetermined angle of inclination.
  • a vertical or at a predetermined angle of inclination for example, the presence and the position of an edge or curb can be recognized. This can prevent a collision with the curb or be carried out in a tire-friendly manner.
  • the position and orientation of the curb can also be used to select a desired vehicle position in a parking space.
  • knowledge of the location of a curb can be used to find vacant parking spaces are used, which are not given or limited by two vehicles, but are in front of, behind or next to a single vehicle and are otherwise limited by curbs.
  • the second object is achieved by a device for detecting an object in the vicinity of a motor vehicle with the features of patent claim 9.
  • the angles ⁇ i to be scanned are individually adjustable with the device.
  • This provides an inexpensive sensor system for detecting an object in the vicinity of a motor vehicle with one or a very limited number of measuring beams, which is compact and can be positioned in many places in the vehicle due to a small installation depth.
  • An object 1 shown in a detail in the figure is in the vicinity of a motor vehicle (not further illustrated) with a detection means for scanning the object in predetermined angular steps for detecting the object 1.
  • the number of angular steps depends on the required resolution accuracy.
  • the object 1 has a corner 4 and a balancing 5 in a surface profile 2.
  • corner 4 could, for example, be a front lateral boundary and balancing 5 could be a headlight.
  • Object 1 can be mobile road users or fixedly positioned devices for road traffic. For example, pedestrians, two-wheelers, passenger cars and trucks can be considered as mobile road users.
  • street signs and road markings, for example curbs should be mentioned as permanently positioned devices.
  • the scanning is essentially horizontal, i.e. parallel to a road surface.
  • the emitted beam of the sensor belonging to the reflection signal 6 to 13 is shown in the figure as the reflection signal 6 to 13.
  • the reflection signals 6 to 13, which are detected by the scanning detection means at the angles ⁇ 6, ⁇ 7 to ⁇ l3, are shown as parallel rays.
  • the reflection signals 7, 8, 9, 11 are reflected by a flat surface 14 of the surface profile 2 of the object 1 facing the vehicle.
  • the flat surface 14 of the object 1 takes up most of the view of the object 1 facing the motor vehicle and detectable by the laser of the motor vehicle.
  • the angular steps in the angular range between adjacent angles ⁇ 6 to ⁇ ll are dependent on the signal propagation times t6 to tll of the sensed reflection signals 6 to 11 refined. If the absolute transit time difference between the signal transit times t6 to tll of two respectively adjacent reflection signals 6 to 11 exceeds a predetermined threshold value, at least one additional angle ⁇ l2 to be sensed is inserted in the angular range between these respectively adjacent reflection signals 6 to 11.
  • a threshold value of the path difference for the reflection signals 6 to 13 corresponds to the predetermined threshold value of the absolute transit time difference, since the reflection signals 6 to 13 each propagate at the speed of light.
  • the path difference is entered in the figure as a path difference window 15 relative to the reflection signals 7, 8, 9 and 11.
  • the path difference window 15 which is the same size for all reflection signals 6 to 13, was not entered in the figure for the reflection signals 6, 10, 12 and 13.
  • the threshold value of the absolute transit time difference and, accordingly, the path difference window 15 is chosen to be so large that if there is a deviation in the path difference between two adjacent reflection signals 6 to 13 that is larger than the path difference window 15, it can be assumed that not both reflection signals belong to object 1 , The procedure is described in detail below.
  • the reflection signals 7 to 11 are reflected by the object 1 and detected by the scanning detection means of the motor vehicle, during which the reflection signal 6 does not hit the object 1 and passes it laterally.
  • the dimensions of the object 1, in the case of a horizontal scanning, the width, of the object 1 are not recorded precisely enough to be able to classify the object 1 uniquely.
  • a specific driving behavior of the motor vehicle in response to the presence of the object 1 cannot generally be estimated or derived from the results of the first scan.
  • the signal propagation times t6 to tll of the reflection signals 6 to 11 are evaluated for a second scanning run of the object 1.
  • the absolute transit time difference of their signal transit times t6 to tll is calculated and compared with the predetermined threshold value for the absolute transit time difference.
  • the absolute transit time difference of immediately adjacent reflection signals 6 to 11 can be larger or smaller than the predetermined threshold value for the absolute transit time difference.
  • the path difference between two immediately adjacent reflection signals 6 to 11 it lies within the corresponding path difference window 15 for an absolute transit time difference smaller than the predetermined threshold value.
  • the adjacent reflection signals 6 and 7 have an absolute transit time difference which is greater than the predetermined threshold value for the absolute transit time difference.
  • At least one further reflection signal 12 (for differentiation as a dashed arrow) is used in the angular range between the angles ⁇ 6 and ⁇ 7 at which the reflection signals 6 and 7 are received shown) generated at an angle ⁇ l2.
  • the angular range between the angles ⁇ 6 and ⁇ 7 is thereby scanned during the second scanning run with a greater resolution than during the first scanning run, in order to determine the limitation of the object 1 more precisely.
  • several angles to be sensed can also be inserted into the angular range for the second scanning run.
  • the additional angle ⁇ l2 to be sensed can be determined in an interval nesting method, for example by halving the angular range between the angles ⁇ 6 and ⁇ 7, or in an iteration method with a suitable weighting.
  • the reflection signal 12 is also reflected by the object 1 and defines the delimitation of the object 1 much better than the reflection signal 7.
  • the method is continued. For each pair of immediately adjacent reflection signals 6 to 12, the absolute transit time difference of their signal transit times t6 to tl2 is in turn calculated and with the predetermined threshold value for the absolute transit time difference compared. The reflection signals 6 and 12 have an absolute transit time difference which is greater than the predetermined threshold value for the absolute transit time difference.
  • a reflection signal 13 (shown as a dotted arrow for distinction) is generated at an angle ⁇ l3 in the angular range between the reflection signals 6 and 12. The reflection signal 13 is not reflected by the object 1.
  • the method for detecting the object 1 in the vicinity of the motor vehicle can be continued until a reliable detection of the object 1 is ensured by a sufficiently precise determination of the dimensions.
  • the scanning is carried out horizontally. However, it can also take place vertically or at a predetermined angle of inclination.
  • a vertical scan in addition to the height of the object 1, the presence and the height of curbs can be detected as a road boundary. Curbs have two sharp edges (one edge at street level and one at sidewalk level) and one curb wall perpendicular to the street surface. As a result, curbs, both in their position and in their height, can be detected very well using the method according to the invention.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem das Umfeld in vorgegebenen Winkelschritten φi+l-φi (i=1, 2, . . . ,N) abtastenden Erfassungsmittel. Erfindungsgemäss werden bei Sensierung eines Reflexionssignals des Objekts unter einem Winkel φi die Winkelschritte im Winkelbereich zwischen den benachbarten Winkeln φi-1 und φi+l in Abhängigkeit von den Signallaufzeiten ti-1, ti und ti+l der unter den Winkeln φi-1, φi und φi+l sensierten Reflexionssignale verfeinert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem das Umfeld in vorgegebenen Winkelschritten abtastenden Erfassungsmittel .
Aus der DE 101 16 277 AI ist eine Einrichtung zum Erkennen von Objekten im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem abtastenden Erf ssungsmittel, insbesondere einem Laser, bekannt, wobei relativ zum Fahrzeug sich bewegende Objekte im Hinblick auf Objektgröße, Reflexionsgrad, Geschwindigkeit und Beschleunigung klassifiziert werden. Aus einer Unterkombination dieser Bewertungsgrößen wird eine zuordnende Identifikation des Objektes, beispielsweise als Personenkraftwagen, als Lastkraftwagen, als Motorrad, als Fahrrad oder als Fußgänger, vorgenommen.
Außerdem wird in der DE 195 03 960 AI eine Objekterkennungs- vorrichtung für Fahrzeuge mit einem Laser zum Ausstrahlen von Licht und einer Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen des von einem Objekt reflektierten Lichts beschrieben (Laserscanner) . Der gepulste Laser tastet ein Umfeld mit einer vorgegebenen Anzahl von Schritten ab, beispielsweise mit einer Anzahl von 100 Schritten, wobei der Abstand und die Geschwindigkeit des Objekts in Recheneinrichtungen bestimmt werden. Eine Hindernis-Identifizierungseinrichtung identifiziert auf Basis eines Verteilungsmusters der empfangenen Lichtintensität das erfasste Objekt.
Als nachteilig bei den bekannten Radarvorrichtungen wird seitens der Anmelderin erachtet, dass die Auflösung der verwendeten Laserscanner im Betriebsmodus in vielen Anwendungsfällen nicht ausreichend ist um die Ausdehnung eines zu erfassenden Objekts mit Sicherheit bestimmen zu können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem das Umfeld in vorgegebenen Winkel- schritten abtastenden Erfassungsmittel anzugeben. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß werden bei Sensierung eines Reflexionssignals eines Objekts unter einem Winkel φi (i=l , 2 , ... ,N) die Winkelschritte im Winkelbereich zwischen den benachbarten Winkeln φi-1 und φi+1 in Abhängigkeit von den Signallaufzeiten ti-1, ti und ti+1 der unter den Winkeln φi-1, φi und φi+1 sensier- ten Reflexionssignale verfeinert. Zum Erfassen des Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs wird ein das Umfeld in vorgegebenen Winkelschritten φi+l-φi abtastendes Erfassungsmittel verwendet. Bei vielen Assistenz- und Sicherheitsfunktionen im Fahrzeug ist es unverzichtbar, die genauen Ausmaße der sich im Umfeld befindlichen Objekte zu kennen. Mit dem Verfahren ist eine sehr genaue Bestimmung der Ausmaße eines Objekts, beispielsweise eines Verkehrsteilnehmers, gewährleistet, wo- durch beispielsweise eine Zuordnung in Klassen wie Fußgänger, Zweirad, Personenkraftwagen und Lastkraftwagen zuverlässig erfolgen kann. Jede dieser Klassen zeichnet sich durch ein spezifisches Beschleunigungsverhalten und Bewegungsmuster im Straßenverkehr aus. Eine gezielte und sichere Reaktion auf eine aktuelle Verkehrssituation wird durch das Verfahren ermöglicht .
In einer Ausgestaltung wird wenigstens ein zusätzlich zu sen- sierender Winkel φz (z=l, 2 , ... ,N) im Winkelbereich zwischen den Winkeln φi-1 und φi bzw. φi und φi+1 eingefügt, wenn die absolute Laufzeitdifferenz zwischen den Signallaufzeiten ti und ti-1 bzw. ti und ti+1 der Reflexionssignale einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Der vorgegebene Schwellwert für die absolute Laufzeitdifferenz wird so gewählt, däss markante Objektmerkmale (beispielsweise Lampen oder ein Kühlergrill bei einem Fahrzeug) zu messbaren Laufzeitdifferenzen zwischen benachbarten Reflexionssignalen führen, die unterhalb des vorgegebenen Schwellwerts für die absolute Laufzeit- differenz liegen. Absolute Laufzeitdifferenzen zwischen den Signallaufzeiten ti und ti-1 bzw. ti und ti+1 benachbarter Reflexionssignale oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts sind ein eindeutiger Hinweis für auffällige geometrische Veränderungen, welche insbesondere Objektbegrenzungen (beispielsweise der vorderen rechten Ecke des Fahrzeugs) zugeordnet werden können. Mit Einführung zusätzlich zu sensierender Winkel φz im Winkelbereich zwischen den Winkeln φi-1 und φi bzw. φi und φi+1 können Objektbegrenzungen wesentlich genauer bestimmt werden. Das Verfahren, nämlich das Einfügen weiterer zusätzlich zu sensierender Winkel φiz, wird solange fortgeführt, bis eine zuverlässige Erfassung der Größe und eine Klassifizierung des Objekts gewährleistet ist. Es ist von Vorteil, wenn die Abtastung (im Sinne von „Scannung") im Wesentlichen horizontal, vertikal und/oder unter einem vorgegebenen Neigungswinkel erfolgt. Mit einer vertikalen oder unter einem vorgegebenen Neigungswinkel durchgeführten Abtastung kann beispielsweise das Vorhandensein und die Lage eines Rand- oder Bordsteins erkannt werden. Dadurch kann ein Auffahren auf den Randstein verhindert oder reifenschonend ausgeführt werden. Die Position und Ausrichtung des Randsteins kann auch für die Wahl einer Fahrzeugsollposition in einer Parklücke herangezogen werden. Zusätzlich kann die Kenntnis der Lage eines Randsteins zum Auffinden von vakanten Parklücken verwendet werden, die nicht durch zwei Fahrzeuge gegeben oder begrenzt sind, sondern vor, hinter oder neben einem einzelnen Fahrzeug liegen und anderseitig durch Randsteine begrenzt sind.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
Erfindungsgemäß sind die abzutastenden Winkel φi mit der Vorrichtung individuell einstellbar. Dadurch wird eine kostengünstige Sensorik zum Erfassen eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem oder einer sehr begrenzten Anzahl von Messstrahlen zur Verfügung gestellt, die kompakt und durch eine geringe Einbautiefe vielerorts im Fahrzeug positionierbar ist .
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur einen Ausschnitt eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs in einer Draufsicht in schematischer Darstellung zeigt. Ein in der Figur in einem Ausschnitt dargestelltes Objekt 1 befindet sich im Umfeld eines nicht weiter veranschaulichten Kraftfahrzeugs mit einem das Umfeld in vorgegebenen Winkel- schritten abtastenden Erfassungsmittel zum Erfassen des Objekts 1. Die Anzahl der Winkelschritte hängt von der geforderten Auflösungsgenauigkeit ab. Das Objekt 1 weist in einem Oberflächenprofil 2 eine Ecke 4 und eine Auswuchtung 5 auf. Bei einem Kraftfahrzeug als Objekt 1 könnte die Ecke 4 beispielsweise eine vordere seitliche Begrenzung und die Auswuchtung 5 ein Scheinwerfer sein. Bei dem Objekt 1 kann es sich um bewegliche Verkehrsteilnehmer oder um fest positionierte Einrichtungen des Straßenverkehrs handeln. Als bewegliche Verkehrsteilnehmer kommen beispielsweise Fußgänger, Zweiräder, Personenkraftwagen und Lastkraftwagen in Betracht. Als fest positionierte Einrichtungen sind insbesondere Straßenschilder und Fahrbahnmarkierungen, beispielsweise Randsteine, zu nennen.
Das abtastende Erfassungsmittel umfasst einen distanzgebenden Sensor, wobei die abzutastenden Winkel φi (i=l, 2 , 3...N) individuell einstellbar sind und die räumlich begrenzte Messrichtung des Sensors durch einen Pfeil 3 angegeben ist. Die Abtastung erfolgt in dieser Anwendung im Wesentlichen horizontal, d.h. parallel zu einer Fahrbahnoberfläche. Zum besseren Verständnis des Ausführungsbeispiels ist als Reflexionssignal 6 bis 13 der zum Reflexionssignal 6 bis 13 gehörige emittierte Strahl des Sensors in der Figur dargestellt . Zur weiteren Vereinfachung sind die Reflexionssignale 6 bis 13, welche unter den Winkeln φ6, φ7 bis φl3 vom abtastenden Erfassungsmittel erfasst werden, als parallele Strahlen dargestellt.
Die Reflexionssignale 7, 8, 9, 11 werden von einer dem Fahrzeug zugewandten ebenen Fläche 14 des Oberflächenprofils 2 des Objekts 1 reflektiert. Die ebene Fläche 14 des Objekts 1 nimmt den größten Teil der dem Kraftfahrzeug zugewandten und vom Laser des Kraftfahrzeugs erfassbaren Ansicht des Objekts 1 ein.
Bei einem Verfahren zum Erfassen des Objekts 1 im Umfeld des Kraftfahrzeugs werden bei Sensierung von Reflexionssignalen 6 bis 11 unter den jeweiligen Winkeln φ6 bis φll die Winkelschritte im Winkelbereich zwischen benachbarten Winkeln φ6 bis φll in Abhängigkeit von den Signallaufzeiten t6 bis tll der sensierten Reflexionssignale 6 bis 11 verfeinert. Wenn die absolute Laufzeitdifferenz zwischen den Signallaufzeiten t6 bis tll zweier jeweils benachbarter Reflexionssignale 6 bis 11 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wird wenigstens ein zusätzlich zu sensierender Winkel φl2 im Winkelbereich zwischen diesen jeweils benachbarten Reflexionssignalen 6 bis 11 eingefügt.
Dem vorgegebenen Schwellwert der absoluten Laufzeitdifferenz entspricht ein Schwellwert der Wegdifferenz für die Reflexionssignale 6 bis 13, da sich die Reflexionssignale 6 bis 13 jeweils mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Die Wegdifferenz ist als Wegdifferenzfenster 15 relativ zu den Reflexionssignalen 7, 8, 9 und 11 in die Figur eingetragen. Für eine vereinfachte Darstellung wurde das Wegdifferenzfenster 15, das für alle Reflexionssignale 6 bis 13 gleich groß ist, nicht für die Reflexionssignale 6, 10, 12 und 13 in die Figur eingetragen. Der Schwellwert der absoluten Laufzeitdifferenz und dementsprechend das Wegdifferenzfenster 15 wird so groß gewählt, dass bei einer Abweichung in der Wegdifferenz zwischen zwei benachbarten Reflexionssignalen 6 bis 13 die größer als das Wegdifferenzfenster 15 ist, davon ausgegangen werden kann, dass nicht beide Reflexionssignale zum Objekt 1 gehören. Detailliert wird das Verfahren im Nachfolgenden beschrieben. In einem ersten Abtastlauf des Objekts 1 mit den Reflexionssignalen 6 bis 11, beispielsweise in einer Abtastung mit konstanten Winkelschritten, wird das Objekt 1 mit den Reflexionssignalen 7 bis 11 erfasst. Die Reflexionssignale 7 bis 11 werden vom Objekt 1 reflektiert und vom abtastenden Erfassungsmittel des Kraftfahrzeugs erfasst, währenddessen das Reflexionssignal 6 nicht auf das Objekt 1 trifft und an ihm seitlich vorbeiläuft. Mit dem ersten Abtastlauf werden im Regelfall die Ausmaße, bei einer horizontalen Abtastung die Breite, des Objekts 1 nicht genau genug erfasst, um das Objekt 1 eindeutig klassifizieren zu können. Ein konkretes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs als Reaktion auf das Vorhandensein des Objekts 1 kann aus den Ergebnissen der ersten Abtastung im Regelfall nicht abgeschätzt oder abgeleitet werden.
Um die Breite des Objekts 1 genauer zu erfassen, werden für einen zweiten Abtastlauf des Objekts 1 die Signallaufzeiten t6 bis tll der Reflexionssignale 6 bis 11 ausgewertet. Für jedes Paar von unmittelbar benachbarten Reflexionssignalen 6 bis 11 wird die absolute Laufzeitdifferenz ihrer Signallaufzeiten t6 bis tll berechnet und mit dem vorgegebenen Schwell- wert für die absolute Laufzeitdifferenz verglichen. Die absolute Laufzeitdifferenz unmittelbar benachbarter Reflexionssignale 6 bis 11 kann größer oder kleiner als der vorgegebene Schwellwert für die absolute Laufzeitdifferenz sein. Entsprechend gilt für die Wegdifferenz zweier unmittelbar benachbarter Reflexionssignale 6 bis 11, daß diese für eine absolute Laufzeitdifferenz kleiner als dem vorgegebenen Schwellwert innerhalb des entsprechenden Wegdifferenzfenster 15 liegt. Die benachbarten Reflexionssignale 6 und 7 weisen eine absolute Laufzeitdifferenz auf, die größer als der vorgegebene Schwellwert für die absolute Laufzeitdifferenz ist. Alle an- deren Reflexionssignale 8 bis 11 weisen zu ihren jeweils benachbarten Reflexionssignalen 7 bis 11 eine absolute Laufzeitdifferenz auf, die kleiner als der vorgeschriebene Schwellwert für die absolute Laufzeitdifferenz ist. Aufgrund der geeigneten Wahl des Schwellwerts für die absolute Laufzeitdifferenz wird auch die Auswuchtung 5 als zum Objekt 1 zugehörig erkannt .
Für eine genaue Bestimmung der seitlichen Begrenzung des Objekts 1 im Bereich der Ecke 4 während des zweiten Abtastlaufs wird im Winkelbereich zwischen den Winkeln φ6 und φ7, unter welchen die Reflexionssignale 6 und 7 empfangen werden, wenigstens ein weiteres Reflexionssignal 12 (zur Unterscheidung als gestrichelter Pfeil dargestellt) unter einem Winkel φl2 generiert. Der Winkelbereich zwischen den Winkeln φ6 und φ7 wird dadurch während des zweiten Abtastlaufs mit einer größeren Auflösung als während des ersten Abtastlaufs abgetastet, um die Begrenzung des Objekts 1 genauer zu bestimmen. Es können aber auch für den zweiten Abtastlauf mehrere zu sensie- rende Winkel zusätzlich in den Winkelbereich eingefügt werden. Der zusätzlich zu sensierende Winkel φl2 kann in einem IntervallSchachtelungsverfahren, beispielsweise durch Halbierung des Winkelbereichs zwischen den Winkeln φ6 und φ7, oder in einem Iterationsverfahren mit einer geeigneten Wichtung bestimmt werden. Das Reflexionssignal 12 wird ebenfalls vom Objekt 1 reflektiert und definiert deutlich besser die Abgrenzung des Objekts 1 als das Reflexionssignal 7.
Ist die gewünschte Auflösung für die Breite des Objekts 1 nach dem zweiten Abtastlauf immer noch nicht ausreichend, wird das Verfahren fortgesetzt. Für jedes Paar von unmittelbar benachbarten Reflexionssignalen 6 bis 12 wird wiederum die absolute Laufzeitdifferenz ihrer Signallaufzeiten t6 bis tl2 berechnet und mit dem vorgegebenen Schwellwert für die absolute Laufzeitdifferenz verglichen. Die Reflexionssignale 6 und 12 weisen eine absolute Laufzeitdifferenz auf, die größer als der vorgegebene Schwellwert für die absolute Laufzeitdifferenz ist. In einem weiteren Abtastlauf wird daher in den Winkelbereich zwischen den Reflexionssignalen 6 und 12 ein Reflexionssignal 13 (zur Unterscheidung als gepunkteter Pfeil dargestellt) unter einem Winkel φl3 generiert. Das Reflexionssignal 13 wird nicht vom Objekt 1 reflektiert. Das Verfahren zum Erfassen des Objekts 1 im Umfeld des Kraftfahrzeugs kann solange fortgeführt werden, bis eine zuverlässige Erfassung des Objekts 1 durch eine ausreichend genaue Bestimmung der Ausmaße gewährleistet ist.
Die Abtastung wird in diesem Ausführungsbeispiel horizontal durchgeführt. Sie kann aber auch vertikal oder unter einem vorgegebenen Neigungswinkel erfolgen. Mit einer vertikalen Abtastung kann neben der Höhe des Objekts 1 auch das Vorhandensein und die Höhe von Randsteinen als Straßenbegrenzung erfasst werden. Randsteine besitzen zwei scharfe Kanten (jeweils eine Kante auf Straßen- und auf Bürgersteigniveau) und eine Randsteinwand senkrecht zur Straßenoberfläche. Dadurch sind Randsteine sowohl in ihrer Lage als auch in ihrer Höhe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr gut zu erfassen.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Erfassen eines Objekts (1) im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mit einem das Umfeld in vorgegebenen Winkelschritten φi+l-φi (i=l, 2 , ... ,N) abtastenden Erfassungsmittel, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Sensierung eines Reflexionssignals (6 bis 11) des Objekts (1) unter einem Winkel φi die Winkelschritte im Winkelbereich zwischen den benachbarten Winkeln φi-1 und φi+1 in Abhängigkeit von den Signallaufzeiten ti-1, ti und ti+1 der unter den Winkeln φi-1, φi und φi+1 sen- sierten Reflexionssignale (6 bis 11) verfeinert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein zusätzlich zu sensierender Winkel φz (z=l,
2, ... ,N) im Winkelbereich zwischen den Winkeln φi-1 und φi bzw. φi und φi+1 eingefügt wird, wenn die absolute Laufzeitdifferenz zwischen den Signallaufzeiten ti und ti-1 bzw. ti und ti+1 der Reflexionssignale (6 bis 11) einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verfahren solange fortgeführt wird, bis eine zuverlässige Erfassung des Objekts gewährleistet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zusätzlich zu sensierender Winkel φz in einem
IntervallSchachtelungsverfahren bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zusätzlich zu sensierender Winkel φz in einem Iterationsverfahren mit einer geeigneten Wichtung bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abtastung im Wesentlichen horizontal erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abtastung im Wesentlichen vertikal erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abtastung unter einem vorgegebenen Neigungswinkel erfolgt . Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts (1) im Umfeld eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Winkelschritte im Winkelbereich zwischen benachbarten Winkeln φi-1 und φi in Abhängigkeit von den Signallaufzeiten ti-1 und ti der unter den Winkeln φi-1 und φi sensierten Reflexionssignale (6 bis 11) einstellbar sind.
EP04706618A 2003-03-21 2004-01-30 Verfahren und vorrichtung zum erfassen eines objekts im umfeld eines kraftfahrzeugs Withdrawn EP1606653A1 (de)

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