EP3114500A1 - Vorrichtung zur korrektur eines abstandswertes und/oder zur korrektur eines relativgeschwindigkeitswertes, fahrzeug und verfahren - Google Patents

Vorrichtung zur korrektur eines abstandswertes und/oder zur korrektur eines relativgeschwindigkeitswertes, fahrzeug und verfahren

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Publication number
EP3114500A1
EP3114500A1 EP15714166.4A EP15714166A EP3114500A1 EP 3114500 A1 EP3114500 A1 EP 3114500A1 EP 15714166 A EP15714166 A EP 15714166A EP 3114500 A1 EP3114500 A1 EP 3114500A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
value
relative speed
camera
acceleration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15714166.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Steurer
Armin Vogl
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.)
Aumovio Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic 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 Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of EP3114500A1 publication Critical patent/EP3114500A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • 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
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
    • 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
    • B60R21/0132—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 vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P7/00—Measuring speed by integrating acceleration
    • 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
    • B60R2021/01013—Means for detecting collision, impending collision or roll-over

Definitions

  • the present invention relates to the distance and
  • the present invention relates to a device for correcting a distance value and / or for correcting a
  • the environment sensor To use the security system (passive safety application), the environment sensor must provide this data quickly enough and at the right time. Camera-based systems are often not fast enough due to the high processing times and can therefore, for example, in the control of restraints in the vehicle due to their delay times a
  • Camera-based systems require a minimum number of frames to determine a reliable relative speed. Based on two pictures of the camera will be
  • a distance estimate is performed, and the associated time between these two frames is used to calculate the relative speed between two vehicles.
  • the described embodiments likewise relate to the device for correcting a distance value and / or for correcting a relative speed value, a vehicle having a device, and a method.
  • features described below with respect to the device may also be implemented in the vehicle and may be considered as corresponding features of the method. Of course, the same applies vice versa.
  • the device is designed to carry out the method described below, unless explicitly stated otherwise.
  • the device for correcting a distance value and / or for correcting a relative speed value for a vehicle specified.
  • the device has a first arithmetic unit.
  • the first arithmetic unit is designed to correct a distance value of the vehicle determined by camera images to an object in the surroundings of the vehicle and / or a correction of a camera image determined by the camera
  • Relative speed value vi of the vehicle to the object perform. Furthermore, the first arithmetic unit is designed to correct the distance value and / or to correct the relative speed value Vj as a function of a value measured by an acceleration sensor
  • Acceleration a value of the vehicle to perform.
  • the invention relates, as previously explicitly stated, both to the correction of the distance value and, in combination or alternatively, to the correction of the distance value
  • Relative speed value vi By means of the acceleration a of the vehicle, a correction speed can be calculated by simple temporal integration.
  • corrected relative speed can be used.
  • a two-fold integration of the acceleration a yields a correction distance that can be used to determine the corrected distance.
  • the associated corrected distance value could be calculated via the path-time law by means of the previously determined corrected speed. All of these possibilities are encompassed by the present invention. Therefore, between the
  • the present invention makes use of the measurement results between two camera measurements by mapping the actual speed or the current distance by observing the
  • Refurbishes acceleration sensor If you look at the duration between takes two measurements of the camera for example with 250 ms and on the other hand the information every 20 ms for one
  • Trigger decision in passive safety applications it is very advantageous, for example, to use the detected in 1 ms or 0.5 ms clock acceleration of the vehicle for correction.
  • the device according to the invention therefore provides, after a first measurement of the camera until the next measurement of the camera, a current, corrected distance value and / or a current, corrected one
  • the first and any further arithmetic unit mentioned herein can be used, for example, as
  • the first computing unit may be located at different locations in the vehicle.
  • the first computing unit may be part of the vehicle camera, which generates the images, based on which the distance value of the vehicle to another object and / or the relative speed value vi of the vehicle to the object is determined.
  • the first arithmetic unit can also be arranged outside the camera and as a separate, structural unit of the device.
  • the first processor it is possible for the first processor to be part of a passive safety system.
  • the first arithmetic unit can also be part of the
  • inventive correction is performed within the acceleration sensor.
  • the acceleration sensor itself may be part of the device again. Details and more of the
  • This arithmetic unit is referred to in the context of the present invention as the second arithmetic unit and will be further explained with reference to the following embodiments.
  • This arithmetic unit can be arranged within the camera system and can be designed differently.
  • this arithmetic unit may be implemented as programmable logic.
  • An example known to those skilled in the art is a so-called application specific integrated circuit (ASIC), or a system on a chip, such as Xilinx Zynq.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • Other examples are the Xilinx families Spartan, Artix, Virtex and Kintex. Typical representatives of
  • Signal processors include ADSP218x and Blackfin BF53x from Analog Devices and TMS320VC5x from Texas Instruments.
  • this computing unit may be implemented as a Field Programmable Gate Array (FPGA), which is a digital integrated circuit (IC) into which a logic circuit can be programmed.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • this arithmetic unit can be implemented as a digital signal processor (DSP), which serves the continuous processing of digital signals by the digital signal processing.
  • DSP digital signal processor
  • the arithmetic unit can of course also be designed differently.
  • the first arithmetic unit and the second arithmetic unit one and the same arithmetic unit, so that within this one arithmetic unit, both the
  • Relative speed value vi is determined and also in this arithmetic unit, the correction of these values or the correction of one of these values is performed.
  • an increase in the accuracy of the distance and / or the relative speed of a camera-based sensor can be achieved by means of the acceleration.
  • the corrected values, the corrected distance value and / or the corrected relative speed value may also be used for other applications in the vehicle which are not part of a passive safety system.
  • the device according to the invention makes use of the knowledge that an improvement in the provision of the
  • Relative speed value can be achieved when using an acceleration sensor, such as a longitudinal acceleration sensor, the intrinsic acceleration of the vehicle is detected.
  • the collected data is then used to correct the values of the potentially slow detection system. This correction can be made, if desired, only for a short time or only in certain situations in which certain criteria are fulfilled. The correction can be made for the period in which too slow a reaction of the camera - based system to determine the
  • Relative speed is expected. This period can vary in length as follows by means of
  • Prediction of the impact velocity and the expected impact time can be achieved.
  • the apparatus of the present invention is implemented in such an embodiment for such a prediction of the impact velocity and the expected impact time.
  • the device uses the equation of motion to anticipate the future movement of the vehicle, which is assessable using the currently measured acceleration of the vehicle.
  • the corrected values can be used.
  • the self-acceleration value a measured by the acceleration sensor of the vehicle is made available to the first computing unit.
  • the self-acceleration value a can be positive, and in other cases it can also be negative, in which case a delay is used.
  • the inventive device can therefore be used to correct a relatively slowly repeated camera-based distance measurement to an object using a much higher scanned internal acceleration signal.
  • an integral is formed via the acceleration, which includes the change of the speed from 0 to ti, where ti is a positive period.
  • the time ti can be selected, for example, such that ti is smaller than the delay time of the renewed determination of the distance value and / or the
  • Relative velocity value vi in a new measurement of the camera may be smaller than the so-called
  • Sleeping time of the camera is the time between two consecutive pictures of the camera. This corresponds to the duration between two measurements of the camera, in the example given above with 250 ms.
  • the integration time ti can also be chosen so that it is smaller than that time, which in total for the image by the camera and for the subsequent determination of the
  • the time period ti may be less than the time required to provide, for example, a second updated relative speed value to a passive safety system.
  • the apparatus of the present invention one or more corrections of Relat iv Anthony swerts the first determination based on actual data of the Eigenbeuggungshongs perform.
  • the speed calculated based on the acceleration of the vehicle is determined by the first
  • Computing unit subtracts when there is a delay and the calculated speed is added when a
  • the calculated speed therefore represents a correction speed.
  • the time ti is selected such that ti is less than one
  • Delay time which is used to determine the distance value and / or the relative speed vi value of the
  • the previously determined value of the relative velocity can be repeated once or even several times by the first arithmetic unit
  • the vehicle can be supplied with corrected relative speed values.
  • the device has a camera and a second arithmetic unit.
  • the camera is designed to take pictures of an environment of the vehicle.
  • the second arithmetic unit is designed to determine the distance value of the vehicle to the object and / or the relative speed value vi of the vehicle to the object based on the generated images of the camera. For the imaging by the camera and for the determination of the distance value and / or the
  • Relativ yorkshongs by the second processing unit is a time t 2 needed.
  • the period ti is chosen such that ti ⁇ t 2 applies.
  • the first and the second arithmetic unit can be designed as one and the same arithmetic unit.
  • This arithmetic unit can be arranged inside the camera, inside the acceleration sensor or else outside the camera and outside the acceleration sensor.
  • this second arithmetic unit can also be part of the passive safety system, but it can also be designed as a separate structural unit.
  • the required period t 2 can in one embodiment, the one Time to be from the beginning of a first determination of
  • Relative velocity value based on second images is.
  • the camera calculates in this
  • Embodiment in a longer period of time, the distances and relative speeds, as it is a faster
  • the first arithmetic unit is designed to correct the
  • the device has a memory unit in which a threshold value a S w of the vehicle's own acceleration is stored.
  • the first arithmetic unit is designed to the measured
  • the uncorrected, camera-based value of the relative velocity used Only in borderline situations, in which the vehicle has a particularly high acceleration or a particularly high deceleration, is the correction according to the invention carried out in the first arithmetic unit. For example, the correction may be performed only if the acceleration is greater than a value bl or the delay is less than a value -bl.
  • the storage unit can For example, an electronic storage unit, a
  • the device comprises the acceleration sensor, which as
  • Longitudinal acceleration sensor is designed and adapted to measure a longitudinal acceleration value a of the vehicle.
  • a longitudinally measuring acceleration sensor is used in this embodiment.
  • Vehicle so the camera, the acceleration sensor and the first computing unit, and in some embodiments, the second computing unit having.
  • the vehicle has a passive safety system.
  • the passive safety system is designed to control at least one component that is selected from the group consisting of belt tensioner, airbag, restraint system, passive restraint and active hood.
  • the passive safety system is designed to use the distance value corrected by the first arithmetic unit and / or the relative velocity value corrected by the first arithmetic unit to drive one of the components.
  • the first computing unit performing the correction is part of this passive security system.
  • the passive safety system can be designed to calculate an impact speed of the vehicle with the object at a corresponding impact time, the corrected relative speed being used for this purpose.
  • a method for correcting a distance value and / or a relative speed value of a vehicle comprises the step of providing a distance value of the vehicle determined on the basis of camera images to an object in an environment of the vehicle and / or based on camera images
  • Relative speed value vi of the vehicle to the object an acceleration value a of the vehicle is measured by an acceleration sensor, and this value a is provided by the acceleration sensor. For example, this value is provided by the acceleration sensor of the first computing unit, as stated above.
  • a correction of the distance value and / or a correction of the relative speed value vi is carried out, wherein the correction of the distance value and / or the correction of the relative speed value vi in
  • the determined values which are based on the first camera measurement are advantageously reproduced in more detail by the values of the
  • Acceleration sensor can be used to correct the determined values. Due to the comparatively long required break between two camera measurements, a more accurate distance value and / or a more precise relative speed value in the vehicle can thereby be achieved within this time period
  • the duration between two measurements of the vehicle camera can be assumed to be 250 ms, but other minimum dead times of such systems occur in reality.
  • the acceleration signal may be a longitudinal acceleration signal of the vehicle.
  • the creation of images of the surroundings of the vehicle is indicated by the camera of the vehicle.
  • a further step of the method is the determination of the distance value and / or the relative speed value vi based on the created images of the camera of the vehicle.
  • a distance of the vehicle to the object is estimated based on at least two images of the camera. Another step is to calculate the relative speed of the vehicle to the object by dividing the estimated distance by one
  • a program element which, when executed on a processor, directs the processor to perform a method described in the context of the present invention.
  • the program element can be part of a Be computer program.
  • the program element itself may be an independent computer program.
  • the program element can update an existing computer program to execute the update
  • a computer-readable medium having stored thereon a program element which, when executed on a processor, instructs the processor to perform a method described in the context of the present invention.
  • the computer-readable medium can be regarded as a storage medium, for example as a USB stick, as a CD, as a DVD, as a hard disk or as another storage medium.
  • the computer-readable medium can also be designed as a microchip, which enables a passive security system to carry out the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a vehicle with a device for correcting a distance value and / or for correcting a
  • Fig. 2 shows a vehicle with a device for
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a vehicle 101 with a device 100 for correcting a distance value and / or for correcting a relative speed value for the vehicle 101
  • Device 100 has a first computing unit 102.
  • an acceleration sensor 103 which is continuous or clocked
  • the vehicle 101 further has a camera 104 which creates images of the surroundings of the vehicle. Within the camera 104, the second computing unit 105 is arranged. The second
  • Arithmetic unit is designed to determine the uncorrected in the context of the invention distance value of the vehicle to an object and / or the uncorrected relative speed value Vj of the vehicle to the object based on the images generated by the camera. This distance value and / or relative speed value of the camera image determined by camera images
  • the Vehicle is transmitted to the device 100.
  • the first arithmetic unit 102 of the device 100 is designed to receive the distance value transmitted by the second arithmetic unit and / or relative speed value.
  • the arithmetic unit 102 is designed to perform this correction as a function of a
  • Acceleration sensor 103 measured self-acceleration value a of the vehicle 101 perform.
  • the correction of the relative speed according to the invention can realize safety-relevant advantages for the user of the vehicle 101.
  • the device 100 may transmit the corrected value (s) to a passive safety system 106 of the vehicle. Based on the corrected values of the distance and / or the relative speed of the vehicle, the passive safety system 106 may control the component 107.
  • the component 107 can be embodied, for example, as a seatbelt pretensioner, airbag, restraint system, pedestrian airbag, passive restraint and active hood.
  • the passive safety system 106 is configured to use the corrected values or the corrected value to drive one of the components.
  • the corrected values determined by the first arithmetic unit are calculated directly for a
  • Device 100 provides an increase in the accuracy of the distance and / or relative speed of a camera-based sensor using longitudinal acceleration for use in passive safety systems.
  • the acceleration sensor 103 can, for example, as
  • Longitudinal acceleration sensor whose data are used for a short time to correct the data of the slow camera-based detection system.
  • the correction may take place for a period in which an excessively slow reaction of the determination by the camera 104 to the second computing unit 105 is to be expected. This period of time may depend on the technical realization of the camera system and may vary in length.
  • a further corrected distance value and / or relative speed value which then instead of the raw data of the slow, camera-based system in the passive safety system 106, for example, to predict the severity of the accident, the impact time and impact speed can be used.
  • Device 100 may, for example, use the equation of motion to anticipate the future motion of the vehicle, which is estimable by means of the currently measured acceleration of the vehicle.
  • a vehicle 201 is shown in FIG. 2, which has a device 200 according to the invention, in which the first computing unit 202 is arranged.
  • the vehicle 201 further has a camera 204, which generates images for determining the distance value and / or the relative speed value of the vehicle. The determination of these values takes place in the second arithmetic unit 205 arranged separately.
  • the vehicle 201 has a longitudinal acceleration sensor 203, which measures the longitudinal acceleration of the vehicle 201.
  • Relative speed is shown symbolically with the arrow 207 in FIG.
  • a second vehicle 208 is shown symbolically as an object in the vicinity of the vehicle 201.
  • a system 206 which receives the corrected values from the device 200.
  • this system 206 is implemented as a passive safety system, but other embodiments of the system 206 are possible.
  • an image of an environment of the vehicle is created by the camera 204.
  • Arithmetic unit 205 is the distance value of the vehicle to the second vehicle 208 and based thereon
  • Relative speed vi 207 of the vehicle to the second vehicle 208 determines.
  • the longitudinal acceleration sensor 203 has measured the intrinsic acceleration a of the vehicle and transmitted it to the first computing unit 202.
  • This first arithmetic unit corrects the previously determined distance value and / or the previously determined relative speed value by means of the Acceleration sensor measured intrinsic acceleration of the vehicle, whereby a corrected distance value and / or a corrected relative speed value by the first computing unit 202 is generated.
  • Acceleration value a can then be used for further use, in particular for
  • a prediction of the impact speed and a prediction of the expected impact time may be calculated based on the corrected values in the vehicle. This can be done, for example, in the first computing unit 202.
  • a flow chart of a method for correcting a distance value and / or a relative speed value of a vehicle is indicated in FIG.
  • step S1 a distance value of the vehicle determined based on camera images to an object in an environment of the vehicle and / or a relative speed value vi of the vehicle determined based on camera images is provided to the object.
  • step S3 a correction of the distance value and / or a correction of the
  • Relative speed value v lr as previously provided performed.
  • the correction of the distance value or the relative speed value vi takes place as a function of the self-acceleration value a of the vehicle.
  • the equation of motion is used to anticipate future movement of the vehicle, the can be estimated by means of the currently measured acceleration of the vehicle.
  • the additional step of calculating an impact speed of the vehicle with the object at a corresponding impact time is included.
  • the corrected distance value and / or the corrected value are used.
  • the method of FIG. 3, or also the aforementioned method is supplemented by the additional step in which the corrected distance value and / or the corrected distance are added
  • Relative speed value can be used to control a component of the vehicle.
  • This component may be, for example, a belt tensioner, an air bag, a restraint system, a passive restraint, a pedestrian airbag, and / or an active hood.
  • the method includes the additional step of estimating a distance of the vehicle from the object based on at least two images of the camera. Furthermore, the step of calculating the
  • Relative speed of the vehicle to the object by dividing the estimated distance by a time difference between the corresponding images of the camera included.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Genauigkeit des Abstandes und der Relativgeschwindigkeit eines kamerabasierten Sensors mithilfe der Längsbeschleunigung für die Verwendung in Fahrzeugen, beispielsweise in passiven Sicherheitsanwendungen. In einer ersten Recheneinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Korrektur einer langsam wiederholt kamerabasierten Abstandsmessung zu einem Objekt mithilfe eines deutlich höher abgetasteten internen, longitudinalen Beschleunigungssignals durchgeführt. Dabei kann die erfindungsgemäße Korrektur innerhalb einer Recheneinheit der Kamera, innerhalb eines passiven Sicherheitssystems oder in einer Einheit außerhalb der Kamera und außerhalb des Sicherheitssystems im Fahrzeug erfolgen.

Description

Vorrichtung zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines Relativgeschwindigkeitswertes, Fahrzeug und Verfahren
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Abstands- und
Geschwindigkeitsbestimmung in Fahrzeugen und betrifft
Sicherheitssysteme in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines
Relativgeschwindigkeitswertes , ein Fahrzeug mit einer
Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Korrektur eines
Abstandswertes und/oder eines Relativgeschwindigkeitswertes .
Technischer Hintergrund
Um Abstands- und Geschwindigkeitsinformationen eines
vorausschauenden Umfeldsensors in dem passiven
Sicherheitssystem (Passive-Safety-Anwendung) nutzen zu können, muss der Umfeldsensor diese Daten schnell genug und zur richtigen Zeit bereitstellen. Kamerabasierte Systeme sind häufig aufgrund der hohen Verarbeitungszeiten nicht schnell genug und können daher beispielsweise bei der Ansteuerung von Rückhaltemitteln im Fahrzeug aufgrund ihrer Verzögerungszeiten ein
Sicherheitsrisiko darstellen. Insbesondere benötigen
kamerabasierte Systeme eine Mindestanzahl an Einzelbildern (frames) , um eine verlässliche Relativgeschwindigkeit zu bestimmen. Basierend auf zwei Bildern der Kamera wird
üblicherweise eine Abstandsschätzung durchgeführt, und die zugehörige Zeit zwischen diesen beiden Einzelbildern wird genutzt, um die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Fahrzeugen zu berechnen.
Veraltete Informationen können jedoch in dem passiven
Sicherheitssystem nicht zumEinsatz kommen. Insbesondere für die typischste aller Fahrerreaktionen vor einem Unfall, einer Notbremsung mit einer Verzögerung von annähernd der Erdbeschleunigung, 9,81 m/s2, sind die Daten, die ein langsamer Umfeldsensor liefert, kaum mehr sinnvoll in einem passiven Sicherheitssystem nutzbar.
Zusammenfassung der Erfindung
Es kann als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine verbesserte Bereitstellung eines Relativgeschwindigkeitswertes und/oder eine verbesserte Bereitstellung eines Abstandswertes eines Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen und zusätzliche Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden
Beschreibung sowie den Figuren angegeben.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen die Vorrichtung zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines Relativgeschwindigkeitswertes , ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung sowie ein Verfahren. Mit anderen Worten können Merkmale, die im Folgenden in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben werden, ebenso in dem Fahrzeug implementiert sein und können als entsprechende Merkmale des Verfahrens angesehen werden. Dies gilt natürlich auch umgekehrt. Insbesondere ist die Vorrichtung dazu ausgeführt, die im Folgenden beschriebenen Verfahren durchzuführen, insofern nichts Gegenteiliges explizit angegeben ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
Vorrichtung zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines Relativgeschwindigkeitswertes für ein Fahrzeug angegeben. Die Vorrichtung weist eine erste Recheneinheit auf. Die erste Recheneinheit ist dazu ausgeführt, eine Korrektur eines von Kamerabildern ermittelten Abstandswertes des Fahrzeuges zu einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges und/oder eine Korrektur eines von Kamerabildern ermittelten
Relativgeschwindigkeitswertes vi des Fahrzeuges zu dem Objekt durchzuführen. Weiterhin ist die erste Recheneinheit dazu ausgeführt, die Korrektur des Abstandswertes und/oder die Korrektur des Relativgeschwindigkeitswertes Vj in Abhängigkeit von einem durch einen Beschleunigungssensor gemessenen
Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges durchzuführen.
Die Erfindung bezieht sich, wie zuvor explizit angegeben, sowohl auf die Korrektur des Abstandswertes als auch, in Kombination oder alternativ dazu, auf die Korrektur des
Relativgeschwindigkeitswertes vi . Mittels der Beschleunigung a des Fahrzeuges kann durch einfache zeitliche Integration eine Korrekturgeschwindigkeit errechnet werden. Diese
Korrekturgeschwindigkeit kann dann zur Berechnung der
korrigierten Relativgeschwindigkeit benutzt werden. Eine zweifache Integration der Beschleunigung a hingegen liefert einen Korrekturabstand, der verwendet werden kann, u den korrigierten Abstand zu bestimmen. Ebenso könnte alternativ über das Weg-Zeit Gesetz mittels der zuvor bestimmten korrigierten Geschwindigkeit der zugehörige korrigierte Abstandswert berechnet werden. All diese Möglichkeiten sind von der vorliegenden Erfindung umfasst. Da daher zwischen dem
korrigierten Abstandswert und dem korrigierten
Relativgeschwindigkeitswert nur eine Umrechnung benötigt wird, werden verschieden Aspekte der Erfindung im Folgenden der Übersichtlichkeit wegen lediglich für die Korrektur der
Relativgeschwindigkeit detailliert beschrieben werden. Damit ist der Relativgeschwindigkeitswert Vj gemeint. Diese folgenden Offenbarungen gelten im gleichen Maße auch für den Abstandswert, insofern nichts Gegenteiliges explizit angegeben ist.
Da sich in Fahrsituationen der Abstand und die
Relativgeschwindigkeit zwischen zwei kamerabasierten Messungen wegen Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeuges rasch ändern können, macht sich die vorliegende Erfindung zunutze, die Messergebnisse zwischen zwei Kameramessungen dadurch genauer abzubilden, dass man die aktuelle Geschwindigkeit oder den aktuellen Abstand durch die Beobachtung des
Beschleunigungssensors nachbessert. Wenn man die Dauer zwischen zwei Messungen der Kamera zum Beispiel mit 250 ms annimmt und andererseits die Information alle 20 ms für eine
Bremsentscheidung oder jede Millisekunde für die
Auslöseentscheidung in passiven Sicherheitsanwendungen heranzieht, ist es sehr vorteilhaft, beispielsweise die im 1 ms oder 0,5 ms-Takt erfasste Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges zur Korrektur heranzuziehen. Beispielhaft ändert sich die
Relativgeschwindigkeit bei einer Verzögerung von 1 g pro 20 ms um 0,72 km/h und zwischen der 250 ms auseinander liegenden Kameramessung um bis zu 9 km/h. Diese Änderung wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung berücksichtigt, da eine
entsprechende Korrektur durchgeführt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt daher nach einer ersten Messung der Kamera bis zur nächsten Messung der Kamera einen aktuellen, korrigierten Abstandswert und/oder einen aktuellen, korrigierten
Relativgeschwindigkeitswert bereit. Dies vermag die Sicherheit der Benutzer des Fahrzeuges mit dieser Vorrichtung zu erhöhen.
Dazu kann im Kontext der vorliegenden Erfindung die erste und jede weitere hierin genannte Recheneinheit beispielsweise als
Mikroprozessor oder auch als MikroController ausgeführt sein, welcher die erforderliche Rechenoperation ausführen kann. Die erste Recheneinheit kann an verschiedenen Orten in dem Fahrzeug platziert sein. Insbesondere kann die erste Recheneinheit Teil der Fahrzeugkamera sein, welche die Bilder erzeugt, basierend auf welchen der Abstandswert des Fahrzeuges zu einem anderen Objekt und/oder der Relativgeschwindigkeitswert vi des Fahrzeuges zu dem Objekt ermittelt wird. Die erste Recheneinheit kann aber auch außerhalb der Kamera und als separate, bauliche Einheit der Vorrichtung angeordnet sein. Weiterhin ist es möglich, dass die erste Recheneinheit ein Teil eines passiven Sicherheitssystems ist. Die erste Recheneinheit kann auch als Teil des
Beschleunigungssensors ausgeführt sein, so dass die
erfindungsgemäße Korrektur innerhalb des Beschleunigungssensors durchgeführt wird. Der Beschleunigungssensor kann selbst wieder Teil der Vorrichtung sein. Details hierzu und weitere
Ausführungsbeispiele werden im Folgenden weiter erläutert werden . Um aus den Bilddaten der Kamera die (unkorrigierten) Abstände und Relativgeschwindigkeiten zu erzeugen, wird ebenso eine
Recheneinheit benötigt. Diese Recheneinheit wird im Kontext der vorliegenden Erfindung als zweite Recheneinheit bezeichnet und wird anhand folgender Ausführungsbeispiele weiter erläutert werden. Diese Recheneinheit kann innerhalb des Kamerasystems angeordnet sein und kann unterschiedlich ausgeführt sein. Zum Beispiel kann diese Recheneinheit als programmierbare Logik ausgeführt sein. Ein Beispiel, das dem Fachmann bekannt ist, stellt ein sogenannter anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (application specific integrated circuit, ASIC) dar, oder ein System auf einem Chip (system on a chip) , wie zum Beispiel Xilinx Zynq. Andere Beispiele sind die Xilinx Familien Spartan, Artix, Virtex und Kintex. Typische Vertreter von
Signalprozessoren sind ADSP218x und Blackfin BF53x von Analog Devices sowie die TMS320VC5x von Texas Instruments. Auch kann diese Recheneinheit als ein Field Programmable Gate Array (FPGA) ausgeführt sein, das einen integrierten Schaltkreis (IC) der Digitaltechnik darstellt, in den eine logische Schaltung programmiert werden kann. Ebenso kann diese Recheneinheit als ein digitaler Signalprozessor (DSP) ausgeführt sein, welcher der kontinuierlichen Bearbeitung von digitalen Signalen durch die digitale Signalverarbeitung dient. Darüber hinaus kann die Recheneinheit natürlich auch anders ausgeführt sein.
In gewissen Ausführungsbeispielen sind die erste Recheneinheit und die zweite Recheneinheit ein- und dieselbe Recheneinheit, so dass innerhalb dieser einen Recheneinheit sowohl der
ursprüngliche Abstandswert und/oder der ursprüngliche
Relativgeschwindigkeitswert vi ermittelt wird und ebenso in dieser Recheneinheit die Korrektur dieser Werte oder die Korrektur eines dieser Werte durchgeführt wird. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Erhöhung der Genauigkeit des Abstandes und/oder der Relativgeschwindigkeit eines kamerabasierten Sensors mithilfe der Beschleunigung erreicht werden. Insbesondere für die Verwendung in Passive-Safety-Systemen birgt dies große Vorteile. Jedoch können die korrigierten Werte, der korrigierte Abstandswert und/oder der korrigierte Relativgeschwindigkeitswert , auch für andere Anwendungen im Fahrzeug eingesetzt werden, die nicht Teil eines passiven Sicherheitssystems sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine Verbesserung der Bereitstellung des
Relativgeschwindigkeitswertes erreicht werden kann, wenn mithilfe eines Beschleunigungssensors, beispielsweise eines Längsbeschleunigungssensors, die Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges erfasst wird. Die erfassten Daten werden dann genutzt, um die Werte des unter Umständen trägen Erfassungssystems zu korrigieren. Diese durchgeführte Korrektur kann, falls gewünscht, nur kurzzeitig oder nur in bestimmten Situationen, in welchen gewisse Kriterien erfüllt sind, erfolgen. Dabei kann die Korrektur für den Zeitraum erfolgen, in dem eine zu träge Reaktion des kamerabasierten Systems zur Bestimmung der
Relativgeschwindigkeit zu erwarten ist. Dieser Zeitraum kann unterschiedlich lang sein wie im Folgenden mittels
unterschiedlicher Ausführungsbeispiele detailliert angegeben werden wird. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zumindest für Unfälle mit statistischen oder nicht
beschleunigten Zielen eine wesentliche Verbesserung der
Vorhersage der Aufprallgeschwindigkeit und des zu erwartenden Aufprallzeitpunktes erreicht werden. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel zu einer solchen Vorhersage der Aufprallgeschwindigkeit und des zu erwartenden Aufprallzeitpunktes ausgeführt.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Vorrichtung die Bewegungsgleichung, um die zukünftige Bewegung des Fahrzeuges zu antizipieren, die mittels der momentan gemessenen Beschleunigung des Fahrzeuges abschätzbar ist.
Mithilfe des vergleichsweise genauen Beschleunigungssensors wird eine weitere, korrigierte Abstands-/
Relativgeschwindigkeitsinformation generiert, die dann anstatt der Rohdaten des kamerabasierten Systems verwendet werden kann. Insbesondere in passiven Sicherheitssystemen, zum Beispiel zur Vorhersage der Unfallschwere, können die korrigierten Werte verwendet werden. Dabei wird der vom Beschleunigungssensor des Fahrzeugs gemessene Eigenbeschleunigungswert a der ersten Recheneinheit zur Verfügung gestellt. Zur entsprechenden Signalübertragung sind entweder Datenleitungen vorhanden oder es kann auch eine drahtlose Kommunikationsverbindung innerhalb des Fahrzeuges bestehen. Dabei kann der Eigenbeschleunigungswert a positiv sein, und er kann in anderen Fällen auch negativ sein, wobei hier von einer Verzögerung gesprochen wird.
Insgesamt kann die erfindungsgemäße Vorrichtung daher zur Korrektur einer relativ langsam wiederholten kamerabasierten Abstandsmessung zu einem Objekt mithilfe eines deutlich höher abgetasteten internen Beschleunigungssignals genutzt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Recheneinheit dazu ausgeführt, einen Geschwindigkeitswert v2 in Form eines zeitlichen Integrals von t=0 bis ti des gemessenen
Eigenbeschleunigungswerte
Mit anderen Worten wird in diesem Ausführungsbeispiel über die Beschleunigung ein Integral gebildet, welches die Änderung der Geschwindigkeit von 0 bis ti beinhaltet, wobei ti ein positiver Zeitraum ist. Dabei kann der Zeitpunkt ti beispielsweise so gewählt werden, dass ti kleiner ist als die Verzögerungszeit der erneuten Ermittlung des Abstandswertes und/oder des
Relativgeschwindigkeitswertes vi in einer neuen Messung der Kamera. Insbesondere kann ti kleiner als die sogenannte
Verschlafzeit der Kamera gewählt werden, wobei die Verschlafzeit die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern der Kamera ist. Dies entspricht der Dauer zwischen zwei Messungen der Kamera, im Beispiel zuvor mit 250 ms angegeben. Natürlich sind auch andere Integrationszeiten möglich. Beispielsweise kann die Integrationszeit ti auch so gewählt werden, dass sie kleiner ist als diejenige Zeit, welche insgesamt für die Bilderstellung durch die Kamera und für die darauffolgende Bestimmung des
Abstandswertes und des Relat ivgeschwindigkeit swertes vi benötigt wird. Mit anderen Worten kann der Zeitraum ti geringer sein als diejenige Zeit, welche benötigt wird, um beispielsweise einem passiven Sicherheitssystem einen zweiten aktualisierten Relat ivgeschwindigkeit swert bereitzustellen. In diesen
Totzeiten des kamerabasierten Systems kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine oder auch mehrere Korrekturen des Relat ivgeschwindigkeit swertes der ersten Ermittlung basierend auf aktuellen Daten des Eigenbeschleunigungswertes durchführen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Recheneinheit zur Erzeugung eines korrigierten
Abstandswertes und/oder zur Erzeugung eines korrigierten Relat ivgeschwindigkeit swertes v3 ausgeführt. Dabei gilt für den von der ersten Recheneinheit erzeugten korrigierten
Relat ivgeschwindigkeit swert v3, dass v3 = Vj - v2 ist für den Fall, dass der gemessene Eigenbeschleunigungswert a negativ und damit eine Verzögerung ist. Weiterhin gilt, dass v3 = vi + v2 ist für den Fall, dass der gemessene Eigenbeschleunigungswert a positiv ist .
Mit anderen Worten wird die basierend auf der Beschleunigung des Fahrzeuges errechnete Geschwindigkeit durch die erste
Recheneinheit subtrahiert, wenn eine Verzögerung vorliegt und die errechnete Geschwindigkeit wird addiert, wenn eine
Beschleunigung vorliegt. Die errechnete Geschwindigkeit stellt daher eine Korrekturgeschwindigkeit dar. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Zeit ti derart gewählt, dass ti geringer ist als eine
Verzögerungszeit, welche für die Ermittlung des Abstandswertes und/oder des Relat ivgeschwindigkeit swertes vi von den
Kamerabildern benötigt wird.
Nachdem basierend auf Kamerabildern der erste
Relat ivgeschwindigkeit swert vi ermittelt wurde, benötigt die
Kamera und/oder die zugehörige Recheneinheit Zeit, um den darauffolgenden, aktuellen Wert der Relativgeschwindigkeit zu bestimmen. In dieser Totzeit oder auch Verschlafzeit kann der zuvor ermittelte Wert der Relativgeschwindigkeit einmal oder auch mehrfach durch die erste Recheneinheit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung korrigiert werden. Diese
Korrektur kann dabei jeweils auf aktuellen Daten des
Beschleunigungssensors basieren. Insbesondere kann der
Beschleunigungssensor innerhalb dieser Totzeit mit einer vorgegebenen Taktung aktuelle Eigenbeschleunigungswerte a des Fahrzeuges an die erste Recheneinheit übermitteln. Somit kann im Zwischenzeitraum zwischen einer ersten Ermittlung und einer zweiten Ermittlung der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges basierend allein auf Kamerabildern das Fahrzeug mit korrigierten Relativgeschwindigkeitswerten versorgt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung eine Kamera und eine zweite Recheneinheit auf. Die Kamera ist dazu ausgeführt, Bilder von einer Umgebung des Fahrzeuges zu erstellen. Die zweite Recheneinheit ist dazu ausgeführt, den Abstandswert des Fahrzeuges zu dem Objekt und/oder den Relativgeschwindigkeitswert vi des Fahrzeuges zu dem Objekt basierend auf den erzeugten Bildern der Kamera zu bestimmen. Für die Bilderstellung durch die Kamera und für die Bestimmung des Abstandswertes und/oder des
Relativgeschwindigkeitswertes durch die zweite Recheneinheit wird eine Zeit t2 benötigt. Dabei ist der Zeitraum ti derart gewählt, dass ti < t2 gilt.
Dabei können die erste und die zweite Recheneinheit als ein- und dieselbe Recheneinheit ausgeführt sein. Insbesondere werden hier die Ermittlung der Werte und die Korrektur in derselben
Recheneinheit durchgeführt. Diese Recheneinheit kann innerhalb der Kamera, innerhalb des Beschleunigungssensors oder auch außerhalb der Kamera und außerhalb des Beschleunigungssensors angeordnet sein. Beispielsweise kann diese zweite Recheneinheit auch Teil des Passive-Safety-Systems sein, sie kann aber auch als separate bauliche Einheit ausgeführt sein. Der benötigte Zeitraum t2 kann dabei in einem Ausführungsbeispiel diejenige Zeit sein, die vom Beginn einer ersten Bestimmung der
Relativgeschwindigkeit basierend auf ersten Bildern bis zur vollständigen zweiten Bestimmung eines zweiten
Relativgeschwindigkeitswertes basierend auf zweiten Bildern ist. Mit anderen Worten berechnet die Kamera in diesem
Ausführungsbeispiel in einem längeren Zeitraum die Abstände und Relativgeschwindigkeiten, als es ein schnellerer
Entscheidungsprozess im Fahrzeug benötigt. Ein Beispiel eines solchen schnelleren EntScheidungsprozesses ist die
Auslöseentscheidung in einem passiven Sicherheitssystem, das passive Rückhaltemittel ansteuert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Recheneinheit dazu ausgeführt, die Korrektur des
Relativgeschwindigkeitswertes nur dann durchzuführen, wenn die Messverzögerung t2 der Kamera bei der Bestimmung der
Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges einen gespeicherten Zeitschwellwert tS übersteigt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung eine Speichereinheit auf, in welcher ein Schwellwert aSw der Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges gespeichert ist. Die erste Recheneinheit ist dazu ausgeführt, den gemessenen
Eigenbeschleunigungswert a mit dem im Fahrzeug gespeicherten Schwellwert aSw zu vergleichen und den Abstandswert und/oder den Relativgeschwindigkeitswert vi nur zu korrigieren, wenn ein Betrag der gemessenen Eigenbeschleunigung a größer ist als ein Betrag des gespeicherten Schwellwertes aSw Mit anderen Worten wird in diesem Ausführungsbeispiel
grundsätzlich der unkorrigierte, kamerabasierte Wert der Relativgeschwindigkeit verwendet. Nur in Grenzsituationen, in welchen das Fahrzeug eine besonders hohe Beschleunigung oder eine besonders hohe Verzögerung aufweist, wird die erfindungsgemäße Korrektur in der ersten Recheneinheit ausgeführt. Beispielsweise kann die Korrektur nur dann durchgeführt werden, wenn die Beschleunigung größer als ein Wert bl ist oder die Verzögerung kleiner als ein Wert -bl . Unter der Speichereinheit kann beispielsweise eine elektronische Speichereinheit, ein
Speicherchip oder eine Festplatte verstanden werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung den Beschleunigungssensor auf, welcher als
Längsbeschleunigungssensor ausgeführt ist und dazu angepasst ist, einen Längsbeschleunigungswert a des Fahrzeuges zu messen. Mit anderen Worten wird in diesem Ausführungsbeispiel ein longitudinal messender Beschleunigungssensor eingesetzt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Korrektur eines
Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines
Relativgeschwindigkeitswertes für das Fahrzeug gemäß einem der vorangegangenen oder im Nachfolgenden beschriebenen
Ausführungsbeispiele angegeben. Beispielsweise kann das
Fahrzeug also die Kamera, den Beschleunigungssensor und die erste Recheneinheit, und in manchen Ausführungsbeispielen auch die zweite Recheneinheit, aufweisen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Fahrzeug ein passives Sicherheitssystem auf. Das passive Sicherheitssystem ist zur Ansteuerung zumindest einer Komponente ausgeführt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gurtstraffer, Airbag, Rückhaltesystem, passives Rückhaltemittel und aktive Motorhaube. Das passive Sicherheitssystem ist dazu ausgeführt, den von der ersten Recheneinheit korrigierten Abstandswert und/oder den von der ersten Recheneinheit korrigierten Relativgeschwindigkeitswert zur Ansteuerung einer der Komponenten zu verwenden.
Mit anderen Worten wird die vorteilhafte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für die Auslösung von passiven
Rückhaltemitteln eingesetzt. Dazu kann der korrigierte
Abstandswert und/oder der korrigierte
Relativgeschwindigkeitswert von der ersten Recheneinheit drahtgebunden oder auch drahtlos an das passive
Sicherheitssystem übermittelt werden. In manchen Ausführungsbeispielen ist die erste Recheneinheit, welche die Korrektur durchführt, Teil dieses passiven Sicherheitssystems. Dazu kann das passive Sicherheitssystem zum Berechnen einer Aufprallgeschwindigkeit des Fahrzeuges mit dem Objekt zu einem entsprechenden Aufprallzeitpunkt ausgeführt sein, wobei dazu die korrigierte Relativgeschwindigkeit verwendet wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Korrektur eines Abstandwertes und/oder eines Relativgeschwindigkeitswertes eines Fahrzeuges angegeben. Das Verfahren weist den Schritt des BereitStellens eines basierend auf Kamerabildern ermittelten Abstandswertes des Fahrzeuges zu einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeuges und/oder eines basierend auf Kamerabildern ermittelten
Relativgeschwindigkeitswertes vi des Fahrzeuges zu dem Objekt auf. In dem Verfahren wird durch einen Beschleunigungssensor ein Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges gemessen und dieser Wert a wird durch den Beschleunigungssensor bereitgestellt. Beispielsweise wird dieser Wert von dem Beschleunigungssensor der ersten Recheneinheit, wie zuvor ausgeführt, bereitgestellt. In einem weiteren Schritt wird eine Korrektur des Abstandswertes und/oder eine Korrektur des Relativgeschwindigkeitswertes vi durchgeführt, wobei die Korrektur des Abstandswertes und/oder die Korrektur des Relativgeschwindigkeitswertes vi in
Abhängigkeit von dem Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges erfolgt .
Gemäß dem angegebenen Verfahren werden vorteilhafterweise die ermittelten Werte, welche auf der ersten Kameramessung basieren, dadurch genauer abgebildet, dass die Werte des
Beschleunigungssensors herangezogen werden, um die ermittelten Werte zu korrigieren. Aufgrund der vergleichsweise langen benötigten Pause zwischen zwei Kameramessungen kann dadurch innerhalb dieses Zeitraums ein genauerer Abstandswert und/oder ein genauerer Relativgeschwindigkeitswert im Fahrzeug
bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Dauer zwischen zwei Messungen der Fahrzeugkamera mit 250 ms angenommen werden, aber auch andere Mindesttotzeiten solcher Systeme kommen in der Realität vor.
Mit anderen Worten wird damit eine Korrektur einer langsam wiederholten kamerabasierten
Abstandsmessung/Relativgeschwindigkeitsmessung zu einem Objekt mithilfe eines deutlich höher abgetasteten, internen
Beschleunigungssignals bereitgestellt. Insbesondere kann das Beschleunigungssignal ein longitudinales Beschleunigungssignal des Fahrzeugs sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Erstellen von Bildern von der Umgebung des Fahrzeuges durch die Kamera des Fahrzeuges angegeben. Ein weiterer Schritt des Verfahrens ist das Bestimmen des Abstandswertes und/oder des Relativgeschwindigkeitswertes vi basierend auf den erstellten Bildern der Kamera des Fahrzeuges. Ebenso ist das Messen des Eigenbeschleunigungswertes a des Fahrzeuges durch einen
Beschleunigungssensor des Fahrzeuges Teil des Verfahrens.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Abstand des Fahrzeuges zu dem Objekt basierend auf mindestens zwei Bildern der Kamera geschätzt. Ein weiterer Schritt ist das Errechnen der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu dem Objekt durch Division des geschätzten Abstandes durch eine
Zeitdifferenz zwischen den entsprechenden Bildern der Kamera.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verwendung von kamerabasierten
Abstandswerten/Relativgeschwindigkeitswerten in einem Fahrzeug angegeben, welche mittels eines gemessenen Wertes der
Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges korrigiert wurden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, ein Verfahren, welches im Kontext der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, durchzuführen. Das Programmelement kann ein Teil eines Computerprogramms sein. Ferner kann das Programmelement auch selbst ein selbstständiges Computerprogramm sein.
Beispielsweise kann das Programmelement als Update ein bereits bestehendes Computerprogramm zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens befähigen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, ein Verfahren, welches im Kontext der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, durchzuführen. Das computerlesbare Medium kann als Speichermedium beispielsweise als USB-Stick, als CD, als DVD, als Festplatte oder als sonstiges Speichermedium angesehen werden. Ferner kann das computerlesbare Medium auch als Mikrochip ausgeführt sein, der ein passives Sicherheitssystem befähigt, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen .
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und Figuren. Dabei bilden alle
beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines
Relativgeschwindigkeitswertes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur
erfindungsgemäßen Korrektur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dabei sind die Figuren schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt. Sind in der nachfolgenden Beschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 101 mit einer Vorrichtung 100 zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines Relativgeschwindigkeitswertes für das Fahrzeug 101. Die
Vorrichtung 100 weist eine erste Recheneinheit 102 auf. In dem Fahrzeug 101 ist ebenfalls ein Beschleunigungssensor 103 vorhanden, welcher kontinuierlich oder getaktet
Eigenbeschleunigungswerte a des Fahrzeuges misst. Das Fahrzeug 101 weist weiterhin eine Kamera 104 auf, welche Bilder von der Umgebung des Fahrzeuges erstellt. Innerhalb der Kamera 104 ist die zweite Recheneinheit 105 angeordnet. Die zweite
Recheneinheit ist dazu ausgeführt, den im Sinne der Erfindung unkorrigierten Abstandswert des Fahrzeuges zu einem Objekt und/oder den unkorrigierten Relativgeschwindigkeitswert Vj des Fahrzeuges zu dem Objekt basierend auf den erzeugten Bildern der Kamera zu bestimmen. Dieser von Kamerabildern ermittelte Abstandswert und/oder Relativgeschwindigkeitswert des
Fahrzeuges wird an die Vorrichtung 100 übermittelt. Die erste Recheneinheit 102 der Vorrichtung 100 ist dazu ausgeführt, den von der zweiten Recheneinheit übermittelten Abstandswert und/oder Relativgeschwindigkeitswert zu korrigieren.
Insbesondere ist die Recheneinheit 102 dazu ausgeführt, diese Korrektur in Abhängigkeit von einem durch den
Beschleunigungssensor 103 gemessenen Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges 101 durchzuführen. Insbesondere in Zeiträumen, die zwischen einer ersten Ermittlung der Relativgeschwindigkeit und einer zweiten Ermittlung der Relativgeschwindigkeit in der zweiten Recheneinheit 105 liegen, kann die erfindungsgemäße Korrektur der Relativgeschwindigkeit sicherheitsrelevante Vorteile für den Benutzer des Fahrzeuges 101 realisieren.
Insbesondere kann die Vorrichtung 100 den oder die korrigierten Werte an ein passives Sicherheitssystem 106 des Fahrzeugs übermitteln. Basierend auf den korrigierten Werten des Abstandes und/oder der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges kann das passive Sicherheitssystem 106 die Komponente 107 ansteuern. Die Komponente 107 kann beispielsweise als Gurtstraffer, Airbag, Rückhaltesystem, Fußgängerairbag, passives Rückhaltemittel und aktive Motorhaube ausgeführt sein. Das passive Sicherheitssystem 106 ist dazu ausgeführt, die korrigierten Werte oder den korrigierten Wert zur Ansteuerung einer der Komponenten zu verwenden. Es werden also die durch die erste Recheneinheit ermittelten korrigierten Werte direkt für eine
AuslöseentScheidung herangezogen . Mittels der Vorrichtung 100 wird eine Erhöhung der Genauigkeit des Abstandes und/oder der Relativgeschwindigkeit eines kamerabasierten Sensors mithilfe der Längsbeschleunigung für die Verwendung in Passive-Safety-Systemen bereitgestellt. Der Beschleunigungssensor 103 kann dabei beispielsweise als
Längsbeschleunigungssensor ausgeführt sein, dessen Daten kurzzeitig dazu verwendet werden, um die Daten des trägen kamerabasierten Erfassungssystems zu korrigieren. Dabei kann die Korrektur für einen Zeitraum erfolgen, in dem eine zu träge Reaktion der Bestimmung durch die Kamera 104 mit der zweiten Recheneinheit 105 zu erwarten ist. Dieser Zeitraum kann von der technischen Realisierung des Kamerasystems abhängen und kann unterschiedlich lang sein. Mithilfe des schneller abtastbaren Beschleunigungssignals des Beschleunigungssensors 103 wird durch die erste Recheneinheit 102 ein weiterer korrigierter Abstandswert und/oder Relativgeschwindigkeitswert generiert, die dann anstatt der Rohdaten des langsamen, kamerabasierten Systems im passiven Sicherheitssystem 106, beispielsweise zur Vorhersage der Unfallschwere, des Aufprallzeitpunktes und er Aufprallgeschwindigkeit verwendet werden können. Die
Vorrichtung 100 kann beispielsweise die Bewegungsgleichung verwenden, um die zukünftige Bewegung des Fahrzeuges zu antizipieren, die mittels der momentan gemessenen Beschleunigung des Fahrzeuges abschätzbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 ein Fahrzeug 201 gezeigt, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung 200 aufweist, in welcher die erste Recheneinheit 202 angeordnet ist. Das Fahrzeug 201 weist weiterhin eine Kamera 204 auf, welche Bilder zur Ermittlung des Abstandswertes und/oder des Relativgeschwindigkeitswertes des Fahrzeuges erzeugt. Die Ermittlung dieser Werte erfolgt in der separat angeordneten zweiten Recheneinheit 205. Ebenso weist das Fahrzeug 201 einen Längsbeschleunigungssensor 203 auf, welcher die longitudinale Beschleunigung des Fahrzeuges 201 misst. Die
Relativgeschwindigkeit ist dabei symbolisch mit dem Pfeil 207 in der Fig. 2 gezeigt. Weiterhin ist als Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges 201 ein zweites Fahrzeug 208 symbolisch dargestellt. Ebenso ist ein System 206 gezeigt, welches die korrigierten Werte von der Vorrichtung 200 übermittelt bekommt. Beispielsweise ist dieses System 206 als passives Sicherheitssystem ausgeführt, jedoch sind auch andere Ausführungsbeispiele des Systems 206 möglich. In dem Fahrzeug 201 wird durch die Kamera 204 ein Bild von einer Umgebung des Fahrzeuges erstellt. In der zweiten
Recheneinheit 205 wird der Abstandswert des Fahrzeuges zu dem zweiten Fahrzeug 208 und basierend darauf die
Relativgeschwindigkeit vi 207 des Fahrzeuges zu dem zweiten Fahrzeug 208 bestimmt. Der Längsbeschleunigungssensor 203 hat die Eigenbeschleunigung a des Fahrzeuges gemessen und an die erste Recheneinheit 202 übermittelt. Diese erste Recheneinheit korrigiert den zuvor bestimmten Abstandswert und/oder den zuvor bestimmten Relativgeschwindigkeitswert mittels der von dem Beschleunigungssensor gemessenen Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges, wodurch ein korrigierter Abstandswert und/oder ein korrigierter Relativgeschwindigkeitswert durch die erste Recheneinheit 202 erzeugt wird. Dabei errechnet die erste Recheneinheit einen Geschwindigkeitswert v2 in Form eines zeitlichen Integrals von t=0 bis ti des gemessenen
Eigenbeschleunigungswertes a. Diese erzeugten Werte können anschließend zur weiteren Verwendung, insbesondere zur
Auslöseentscheidung von Komponenten des passiven
Sicherheitssystems, verwendet werden. Auf diese Weise wird zumindest für Unfälle mit statistischen oder nicht
beschleunigten Zielen eine wesentliche Verbesserung der
Vorhersage der Aufprallgeschwindigkeit und des zu erwartenden Aufprallzeitpunkts erreicht. Insbesondere kann eine solche Vorhersage der Aufprallgeschwindigkeit und eine Vorhersage des zu erwartenden Aufprallzeitpunkts basierend auf den korrigierten Werten in dem Fahrzeug berechnet werden. Dies kann beispielsweise in der ersten Recheneinheit 202 erfolgen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder eines Relativgeschwindigkeitswertes eines Fahrzeuges angegeben. Im Schritt Sl wird ein basierend auf Kamerabildern ermittelter Abstandswert des Fahrzeuges zu einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeuges und/oder eines basierend auf Kamerabildern ermittelten Relativgeschwindigkeitswertes vi des Fahrzeuges zu dem Objekt bereitgestellt. Ebenso wird ein durch einen Beschleunigungssensor gemessenen
Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges bereitgestellt. Dies erfolgt im Schritt S2 der Fig. 3. Im Schritt S3 wird eine Korrektur des Abstandswertes und/oder eine Korrektur des
Relativgeschwindigkeitswertes vlr wie zuvor bereitgestellt, durchgeführt. Dabei erfolgt die Korrektur des Abstandswertes bzw. des Relativgeschwindigkeitswertes vi in Abhängigkeit von dem Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges.
In diesem Verfahren wird also die Bewegungsgleichung verwendet, um zukünftige Bewegung des Fahrzeuges zu antizipieren, die mittels der momentan gemessenen Beschleunigung des Fahrzeuges abschätzbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in dem Verfahren gemäß der Fig. 3 der zusätzliche Schritt des Berechnens einer Aufprallgeschwindigkeit des Fahrzeuges mit dem Objekt zu einem entsprechenden Aufprallzeitpunkt enthalten. Zur Berechnung der Aufprallgeschwindigkeit und des Aufprallzeitpunkts werden der korrigierte Abstandswert und/oder der korrigierte
Relativgeschwindigkeitswert verwendet .
In einem weiter spezifizierten Ausführungsbeispiel wird das Verfahren der Fig. 3, oder auch das zuvor genannte Verfahren, um den zusätzlichen Schritt ergänzt, in dem der korrigierte Abstandswert und/oder der korrigierte
Relativgeschwindigkeitswert zur Ansteuerung einer Komponente des Fahrzeuges verwendet werden. Diese Komponente kann zum Beispiel ein Gurtstraffer, ein Airbag, ein Rückhaltesystem, ein passives Rückhaltemittel, ein Fußgängerairbag und/oder eine aktive Motorhaube sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in dem Verfahren der zusätzliche Schritt des Schätzens eines Abstandes des Fahrzeuges zu dem Objekt basierend auf mindestens zwei Bildern der Kamera enthalten. Weiterhin ist der Schritt des Errechnens der
Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu dem Objekt durch Division des geschätzten Abstandes durch eine Zeitdifferenz zwischen den entsprechenden Bildern der Kamera enthalten.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in
Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen .

Claims

Patentansprüche :
1. Vorrichtung (100) zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines Relativgeschwindigkeitswertes für ein Fahrzeug (101), die Vorrichtung aufweisend
eine erste Recheneinheit (102),
wobei die erste Recheneinheit dazu ausgeführt ist, eine Korrektur eines von Kamerabildern ermittelten Abstandswertes des Fahrzeuges zu einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges und/oder eine Korrektur eines von Kamerabildern ermittelten Relativgeschwindigkeitswertes vi des Fahrzeuges zu dem Objekt durchzuführen, und
wobei die erste Recheneinheit dazu ausgeführt ist, die Korrektur des Abstandswertes und/oder die Korrektur des Relativgeschwindigkeitswertes Vj in Abhängigkeit von einem durch einen Beschleunigungssensor (103) gemessenen
Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges durchzuführen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die erste Recheneinheit dazu ausgeführt ist, einen Geschwindigkeitswert v2 in Form eines zeitlichen Integrals von
I a i t=0 bis ti des gemessenen Eigenbeschleunigungswertes a, , zu berechnen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
wobei die erste Recheneinheit zur Erzeugung eines korrigierten Abstandswertes und/oder zur Erzeugung eines korrigierten Relativgeschwindigkeitswertes v3 ausgeführt ist, wobei für den von der ersten Recheneinheit erzeugten korrigierten Relativgeschwindigkeitswert v3 gilt, dass v3 = Vj - v2 für den Fall, dass der gemessene Eigenbeschleunigungswert a negativ und damit eine Verzögerung ist, und
wobei für den von der ersten Recheneinheit erzeugten korrigierten Relativgeschwindigkeitswert v3 gilt, dass v3 = Vj + v2 für den Fall, dass der gemessene Eigenbeschleunigungswert a positiv ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Zeit ti derart gewählt ist, dass ti geringer ist als eine Verzögerungszeit, welche für die Ermittlung des Abstandswertes und/oder des Relativgeschwindigkeitswertes Vj von den Kamerabildern benötigt wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, die Vorrichtung weiterhin aufweisend
eine Kamera (104),
eine zweite Recheneinheit (105),
wobei die Kamera dazu ausgeführt ist, Bilder von einer Umgebung des Fahrzeuges zu erstellen,
wobei die zweite Recheneinheit dazu ausgeführt ist, den Abstandswert des Fahrzeuges zu dem Objekt und/oder den
Relativgeschwindigkeitswert vi des Fahrzeuges zu dem Objekt basierend auf den erzeugten Bildern der Kamera zu bestimmen, und wobei für die Bilderstellung durch die Kamera und für die Bestimmung des Abstandswertes und/oder des
Relativgeschwindigkeitswertes durch die zweite Recheneinheit eine Zeit t2 benötigt wird, und
wobei ti derart gewählt wird, dass ti < t2 gilt.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die Vorrichtung weiterhin aufweisend,
eine Speichereinheit,
wobei in der Speichereinheit ein Schwellwert aSw der Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges gespeichert ist, und
wobei die erste Recheneinheit dazu ausgeführt ist, den gemessenen Eigenbeschleunigungswert a mit dem im Fahrzeug gespeicherten Schwellwert aSw zu vergleichen und den Abstandswert und/oder den Relativgeschwindigkeitswert Vj nur zu korrigieren, wenn ein Betrag der gemessenen Eigenbeschleunigung a größer als ein Betrag des gespeicherten Schwellwerts aSw ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die Vorrichtung weiterhin aufweisend,
den Beschleunigungssensor (103), und wobei der Beschleunigungssensor als
Längsbeschleunigungssensor ausgeführt ist, der dazu angepasst ist, einen Längsbeschleunigungswert a des Fahrzeuges zu messen.
8. Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Korrektur eines Abstandswertes und/oder zur Korrektur eines Relativgeschwindigkeitswertes für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Fahrzeug gemäß Anspruch 8, das Fahrzeug weiterhin aufweisend
ein passives Sicherheitssystem (106),
wobei das passive Sicherheitssystem zur Ansteuerung zumindest einer Komponente (107) ausgeführt ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gurtstraffer, Airbag, Fußgängerairbag, Rückhaltesystem, passives Rückhaltemittel, und aktive Motorhaube, und
wobei das passive Sicherheitssystem dazu ausgeführt ist, den von der ersten Recheneinheit korrigierten Abstandswert und/oder den von der ersten Recheneinheit korrigierten Relativgeschwindigkeitswert zur Ansteuerung einer der Komponenten zu verwenden.
10. Verfahren zur Korrektur eines Abstandwertes und/oder eines Relativgeschwindigkeitswertes eines Fahrzeuges, das Verfahren aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines basierend auf Kamerabildern
ermittelten Abstandswertes des Fahrzeuges zu einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeuges und/oder eines basierend auf Kamerabildern ermittelten Relativgeschwindigkeitswertes vi des Fahrzeuges zu dem Objekt (Sl),
Bereitstellen eines durch einen Beschleunigungssensor gemessenen Eigenbeschleunigungswertes a des Fahrzeuges (S2),
Durchführen einer Korrektur des Abstandswertes und/oder Durchführen einer Korrektur des Relativgeschwindigkeitswertes V! (S3) , und wobei die Korrektur des Abstandswertes und/oder die Korrektur des Relativgeschwindigkeitswertes Vj in Abhängigkeit von dem Eigenbeschleunigungswert a des Fahrzeuges erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, das Verfahren aufweisend den weiteren Schritt:
Berechnen einer Aufprallgeschwindigkeit des Fahrzeuges mit dem Objekt zu einem entsprechenden Aufprallzeitpunkt (S4), und
wobei zur Berechnung der Aufprallgeschwindigkeit und des Aufprallzeitpunktes der korrigierte Abstandswert und/oder der korrigierte Relativgeschwindigkeitswert verwendent wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, das Verfahren aufweisend den weiteren Schritt:
Verwenden des korrigierten Abstandswertes und/oder des korrigierten Relativgeschwindigkeitswertes zur Ansteuerung einer Komponente des Fahrzeuges, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gurtstraffer, Airbag, Rückhaltesystem, passives Rückhaltemittel, und aktive Motorhaube (S5).
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