EP2616842A1 - Umfeld-überwachungssystem für ein fahrzeug - Google Patents

Umfeld-überwachungssystem für ein fahrzeug

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Publication number
EP2616842A1
EP2616842A1 EP11749725.5A EP11749725A EP2616842A1 EP 2616842 A1 EP2616842 A1 EP 2616842A1 EP 11749725 A EP11749725 A EP 11749725A EP 2616842 A1 EP2616842 A1 EP 2616842A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distance
monitoring system
sensors
distance sensors
environment monitoring
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.)
Ceased
Application number
EP11749725.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Lücking
Rainer Risse
Udo Ronnenberg
Axel Stender
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.)
ZF CV Systems Hannover GmbH
Original Assignee
Wabco GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wabco GmbH filed Critical Wabco GmbH
Publication of EP2616842A1 publication Critical patent/EP2616842A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous 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
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/87—Combinations of sonar systems
    • G01S15/876—Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector
    • G01S15/878—Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector wherein transceivers are operated, either sequentially or simultaneously, both in bi-static and in mono-static mode, e.g. cross-echo mode
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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
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    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
    • G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the invention relates to an environment monitoring system for a vehicle and to a method for determining an object distance.
  • Environment monitoring systems on vehicles are used to determine objects in the environment of the vehicle.
  • back-room monitoring systems in particular a possible collision with objects located in the rear space (environment behind the vehicle) during a reverse drive is to be determined.
  • a distance sensor In transit time measurements, a distance sensor sends a detection signal into the area to be monitored at a transmission time. When an object is detected by the detection signal, it reflects it back, so that the distance sensor can detect it at a reception time.
  • the transit time of the detection signal can be determined as the difference between the time of reception and the time of transmission, so that the total travel distance, which is twice the distance of the object from the sensor, can be determined by using the signal speed.
  • Such transit time measurements are carried out in particular with ultrasound sensors and radar sensors, in some cases also with light beams (lasers) as detection signals.
  • a direction-dependent or angle-resolved detection can not initially be performed with runtime measurements.
  • DE 10 2007 052 977 A1 proposes a triangulation in which two ultrasonic sensors in the bumper region of a vehicle are arranged in a horizontal line, and in each case perform a transit time measurement, so that two distance information is determined, which can serve by means of a triangulation for determining the distance of the sensor relative to the vehicle or the environment monitoring system, such a distance in general as minimum distance from the vehicle is determined.
  • DE 10 2006 002 232 B4 also proposes such a triangulation for determining the position of an object by measuring two distances from two different positions.
  • a triangle can thus be defined with a known sensor spacing (distance between the sensors) and the separately determined individual distances of an object relative to each of the two distance sensors, so that the distance of the object to the monitoring system is defined as height in this triangle.
  • DE 10 2007 042 220 A1 also proposes such a triangulation by means of ultrasonic sensors. From DE 41 37 068 A1 an integrated optical multiple distance sensor is provided, which proposes optical triangulation using position sensitive diodes.
  • DE 195 07 957 C1 proposes a triangulation using infrared LEDs, wherein a road surface is scanned to detect a lane boundary. From DE 102 51 357 A1 a method for setting or switching off a direction indicator is known, are determined from the determined environment data lane and / or direction change, wherein in addition to a lane detection and a distance measurement as transit time measurement by infrared sensors of a monocamera, and the distance measurement means Triangulation of a stereo camera is described.
  • each distance sensor locates the object to be determined at substantially the same location recorded and thus a triangle is formed.
  • triangulation detection may be more complex.
  • one of the distance sensors can not detect a measurement signal, if z. B. the object has unfavorable sloping surfaces, since radar and ultrasonic waves undergo a directional reflection, with reflections on unfavorable inclined planes may not lead to an echo at the distance sensor.
  • Another disadvantage is the generally required for conventional rear space monitoring systems high number of distance sensors, usually six to eight distance sensors at a vehicle width of a commercial vehicle of z. B. 2.5 m.
  • the invention is based on the object to provide an environment monitoring system that enables reliable monitoring of the environment with relatively little effort.
  • an indirect measurement is made in which a first distance sensor emits a detection signal, and another distance sensor detects in a passive operating mode without sending the detection signal of the first distance sensor reflected by an object, i. takes on an indirect echo.
  • the detection signal output by the first transmitting distance sensor thus passes to the object over a first distance, is reflected thereon and reaches the second distance sensor over a second distance.
  • This indirect measurement can be used for a runtime determining total distance distances are determined, which are the sum of the distances of the transmitting and the received distance sensor to the object.
  • conventional direct measurements in which a distance sensor transmits and receives are combined with the indirect measurements of the invention, thereby forming a combined mode of operation.
  • both distance sensors receive, whereby only one sends.
  • a direct measurement is carried out to determine the first distance and the indirect measurement of the combined total distance, from which the other distance can be determined by using the measured first distance.
  • such combined modes of operation may be performed alternately so that each distance sensor alternately transmits and receives the others.
  • indirect measurements can be made without relevant additional hardware expenditure; only supplemental software programming of the distance sensors is required in that they can be operated in the passive operating mode of receiving without their own transmission signal.
  • the distance between the two distance sensors to the object and, in addition, the lateral position of the object can still be determined by the combined operating mode.
  • the indirect measurements may be in addition to the direct measurements to allow mutual plausibility or estimation of errors. This is already helpful when using only two distance sensors.
  • the distance sensors can be mounted in particular on the lateral areas of the vehicle rear and relatively wide radiation angle, z. B. over 60 degrees, preferably almost 90 degrees, to detect the back space each largely, so that the overlap region of the radiation angle is large.
  • the emission angles are in particular directed inwards, so that they cover the entire rear space as an overlap region towards the rear.
  • the indirect measurement should in principle result in the same total distance as the sum of the individual distances for two distance sensors in both measuring directions, so that the two reciprocal, indirect measurements can also be used for verification.
  • additional operating modes or detection methods can be carried out, in particular also for the case that a detection object does not lead to an echo in both sensors.
  • additional detection methods may include:
  • the synchronization of the distance sensors for the indirect measurements can be done by the common control device, which is anyway required for data acquisition of conventional triangulation.
  • This synchronization signals can be output via a suitable bus system or via a star connection, so z. B. a LIN bus between the distance sensors and the common control device may be provided.
  • the control device can output the synchronization signals as bus commands, wherein z. B. all distance sensors are addressed, and the indication of each transmitting distance sensor is included as a parameter.
  • the measurement signals are output accordingly from the distance sensors via the bus to the control device. With such a design of the additional software effort is relatively low.
  • FIG. 1 shows a vehicle with an inventive environment monitoring system according to a first embodiment with two distance sensors and a schematic representation of the distance measurement.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 3 is an alternative to Figure 1 embodiment with three distance sensors.
  • a vehicle 1 may, for. B. be designed as a trailer, or as a single vehicle.
  • a rear-room monitoring system 3 is mounted, which in the embodiment according to FIG. 1 has two ultrasonic distance sensors 4-1, 4-2 and a control device 5, which are connected to one another via a LIN bus 6 so that the back room monitoring system forms a bus system.
  • the two ultrasonic distance sensors 4-1 and 4-2 are arranged at the lateral outer portions of the rear portion 2; According to the plan view of Figure 1, the left distance sensor 4-1 is thus the leftmost, and the right distance sensor 4-2 arranged on the rightmost rear of the vehicle 2.
  • the ultrasonic distance sensors 4-1 and 4-2 have z. B. in a conventional manner, a membrane which serves both to transmit and receive ultrasonic waves. Alternatively, however, the ultrasonic distance sensors 4-1 and 4-2 may also have separate transmitting and receiving devices.
  • Fig. 1 radiation angle ranges 8-1 and 8-2 of the distance sensors 4-1 and 4-2 which detect a rear space 7 behind the vehicle 1 are shown; These radiation ranges 8-1 and 8-2 can z. B. Abstrahlkegel, but advantageously there is a radiation pattern substantially in the horizontal plane.
  • the ultrasonic waves emitted by the first ultrasonic distance sensor 4-1 are denoted by 9-1 and the ultrasonic waves subsequently reflected by an object 10 are denoted by 11-1.
  • the ultrasonic waves emitted by the second ultrasonic distance sensor 4-2 in its emission area 8-2 are designated as 9-2 and the ultrasonic waves subsequently reflected by the object 10 are designated as 1-2.
  • the emission areas 8-1 and 8-2 are respectively directed backwards and inwards, so that the emission areas 8-1 and 8-2 largely overlap.
  • the detection ranges of the ultrasonic distance sensors 4-1 and 4-2, within which they can receive reflected ultrasonic waves, are generally larger than their radiation angle ranges 8-1 and 8-2.
  • a first direct mode of operation is possible in which - in a manner known per se - each distance sensor 4-1 or 4-2 actively emits ultrasonic waves 9-1 or 9-2 and subsequently detects its reflected ultrasonic waves.
  • the first ultrasonic distance sensor 4-1 transmits ultrasonic waves 9-1 partly reflected by the object 10 as ultrasonic waves 1-1-1, and detects these reflected ultrasonic waves 1-1-1 after a time difference ⁇ .
  • a distance L1 of the object 10 from the first distance sensor 4-1 can be subsequently detected according to the principle of transit time measurement:
  • the ultrasound waves 9-1, 11-1 return the distance 2 x L1 with the speed of sound c, so that
  • the distance sensor 4-1 outputs a direct measurement signal S1 to the control device 5. Accordingly, the second ultrasonic distance sensor 4-2 actively measures its distance L2 to the object 10 in the direct mode of operation by a travel time measurement and outputs a direct measurement signal S2 to the control device 5.
  • the distance d between the distance sensors 4-1 and 4- 2 is known, so that the triangle 4-1, 10, 4-2 is completely known with its sides L1, L2 and d and an object distance s is thus as height in gives this triangle, the height s is perpendicular to d.
  • the determination of the object distance s thus takes place in the control device 5 by triangulation on the basis of the known triangle 4-1, 10, 4-2.
  • a second, indirect operating mode is furthermore possible, in which the distance sensors 4-1 and 4-2 receive reflected ultrasonic waves 1 to 1 or 1 to 1, which are emitted by the respective other distance sensor 4 - 2 or 4 - 1
  • the first distance sensor 4-1 transmits ultrasonic waves 9-1
  • the second distance sensor 4-2 passively detects without transmitting the ultrasonic waves 11-1 reflected from the object 10.
  • the ultrasonic waves have thus covered the total distance L1 + L2 from the first distance sensor 4-1 via the object 10 to the second distance sensor 4-2 in this second operating mode.
  • the time difference between the transmission time at the first distance sensor 4-1 and the reception time at the second distance sensor 4-2 can be determined as transit time and calculated with the speed of sound c corresponding to the total distance L1 + L2 ,
  • the second distance sensor 4-2 can actively emit ultrasonic waves 9-2, and accordingly the first distance sensor 4-1 passively transmits the second reflected by the object 10 without transmitting Detecting ultrasonic waves 11-2, so that the same total distance L2 + L1 can be determined by the transit time measurement.
  • the direct and indirect modes of operation are combined to form a distance sensor, e.g. B. 4-1 sends, and on the one hand receives in the direct mode of operation itself, and the other distance sensor 4-2 receives passively.
  • a distance sensor e.g. B. 4-1 sends, and on the one hand receives in the direct mode of operation itself, and the other distance sensor 4-2 receives passively.
  • the distances L1 and L1 + L2 can be determined simultaneously.
  • the second distance sensor 4-2 then sends and receives in its direct operating mode, while the first distance sensor 4-1 only receives passively, so that then the distances L2 and L2 + L1 can be measured simultaneously.
  • the distance sensors 4-1 and 4-2 give indirect measuring signals S3 and S4 to the control device 5. In this combined operating mode, both distances can already be determined from the two measuring signals of each measurement.
  • the distance L1 can be determined directly from the active measurement signal S1 of the first distance sensor 4-1 by halving the distance L1, and this value is subtracted from the total distance L1 + L2 transmitted as the passive measurement signal S4 of the other distance sensor 4-2:
  • the distance sensor 4-1 sends, both distance sensors 4-1 and 4-2 received.
  • D1 is calculated by halving L1
  • step 2 3. from D2 and the L1 determined in step 2 is calculated by subtracting L2.
  • the triangle 4-1, 10, 4-2 is known, so that its height (height of the object 10 on the side d) as object distance s of the object 10 to the sensors 4-1, 4-2 and the vehicle. 1 can be determined.
  • the position of the object 10 to the two distance sensors 4-1 and 4-2, as well as to the vehicle rear 2 in known position of the distance sensors 4-1, 4-2 at the rear of the vehicle 2) known.
  • FIG. 3 shows a further embodiment in which, in addition to the embodiment of FIG. 1, the third, middle ultrasonic distance sensor 4-3 is additionally provided.
  • the Abstrahlwinkel Schemee (emission lobes) 8-1 and 8-2 of the two outer ultrasonic distance sensors 4-1 and 4-2 may possibly be rotated slightly outward, since the central region detected by the complementary provided distance sensor 4-3 becomes. Thus, a lateral rear area can also be detected here.
  • three direct distance measurements can be performed. Furthermore, indirect measurements are possible, alternately each one of the distance sensors 4-1, 4-3, 4-2 sends and all three distance sensors 4-1, 4-2, 4-3 receive, so that there are six indirect measurements, and the distances L1 + L2, L1 + L3, L2 + L3 are again measured twice (in both directions).
  • the object 10 may also be located next to the vehicle 1. This lateral position of the object 10 can be recognized according to the invention, in which case the distance p is negative or greater than d. Such objects can be discarded directly by the algorithm or displayed as non-obstructive.
  • an object 10 does not completely or not symmetrically reflect ultrasonic waves 8-1 or 8-2 in all directions, e.g. B. due to its material properties or in particular the inclination of its surfaces.
  • z. Example, in Fig. 1, the case that the object 10 does not lead to an echo in both distance sensors 4-1 and 4-2.
  • the second distance sensor 4-2 may not receive echo or reflected ultrasonic waves 1-1-1, or conversely, only the second distance sensor 4-2 may receive reflected ultrasonic waves 1-1-1
  • the transmitting distance sensor 4-1 itself.
  • the detection of a signal may not be possible in the conventional first operating mode. According to the invention, additional detection methods can be carried out in such and other cases.
  • both distance sensors 4-1 and 4-2 send and receive at the same time to increase the total radiated signal power.
  • a total power can be achieved, which forms as a superposition of the Abstrahlwinkel Schemee (Abstrahlkegel) 8-1 and 8-2 (in Fig. 3 of the Abstrahlwinkel Schemee 8-1, 8-2, 8-3).
  • This superposition takes the form of a parallel wavefront more strongly towards larger object distances s.
  • the object distance s can only be estimated; however, even with larger object distances s, the measurement inaccuracy due to the unknown lateral position is no longer so relevant, especially when s becomes very large towards d. Thus, estimates of larger object distances s are possible.
  • synchronization commands K1 can be output from the control device 5 via the bus 6 to all distance sensors 4-1 and 4-2 of FIGS. 1 and 4-1, 4-2 and 4-3 of FIG. 3, ie all sensors are addressed wherein the synchronization command K1 each contains a parameter for determining the transmitting distance sensor and, and all distance sensors receive, whereupon they output measurement signals S1 and S4 or S2 and S3 to the control device 5. According to the invention, it is also possible to carry out measurements in different levels and measurements over different levels.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Umfeld-Überwachungssystem (3) für ein Fahrzeug (1), wobei das Umfeld-Überwachungssystem (3) aufweist: mindestens zwei Abstandssensoren (4-1, 4-2, 4-3) zur Abstandserkennung durch Laufzeitmessung von Detektionssignalen, wobei die Abstandssensoren (4-1, 4-2, 4-3) jeweils als Sendeeinheit und Empfangseinheit für das Detektionssignal ausgebildet sind und in einem direkten Betriebsmodus jeweils Detektionssignale ausgeben, reflektierte Anteile der von ihnen ausgegebenen Detektionssignale empfangen und in Abhängigkeit hiervon aktive Messsignale ausgeben, und eine Steuereinrichtung (5), die die Messsignale der Abstandssensoren (4-1, 4-2, 4-3) aufnimmt und einen Objektabstand (s) erfasster Objekte (10) ermittelt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Abstandssensor (4-1, 4-2, 4-3) zusätzlich in einem indirekten Betriebsmodus betreibbar ist zur Detektion eines von einem anderen Abstandssensor (4-2, 4-3, 4-1) ausgegebenen und von dem Objekt (10) reflektierten Detektionssignals und zum Erzeugen eines indirekten Messsignals.

Description

Hannover, 17.09.2010
2010P00059DE, Dr. Koschnitzki/Bremer
(EM 2010E00040DE)
2010P00059DE.rtf
Umfeld-Überwachungssystem für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Umfeld-Überwachungssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Ermittlung eines Objektabstands.
Umfeld-Überwachungssysteme an Fahrzeugen dienen zur Ermittlung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges. Bei Rückraum- Überwachungssys- femen soll insbesondere eine mögliche Kollision mit sich im Rückraum (Umfeld hinter dem Fahrzeug) befindenden Objekten während einer Rückwärtsfahrt ermittelt werden.
Hierzu weisen die Umfeld-Überwachungssysteme Abstandssensoren (Entfernungssensoren) auf. Bei Laufzeitmessungen sendet ein Abstandssensor in einem Aussende-Zeitpunkt ein Detektionssignal in den zu überwachenden Bereich aus. Wenn ein Objekt von dem Detektionssignal erfasst wird, reflektiert es dieses zurück, so dass der Abstandssensor es in einem Empfangszeitpunkt detektieren kann. Die Laufzeit des Detektionssignals kann als Differenz des Empfangszeitpunkts und des Aussende-Zeitpunkts ermittelt werden, so dass unter Heranziehung der Signal-Geschwindigkeit die Gesamt- Wegstrecke ermittelt werden kann, die das Doppelte des Abstandes des Objektes von dem Sensor darstellt. Derartige Laufzeitmessungen werden insbesondere mit Ultraschallsensoren und Radarsensoren, zum Teil auch mit Lichtstrahlen (Laser) als Detektionssignalen durchgeführt. Eine richtungsabhängige bzw. winkelaufgelöste Detektion kann mit Laufzeitmessungen zunächst nicht durchgeführt werden.
In z. B. der DE 10 2007 052 977 A1 wird eine Triangulation vorgeschlagen, bei der zwei Ultraschallsensoren im Stoßfängerbereich eines Fahrzeugs in einer Horizontallinie angeordnet sind, und jeweils für sich eine Laufzeitmessung durchführen, so dass zwei Abstandsinformationen ermittelt werden, die mittels einer Triangulation zur Ermittlung des Abstandes des Sensors gegenüber dem Fahrzeug bzw. dem Umfeld-Überwachungssystem dienen können, wobei ein derartiger Abstand im Allgemeinen als minimaler Abstand gegenüber dem Fahrzeug ermittelt wird. Auch die DE 10 2006 002 232 B4 schlägt eine derartige Triangulation zur Positionsbestimmung eines Objektes durch Messung zweier Abstände von zwei verschiedenen Positionen vor.
Bei derartigen Triangulationen kann bei bekanntem Sensorabstand (Abstand zwischen den Sensoren) und den separat ermittelten einzelnen Abständen eines Objektes gegenüber jedem der beiden Abstandssensoren somit ein Dreieck festgelegt werden, so dass der Abstand des Objektes zu dem Überwachungssystem als Höhe in diesem Dreieck festgelegt ist. Auch die DE 10 2007 042 220 A1 schlägt eine derartige Triangulation mittels Ultraschallsensoren vor. Aus der DE 41 37 068 A1 ist ein integrierter optischer Vielfach-Abstandssensor vorgesehen, der eine optische Triangulation unter Verwendung von positionsempfindlichen Dioden vorschlägt.
Die DE 195 07 957 C1 schlägt eine Triangulation unter Verwendung von Infrarot-LEDs vor, wobei eine Fahrbahnoberfläche abgetastet wird, um eine Fahrspurbegrenzung zu erfassen. Aus der DE 102 51 357 A1 ist ein Verfahren zum Setzen oder Abschalten eines Fahrtrichtungsanzeigers bekannt, bei dem aus ermittelten Umgebungsdaten Spur- und/oder Fahrtrichtungswechsel ermittelt werden, wobei neben einer Fahrspurerkennung auch eine Abstandsmessung als Laufzeitmessung mittels Infrarotsensoren einer Monokamera, sowie die Abstandsmessung mittels Triangulation einer Stereokamera beschrieben ist.
Derartige Triangulationsverfahren setzen voraus, dass jeder Abstandssensor das zu bestimmende Objekt an im Wesentlichen der gleichen Stelle erfasst und somit ein Dreieck gebildet wird. Bei größeren Objekten kann eine derartige Ermittlung durch Triangulation jedoch komplexer sein. Weiterhin kann ggf. einer der Abstandssensoren auch kein Messsignal detektieren, wenn z. B. das Objekt ungünstig verlaufende schräge Flächen aufweist, da Radarstrahlen und auch Ultraschallwellen eine gerichtete Reflektion erfahren, wobei Reflektionen an ungünstigen schrägen Ebenen ggf. nicht zu einem Echo an dem Abstandssensor führen. Nachteilhaft ist weiterhin die für herkömmliche Rückraumüberwachungssysteme im Allgemeinen erforderliche hohe Anzahl von Abstandssensoren, üblicherweise sechs bis acht Abstandssensoren bei einer Fahrzeugbreite eines Nutzfahrzeugs von z. B. 2,5 m.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Umfeld- Überwachungssystem zu schaffen, das mit relativ geringem Aufwand eine sichere Überwachung des Umfeldes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Umfeld-Überwachungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Ergänzend ist ein entsprechendes Verfahren zur Ermittlung von Abständen von Objekten, insbesondere unter Verwendung eines derartigen Umfeld-Überwachungssystems, vorgesehen. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
Erfindungsgemäß wird somit eine indirekte Messung vorgenommen, bei der ein erster Abstandssensor ein Detektionssignal abgibt, und ein anderer Abstandssensor in einem passiven Betriebsmodus ohne zu senden das von einem Objekt reflektierte Detektionssignal des ersten Abstandssensors de- tektiert, d.h. ein indirektes Echo aufnimmt.
Das von dem ersten, sendenden Abstandssensor ausgegebene Detektionssignal gelangt somit über einen ersten Abstand zu dem Objekt, wird an diesem reflektiert und gelangt über einen zweiten Abstand zu dem zweiten Abstandssensor. Durch diese indirekte Messung können bei einer Laufzeit- ermittlung somit Gesamtwegstrecken ermittelt werden, die sich als Summe der Abstände des sendenden und des empfangenen Abstandsensors zu dem Objekt darstellen.
Vorzugsweise werden herkömmliche direkte Messungen, bei denen ein Abstandssensor sendet und empfängt, mit den erfindungsgemäßen indirekten Messungen kombiniert, wodurch ein kombinierter Betriebsmodus gebildet wird. Bei dieser Kombination empfangen somit beide Abstandssensoren, wobei nur einer sendet. Somit erfolgt eine direkte Messung zur Ermittlung des ersten Abstandes und die indirekte Messung der kombinierten Gesamtwegstrecke, aus der unter Hinzuziehung des gemessenen ersten Abstandes der andere Abstand ermittelt werden kann.
Vorteilhafterweise können derartige kombinierte Betriebsmodi alternierend durchgeführt werden, so dass abwechselnd jeder Abstandssensor sendet, und die Anderen empfangen.
Erfindungsgemäß werden einige Vorteile erreicht:
Es können zusätzlich zu den direkten Messungen indirekte Messungen erfolgen, ohne relevanten zusätzlichen Hardwareaufwand; es ist lediglich eine ergänzende Software-Programmierung der Abstandssensoren dahingehend erforderlich, dass sie in dem passiven Betriebsmodus des Empfangens ohne eigenes Sendesignal betreibbar sind.
Durch die indirekte Messung kann eine Triangulation erfolgen, auch wenn ggf. einer der beiden Sensoren keine direkte Messung empfängt, was z. B. bei ungünstig verlaufenden Reflektionsflächen des zu erfassenden Objektes vorliegen kann. In derartigen Fällen kann durch den kombinierten Betriebsmodus dennoch der Abstand beider Abstandsensoren zu dem Objekt und ergänzend auch die laterale Position des Objektes ermittelt werden. Die indirekten Messungen können insbesondere zusätzlich zu den direkten Messungen erfolgen, um eine gegenseitige Plausibilisierung oder Abschätzung von Fehlern zu ermöglichen. Dies ist bereits bei Einsatz von lediglich zwei Abstandssensoren hilfreich. In einem derartigen Fall können die Abstandssensoren insbesondere an den seitlichen Bereichen des Fahrzeughecks angebracht sein und relativ breite Abstrahlwinkel, z. B. über 60 Grad, vorzugsweise fast 90 Grad aufweisen, um den Rückraum jeweils weitgehend zu erfassen, so dass der Überlappbereich der Abstrahlwinkel groß ist. Die Abstrahlwinkel sind insbesondere nach innen gerichtet, so dass sie nach hinten den gesamten Rückraum als Überlappbereich erfassen.
Die indirekte Messung sollte für zwei Abstandssensoren in beide Messrichtungen grundsätzlich die gleiche Gesamt-Wegstrecke als Summe der einzelnen Abstände ergeben, so dass die beiden wechselseitigen, indirekten Messungen auch zur Verifizierung dienen können.
Erfindungsgemäß können zusätzliche Betriebsmodi bzw. Erkennungsmethoden durchgeführt werden, insbesondere auch für den Fall, dass ein Erfassungsobjekt nicht zu einem Echo bei beiden Sensoren führt. Diese zusätzlichen Erkennungsmethoden können hierbei umfassen:
- eine Radiusabschätzung, falls nur ein direktes Echo eines einzelnen Abstandssensors empfangen wurde,
- eine Kombination der direkten Echos für eine herkömmliche Triangulation,
- im Falle lediglich indirekter Messungen die Ermittlung des Objektabstandes auf einer Ellipse. Eine derartige Ellipsenbildung kann grundsätzlich ausreichend sein, um einen minimalen möglichen Abstand zu detektieren;
- eine Back up-Funktion bzw. additive Leistungsfunktion, bei der beide bzw. sämtliche Abstandssensoren gleichzeitig senden und empfangen, wo- durch eine Überlagerung sämtlicher abgestrahlten Detektionssignale erreichbar ist, um die Gesamtleistung zu erhöhen. In diesem Fall kann der Abstand des Objektes zwar nur abgeschätzt werden, bei Einsatz mehrerer Abstandssensoren ergibt sich jedoch bereits eine Wellenfront, die der horizontalen Linie des Sensorsystems relativ nahe kommt. Die hierdurch erreichte Ge- samt-Leistung ermöglicht somit die Erfassung von Objekten, die durch einzelne direkte Messungen ggf. noch nicht möglich ist.
Somit wird ein kostengünstiges System geschaffen, das zusätzlich zu den bekannten direkten Messungen und direkten Triangulationsverfahren ergänzende Betriebsmodi und Erkennungsmethoden ermöglicht, durch die die Sicherheit und die Detektionsgenauigkeit bzw. die Plausibilisierung von Messergebnissen deutlich verbessert wird, ohne dass hierfür relevanter zusätzlicher Hardware-Aufwand auftritt.
Die Synchronisation der Abstandssensoren für die indirekten Messungen kann durch die gemeinsame Steuereinrichtung erfolgen, die ohnehin auch zur Datenermittlung der herkömmlichen Triangulationsverfahren erforderlich ist. Hierbei können Synchronisationssignale über ein geeignetes Bus- System oder über eine Stern-Verbindung ausgegeben werden, so kann z. B. ein LIN-Bus zwischen den Abstandssensoren und der gemeinsamen Steuereinrichtung vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung kann die Synchronisationssignale als Bus-Kommandos ausgeben, wobei z. B. sämtliche Abstandssensoren adressiert werden, und die Angabe des jeweils sendenden Abstandssensors als Parameter enthalten ist. Die Messsignale werden entsprechend von den Abstandssensoren über den Bus an die Steuereinrichtung ausgegeben. Bei einer derartigen Ausbildung ist der ergänzende Software- Aufwand relativ gering.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Umfeld- Überwachungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform mit zwei Abstandssensoren und schematisierter Darstellung der Entfernungsmessung;
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen
Messprinzips und der Signale;
Fig. 3 eine zu Figur 1 alternative Ausführung mit drei Abstandssensoren.
Ein Fahrzeug 1 kann z. B. als Anhängerfahrzeug, oder auch als Einzel- Fahrzeug ausgebildet sein. In oder an seinem Heckbereich 2 ist ein Rück- raum-Überwachungssystem 3 angebracht, das bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 zwei Ultraschall-Abstandssensoren 4-1 , 4-2 und eine Steuereinrichtung 5 aufweist, die über einen LIN-Bus 6 miteinander verbunden sind, so dass das Rückraum-Überwachungssystem ein Bus-System bildet.
Die beiden Ultraschall-Abstandssensoren 4-1 und 4-2 sind an den seitlichen Außenbereichen des Heckbereichs 2 angeordnet; gemäß der Draufsicht der Figur 1 ist der linke Abstandssensor 4-1 somit ganz links, und der rechte Abstandssensor 4-2 ganz rechts am Heckbereich 2 des Fahrzeugs 1 angeordnet.
Die Ultraschall-Abstandssensoren 4-1 und 4-2 weisen z. B. in an sich bekannter Weise eine Membran auf, die sowohl zum Senden als auch Empfangen von Ultraschallwellen dient. Alternativ hierzu können die Ultraschall- Abstandssensoren 4-1 und 4-2 jedoch auch jeweils getrennte Sende- und Empfangseinrichtungen aufweisen. ln Figur 1 sind Abstrahlwinkelbereiche 8-1 und 8-2 der Abstandssensoren 4-1 und 4-2 gezeigt, die einen Rückraum 7 hinter dem Fahrzeug 1 erfassen; diese Abstrahlbereiche 8-1 und 8-2 können z. B. Abstrahlkegel sein, vorteilhaft liegt jedoch eine Abstrahlcharakteristik im Wesentlichen in horizontaler Ebene vor. In Figur 2 sind die von dem ersten Ultraschall-Abstandssensor 4-1 ausgesandten Ultraschallwellen mit 9-1 und die von einem Objekt 10 nachfolgend reflektierten Ultraschallwellen mit 11-1 bezeichnet. Entsprechend sind die vom zweiten Ultraschall-Abstandssensor 4-2 in dessen Abstrahlbereich 8-2 ausgesandten Ultraschall-Wellen als 9-2 und die nachfolgend von dem Objekt 10 reflektierten Ultraschall-Wellen als 1 1-2 bezeichnet. Die Abstrahlbereiche 8-1 und 8-2 sind jeweils nach hinten und innen gerichtet, so dass sich die Abstrahlbereiche 8-1 und 8-2 weitgehend überlappen. Die Erfassungsbereiche der Ultraschall-Abstandssensoren 4-1 und 4-2, innerhalb von denen sie reflektierte Ultraschall-Wellen aufnehmen können, sind im Allgemeinen größer als ihre Abstrahlwinkelbereiche 8-1 und 8-2.
Erfindungsgemäß ist ein erster, direkter Betriebsmodus möglich, bei dem - in an sich bekannter Weise - jeder Abstandssensor 4-1 bzw. 4-2 für sich Ultraschallwellen 9-1 bzw. 9-2 aktiv aussendet und nachfolgend seine reflektierten Ultraschallwellen detektiert. So sendet der erste Ultraschall- Abstandssensor 4-1 in diesem ersten Betriebsmodus Ultraschallwellen 9-1 aus, die teilweise von dem Objekt 10 als Ultraschallwellen 1 1-1 reflektiert werden, und detektiert diese reflektierten Ultraschallwellen 1 1-1 nach einer Zeitdifferenz ΔΤ. Ein Abstand L1 des Objektes 10 von dem ersten Abstandssensor 4-1 kann nachfolgend nach dem Prinzip der Laufzeitmessung detektiert werden: Die Ultraschallwellen 9-1 , 11-1 legen die Wegstrecke 2 x L1 mit der Schallgeschwindigkeit c zurück, so dass
2 x L1 = ΔΤ x c ist,
woraus L1 ermittelt werden kann. Der Abstandssensor 4-1 gibt ein direktes Messsignal S1 an die Steuereinrichtung 5. Entsprechend misst der zweite Ultraschall-Abstandssensor 4-2 in dem direkten Betriebsmodus durch eine Laufzeitmessung aktiv seinen Abstand L2 zu dem Objekt 10 und gibt ein direktes Messsignal S2 an die Steuereinrichtung 5.
Weiterhin ist der Abstand d zwischen den Abstandssensoren 4-1 und 4- 2 bekannt, so dass das Dreieck 4-1 , 10, 4-2 vollständig mit seinen Seiten L1 , L2 und d bekannt ist und ein Objektabstand s sich somit als Höhe in diesem Dreieck ergibt, wobei die Höhe s senkrecht auf d steht. Die Ermittlung des Objektabstandes s erfolgt somit in der Steuereinrichtung 5 durch eine Triangulation anhand des bekannten Dreiecks 4-1 , 10, 4-2.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein zweiter, indirekter Betriebsmodus möglich, bei dem die Abstandssensoren 4-1 und 4-2 reflektierte Ultraschallwellen 1 1-2 bzw. 1 1 -1 aufnehmen, die von dem jeweils anderen Abstandssensor 4-2 bzw. 4-1 ausgesandt wurden: so sendet der erste Abstandssensor 4-1 Ultraschallwellen 9-1 aus und der zweite Abstandssensor 4-2 detek- tiert passiv ohne zu senden die von dem Objekt 10 reflektierten Ultraschallwellen 11-1. Die Ultraschallwellen haben somit in diesem zweiten Betriebsmodus die Gesamtstrecke L1 + L2 von dem ersten Abstandssensor 4-1 über das Objekt 10 zu dem zweiten Abstandssensor 4-2 zurückgelegt. Indem die Abstandssensoren 4-1 und 4-2 synchronisiert sind, kann die Zeitdifferenz zwischen dem Absendezeitpunkt beim ersten Abstandssensor 4-1 und dem Empfangszeitpunkt beim zweiten Abstandssensor 4-2 als Laufzeit ermittelt und mit der Schallgeschwindigkeit c entsprechend die Gesamtstrecke L1 + L2 errechnet werden.
Weiterhin kann umgekehrt auch der zweite Abstandssensor 4-2 aktiv Ultraschallwellen 9-2 aussenden und entsprechend der erste Abstandssensor 4-1 passiv ohne zu senden die von dem Objekt 10 reflektierten zweiten Ultraschallwellen 11-2 detektieren, so dass durch die Laufzeitmessung dieselbe Gesamtstrecke L2 + L1 ermittelt werden kann.
Vorteilhafterweise werden der direkte und indirekte Betriebsmodi dahingehend kombiniert, dass ein Abstandssensor, z. B. 4-1 sendet, und zum einen im direkten Betriebsmodus selbst empfängt, und der andere Abstandssensor 4-2 passiv empfängt. Somit können in diesem kombinierten Betriebsmodus gleichzeitig die Strecken L1 sowie L1 + L2 ermittelt werden.
Nachfolgend sendet dann der zweite Abstandssensor 4-2 und empfängt in seinem direkten Betriebsmodus, während der erste Abstandssensor 4-1 lediglich passiv empfängt, so dass dann gleichzeitig die Strecken L2 sowie L2+ L1 gemessen werden können.
Die Abstandssensoren 4-1 und 4-2 geben indirekte Messsignale S3 und S4 an die Steuereinrichtung 5. Bei diesem kombinierten Betriebsmodus können aus den beiden Messsignalen jeder Messung bereits beide Wegstrecken ermittelt werden. So kann in der ersten Messung, bei der der erste Abstandssensor 4-1 aktiv sendet und empfängt und der zweite Abstandssensor 4-2 lediglich passiv empfängt, direkt aus dem aktiven Messsignal S1 des ersten Abstandssensors 4-1 durch Halbieren die Wegstrecke L1 ermittelt werden, und dieser Wert vom der als passives Messsignal S4 des anderen Abstandssensors 4-2 übermittelten Gesamtstrecke L1 +L2 abgezogen werden:
1. der Abstandssensor 4-1 sendet, beide Abstandssensoren 4-1 und 4-2 empfangen. Somit misst der erste Abstandssensor die Wegstrecke D1 = L1 + L1 , der zweite Abstandssensor 4-2 die Wegstrecke D2 = L1 + L2;
2. aus D1 wird durch Halbieren L1 berechnet,
3. aus D2 und dem im Schritt 2 bestimmten L1 wird durch Subtraktion L2 berechnet. Somit ist das Dreieck 4-1 , 10, 4-2 bekannt, so dass dessen Höhe (Höhe des Objekts 10 auf der Seite d) als Objektabstand s des Objektes 10 zu den Sensoren 4-1 , 4-2 bzw. dem Fahrzeug 1 ermittelt werden kann. Gemäß Figur 2 kann nachfolgend die laterale Position p des Objektes 10 ermittelt werden, z. B. gemäß Figur 2 als Teilstrecke p zwischen der Höhenprojektion des Objektes 10 entlang der Höhe s und dem ersten Abstandssensor 4-1 , wobei p2 + S2 = L12. Somit ist die Lage des Objektes 10 zu den beiden Abstandssensoren 4-1 und 4-2, sowie auch zu dem Fahrzeugheck 2 (bei bekannter Position der Abstandssensoren 4-1 , 4-2 am Fahrzeugheck 2) bekannt.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der gegenüber der Ausführungsform der Figur 1 zusätzlich der dritte, mittlere Ultraschall- Abstandssensor 4-3 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform können die Abstrahlwinkelbereiche (Abstrahlkeulen) 8-1 und 8-2 der beiden äußeren Ultraschall- Abstandssensoren 4-1 und 4-2 ggf. etwas nach außen gedreht werden, da der mittlere Bereich durch den ergänzend vorgesehenen Abstandssensor 4-3 erfasst wird. Somit kann hier auch ein seitlicher Heckbereich zusätzlich er- fasst werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 können drei direkte Abstandsmessungen durchgeführt werden. Weiterhin sind indirekte Messungen möglich, wobei alternierend jeweils einer der Abstandssensoren 4-1 , 4-3, 4-2 sendet und alle drei Abstandssensoren 4-1 , 4-2, 4-3 empfangen, so dass sich sechs indirekte Messungen ergeben, und die Strecken L1 + L2, L1 + L3, L2 + L3 jeweils wiederum doppelt (in beide Richtungen) gemessen werden.
Somit kann bei dieser Ausführungsform ein umfangreicheres Gleichungssystem zur Ermittlung des Objektabstandes s sowie der lateralen Breite p angesetzt werden. Bei sämtlichen Ausführungsformen kann sich das Objekt 10 auch neben dem Fahrzeug 1 befinden. Diese seitliche Position des Objektes 10 kann erfindungsgemäß erkannt werden, wobei in diesem Fall die Distanz p negativ oder größer als d ist. Derartige Objekte können vom Algorithmus direkt verworfen oder als nicht behindernd angezeigt werden.
Grundsätzlich kann es auftreten, dass ein Objekt 10 Ultraschallwellen 8- 1 oder 8-2 nicht vollständig bzw. nicht symmetrisch in sämtliche Richtungen reflektiert, z. B. aufgrund seiner Materialeigenschaften oder insbesondere auch der Neigung seiner Flächen. Somit kann z. B. in Fig. 1 der Fall auftreten, dass das Objekt 10 nicht zu einem Echo bei beiden Abstandssensoren 4-1 und 4-2 führt. Wenn z. B. der erste Abstandssensor 4-1 sendet, kann evtl. der zweite Abstandssensor 4-2 kein Echo bzw. keine reflektierten Ultraschallwellen 1 1-1 empfangen, oder umgekehrt nur der zweite Abstandssensor 4-2 reflektierte Ultraschallwellen 1 1-1 empfangen, nicht jedoch der sendende Abstandssensor 4-1 selbst. Gerade in diesem letzten Fall ist in dem herkömmlichen ersten Betriebsmodus die Detektion eines Signals ggf. gar nicht möglich. Erfindungsgemäß können in derartigen und anderen Fällen zusätzliche Erkennungsmethoden durchgeführt werden. Diese sind z. B.:
- eine Radiusschätzung, falls nur ein direktes Echo, d. h. über die Wegstrecke L1 + L1 oder die Wegstrecke L2 +L2 empfangen wurde. Somit ist der Radius des Abstandskreises oder der Abstandskugel zu dem Abstandssensor bekannt, der das direkte Echo empfängt;
- eine Triangulation von direkten Messungen, falls keine indirekten Echos empfangen wurden. Somit werden die Strecken L1 + L1 und L2 + L2 gemessen, aber keine Mischtherme. In diesem Fall ist eine herkömmliche Triangulation aus den einzeln gemessenen Wegstrecken L1 und L2 und dem bekannten Sensorabstand d möglich. - die Ermittlung des Objektabstandes s auf einer Ellipse, falls lediglich indirekte Messungen möglich sind. Die indirekten Messungen liefern die Summe L1 +L2 der beiden Abstände L1 und L2. Alle Punkte mit dieser konstanten Summe liegen auf einer Ellipse, in deren Brennpunkten die Abstandssensoren 4-1 und 4-2 liegen. Eine derartige Ellipsenbildung kann grundsätzlich ausreichend sein, um einen minimalen möglichen Abstand zu detektieren.
- als Backup: beide Abstandssensoren 4-1 und 4-2 senden und empfangen gleichzeitig, um die abgestrahlte Gesamt- Signalleistung zu erhöhen. Somit kann eine Gesamt-Leistung erreicht werden, die sich als Überlagerung der Abstrahlwinkelbereiche (Abstrahlkegel) 8-1 und 8-2 bildet (in Fig. 3 der Abstrahlwinkelbereiche 8-1 , 8-2, 8-3). Diese Überlagerung nimmt zu größeren Objektabständen s hin stärker die Form einer parallelen Wellenfront an. In diesem Modus kann der Objektabstand s nur geschätzt werden; gerade bei größeren Objektabständen s ist jedoch die Messungenauigkeit aufgrund der unbekannten lateralen Position nicht mehr so relevant, insbesondere wenn s sehr groß gegen d wird. Somit sind auch Abschätzungen größerer Objektabstände s möglich.
Die Synchronisierung der Abstandssensoren 4-1 und 4-2 erfolgt vorteilhafterweise über die Steuereinrichtung 5, die entsprechende Steuersignale bzw. Kommandos über den LIN-Bus 6 ausgibt. So können von der Steuereinrichtung 5 über den Bus 6 Synchronisationskommandos K1 an sämtliche Abstandssensoren 4-1 und 4-2 der Fig. 1 und 4-1 , 4-2 und 4-3 der Fig. 3 ausgegeben werden, d.h. sämtliche Sensoren werden adressiert, wobei das Synchronisationskommando K1 jeweils einen Parameter zur Festlegung des sendenden Abstandssensors und enthält, und alle Abstandssensoren empfangen, woraufhin sie Messsignale S1 und S4 oder S2 und S3 an die Steuereinrichtung 5 ausgeben. Erfindungsgemäß sind auch Messungen in verschiedenen Ebenen sowie Messungen über verschiedene Ebenen hinweg möglich.

Claims

Patentansprüche
Umfeld-Überwachungssystem (3) für ein Fahrzeug (1), wobei das Umfeld-Überwachungssystem (3) aufweist:
mindestens zwei Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) zur Abstandserkennung durch Laufzeitmessung von Detektionssignalen (9-1 , 9-2), wobei die Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) jeweils als Sendeeinheit und Empfangseinheit für das Detektionssignal (9-1. 9-2, 11-1 , 1 1-2) ausgebildet sind und in einem direkten Betriebsmodus jeweils Detekti- onssignale (9-1 , 9-2) ausgeben, reflektierte Anteile der von ihnen ausgegebenen Detektionssignale empfangen und in Abhängigkeit hiervon aktive Messsignale (S1 , S2) ausgeben, und
eine Steuereinrichtung (5) , die die Messsignale (S1 , S2, S3, S4) der Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) aufnimmt und einen Objektabstand (s) erfasster Objekte (10) ermittelt,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Abstandssensor (4-1 , 4-2, 4-3) zusätzlich in einem indirekten Betriebsmodus betreibbar ist zur Detektion eines von einem anderen Abstandssensor (4-2, 4-3, 4-1) ausgegebenen und von dem Objekt (10) reflektierten Detektionssignals (11-2, 11-1) und zum Erzeugen eines indirekten Messsignals (S3, S4).
Umfeld-Überwachungssystem (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es als Rückraumüberwachungssystem (3) des Fahrzeugs (1) ausgebildet und am Heck (2) oder einem Heckbereich des Fahrzeugs (1) angeordnet ist zur Ermittlung eines Objektabstandes (s) eines in einem Rückraum (7) hinter dem Fahrzeug (1) sich befindenden Objektes (10) zu dem Rückraum-Überwachungssystem (3) oder zu dem Heck (2) des Fahrzeugs (1 ).
3. Umfeld-Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionssignale Ultraschallwellen (9-1. 9-2) oder Radarwellen oder Lichtstrahlen sind, die von den Abstandssensoren (4-1 , 4-2) in einen Abstrahlwinkelbereich (8-1 , 8-2) ausgebbar sind.
4. Umfeld-Überwachungssystem (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlwinkelbereiche (8-1 , 8-2) der Abstandssensoren (4-1 , 4-2) nach hinten und aufeinander zu gerichtet sind, so dass sie sich in dem Rückraum (7) hinter dem Fahrzeug (1) zumindest weitgehend überlappen.
5. Umfeld-Überwachungssystem (3) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlwinkelbereiche (8-1 , 8-2) der Abstandssensoren (4-1 , 4-2) im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegen und einen Winkelbereich größer 45 Grad, vorzugsweise mindestens 60 Grad in der Ebene erfassen.
6. Umfeld-Überwachungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) jeweils in folgenden Betriebsmodi betreibbar sind:
dem direkten Betriebsmodus, in dem der Abstandssensor (4-1 , 4-2, 4- 3) ein Detektionssignal (9-1 , 9-2) aussendet und das von einem Objekt (10) reflektierte Detektionssignal (11-1 , 11-2) detektiert zur Ermittlung eines Abstands (L1 , L2) als halbe Wegstrecke der in der Detektionszeit zwischen Aussendezeitpunkt und Empfangszeitpunkt zurückgelegten Wegstrecke, und
dem indirekten Betriebsmodus, in dem der Abstandssensor (4-2, 4-1) ohne zu senden passiv das von einem anderen Abstandssensor (4-1) ausgesandte und an einem Objekt (10) reflektierte Detektionssignal (11-1) empfängt, zur Ermittlung einer Gesamtstrecke (L1 + L2) in einer indirekten Messung als Summe der Abstände (L1 , L2) beider Ab- standssensoren (4-2, 4-1) von dem Objekt (10),
wobei in dem indirekten Betriebsmodus der sendende und der empfangende passive Abstandssensor (4-1 , 4-2, 4-3) synchronisiert sind zum Abgleich des Aussendezeitpunkts und Empfangszeitpunkts, wobei von der Steuereinrichtung (5) durch Subtraktion eines in einer direkten Messung ermittelten Abstands (L1 ) von einer in einer indirekten Messung ermittelten Gesamtstrecke (L1 + L2) der weitere Abstand (L2) ermittelbar ist.
7. Umfeld-Überwachungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein kombinierter Betriebsmodus vorgesehen ist, in dem ein erster Abstandssensor (4-1 ) in dem direkten Betriebsmodus sendet und empfängt und gleichzeitig mindestens ein zweiter Abstandssensor (4-2) in dem indirekten Betriebsmodus ohne zu senden passiv Reflektionen (1 1 -1) des von dem ersten Abstandssensor (4-1) ausgesandten Detektionssignals (9-1) empfängt.
8. Umfeld-Überwachungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der kombinierte Betriebsmodus alternierend derartig ausführbar ist, dass alternierend jeder Abstandssensor (4-1 , 4-2) sendet und empfängt und die anderen Abstandssensoren (4-2, 4-1) gleichzeitig nur passiv empfangen.
9. Umfeld-Überwachungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der folgenden weiteren Betriebsmodi durchführbar sind:
- Radiusschätzung, falls nur ein einziger Abstandssensor (4-1 , 4-2) in einer direkten Messung ein reflektiertes Detektionssignal (1 1-1 , 11-2) empfängt,
- Triangulation durch direkte Messungen, insbesondere bei fehlenden indirekten Messungen, durch Ermittlung der einzelnen direkten Ab- stände (L1 , L2) der Abstandssensoren (4-1 , 4-2) zu einem Objekt (10) unter Heranziehung eines bekannten Sensorabstandes (d),
- Back-up-Betriebsmodus, bei dem mehrere, vorzugsweise alle Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) gleichzeitig senden und empfangen, zur Erhöhung der abgestrahlten Gesamt-Signalleistung und zur Abschätzung des Objektabstandes (s) eines Objektes (10) von dem Rückraum- Überwachungssystem (3),
- im Falle lediglich indirekter Messungen die Ermittlung des Objektabstandes (s) auf einer Ellipse, die die Menge aller Punkte mit gleicher Summe der Abstände zu den Abstandssensoren (4-1 , 4-2) bildet.
10. Umfeld-Überwachungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) zur Ausgabe von Synchronisationssignalen (K1) an alle Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) zur Synchronisation der Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) vorgesehen ist.
11. Umfeld-Überwachungssystem nach Anspruch 10 und nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) mit den Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) über einen Bus, z. B. LIN-Bus (6), verbunden ist und Synchronisationssignale (K1) für den kombinierten Betriebsmodus ausgibt,
wobei die Synchronisationssignale (K1) an sämtliche Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) adressiert sind und als Parameter die Angabe des im direkten Betriebsmodus sendenden Abstandssensors (4-1) enthalten.
12. Umfeld-Überwachungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Abstandssensoren (4-1 , 4- 2) vorgesehen sind, die an dem linken und dem rechten seitlichen Heckbereich des Fahrzeugs angebracht sind.
13. Umfeld-Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass drei Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3) vorgesehen sind, von denen ein erster Abstandssensor (4-1 ) am linken seitlichen Heckbereich, und ein zweiter Abstandssensor (4-2) am rechten seitlichen Heckbereich und ein dritter Abstandssensor (4-3) in dem mittleren Heckbereich des Fahrzeugs angebracht sind.
14. Umfeld-Überwachungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren, übereinander liegenden Ebenen jeweils zwei Abstandssensoren (4-1 , 4-2) vorgesehen sind.
15. Verfahren zur Ermittlung eines Objektabstands (s) eines Objektes (10), insbesondere unter Verwendung eines Umfeld-Überwachungssystems (3) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem mindestens zwei Abstandssensoren (4-1 , 4-2, 4-3)
- in direkten Messungen jeweils Detektionssignale (9-1. 9-2) ausgeben und reflektierte Anteile (11-1 , 11-2) der von ihnen ausgegebenen Detektionssignale empfangen, und
- in indirekten Messungen reflektierte Detektionssignals (11-2, 11-1 ) empfangen, die von einem anderen Abstandssensor (4-2, 4-3, 4-1) ausgegeben und von dem Objekt (10) reflektiert wurden,
wobei der Objektabstand (s) auf Grundlage zumindest einer indirekten Messung ermittelt wird.
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