EP2580098A1 - Vorrichtung zur seitlichen umfeldüberwachung eines fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zur seitlichen umfeldüberwachung eines fahrzeugs

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Publication number
EP2580098A1
EP2580098A1 EP11726741.9A EP11726741A EP2580098A1 EP 2580098 A1 EP2580098 A1 EP 2580098A1 EP 11726741 A EP11726741 A EP 11726741A EP 2580098 A1 EP2580098 A1 EP 2580098A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
evaluation
sensor unit
control unit
unit
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Withdrawn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
EP11726741.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Marcus Wellhoefer
Stephan Zwerschke
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2580098A1 publication Critical patent/EP2580098A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/02—Knowledge representation; Symbolic representation
    • G06N5/022—Knowledge engineering; Knowledge acquisition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0006—Lateral collision

Definitions

  • the invention relates to a device for the lateral environment monitoring of a vehicle according to the preamble of independent claim 1. From the prior art devices for monitoring the environment of a vehicle according to the preamble of independent claim 1.
  • LDS Lane Keeping Support
  • LDS Lane Departure -Warning
  • parking aids are installed a variety of expensive environment sensors in the vehicle.
  • the required sensors for the respective functions are dependent on the requirements, e.g. Range, opening angle, sensor data rate, etc., very different, so that a vehicle is equipped with multiple functions in the field of active and passive safety with a plurality of sensors.
  • the publication US 2004/0183281 A1 discloses, for example, a device for lateral monitoring of the surroundings of a vehicle with an evaluation and control unit and at least one forward-looking sensor unit.
  • the evaluation and control unit receives signals from the at least one prospective sensor unit evaluating them to detect an object in a lateral monitoring area and to determine
  • the evaluation and control unit additionally evaluates information about detected objects from another sensor unit which detects lateral skidding movements of the vehicle. Disclosure of the invention
  • the device according to the invention for the lateral monitoring of a vehicle with the features of independent claim 1 has the advantage that a low-cost sensor system is defined with multiple sensor units that a plurality of passive and active vehicle safety functions and / or driver assistance functions with information about Can supply objects in the lateral vehicle environment.
  • Embodiments of the present invention advantageously meet the requirements for data rate and / or coverage areas.
  • the great advantage of the present invention is on the cost side, since the sensor units of the device according to the invention cost approximately as much as a single laser scanner and thus are much cheaper than a stereo camera or a long or midrange radar system.
  • Vehicle comprises an evaluation and control unit and at least one prospective sensor unit, wherein the evaluation and control unit comprises at least one interface which receives signals from the at least one prospective sensor unit, and a computing unit which is coupled to the at least one interface and signals from the evaluates at least one forward-looking sensor unit for detecting an object in a lateral monitoring area and for determining information about the detected object.
  • the at least one prospective sensor unit is designed as a low-cost sensor unit, wherein on each vehicle side at least two prospective sensor units are arranged at a distance from one another and have overlapping monitoring areas.
  • the evaluation and control unit can be understood as meaning an electrical device, such as a control unit, in particular an airbag control unit, which processes or evaluates detected sensor signals.
  • the Evaluation and control unit may have at least one interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the evaluation and control unit.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product with program code that is stored on a machine-readable carrier such as a
  • the at least one prospective sensor unit has a range in the range of approximately 2 to 10 m and / or a wide opening angle in the range of 120 to 170 ° and / or can be scanned at a data rate of approximately 1 to 2 kHz.
  • the at least one prospective sensor unit is designed as a cost-effective single-chip radar sensor.
  • a predictive sensor unit in the region of the C-pillar and a predictive sensor unit in the region of the A-pillar are arranged on each side of the vehicle. In conjunction with the selected opening angle range and / or the selected range of the sensor units, this ensures overlapping monitoring areas in the lateral vehicle environment in order to ensure reliable object recognition for subsequent vehicle safety functions or
  • the arithmetic unit calculates the position and / or the distance and / or the approach speed in relation to the vehicle and makes this information available.
  • the evaluation and control unit outputs the information calculated by the arithmetic unit with respect to the detected objects via at least one further interface to at least one vehicle safety system and / or at least one driver assistance system.
  • the information about detected objects output by the evaluation and control unit to at least one vehicle safety system can be used, for example, for preconditioning a lateral airbag algorithm, ie either early lowering of the trigger thresholds or an early plausibility check prior to contact on the basis of the sensor information, and / or triggering a reversible and or irreversible actuator of an occupant protection system, such as activation of a reversible belt tensioner, an active pneumatic or hydraulic seat, and / or for activation of a reversible and / or irreversible adaptive vehicle structure, such as
  • the information output by the evaluation and control unit to at least one vehicle safety system about detected objects can be used for blind spot monitoring and / or for the detection of laterally crossing objects.
  • the information can be used to detect objects in the blind spot at speeds of over 60km / h or when turning in the blind spot
  • Stand range can be used at speeds ranging from 0 to 60kmlh. In the city area in particular cyclists and pedestrians should be recognized. In both applications, the sensor arrangement also monitors whether objects enter the blind spot from behind and whether an object is actually located laterally in this area. By recognizing laterally crossing objects in the rear area, a warning can be issued, in particular when reversing outward parking, if a laterally
  • the output from the evaluation and control unit to at least one driver assistance system information regarding the detected objects for centering the vehicle between two detected objects during a parking operation and / or at Driving on a narrowed roadway will be used.
  • the centering of the vehicle between two detected objects is carried out, for example, by issuing correction instructions to the driver, for example by steering arrows in a display, or by an automatic steering intervention in a network with the steering system.
  • the rear side sensor units may measure and output the lateral distance.
  • narrow lanes for example in construction sites, or in dense motorway traffic, all four sensor units can be used to determine the distance to lateral objects at high speeds and to provide appropriate correction recommendations or steering assistance.
  • the information output by the evaluation and control unit to at least one driver assistance system with respect to the detected objects for performing a door and / or flap opening function can be used.
  • the user can be warned when detected objects in the opening area of a vehicle door by issuing a warning and / or the door opening can be blocked.
  • a first level warns and in a second step the door is locked in order to avoid minor damage.
  • the door can be released again when the obstacle has disappeared.
  • the door can be briefly blocked when approaching from behind a slow vehicle or a bicycle to avoid minor damage or a fall of the cyclist by a careless torn door.
  • a fuel filler flap can be opened automatically when a movement of a fuel filler neck in the direction of the fuel filler flap is detected.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a vehicle with an embodiment of a device according to the invention for lateral environmental monitoring of a vehicle.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a vehicle with a further exemplary embodiment of the device according to the invention for lateral monitoring of the surroundings of a vehicle.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a vehicle with a further exemplary embodiment of the device according to the invention for lateral monitoring of the surroundings of a vehicle.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a vehicle with an exemplary embodiment of the device according to the invention for the lateral monitoring of the surroundings of a vehicle during a reverse parking operation.
  • FIG. 5 shows a schematic plan view of a vehicle with an exemplary embodiment of the device according to the invention for the lateral monitoring of the surroundings of a vehicle during passing through a lane narrowing.
  • FIGS. 1 to 5 each show a motor vehicle 1 with a device according to the invention for lateral monitoring of the surroundings of a vehicle, which comprises an evaluation and control unit 10 and a plurality of prospective sensor units 22, 24, 26, 28.
  • the evaluation and control unit 10 at least one interface 12, 14, 16, 18, which receives signals from the at least one predictive sensor unit 22, 24, 26, 28, and a computing unit 15, which with the at least one interface 12, 14, 16, 18 and signals from the at least one prospective sensor unit 22, 24, 26, 28 for detecting an object H1, H2, H3 in a lateral monitoring area 2, 4, 6, 8 and for detecting information about the detected Object H1, H2, H3 evaluates.
  • the prospective sensor units 22, 24, 26, 28 are low-cost sensor units, for example in the form of one-chip radar sensors, executed.
  • at least two prospective sensor units 22, 24, 26, 28 are arranged at a distance from one another on each vehicle side and have overlapping monitoring areas 2, 4, 6, 8.
  • the forward-looking sensor units 22, 24, 26, 28 each have a range in the range of approximately 2 to 10 m and a wide aperture angle ⁇ in the range of 120 to 170 ° and are sampled at a data rate of approximately 1 to 2 kHz.
  • the forward-looking sensor units 22, 24, 26, 28, which are designed as single-chip radar sensors, are arranged on each side of the vehicle in the region of the C pillar and in the region of the A pillar.
  • the forward-looking sensor units 22, 24 are each arranged in the rear side of the vehicle area in the region of the C-pillars, and the forward-looking sensor units 26, 28 are each arranged in the front vehicle side area in the region of the A-pillars.
  • the illustrated in Fig. 1 to 3 various embodiments of the device according to the invention for the lateral environment monitoring of a vehicle 1 differ in the orientation of the predictive sensor units 22, 24, 26, 28th
  • all the forward-looking sensor units 22, 24, 26, 28 are arranged such that the main receiving directions HAR of the forward-looking sensor units 22, 24, 26, 28 are aligned perpendicular to the vehicle longitudinal axis FLA.
  • the illustrated lateral overlapping monitoring areas 2, 4, 6, 8 result.
  • the two rear, forward-looking sensor units 22, 24 are arranged such that their main receiving directions HAR are inclined backwards by a predeterminable angle a1 against the vehicle longitudinal axis FLA.
  • the two forward-looking sensor units 22, 24, 26, 28 are, analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 1, arranged unchanged such that their main receiving directions HAR are aligned perpendicular to the vehicle longitudinal axis FLA.
  • the illustrated lateral overlapping monitoring areas 2 ', 4', 6, 8 result.
  • the two rear prospective sensor units 22, 24 are analogous to the embodiment shown in FIG. 2 so arranged that their Stilaufnahichtichtitch HAR are tilted by a predetermined angle a1 backwards against the vehicle longitudinal axis FLA.
  • the two forward-looking sensor units 22, 24, 26, 28, however, are arranged so that their Stilaufnah- seal HAR by a predetermined angle a2 forward against the
  • Vehicle longitudinal axis FLA are inclined.
  • the computing unit 15 calculates, for example, the position and / or the distance A1, A2 for each object H1, H2, H3 detected in the lateral monitoring areas 2, 2 ', 4, 4', 6, 6 ', 8, 8' , A31, A32 and / or the approach speed with respect to the vehicle 1.
  • the evaluation and control unit 10 is the calculated by the computing unit 15 information regarding the detected objects H1, H2, H3 via at least one other interface not shown to at least one vehicle safety system and / or at least one driver assistance system.
  • the calculated information may be used to precondition a side airbag algorithm, i. either early lowering of the
  • Tripping thresholds or early plausibility check prior to contact based on the sensor information to trigger a reversible actuator prior to contact in the event of a side collision e.g. Activation of a reversible belt tensioner, an active pneumatic or hydraulic seat, etc., for activating a reversible or irreversible adaptive vehicle structure, such as e.g.
  • Cyclists when turning in the stationary area at speeds in the range of 0 to 60km / h and for the detection of laterally crossing objects in the
  • the information output by the evaluation and control unit 10 to at least one driver assistance system regarding the detected objects H1, H2, H3 can be used to perform a door and / or flap opening function.
  • the user can be warned by issuing a warning and / or the door opening can be blocked.
  • a fuel filler flap can be opened automatically if a movement of a fuel filler neck in the direction of the fuel filler flap is detected.
  • 4 shows a schematic representation of a function for the automatic centering aid when reverse parking. To assist in this function, the rear lateral sensor units 22, 24 measure the lateral distance A1, A2 to the vehicles H1, H2 and the centering assistance function gives either one
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a function for automatic centering while driving through a bottleneck.
  • all lateral sensor units 22, 24, 26, 28 measure the lateral distance A1, A2 to the vehicles H1, H2 and the lateral distance A31, A32 to the obstacle H3, here for example a construction site boundary.
  • the centering assistance function either gives a correction instruction to the driver or supports the centering of the vehicle between the obstacles H1, H2 and H3 about an intervention in the steering system.
  • these arrows can also be represented by different colors to improve the warning effect.
  • their distance from one another and from this their distance MA1, MA2 and MA3 to the ideal center line ML can be calculated.
  • the distances MA1, MA2, MA3 and the center line ML can also be displayed.
  • the vehicle longitudinal axis FLA can then be aligned with the own vehicle 1 while driving through the constriction.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs (1) mit einer Auswerte-und Steuereinheit (10) und mindestens einer vorausschauenden Sensoreinheit (22, 24, 26, 28), wobei die Auswerte-und Steuereinheit (10) mindestens eine Schnittstelle (12, 14, 16, 18),welche Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) empfängt, und eine Recheneinheit (15) umfasst, welche mit der mindestens einen Schnittstelle (12, 14, 16, 18) gekoppelt ist und Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) zur Erkennung eines Objekts in einem seitlichen Überwachungsbereich (2, 4, 6, 8) und zur Ermittlung von Informationen über das erkannte Objekt auswertet. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) als Low-Cost-Sensoreinheit ausgeführt, wobei auf jeder Fahrzeugseite mindestens zwei vorausschauende Sensoreinheiten (22, 24, 26, 28) beabstandet zueinander angeordnet sind und überlappende Überwachungsbereiche (2, 4, 6, 8) aufweisen.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Umfeldüberwachung eines
Fahrzeugs bekannt, diese weisen jedoch vorwiegend eine Abdeckung des Frontalbereichs und/oder eine leichte Front/Seitenabdeckung auf. Dazu werden eine Vielzahl von relativ teuren Umfeldsensoren wie Radar, Ultraschall,
Stereo/Mono-Video-Kameras, Laser Scanner, und PMD (Photon Multiplexing Devices) verbaut. Auch für Komfortfunktionen wie Adaptive Cruise Control
(Längsregelung, ACC), Forward-Collision-Warning (FCW), Blind-Spot-Detection (BSD), Cross Traffic Alert (CTA), Lane-Keeping Support (LKS), Urban-Area/City- Safety, Lane-Departure-Warning (LDW) oder Einparkhilfen werden eine Vielzahl von teuren Umfeldsensoren im Fahrzeug verbaut. Typischerweise sind die benötigten Sensoren für die jeweiligen Funktionen von den Anforderungen, wie z.B. Reichweite, Öffnungswinkel, Sensordatenrate usw., sehr unterschiedlich, so dass ein Fahrzeug mit mehreren Funktionen aus dem Bereich der aktiven sowie der passiven Sicherheit mit eine Mehrzahl von Sensoren ausgerüstet wird. Aus der Offenlegungsschrift US 2004/0183281 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs mit einer Auswerte- und Steuereinheit und mindestens einer vorausschauenden Sensoreinheit bekannt. Hierbei ist empfängt die Auswerte- und Steuereinheit Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit wertet diese zur Erkennung eines Objekts in einem seitlichen Überwachungsbereich und zur Ermittlung von
Informationen über das erkannte Objekt aus. Zur Verbesserung der Informatio- nen über erkannte Objekte wertet die Auswerte- und Steuereinheit zusätzlich Informationen von einer weiteren Sensoreinheit aus, welche seitliche Schleuderbewegungen des Fahrzeugs erfasst. Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Low-Cost-Sensorsystems mit mehreren Sensor- einheiten definiert wird, dass eine Mehrzahl von passiven und aktiven Fahrzeugsicherheitsfunktionen und/oder Fahrerassistenzfunktionen mit Informationen über Objekte im seitlichen Fahrzeugumfeld versorgen kann. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfüllen in vorteilhafter Weise die Anforderungen bezüglich Datenrate und/oder Überwachungsbereiche. Der große Vorteil der vorliegen- den Erfindung liegt jedoch auf der Kostenseite, da die Sensoreinheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in etwa so viel kosten wie ein einzelner Laser- Scanner und damit auch viel günstiger als eine Stereo-Kamera oder ein Longoder Midrange-Radarsystem sind. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines
Fahrzeugs umfasst eine Auswerte- und Steuereinheit und mindestens eine vorausschauenden Sensoreinheit, wobei die Auswerte- und Steuereinheit mindestens eine Schnittstelle, welche Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit empfängt, und eine Recheneinheit umfasst, welche mit der mindestens einen Schnittstelle gekoppelt ist und Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit zur Erkennung eines Objekts in einem seitlichen Überwachungsbereich und zur Ermittlung von Informationen über das erkannte Objekt auswertet. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit als Low-Cost-Sensoreinheit ausgeführt, wobei auf je- der Fahrzeugseite mindestens zwei vorausschauende Sensoreinheiten beabstandet zueinander angeordnet sind und überlappende Überwachungsbereiche aufweisen.
Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere ein Airbagsteuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuer- einheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogramm- produkt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem
Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs möglich. Besonders vorteilhaft ist, dass die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit eine Reichweite im Bereich von ungefähr 2 bis 10m und/oder einen weiten Öffnungswinkel im Bereich von 120 bis 170° aufweist und/oder mit einer Datenrate von ungefähr 1 bis 2kHz abtastbar ist. Vorzugsweise ist die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit als kostengünstiger Ein-Chip-Radarsensor aus- geführt. Hierbei sind auf jeder Fahrzeugseite eine vorausschauende Sensoreinheit im Bereich der C-Säule und eine vorausschauende Sensoreinheit im Bereich der A-Säule angeordnet. Dies gewährleistet in Verbindung mit dem gewählten Öffnungswinkelbereich und/oder der gewählten Reichweite der Sensoreinheiten überlappende Überwachungsbereiche im seitlichen Fahrzeugumfeld, um eine si- chere Objekterkennung für nachfolgenden Fahrzeugsicherheitsfunktionen bzw.
Fahrerassistenzfunktionen zu gewährleisten.
In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung berechnet die Recheneinheit für jedes in den seitlichen Überwachungsbereichen erkannte Objekt die Position und/oder den Abstand und/oder die Annäherungsgeschwindigkeit in Bezug zum Fahrzeug und stellt diese Informationen zur Verfügung. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gibt die Auswerte- und Steuereinheit die von der Recheneinheit berechneten Informationen bezüglich der erkannten Objekte über mindestens eine weitere Schnittstelle an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem und/oder mindestens ein Fahrerassistenzsystem aus. Die von der Auswerte- und Steuereinheit an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem ausgegebenen Informationen über erkannte Objekte können beispielsweise zur Vorkonditionierung eines seitlichen Airbagalgorithmus, d.h. entweder frühzeitiges Absenken der Auslöseschwellen oder eine frühe Plausibilisierung vor dem Kontakt auf Basis der Sensorinformationen, und/oder zum Auslösen eines reversiblen und/oder irreversiblen Aktuators eines Insassenschutzsystems, wie z.B. Aktivierung eines reversiblen Gurtstraffers, eines aktiven pneumatischen oder hydraulischen Sitzes, und/oder zur Aktivierung einer reversiblen und/oder irreversiblen adaptiven Fahrzeugstruktur, wie z.B. von
aufblasbaren Hohlrohren, um zur Gewichtseinsparung massive
Versteifungselemente in der Tür zu ersetzten, verwendet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die von der Auswerte- und Steuereinheit an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem ausgegebe- nen Informationen über erkannte Objekte zur Totwinkelüberwachung und/oder zur Erkennung von seitlich kreuzenden Objekten verwendet werden. So können die Informationen beispielsweise zur Erkennung von Objekten im toten Winkel bei Geschwindigkeiten von über 60km/h aber auch beim Abbiegen im
Standbereich bei Geschwindigkeiten im Bereich von 0 bis 60kmlh verwendet werden. Im Stadtbereich sollen insbesondere Fahrradfahrer und Fußgänger erkannt werden. Bei beiden Anwendungen wird durch die Sensoranordnung auch überwacht, ob Objekte von hinten in den toten Winkel eintreten und ob sich tatsächlich ein Objekt seitlich in diesem Bereich befindet. Durch die Erkennung von seitlich kreuzenden Objekten im Heckbereich, kann insbesondere beim Rückwärtsausparken eine Warnung ausgegeben werden, wenn seitlich ein
Fahrzeug kreuzt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die von der Auswerte- und Steuereinheit an mindestens ein Fahrerassistenzsystem ausgegebenen Informationen bezüglich der erkannten Objekte zur Zentrierung des Fahrzeugs zwischen zwei erkannten Objekten während eines Einparkvorgangs und/oder bei Befahren einer verengten Fahrbahn verwendet werden. Die Zentrierung des Fahrzeugs zwischen zwei erkannten Objekten erfolgt beispielsweise durch Ausgabe von Korrekturhinweisen an den Fahrer, beispielsweise durch Lenkpfeile in einem Display, oder durch einen automatischen Lenkeingriff bei einer Vernetzung mit dem Lenksystem. Beim Rückwärtseinparken können die hinteren seitlichen Sensoreinheiten beispielsweise den seitlichen Abstand vermessen und ausgeben. Bei verengten Fahrbahnen, beispielsweise in Baustellen, oder bei dichtem Autobahnverkehr können alle vier Sensoreinheiten eingesetzt werden, um den Abstand zu seitlichen Objekten bei hohen Geschwindigkeiten zu bestimmen und entsprechende Korrekturempfehlungen oder Lenkunterstützung zu geben.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die von der Auswerte- und Steuereinheit an mindestens ein Fahrerassistenzsystem ausgegebenen Informationen bezüglich der erkannten Objekte zur Durchführung einer Tür- und/oder Klappenöffnungsfunktion verwendet werden. Hierbei kann der Benutzer bei erkannten Objekten im Öffnungsbereich einer Fahrzeugtür durch Ausgabe eines Warnhinweises gewarnt werden und/oder die Türöffnung kann blockiert werden. So kann beispielsweise, wenn auf einem benachbarten Parkplatz bereits eine Tür geöffnet ist, so dass hinter der Tür nicht genügend Platz vorhanden ist, in einer ersten Stufe gewarnt werden und in einer zweiten Stufe die Tür verriegelt werden, um Bagatellschäden zu vermeiden. Die Tür kann wieder freigegeben werden, wenn das Hindernis verschwunden ist. Des Weiteren kann die Tür kurz blockiert werden, wenn sich von hinten ein langsames Fahrzeug oder ein Fahrrad nähert, um Bagatellschäden bzw. einen Sturz des Fahrradfahrers durch eine unachtsam aufgerissene Türe zu vermeiden. Des Weiteren kann eine Tankklappe automatisch geöffnet werden, wenn eine Bewegung eines Tankstutzens in Richtung Tankklappe erkannt wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs.
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs.
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs während eines Rückwärtseinparkvorgangs.
Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs während dem Durchfahren einer Fahrbahnverengung.
Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 bis 5 ist jeweils ein Kraftfahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs dargestellt, welche eine Auswerte- und Steuereinheit 10 und mehrere vorausschauende Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 umfasst. Hierbei weist die Auswerte- und Steuereinheit 10 mindestens eine Schnittstelle 12, 14, 16, 18, welche Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit 22, 24, 26, 28 empfängt, und eine Recheneinheit 15 auf, welche mit der mindestens einen Schnittstelle 12, 14, 16, 18 gekoppelt ist und Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit 22, 24, 26, 28 zur Erkennung eines Objekts H1 , H2, H3 in einem seitlichen Überwachungsbereich 2, 4, 6, 8 und zur Ermittlung von Informationen über das erkannte Objekt H1 , H2, H3 auswertet.
Erfindungsgemäß sind die vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 als Low-Cost-Sensoreinheiten, beispielsweise in Form von Ein-Chip-Radarsensoren, ausgeführt. Hierbei sind auf jeder Fahrzeugseite mindestens zwei vorausschauende Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 beabstandet zueinander angeordnet und weisen überlappende Überwachungsbereiche 2, 4, 6, 8 auf. Die vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 weisen in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils eine Reichweite im Bereich von ungefähr 2 bis 10m sowie einen weiten Öffnungswinkel ß im Bereich von 120 bis 170° auf und werden mit einer Datenrate von ungefähr 1 bis 2kHz abgetastet. Die als Ein-Chip-Radarsensoren ausgeführten vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 sind auf jeder Fahrzeugseite im Bereich der C-Säule und im Bereich der A-Säule angeordnet. So sind beispielsweise die vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24 jeweils im hinteren Fahrzeugseitenbereich im Bereich der C-Säulen angeordnet, und die vorausschauenden Sensoreinheiten 26, 28 sind jeweils im vorderen Fahrzeugseitenbereich im Bereich der A-Säulen angeordnet. Die in Fig. 1 bis 3 dargestellten verschiedenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs 1 unterscheiden sich in der Ausrichtung der vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel alle vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 so angeordnet, dass die Hauptaufnahmerichtungen HAR der vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 senkrecht zur Fahrzeuglängsachse FLA ausgerichtet sind. Somit ergeben sich für die vier vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 die dargestellten seitlichen sich überlappenden Überwachungsbereiche 2, 4, 6, 8.
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden hinteren vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24 so angeordnet, dass deren Hauptaufnahmerichtungen HAR um einen vorgebbaren Winkel a1 nach hinten gegen die Fahrzeuglängsachse FLA geneigt sind. Die beiden vorderen vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 sind analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unverändert so angeordnet, dass deren Hauptaufnahmerichtungen HAR senkrecht zur Fahrzeuglängsachse FLA ausgerichtet sind. Somit ergeben sich für die vier vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 die dargestellten seitlichen sich überlappenden Überwachungsbereiche 2', 4', 6, 8.
Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden hinteren vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24 analog zum Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Fig. 2 so angeordnet, dass deren Hauptaufnahmerichtungen HAR um einen vorgebbaren Winkel a1 nach hinten gegen die Fahrzeuglängsachse FLA geneigt sind. Die beiden vorderen vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 sind hingegen so angeordnet, dass deren Hauptaufnah- merichtungen HAR um einen vorgebbaren Winkel a2 nach vorne gegen die
Fahrzeuglängsachse FLA geneigt sind. Somit ergeben sich für die vier vorausschauenden Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 die dargestellten seitlichen sich überlappenden Überwachungsbereiche 2', 4', 6', 8'. Während des Fahrzeugbetriebs berechnet die Recheneinheit 15 für jedes in den seitlichen Überwachungsbereichen 2, 2', 4, 4', 6, 6', 8, 8' erkannte Objekt H1 , H2, H3 beispielsweise die Position und/oder den Abstand A1 , A2, A31 , A32 und/oder die Annäherungsgeschwindigkeit in Bezug zum Fahrzeug 1. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 gibt die von der Recheneinheit 15 berechneten Informationen bezüglich der erkannten Objekte H1 , H2, H3 über mindestens eine weitere nicht dargestellte Schnittstelle an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem und/oder mindestens ein Fahrerassistenzsystem aus.
Die berechneten Informationen können beispielsweise zur Vorkonditionierung eines seitlichen Airbagalgorithmus, d.h. entweder frühzeitiges Absenken der
Auslöseschwellen oder eine frühe Plausibilisierung vor dem Kontakt auf Basis der Sensorinformationen, zum Auslösen eines reversiblen Aktuators vor Kontakt bei drohendem Seitencrash, z.B. Aktivierung eines reversiblen Gurtstraffers, eines aktiven pneumatischen oder hydraulischen Sitzes usw., zur Aktivierung einer reversiblen oder irreversiblen adaptiven Fahrzeugstruktur, wie z.B.
aufblasbare Hohlrohre, um zur Gewichtseinsparung die massiven
Versteifungselemente in der Tür zu ersetzten, zur Aktivierung eines irreversiblen Aktuators zur Seite zum Zeitpunkt des Kontaktes oder davor, wie z.B. eines Super-Coupling-Airbags, der schon bei Kontakt voll aufgeblasen sein muss ver- wendet werden. Außerdem können die berechneten Informationen zur
Erkennung von Objekten im toten Winkel bei Geschwindigkeiten über 60km/h und zum Erkennen von Objekten im toten Winkel, insbesondere von
Fahrradfahrern, beim Abbiegen im Standbereich bei Geschwindigkeit im Bereich von 0 bis 60km/h und zur Erkennung von seitlich kreuzenden Objekten im
Heckbereich des Fahrzeugs verwendet werden Des Weiteren können die von der Auswerte- und Steuereinheit 10 an mindestens ein Fahrerassistenzsystem ausgegebenen Informationen bezüglich der erkannten Objekte H1 , H2, H3 zur Durchführung einer Tür- und/oder Klappenöffnungsfunktion verwendet werden. Hierbei können bei erkannten Objekten im Öff- nungsbereich einer Fahrzeugtür der Benutzer durch Ausgabe eines Warnhinweises gewarnt und/oder die Türöffnung blockiert werden. Zudem kann eine Tankklappe automatisch geöffnet werden, wenn eine Bewegung eines Tankstutzens in Richtung Tankklappe erkannt wird. Fig. 4 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Funktion zur automatischen Zentrierhilfe beim Rückwärtseinparken. Zur Unterstützung dieser Funktion vermessen die hinteren seitlichen Sensoreinheiten 22, 24 den seitlichen Abstand A1 , A2 zu den Fahrzeugen H1 , H2 und die Zentrierhilfefunktion gibt entweder einen
Korrekturhinweis an den Fahrer, beispielsweise in Form eines Lenkpfeils in einem Display, oder es unterstützt sogar durch die Lenkung selbst, hierzu muss die Zentrierhilfefunktion mit dem Lenksystem des Fahrzeugs 1 vernetzt sein. In der Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt ein durchgezogener Pfeil A1 an, dass noch genügen Abstand zum ersten erkannten Fahrzeug H1 ist, während der gepunktete Pfeil A2 anzeigt, dass der Abstand zum zweiten erkannten Fahrzeug H2 sehr klein ist und eine Lenkkorrektur in einer durch den fetten Pfeil 7 angezeigte Richtung erforderlich ist. Im Display können diese Pfeile durch verschiedene Farben zur Verbesserung der Warnwirkung dargestellt werden. Zudem kann aus den berechneten Abständen A1 , A2 zu den erkannten Fahrzeugen H1 , H2 deren Abstand zueinander und daraus deren Abstand MA1 und MA2 zu einer idealen Mittellinie ML berechnet werden. Als Hilfe können die Abstände MA1 , MA2 und die Mittellinie ML ebenfalls angezeigt werden. An der idealen Mittellinie zwischen den beiden Fahrzeugen H1 und H2 kann dann die Fahrzeuglängsachse FLA des eigenen Fahrzeugs 1 während des Einparkvorgangs ausgerichtet werden. Fig. 5 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Funktion zur automatischen Zentrierhilfe während der Fahrt durch eine Engstelle. Zur Unterstützung dieser Funktion vermessen alle seitlichen Sensoreinheiten 22, 24, 26, 28 den seitlichen Abstand A1 , A2 zu den Fahrzeugen H1 , H2 und den seitlichen Abstand A31 , A32 zum Hindernis H3, hier beispielsweise einer Baustellenbegrenzung. Auch hier gibt die Zentrierhilfefunktion entweder einen Korrekturhinweis an den Fahrer oder unterstützt die Zentrierung des Fahrzeugs zwischen den Hindernissen H1 , H2 und H3 über einen Eingriff in das Lenksystem. In der Darstellung gemäß Fig. 5 zeigen die durchgezogene Pfeile A31 , A32 an, dass noch genügen Abstand zum erkannten Hindernis H3 vorhanden ist, während die gepunkteten Pfeile A1 , A2 anzeigen, dass der Abstand zum ersten und zweiten erkannten Fahrzeug H1 , H2 sehr klein ist und eine Lenkkorrektur in einer durch den fetten Pfeil 7 angezeigte
Richtung erforderlich ist. Im Display können diese Pfeile ebenfalls durch verschiedene Farben zur Verbesserung der Warnwirkung dargestellt werden. Zudem kann aus den berechneten Abständen A1 , A2, A31 , A32 zu den erkannten Hindernissen H1 , H2, H3 deren Abstand zueinander und daraus deren Abstand MA1 , MA2 und MA3 zur idealen Mittellinie ML berechnet werden. Als Hilfe können die Abstände MA1 , MA2, MA3 und die Mittellinie ML ebenfalls angezeigt werden. An der idealen Mittellinie zwischen den beiden Fahrzeugen H1 , H2 und den Hindernis H3 kann dann die Fahrzeuglängsachse FLA das eigenen Fahrzeugs 1 während der Fahrt durch die Engstelle ausgerichtet werden.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zur seitlichen Umfeldüberwachung eines Fahrzeugs mit einer Auswerte- und Steuereinheit (10) und mindestens einer vorausschauenden Sensoreinheit (22, 24, 26, 28), wobei die Auswerte- und Steuereinheit (10) mindestens eine Schnittstelle (12, 14, 16, 18), welche Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) empfängt, und eine Recheneinheit (15) umfasst, welche mit der mindestens einen Schnittstelle (12, 14, 16, 18) gekoppelt ist und Signale von der mindestens einen vorausschauenden Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) zur Erkennung eines
Objekts (H1 , H2, H3) in einem seitlichen Überwachungsbereich (2, 2', 4, 4', 6, 6', 8, 8') und zur Ermittlung von Informationen über das erkannte Objekt (H1 , H2, H3) auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) als Low-Cost-Sensoreinheit ausgeführt ist, wobei auf jeder Fahrzeugseite mindestens zwei vorausschauende Sensoreinheiten (22, 24, 26, 28) beabstandet zueinander angeordnet sind und überlappende Überwachungsbereiche (2, 2', 4, 4', 6, 6', 8, 8') aufweisen. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) eine Reichweite im Bereich von ungefähr 2 bis 10m und/oder einen weiten Öffnungswinkel im Bereich von 120 bis 170° aufweist und/oder mit einer Datenrate von ungefähr 1 bis 2kHz abtastbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vorausschauende Sensoreinheit (22, 24, 26, 28) als EinChip-Radarsensor ausgeführt ist, wobei auf jeder Fahrzeugseite eine vorausschauende Sensoreinheit (22, 24) im Bereich der C-Säule und eine vor- ausschauende Sensoreinheit (26, 28) im Bereich der A-Säule angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (15) für jedes in den seitlichen Überwachungsbereichen (2, 2', 4, 4', 6, 6', 8, 8') erkannte Objekt (H1 , H2, H3) die Position und/oder den Abstand (A1 , A2, A31 , A32) und/oder die Annäherungsgeschwindigkeit in Bezug zum Fahrzeug (1 ) berechnet und zur Verfügung stellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (10) die von der Recheneinheit (15) berechneten Informationen bezüglich der erkannten Objekte (H1 , H2, H3) über mindestens eine weitere Schnittstelle an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem und/oder mindestens ein Fahrerassistenzsystem ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auswerte- und Steuereinheit (10) an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem ausgegebenen Informationen über erkannte Objekte (H1 , H2, H3) zur Vorkonditionierung eines seitlichen Airbagalgorithmus und/oder zum Auslösen eines reversiblen und/oder irreversiblen Aktuators eines Insassenschutzsystems und/oder zur Aktivierung einer reversiblen und/oder irreversiblen adaptiven Fahrzeugstruktur verwendbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auswerte- und Steuereinheit (10) an mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem ausgegebenen Informationen über erkannte Objekte (H1 , H2, H3) zur Totwinkelüberwachung und/oder zur Erkennung von seitlich kreuzenden Objekten verwendbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auswerte- und Steuereinheit (10) an mindestens ein Fahrerassistenzsystem ausgegebenen Informationen bezüglich der erkannten Objekte (H 1 , H2, H3) zur Zentrierung des Fahrzeugs (1 ) zwischen zwei erkannten Objekten (H1 , H2, H3) während eines Einparkvorgangs und/oder bei Befahren einer verengten Fahrbahn verwendbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung des Fahrzeugs (1 ) zwischen zwei erkannten Objekten (H1 , H2, H3) durch Ausgabe von Korrekturhinweisen an den Fahrer oder durch einen automatischen Lenkeingriff erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auswerte- und Steuereinheit (10) an mindestens ein Fahrerassistenzsystem ausgegebenen Informationen bezüglich der erkannten Objekte (H 1 , H2, H3) zur Durchführung einer Tür- und/oder Klappenöffnungsfunktion verwendbar sind.
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