EP3387460A1 - Radarsensoreinrichtung und fahrerassistenzsystem mit bestimmung des objekt-elevationswinkels anhand des eintritts des objekts in die nullstelle der antennencharakteristik zwischen der haupt- und der ersten nebenkeule - Google Patents

Radarsensoreinrichtung und fahrerassistenzsystem mit bestimmung des objekt-elevationswinkels anhand des eintritts des objekts in die nullstelle der antennencharakteristik zwischen der haupt- und der ersten nebenkeule

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EP3387460A1
EP3387460A1 EP16790318.6A EP16790318A EP3387460A1 EP 3387460 A1 EP3387460 A1 EP 3387460A1 EP 16790318 A EP16790318 A EP 16790318A EP 3387460 A1 EP3387460 A1 EP 3387460A1
Authority
EP
European Patent Office
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radar sensor
motor vehicle
elevation
zero point
predetermined
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16790318.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Sturm
Stefan Goerner
Moritz Krueger
Antoni Bestard
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.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren 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 Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3387460A1 publication Critical patent/EP3387460A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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
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    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the invention relates to a radar sensor device for a driver assistance system of a motor vehicle for detecting an object in an environmental region of the vehicle
  • Radar sensors are commonly used in motor vehicles to detect moving and stationary objects or obstacles in an environmental region of the motor vehicle. For this radar sensors emit transmission signals in the form of electromagnetic waves, which are reflected at the object. The reflected transmission signals are received and evaluated again as echo signals. From the transmission signals and the echo signals, information about the object, such as a distance of the object, a speed and a
  • the information a driver assistance system, such as a blind spot assistant, a
  • Lane change assistants adaptive cruise control or the like.
  • an elevation measurement that is to say the measurement of a height of the object above a roadway of the motor vehicle, is indispensable, since no emergency braking for objects that can be driven over, may be on the ground.
  • objects are, for example, manhole cover or
  • Radar beam are received.
  • the elevation of the echo signals By knowing the relationship between an amplitude difference of the echo signals and the elevation, which can be determined for example by a calibration measurement, the elevation of the echo signals.
  • This object is achieved by a radar sensor device, a
  • a radar sensor device for a driver assistance system of a motor vehicle is used to detect an object in an environmental region of the motor vehicle.
  • the radar sensor device has at least one radar sensor, which comprises a first transmission antenna for transmitting first transmission signals, wherein the first transmission antenna has a first directional characteristic oriented along a first direction.
  • the at least one radar sensor is designed to detect the first transmitted signals reflected at the object as first echo signals.
  • the first directional characteristic of the first transmitting antenna has a zero at a predetermined zero value angle.
  • the radar sensor device comprises a control device, which is designed to elevate the object upon entry of the object into the null, based on the first echo signal and the zero value angle.
  • the transmitting antenna is a directional antenna in which a transmitted energy is concentrated in one direction.
  • the transmission signal ie the radar radiation
  • the first transmission signal of the first transmission antenna is here bundled in the first direction, so that the first
  • Antenna diagram which describes a side view of the first directional characteristic.
  • the first direction is thus in a through a vehicle vertical direction and a
  • the radar sensor device also has the control device, which can also be realized by a vehicle-side control unit.
  • the control device is designed to determine the elevation of the object on the basis of the first echo signal.
  • the first directional characteristic of the first transmitting antenna has the zero point at the predetermined zero value angle.
  • the zeroes are all points in the antenna diagram, at which the radiation energy is practically zero.
  • the zero value angle is a predetermined elevation angle between a zero value direction and a reference direction.
  • the zero point is oriented along the zero value direction.
  • the reference direction for example, the first direction may be defined. However, the reference direction can also be a direction oriented from the first transmitting antenna at an installation height of the radar sensor parallel to a vehicle longitudinal direction.
  • the first transmitting antenna thus radiates virtually no radiant energy. This means that substantially no transmission signal is reflected at an object which is located in the zero point of the first directional characteristic, and thus essentially no echo signal is received.
  • the zero can be generated, for example, by multiple antenna elements of the first
  • the object After passing through the zero point, the object enters, for example, a side lobe of the first directional characteristic.
  • the at least one radar sensor particularly preferably has at least one second transmission antenna for transmitting second transmission signals, the second one being a second transmission antenna
  • Transmission antennas are therefore oriented in different directions.
  • the main lobes of the two transmit antennas differ here in the vertical deflection.
  • the two directions thus have in the through the vehicle vertical direction and the
  • Vehicle longitudinal direction spanned plane different orientations, ie different angles to the vehicle longitudinal axis on.
  • the first and second echo signals reflected on the same object differ.
  • the second direction of the second directional characteristic is oriented along a vehicle longitudinal direction.
  • this means that the second transmission signals are transmitted starting from the motor vehicle along the vehicle longitudinal direction parallel to a roadway of the motor vehicle.
  • the two transmit antennas are driven, for example sequentially, to transmit the first and second transmit signals.
  • Transmitting signals can be received in the sequential control of a receiving antenna of the radar sensor and thus the respective transmitting antenna uniquely assigned. However, it can also be provided that the transmitting antennas transmit the transmission signal at the same time and the echo signals are transmitted, for example, from the
  • Receiver separated from each other and the respective transmitting antenna are uniquely assigned.
  • the elevation of the object is determined as soon as the object enters the zero point, ie as soon as the receiver of the radar sensor no more echo signal is received.
  • the distance of the object at the time of the zero entry is determined on the basis of the second echo signal.
  • no tracking of the object is necessary to determine the distance from the amplitude curve of the first echo signal.
  • the object can still be detected by the
  • the main lobe of the first transmitting antenna is oriented in the second direction.
  • the transmitting antenna is thereby alternately driven to orient the directional characteristic in the first and in the second direction, to the first switching time is then in addition, for example, by a corresponding control of
  • Antenna elements of the first transmitting antenna that generates zero.
  • the second transmitting antenna can be omitted.
  • the zero entry can then go to the first
  • the first direction of the first directional characteristic is tilted by a predetermined negative first angle with respect to a vehicle longitudinal direction, and thus the first direction and the zero point oriented along the zero value angle are oriented obliquely downward starting from the radar sensor.
  • Proper installation position of the radar sensor device on the motor vehicle is thus the first direction oriented starting from the motor vehicle obliquely downwards. If the radar sensor is arranged in a front region of the motor vehicle, the first is Direction oriented diagonally forward. As a result, the zero point in a predetermined by the zero angle distance in front of the motor vehicle, for example in
  • the control device is designed to classify the object as an object connected to a roadway of the motor vehicle if the detected elevation corresponds to a predetermined first elevation threshold value when the object enters the downwardly oriented zero position or the predetermined elevation falls below the first elevation threshold, and to classify the object as an object spaced from the roadway, if the detected elevation at least when the object enters the downwardly oriented zero exceeds the predetermined first elevation threshold.
  • the elevation threshold is a height value and corresponds in particular to a value of 0 m.
  • the object If the detected object is an object connected to the ground, the object first enters the zero point of the first directional characteristic at that position on the roadway at which the zero point of the first object is located
  • the spatial extent of the object in the vehicle vertical direction or a geometric dimension of the object in the vertical direction of the vehicle that is to say the size of the object, is now also detected. If the dimension of the object in the vehicle vertical direction falls below the expansion threshold, the object is classified as passable. This information can be provided, for example, to the driver assistance system designed as an emergency brake assistant, which then suppresses automatic emergency braking. If the dimension of the object exceeds the expansion threshold at least, then the object, such as the spaced objects, classified as not traversable for the motor vehicle and thus identified as an obstacle for the motor vehicle. Based on this
  • control device is designed to determine the extent of the object in the vehicle vertical direction on the basis of a signal amplitude of the second echo signal, the object classified as connected to the ground being classified as passable for the motor vehicle if the signal amplitude of the second
  • Signal amplitudes can thus be detected a height of the object.
  • reference data for example, which were obtained with the aid of calibration measurements can be provided, by means of which the detected signal amplitude of the second echo signal can be assigned to a specific dimension value. It can therefore be evaluated on the basis of the signal amplitude of the second echo signal, whether the
  • the first direction of the first directional characteristic is tilted by a predetermined positive second angle with respect to a vehicle longitudinal direction, and thus the first direction and the zero point oriented along the zero value angle oriented obliquely upward from the radar sensor.
  • the first direction starting from the motor vehicle obliquely upwards, in particular obliquely forward, oriented.
  • the zero point is oriented in the direction of the sky.
  • the distance of the object to the motor vehicle can be determined on the basis of the second echo signal.
  • the control device is designed to classify the object as an object accessible for the motor vehicle, if the detected elevation on entering the object in the upward-oriented zero point a predetermined second
  • Elevation threshold exceeds and if an extension of the object opposite to the vehicle vertical direction falls below a predetermined second expansion threshold.
  • Control device first, the elevation of the object, ie the height of the object above the roadway. If this elevation exceeds the second elevation threshold value, the extent of the object based on the detected elevation of the object in the direction of the roadway is determined based on a signal amplitude of the second echo signal.
  • the object is classified as being accessible for the motor vehicle if the signal amplitude of the second echo signal falls below the predetermined second expansion threshold.
  • the signal amplitude of the second echo signal falls below the predetermined second expansion threshold.
  • Radar sensor are oriented obliquely upwards. In other words, this means that both directional characteristics each have a zero. Thus, overridden and accessible objects can be classified simultaneously. If, for example, the object is in the zero position of the first directional characteristic, an elevation of the object can be based on the distance value of the second echo signal be determined. If now the object is located in the further zero point of the second directional characteristic, the elevation of the object can be determined on the basis of
  • first directional characteristic and / or the second directional characteristic each have a plurality of zero points.
  • first directional characteristic has at least one zero and / or the second
  • Directional characteristic at least one more root.
  • the elevation of the object can be detected particularly reliable.
  • the invention also relates to a driver assistance system having at least one
  • the driver assistance system is in particular as a
  • a motor vehicle according to the invention comprises an inventive
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • the invention also relates to a method for detecting an object in an environmental region of the motor vehicle, in which first transmission signals are emitted by a first transmission antenna of at least one radar sensor, a first directional characteristic of the first transmission antenna being oriented along a first direction and by the radar sensor being mounted on the first Object reflected first transmit signals are received as the first echo signals.
  • the first directional characteristic of the first transmitting antenna is provided with a zero at a predetermined zero value angle, and elevation of the object upon entry of the object into the zero is determined from the first echo signal and the zero value angle.
  • the object can additionally be classified by means of the method.
  • the preferred embodiments presented with reference to the radar sensor device according to the invention and their advantages apply correspondingly to the driver assistance system according to the invention, to the motor vehicle according to the invention and to the method according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a motor vehicle according to the prior
  • Fig. 6 is a schematic representation of an elevation determination of further
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a further embodiment of a motor vehicle according to the invention.
  • Fig. 8 is a schematic representation of another embodiment of a motor vehicle according to the invention.
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 1 according to the prior art.
  • Motor vehicle 1 has a radar sensor 2 according to the prior art, which is designed to detect objects in the surrounding area 3 of the motor vehicle 1.
  • the known radar sensor 2 has two controllable transmitting antennas 4, 5, which emit first and second transmission signals into the surrounding area 3.
  • the first and second transmission signals reflected on the object are received as first and second echo signals from the radar sensor 2.
  • the first transmitting antenna 4 has a first directional characteristic 7 oriented along a first direction 8 and the second transmitting antenna 5 second directional characteristic 9, which is oriented along a second direction 10.
  • the elevation of the object can be determined.
  • a first amplitude curve 12 of the first echo signal and a second amplitude curve 1 1 of the second echo signal are plotted over the distance r for an object which is at the same height as the radar sensor 2.
  • the distance-independent amplitude profiles 1 1, 12 shown in FIG. 2 are established.
  • the elevation of the object can be determined. From this approach, the elevation can not be determined very reliable, since the reflected power, so the echo signal, and thus the difference between the signal amplitudes of
  • Amplitude curves 1 1, 12 subject to high fluctuation.
  • the motor vehicle 13 has a driver assistance system 14, which is configured in particular as an automatic emergency brake assistant.
  • the driver assistance system 14 has a radar sensor device 15 which comprises at least one radar sensor 16 and a control device 17.
  • the radar sensor device 15 is designed to detect objects 01, 02, 03 in the surrounding area 3 of the motor vehicle 13, as well as to determine their elevation E.
  • the control device 17 may be designed, for example, as a vehicle-side control unit.
  • the radar sensor 16 is arranged here in a front region of the motor vehicle 13 and serves to monitor the surrounding area 3 in front of the motor vehicle 13.
  • the radar sensor 16 has a first transmitting antenna 18 for transmitting first transmission signals.
  • the radar sensor 16 has a first transmitting antenna 18 for transmitting first transmission signals.
  • the radar sensor 16 in addition to a second transmitting antenna 19 for transmitting second transmission signals.
  • the first transmitting antenna 18 has a first directional characteristic 20 in the form of a lobe characteristic, which is oriented in a first direction 21.
  • the second transmitting antenna 19 has a second directional characteristic 22 in the form of a lobe characteristic, which is oriented in a second direction 23. This means that a transmission power of the first transmission antenna 18 along the first direction 21 is maximum and a transmission power of the second transmission antenna 19 along the second direction 23 is maximum.
  • the radar sensor 16 receives the first and second transmission signals reflected at the object 01, 02, 03 as first and second echo signals.
  • the zero value angle 25 describes an angle between a reference direction B, which here at an installation height h1 of the radar sensor 16 along a
  • Vehicle longitudinal L extends, and a zero value direction 29, along which the zero point 24 is oriented.
  • Transmit antenna 18 essentially zero. This means that a signal amplitude A of the first echo signal reflected by the object 01, 02, 03 collapses, while the object 01, 02, 03 passes the zero point 24. Amplitude curves 26, 27 of the first and second echo signals are shown in FIG. 4. In this case, the amplitude curve 26 of the second echo signal and the amplitude curve 27 of the first echo signal are plotted over the distance r. In an object located on the ground is the
  • Amplitude curve 26 of the second echo signal monotonically increasing with the distance, while the amplitude curve 27 of the first echo signal at the distance value r1 has an amplitude collapse 28.
  • the distance value r1 can be determined on the basis of the amplitude collapse of the first echo signal and / or on the basis of the second echo signal and characterizes the distance of the object 01, 02, 03 to the radar sensor 16, while the object 01, 02, 03 is in the zero point 24.
  • the distance r1 can be determined, for example, based on a transit time of the second transmission signal and the second echo signal.
  • the second direction 23 is oriented along the vehicle longitudinal direction L and the first direction 21 is oriented counter to the vehicle vertical direction H in the direction of the roadway 6, that is to say obliquely downwards.
  • the elevation E of ground-level objects 01, 02, 03 can be determined.
  • the elevation E of the object 01, 02, 03 for example geometrically, can be determined on the basis of the distance value r1 and the zero value angle 25. This is exemplified in Fig. 5.
  • the object 01 is here at a distance r1 to the radar sensor 16 in the zero point 24 and thus lies on the zero value direction 29.
  • the zero value direction 29 has the predetermined zero value angle 25 to the reference axis B.
  • the reference axis B is here at the installation height h1 of the radar sensor 16 and extends parallel to the roadway 6 along the vehicle longitudinal direction L.
  • the elevation E can be determined trigonometrically. In this case, the object 01 can additionally be classified.
  • the object 01 may be classified as an object connected to the lane 6 when the detected elevation E falls below a predetermined first elevation threshold and classified as an object spaced from the lane 6 if the elevation E is the predetermined first elevation threshold at least exceeds.
  • the object 01 is an object spaced from the roadway 6, which is detected on the basis of the exceeding of the first elevation threshold value.
  • the object O may, for example, be a body of another motor vehicle driving in front of the motor vehicle 13.
  • the object 01 classified as being spaced apart from the roadway 6 is also classified here as not being able to be driven over by the motor vehicle 13 and thus constitutes an obstacle for the motor vehicle 13.
  • the driver assistance system 14 can, for example, apply emergency braking of the motor vehicle 13 for the object 01 classified as not traversable provide.
  • FIG. 6 shows two objects 02, 03, which are classified by the radar sensor device 15 as objects connected to the roadway 6.
  • the objects 02, 03 can be classified as objects connected to the roadway 6 on the basis of the falling below the first elevation threshold value.
  • the objects 02, 03 are classified on the basis of the distance value r1 as objects connected to the roadway 6.
  • the distance r1 namely corresponds to a distance value rN, which indicates a position at which the zero point 24 is located on the roadway 6 relative to the motor vehicle 13.
  • this corresponds to the intersection between the r-axis and the zero-value direction 29.
  • the distance value rN is fixed by the zero-value angle 25.
  • Motor vehicle 13 and represents, for example, a guide post.
  • the objects 02, 03 can be identified by their spatial extent a1, a2 in
  • Vehicle vertical direction H are classified. This can be an expansion threshold be specified.
  • Expansion threshold is therefore classified as not traversable.
  • Amplitude difference of both echo signals can be determined. Since, for example, the object 02 projects further into the second directional characteristic 22 than the object 03, the second echo signal for the object 02 has a higher amplitude value A than for the object 03. From this, obtained, for example, via calibration measurements
  • the signal amplitude curve of the second echo signal, and the elevation, the elevation of the object can be determined quantitatively as soon as the signal amplitude A breaks in the measurement with the first transmitting antenna.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a motor vehicle 13 according to the invention.
  • the first directional characteristic 20 is oriented obliquely upwards in the vehicle vertical direction H relative to the vehicle longitudinal direction L. This is also the
  • wheelchair-accessible objects 01, 02, 03 can be classified for the motor vehicle 13.
  • Such objects 01, 02, 03 are, for example, gantries.
  • An object 01, 02, 03 is classified as traversable if the elevation E determined on the basis of the zero-value direction 29 oriented upwards and the distance r1 exceeds a second elevation threshold value and if the spatial extent a1, a2 of the object 01, 02, 03 against the vehicle vertical direction H a
  • Object 01, 02, 03 are determined against the vehicle vertical direction H.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of a motor vehicle 13 according to the invention.
  • the first directional characteristic 20 the zero point 24 in the
  • Zero value angle 25 wherein the first direction 21 and the zero value direction 29 are oriented obliquely downwards.
  • the second directional characteristic 22 has a further zero point 30 at a further zero value angle 31, wherein the second

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radarsensoreinrichtung (15) für ein Fahrerassistenzsystem (14) eines Kraftfahrzeugs (13) zum Erfassen eines Objektes (O1, O2, O3) in einem Umgebungsbereich (3) des Kraftfahrzeugs (13), mit zumindest einem Radarsensor (16) aufweisend eine erste Sendeantenne (18) zum Aussenden von ersten Sendesignalen, wobei die erste Sendeantenne (18) eine entlang einer ersten Richtung (21) orientierte erste Richtcharakteristik (20) aufweist und wobei der Radarsensor (16) dazu ausgelegt ist, die an dem Objekt (O1, O2, O3) reflektierten ersten Sendesignale als erste Echosignale zu erfassen, wobei die erste Richtcharakteristik (20) der ersten Sendeantenne (18) eine Nullstelle (24) bei einem vorbestimmten Nullwertswinkel (25) aufweist, und die Radarsensoreinrichtung (15) eine Steuereinrichtung (17) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, eine Elevation (E) des Objektes (O1, O2, O3) bei Eintreten des Objektes (O1, O2, O3) in die Nullstelle (24) anhand des ersten Echosignals und des Nullwertswinkels (25) zu bestimmen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem (14), ein Kraftfahrzeug (13) sowie ein Verfahren.

Description

RADARSENSOREINRICHTUNG UND FAHRERASSISTENZSYSTEM MIT BESTIMMUNG DES OBJEKT-ELEVATIONSWINKELS ANHAND DES EINTRITTS DES OBJEKTS IN DIE NULLSTELLE DER ANTENNENCHARAKTERISTIK ZWISCHEN DER HAUPT- UND DER ERSTEN NEBENKEULE
Die Erfindung betrifft eine Radarsensoreinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs zum Erfassen eines Objektes in einem Umgebungsbereich des
Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Radarsensor aufweisend eine erste Sendeantenne zum Aussenden von ersten Sendesignalen, wobei die erste Sendeantenne eine entlang einer ersten Richtung orientierte erste Richtcharakteristik aufweist und wobei der Radarsensor dazu ausgelegt ist, die an dem Objekt reflektierten ersten Sendesignale als erste Echosignale zu erfassen. Die Erfindung betrifft außerdem ein
Fahrerassistenzsystem, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes.
Radarsensoren werden üblicherweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um bewegliche und fest stehende Objekte beziehungsweise Hindernisse in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu detektieren. Dazu senden Radarsensoren Sendesignale in Form von elektromagnetischen Wellen aus, welche an dem Objekt reflektiert werden. Die reflektierten Sendesignale werden als Echosignale wieder empfangen und ausgewertet. Aus den Sendesignalen und den Echosignalen können Informationen über das Objekt, beispielsweise eine Entfernung des Objektes, eine Geschwindigkeit sowie ein
Azimutwinkel des Objektes, gewonnen werden. Basierend auf den Informationen können zahlreiche Assistenzfunktionen realisiert werden. Dazu können die Informationen einem Fahrerassistenzsystem, beispielsweise einem Totwinkelassistenten, einem
Spurwechselassistenten, einem adaptiven Tempomaten oder dergleichen, zugeführt werden.
Auch bei automatischen Notbremsassistenten werden Informationen von Radarsensoren genutzt, um automatische Notbremsvorgänge einzuleiten, wenn sich das Kraftfahrzeug auf ein Hindernis zu bewegt. Für diese Anwendung ist jedoch eine Elevationsmessung, also die Messung einer Höhe des Objektes über einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs, unverzichtbar, da keine Notbremsung für überfahrbare, am Boden befindliche Objekte erfolgen darf. Solche Objekte sind beispielsweise Kanaldeckel beziehungsweise
Guilideckel, welche aufgrund ihres Materials und ihrer Form das Sendesignal beziehungsweise Radarsignal gut reflektieren, aber für das Kraftfahrzeug keinerlei Hindernis darstellen. Ebenso soll auf unterfahrbare Hindernisse, beispielsweise
Schilderbrücken, keine Notbremsung erfolgen. Elevationsmessungen mittels Radarsensoren sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der DE 10 2009 057 032 A1 und der WO 2015/028175 A1 beschrieben. Dort werden Sendeantennen eines Radarsensors so angesteuert, dass die abgestrahlten Radarsignale unterschiedliche vertikale Ausrichtungen aufweisen. Die Rückstreusignale beziehungsweise Echosignale des an dem Objekt reflektierten
Radarstrahls werden empfangen. Unter Kenntnis des Zusammenhangs zwischen einem Amplitudenunterschied der Echosignale und der Elevation, welcher beispielsweise durch eine Kalibrationsmessung ermittelt werden kann, lässt sich die Elevation des
reflektierenden Objektes bestimmen. Nachteilig bei diesem Ansatz ist, dass die reflektierte Leistung typischerweise einer hohen Fluktuation unterliegt, wodurch eine Vielzahl von Messungen durchgeführt und gemittelt werden muss, um eine zuverlässige Aussage über die Elevation des Objektes treffen zu können. Außerdem ist eine
Genauigkeit der Elevationsmessung, die mit diesem Verfahren erreicht werden kann, begrenzt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elevation eines Objektes in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs besonders einfach und besonders genau bestimmen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radarsensoreinrichtung, ein
Fahrerassistenzsystem, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Eine erfindungsgemäße Radarsensoreinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs dient zum Erfassen eines Objektes in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs. Die Radarsensoreinrichtung weist zumindest einen Radarsensor auf, welcher eine erste Sendeantenne zum Aussenden von ersten Sendesignalen umfasst, wobei die erste Sendeantenne eine entlang einer ersten Richtung orientierte erste Richtcharakteristik aufweist. Außerdem ist der zumindest eine Radarsensor dazu ausgelegt, die an dem Objekt reflektierten ersten Sendesignale als erste Echosignale zu erfassen. Darüber hinaus weist die erste Richtcharakteristik der ersten Sendeantenne eine Nullstelle bei einem vorbestimmten Nullwertswinkel auf. Die Radarsensoreinrichtung umfasst eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, eine Elevation des Objektes bei Eintreten des Objektes in die Nullstelle anhand des ersten Echosignals und des Nullwertswinkels zu bestimmen.
Die Radarsensoreinrichtung kann verteilt am Kraftfahrzeug, beispielsweise in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs, angeordnet sein und dient unter anderem dazu die Elevation eines Objektes bezogen auf den Horizont beziehungsweise eine Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die Elevation beschreibt die Höhe des Objektes über der Fahrbahn beziehungsweise einen Abstand des Objektes zu der Fahrbahn. Die erfasste Elevation kann dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellt werden, welches insbesondere als ein automatischer Notbremsassistent ausgebildet ist. Die Radarsensoreinrichtung umfasst dazu zumindest einen Radarsensor. Radarsensoren arbeiten üblicherweise nach dem Echolotprinzip. Dies bedeutet, dass der Radarsensor mittels der Sendeantenne Sendesignale in Form von elektromagnetischen Wellen aussendet, welche von dem Objekt in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiert werden. Die reflektierten Sendesignale werden dann als Echosignale wieder von dem Radarsensor, beispielsweise von einem als Empfangsantenne ausgebildeten Empfänger des Radarsensors, empfangen. Anhand der Echosignale kann beispielsweise ein Azimutwinkel
beziehungsweise eine Richtung des Objektes ausgehend vom Radarsensor bestimmt werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sendesignals und dem Empfang des Echosignals kann ein Abstand zwischen dem Radarsensor und damit zwischen dem Kraftfahrzeug, an welchem der Radarsensor verbaut ist, und dem Objekt bestimmt werden. Außerdem kann anhand der Doppler-Verschiebung eine
Geschwindigkeit des Objektes bestimmt werden.
Bei der Sendeantenne handelt es sich insbesondere um eine Richtantenne, bei welcher eine gesendete Energie in eine Richtung konzentriert wird. Dazu wird das Sendesignal, also die Radarstrahlung, in eine Richtung gebündelt. Das erste Sendesignal der ersten Sendeantenne wird hier in die erste Richtung gebündelt, sodass die erste
Richtcharakteristik der ersten Sendeantenne entlang der ersten Richtung orientiert ist. Die erste Richtcharakteristik der ersten Sendeantennen ist also eine Keulencharakteristik, wobei eine Hauptkeule der ersten Sendeantenne die erste Richtung enthält. Die
Richtcharakteristik der Sendeantenne kann beispielsweise anhand eines
Antennendiagramms grafisch dargestellt beziehungsweise veranschaulicht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung richtet sich das Interesse auf das vertikale
Antennendiagramm, welches eine Seitenansicht der ersten Richtcharakteristik beschreibt. Die erste Richtung liegt also in einer durch eine Fahrzeughochrichtung und eine
Fahrzeuglängsrichtung aufgespannten Ebene. Die Radarsensoreinrichtung weist außerdem die Steuereinrichtung auf, welche auch durch ein fahrzeugseitiges Steuergerät realisiert sein kann. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, anhand des ersten Echosignals die Elevation des Objektes zu bestimmen. Dazu ist es nun vorgesehen, dass die erste Richtcharakteristik der ersten Sendeantenne bei dem vorbestimmten Nullwertswinkel die Nullstelle aufweist. Als Nullstelle werden dabei alle Punkte im Antennendiagramm bezeichnet, an welchen die Strahlungsenergie praktisch Null ist. Der Nullwertswinkel ist dabei ein vorbestimmter Elevationswinkel zwischen einer Nullwertsrichtung und einer Bezugsrichtung. Dabei ist die Nullstelle entlang der Nullwertsrichtung orientiert. Als die Bezugsrichtung kann beispielsweise die erste Richtung definiert sein. Die Bezugsrichtung kann aber auch eine ausgehend von der ersten Sendeantenne auf einer Einbauhöhe des Radarsensors parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung orientierte Richtung sein. Entlang der durch den Nullwertswinkel vorgegebenen Nullwertsrichtung strahlt die erste Sendeantenne also praktisch keine Strahlungsenergie ab. Dies bedeutet, dass an einem Objekt, welches sich in der Nullstelle der ersten Richtcharakteristik befindet, im Wesentlichen kein Sendesignal reflektiert wird und somit im Wesentlichen kein Echosignal empfangen wird. Die Nullstelle kann beispielsweise erzeugt werden, indem mehrere Antennenelemente der ersten
Sendeantenne mit unterschiedlichen Phasen angesteuert werden.
Die Elevation des Objektes wird nun bestimmt, sobald das Objekt die Nullstelle betritt. Das Objekt betritt die Nullstelle, indem sich das Kraftfahrzeug mit der
Radarsensoreinrichtung beispielsweise auf das Objekt zubewegt und das Objekt dabei in einer bestimmten Entfernung zum Kraftfahrzeug, welche abhängig ist von der Elevation des Objektes, aus der Hauptkeule der ersten Sendeantenne in die Nullstelle übergeht. Anders ausgedrückt ist ein Zeitpunkt des Eintretens des Objektes in die Nullstelle abhängig von der Entfernung beziehungsweise dem Abstand des Objektes zum
Kraftfahrzeug und der Elevation des Objektes. Nach Passieren der Nullstelle tritt das Objekt beispielsweise in eine Nebenkeule der ersten Richtcharakteristik ein. Das
Übergehen des Objektes in die Nullstelle sowie das Passieren der Nullstelle kann anhand eines Einbruches der Signalamplitude des ersten Echosignals bestimmt werden. Die Signalamplitude beziehungsweise der Signalamplitudenverlauf des von der Reflexion an dem Objekt stammenden ersten Echosignals kann in Abhängigkeit von der Entfernung beziehungsweise dem Abstand des Objektes bestimmt werden. Das Objekt kann also verfolgt beziehungsweise„getrackt" werden. Bei Eintreten des Objektes in die Nullstelle, also bei der bestimmten Entfernung, ändert sich die von dem Radarsensor gemessene Amplitude des ersten Echosignals besonders stark, da in der Nullstelle idealerweise keine Sendesignale mehr reflektiert werden. Dieser Amplitudeneinbruch kann besonders gut und zuverlässig erfasst werden. Der Abstand des Objektes kann anhand des
Entfernungswertes des Amplitudeneinbruches im Amplitudenverlauf bestimmt werden. Somit ist die Entfernung beziehungsweise der Abstand des Objektes bekannt. Außerdem ist bekannt, dass sich das Objekt in der Nullstelle auf der Nullwertsrichtung befindet. Basierend auf dem Abstand und dem Nullwertswinkel kann somit, beispielsweise geometrisch, die Elevation einfach und sehr präzise bestimmt werden. Dabei kann die Elevation des Objektes schnell aus wenigen Messungen oder nur einer Messung bestimmt werden. Bei einer solchen Radarsensoreinrichtung müssen somit zur
Bestimmung der Elevation keine Amplitudenunterschiede zweier Echosignale sowie deren Fluktuation berücksichtigt werden.
Besonders bevorzugt weist der zumindest eine Radarsensor zumindest eine zweite Sendeantenne zum Aussenden von zweiten Sendesignalen auf, wobei die zweite
Sendeantenne eine entlang einer zweiten Richtung orientierte zweite Richtcharakteristik aufweist. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, anhand des an dem Objekt reflektierten und von dem zumindest einen Radarsensor als zweites Echosignal empfangenen zweiten Sendesignals Abstandswerte des Objektes zu dem Radarsensor zu bestimmen und die Elevation des Objektes anhand des Abstandswertes des Objektes zu dem Radarsensor bei Eintreten des Objektes in die Nullstelle der ersten
Sendeantenne und anhand des Nullwertswinkels zu bestimmen. Die Richtcharakteristik der zweiten Sendeantenne, welche insbesondere ebenfalls als eine Richtantenne ausgebildet ist, ist also ebenfalls eine Keulencharakteristik, wobei eine Hauptkeule der zweiten Sendeantenne die zweite Richtung enthält. Die Hauptkeulen beider
Sendeantennen sind also in verschiedene Richtungen orientiert. Die Hauptkeulen der beiden Sendeantennen unterscheiden sich hier in der vertikalen Auslenkung. Die beiden Richtungen weisen also in der durch die Fahrzeughochrichtung und die
Fahrzeuglängsrichtung aufgespannten Ebene unterschiedliche Orientierungen, also unterschiedliche Winkel zur Fahrzeuglängsachse, auf. Durch diese unterschiedlichen Richtcharakteristiken unterscheiden sich die an demselben Objekt reflektierten ersten und zweiten Echosignale, insbesondere deren Signalamplituden. Vorzugsweise ist dabei die zweite Richtung der zweiten Richtcharakteristik entlang einer Fahrzeuglängsrichtung orientiert. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die zweiten Sendesignale ausgehend vom Kraftfahrzeug entlang der Fahrzeuglängsrichtung parallel zu einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs ausgesendet werden. Die beiden Sendeantennen werden, beispielsweise sequenziell, zum Aussenden der ersten und zweiten Sendesignale angesteuert. Die an dem Objekt reflektierten
Sendesignale können bei der sequenziellen Ansteuerung von einer Empfangsantenne des Radarsensors empfangen werden und damit der jeweiligen Sendeantenne eindeutig zugeordnet werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Sendeantennen das Sendesignal gleichzeitig aussenden und die Echosignale beispielsweise von dem
Empfänger voneinander separiert und der jeweiligen Sendeantenne eindeutig zugeordnet werden. Die Elevation des Objektes wird bestimmt, sobald das Objekt die Nullstelle betritt, also sobald am Empfänger des Radarsensors kein erstes Echosignal mehr empfangen wird. Der Abstand des Objektes zum Zeitpunkt des Nullstelleneintritts wird anhand des zweiten Echosignals bestimmt. Somit ist kein Verfolgen des Objektes nötig, um aus dem Amplitudenverlauf des ersten Echosignals den Abstand zu bestimmen. Außerdem kann gemäß dieser Ausführungsform das Objekt weiterhin von der
Radarsensoreinrichtung erfasst werden, auch wenn das Objekt sich in der Nullstelle befindet und daher kein erstes Echosignal bereitgestellt wird. Somit kann der
Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs besonders zuverlässig erfasst werden.
Alternativ dazu kann die erste Sendeantenne als eine umschaltbare Sendeantenne ausgebildet sein. Damit kann die zweite Richtcharakteristik auch von der ersten
Sendeantenne erzeugt werden, indem zu einem ersten Schaltzeitpunkt die Hauptkeule der ersten Sendeantenne in die erste Richtung orientiert ist und zu einem zweiten
Schaltzeitpunkt die Hauptkeule der ersten Sendeantenne in die zweite Richtung orientiert ist. Die Sendeantenne wird dabei abwechselnd zum Orientieren der Richtcharakteristik in die erste und in die zweite Richtung angesteuert, Zu dem ersten Schaltzeitpunkt wird dann zusätzlich, beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung der
Antennenelemente der ersten Sendeantenne, die Nullstelle erzeugt. Somit kann die zweite Sendeantenne entfallen. Der Nullstelleneintritt kann dann zu dem ersten
Schaltzeitpunkt bestimmt werden und der Abstand des Objektes zu dem zweiten
Schaltzeitpunkt erfasst werden.
In einer Ausführungsform ist die erste Richtung der ersten Richtcharakteristik um einen vorbestimmten negativen ersten Winkel bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung verkippt und damit die erste Richtung und die entlang des Nullwertswinkels orientierte Nullstelle ausgehend von dem Radarsensor schräg nach unten hin orientiert. Bei einer
bestimmungsgemäßen Einbaulage der Radarsensoreinrichtung am Kraftfahrzeug ist also die erste Richtung ausgehend von dem Kraftfahrzeug schräg nach unten orientiert. Wenn der Radarsensor in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, so ist die erste Richtung schräg nach vorne orientiert. Dadurch trifft die Nullstelle in einem durch den Nullwertswinkel vorbestimmten Abstand vor dem Kraftfahrzeug, beispielsweise im
Abstand von 20 Metern, auf den Boden beziehungsweise die Fahrbahn. Sobald nun das Objekt die Nullstelle betritt, also sobald ein Amplitudeneinbruch im ersten Echosignal erfasst wurde, kann unter Berücksichtigung der in diesem Moment, beispielsweise anhand des zweiten Echosignals, bestimmten Entfernung die Höhe des Objektes über dem Boden sehr präzise bestimmt werden. Gemäß dieser Ausführungsform können dabei bodennahe Objekte erfasst werden sowie deren Elevation bestimmt werden.
Dabei ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Objekt als ein mit einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs verbundenes Objekt zu klassifizieren, falls die erfasste Elevation bei Eintreten des Objektes in die nach unten hin orientierte Nullstelle einem vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert entspricht oder den vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert unterschreitet, und das Objekt als ein zu der Fahrbahn beabstandetes Objekt zu klassifizieren, falls die erfasste Elevation bei Eintreten des Objektes in die nach unten hin orientierte Nullstelle den vorbestimmten ersten Elevations- Schwellwert zumindest überschreitet. Der Elevations-Schwellwert ist ein Höhenwert und entspricht dabei insbesondere einem Wert von 0 m. Wenn also erfasst wurde, dass sich das Objekt bei Eintreten in die Nullstelle 0 m über der Fahrbahn beziehungsweise dem Boden befindet, so wird davon ausgegangen, dass das Objekt mit der Fahrbahn verbunden ist. Unter einem mit der Fahrbahn verbundenen Objekt wird hier ein Objekt verstanden, welches sich auf der Fahrbahn befindet und diese zumindest berührt, beispielsweise ein Leitpfosten, oder welches in die Fahrbahn integriert ist, beispielsweise ein Guilideckel. Wenn sich das Objekt über der Fahrbahn befindet, so ist die erfasste Elevation größer als der erste Elevations-Schwellwert. Das Objekt weist also einen Abstand von mehr als 0 m zu der Fahrbahn auf. Ein solches Objekt kann beispielsweise eine Karosserie eines anderen Kraftfahrzeugs sein. Solche beabstandet zu der Fahrbahn befindlichen Objekte können als nicht überfahrbar für das Kraftfahrzeug charakterisiert werden und damit als Hindernisse für das Kraftfahrzeug identifiziert werden. Dies bedeutet, dass das beispielsweise als Notbremsassistent ausgestaltetet
Fahrerassistenzsystem eine Notbremsung auf solche Objekte durchführt, welche durch die Radarsensoreinrichtung als nicht überfahrbar klassifiziert wurden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das Objekt als ein mit der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs verbundenes Objekt zu klassifizieren, falls ein
Abstandswert des Objektes zu dem Kraftfahrzeug bei Eintreten des Objektes in die Nullstelle in etwa einem durch den Nullwertswinkel vorgegebenen Abstandswert der sich auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs befindlichen Nullstelle zum Kraftfahrzeug entspricht. Dadurch, dass die Richtcharakteristik nach unten hin orientiert ist, trifft die Nullstelle in dem durch den Nullwertswinkel vorbestimmten Abstandswert auf der Fahrbahn auf.
Wenn es sich nun bei dem erfassten Objekt um ein mit dem Boden verbundenes Objekt handelt, so betritt das Objekt die Nullstelle der ersten Richtcharakteristik erstmalig an derjenigen Position auf der Fahrbahn, an welcher sich die Nullstelle der ersten
Richtcharakteristik auf der Fahrbahn befindet. Dazu kann beispielsweise der beim
Amplitudeneinbruch des ersten Echosignals und/oder anhand des zweiten Echosignals bestimmte Abstandswert mit dem Abstandswert der Nullstelle verglichen werden. Wenn der erfasste Abstandswert des Objektes dem Abstandswert der Nullstelle zum
Kraftfahrzeug entspricht, so wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem erfassten Objekt um das mit der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs verbundene Objekt handelt. Somit kann das Objekt besonders schnell klassifiziert werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das als mit der Fahrbahn verbunden klassifizierte Objekt als für das Kraftfahrzeug überfahrbar zu klassifizieren, falls eine Ausdehnung des als mit der Fahrbahn verbunden klassifizierten Objektes in einer Fahrzeughochrichtung einen vorbestimmten ersten Ausdehnungs- Schwellwert unterschreitet. Es werden dabei insbesondere alle Objekte, welche bei Eintreten des Objektes in die nach unten hin orientierte Nullstelle den vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert überschreiten, bereits als für das Kraftfahrzeug nicht überfahrbar klassifiziert. Außerdem wird von der Steuereinrichtung bewertet, ob Objekte, welche mit dem Boden des Kraftfahrzeugs verbunden sind, für das Kraftfahrzeug überfahrbar sind, wie es beispielsweise bei einem Guilideckel der Fall ist, oder für das Kraftfahrzeug nicht überfahrbar sind, wie es beispielsweise bei einer Mauer oder einem Leitpfosten der Fall ist. Dazu wird nun zusätzlich die räumliche Ausdehnung des Objektes in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise eine geometrische Abmessung des Objektes in Fahrzeughochrichtung, also die Größe des Objektes, erfasst. Wenn die Abmessung des Objektes in Fahrzeughochrichtung den Ausdehnungs-Schwellwert unterschreitet, so wird das Objekt als überfahrbar klassifiziert. Diese Information kann beispielsweise dem als Notbremsassistenten ausgestalteten Fahrerassistenzsystem bereitgestellt werden, welches daraufhin eine automatische Notbremsung unterdrückt. Wenn die Abmessung des Objektes den Ausdehnungs-Schwellwert zumindest überschreitet, so wird das Objekt, wie die beabstandeten Objekte, als nicht überfahrbar für das Kraftfahrzeug klassifiziert und damit als Hindernis für das Kraftfahrzeug identifiziert. Basierend auf dieser
Information kann das Fahrerassistenzsystem die automatische Notbremsung
durchführen, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden. Mittels der Radarsensoreinrichtung kann also ein besonders sicheres Führen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, die Ausdehnung des Objektes in der Fahrzeughochrichtung anhand einer Signalamplitude des zweiten Echosignals zu bestimmen, wobei das als mit dem Boden verbunden klassifizierte Objekt als für das Kraftfahrzeug überfahrbar klassifiziert wird, falls die Signalamplitude des zweiten
Echosignals bei Eintreten des Objektes in die Nullstelle einen vorbestimmten ersten Signalamplituden-Schwellwert unterschreitet. Bei einer beispielsweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung orientierten zweiten Richtcharakteristik der zweiten Sendeantenne ist die Signalamplitude des an dem Objekt reflektierten zweiten Echosignals umso geringer, je niedriger das Objekt ist, also je geringer die Ausdehnung des Objektes in Fahrzeughochrichtung ist. Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass Objekte, welche sich in dem Umgebungsbereich in einer Höhe über der Fahrbahn befinden, welche einer Einbauhöhe des Radarsensors entspricht, mit der maximalen Signalstärke des zweiten Sendesignals bestrahlt werden. Somit weist auch das an dem Objekt reflektierte zweite Echosignal eine maximale Signalamplitude auf. Für Objekte, welche sich in einer Höhe unterhalb der Einbauhöhe befinden, weist das zweite
Echosignal hingegen eine geringere Signalamplitude auf. Anhand der erfassten
Signalamplituden kann somit eine Höhe des Objektes detektiert werden. Dazu können beispielsweise Referenzdaten, welche mit Hilfe von Kalibrationsmessungen gewonnen wurden, bereitgestellt sein, mittels welchen die erfasste Signalamplitude des zweiten Echosignals einem bestimmten Abmessungswert zugeordnet werden kann. Es kann also anhand der Signalamplitude des zweiten Echosignals bewertet werden, ob das
Kraftfahrzeug das Objekt überfahren kann oder nicht.
In einer anderen Ausführungsform ist die erste Richtung der ersten Richtcharakteristik um einen vorbestimmten positiven zweiten Winkel bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung verkippt und damit die erste Richtung und die entlang des Nullwertswinkels orientierte Nullstelle ausgehend von dem Radarsensor schräg nach oben hin orientiert. In der bestimmungsgemäßen Einbaulage des Radarsensors am Kraftfahrzeug wird damit die erste Richtung ausgehend vom Kraftfahrzeug schräg nach oben, insbesondere schräg nach vorne, orientiert. Dadurch wird die Nullstelle in Richtung des Himmels orientiert. Sobald nun das Objekt die Nullstelle betritt, also sobald ein Amplitudeneinbruch im ersten Echosignal erfasst wurde, kann anhand des zweiten Echosignals der Abstand des Objektes zu dem Kraftfahrzeug bestimmt werden. Somit können Objekte schräg über dem Kraftfahrzeug erfasst werden sowie deren Elevation bestimmt werden. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das Objekt als ein für das Kraftfahrzeug unterfahrbares Objekt zu klassifizieren, falls die erfasste Elevation bei Eintreten des Objektes in die nach oben hin orientierte Nullstelle einen vorbestimmten zweiten
Elevations-Schwellwert überschreitet und falls eine Ausdehnung des Objektes entgegen der Fahrzeughochrichtung einen vorbestimmten zweiten Ausdehnungs-Schwellwert unterschreitet. Mittels der erfassten Elevation und der erfassten Ausdehnung des Objektes entgegen der Fahrzeughochrichtung soll bewertet werden, ob ein Abstand zwischen dem Objekt und der Fahrbahn zumindest einer Höhe des Kraftfahrzeugs entspricht, sodass das Kraftfahrzeug unter dem Objekt durchfahren kann. Ein solches Objekt kann beispielsweise eine Schilderbrücke sein. Dabei bestimmt die
Steuereinrichtung zunächst die Elevation des Objektes, also die Höhe des Objektes über der Fahrbahn. Wenn diese Elevation den zweiten Elevations-Schwellwert überschreitet, wird die Ausdehnung des Objektes ausgehend von der erfassten Elevation des Objektes in Richtung der Fahrbahn anhand einer Signalamplitude des zweiten Echosignals bestimmt. Das Objekt wird als für das Kraftfahrzeug unterfahrbar klassifiziert, falls die Signalamplitude des zweiten Echosignals den vorbestimmten zweiten Ausdehnungs- Schwellwert unterschreitet. Je mehr also das Objekt in die Hauptkeule der zweiten Sendeantenne, deren Richtcharakteristik entlang der Fahrzeuglängsachse orientiert sein kann, hineinragt, desto größer ist die Signalamplitude des zweiten Echosignals. Dies bedeutet, dass sich das Objekt beispielsweise vor dem Kraftfahrzeug befindet und damit ein Hindernis darstellt. Das Objekt ist nicht von dem Kraftfahrzeug unterfahrbar.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn zusätzlich die zweite Richtcharakteristik der zweiten Sendeantenne eine weitere Nullstelle bei einem vorbestimmten weiteren Nullwertswinkel aufweist und die erste Richtung der ersten Richtcharakteristik um einen vorbestimmten negativen ersten Winkel bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung verkippt ist und damit die erste Richtung und die entlang des Nullwertswinkels orientierte Nullstelle ausgehend von dem Radarsensor schräg nach unten hin orientiert sind und die zweite Richtung der zweiten Richtcharakteristik um einen vorbestimmten positiven zweiten Winkel bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung verkippt ist und damit die zweite Richtung und die entlang des weiteren Nullwertswinkels orientierte weitere Nullstelle ausgehend von dem
Radarsensor schräg nach oben hin orientiert sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass beide Richtcharakteristiken jeweils eine Nullstelle aufweisen. Somit können überfahrbare und unterfahrbare Objekte gleichzeitig klassifiziert werden. Wenn sich beispielsweise das Objekt in der Nullstelle der ersten Richtcharakteristik befindet, so kann eine Elevation des Objektes anhand des Abstandswertes des zweiten Echosignals bestimmt werden. Wenn sich nun das Objekt in der weiteren Nullstelle der zweiten Richtcharakteristik befindet, so kann die Elevation des Objektes anhand des
Abstandswertes des ersten Echosignals bestimmt werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Richtcharakteristik und/oder die zweite Richtcharakteristik jeweils mehrere Nullstellen aufweisen. Anders ausgedrückt weist die erste Richtcharakteristik zumindest eine Nullstelle auf und/oder die zweite
Richtcharakteristik zumindest eine weitere Nullstelle auf. Somit kann die Elevation des Objektes besonders zuverlässig detektiert werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einer
Radarsensoreinrichtung. Das Fahrerassistenzsystem ist insbesondere als ein
automatischer Notbremsassistent ausgebildet. Basierend auf der von der
Radarsensoreinrichtung erfassten Elevation sowie der Klassifikation der Objekte kann bewertet werden, ob das Fahrerassistenzsystem eine Notbremsung durchführen muss oder nicht. Wenn beispielsweise Objekte als überfahrbar oder unterfahrbar klassifiziert wurden, so kann eine automatische Notbremsung des Kraftfahrzeugs unterbleiben. Wenn Objekte als nicht überfahrbar beziehungsweise nicht unterfahrbar, also als Hindernisse für das Kraftfahrzeug, detektiert wurden, so kann das Fahrerassistenzsystem die automatische Notbremsung des Kraftfahrzeugs auslösen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes
Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, bei welchem von einer ersten Sendeantenne zumindest eines Radarsensors erste Sendesignale ausgesendet werden, wobei eine erste Richtcharakteristik der ersten Sendeantenne entlang einer ersten Richtung orientiert wird und von dem Radarsensor die an dem Objekt reflektierten ersten Sendesignale als erste Echosignale empfangenen werden. Außerdem wird die erste Richtcharakteristik der ersten Sendeantenne mit einer Nullstelle bei einem vorbestimmten Nullwertswinkel bereitgestellt und eine Elevation des Objektes bei Eintreten des Objektes in die Nullstelle anhand des ersten Echosignals und des Nullwertswinkels bestimmt. Anhand der in Bezug auf die Radarsensoreinrichtung vorgestellten Weiterbildungen und Ausführungsformen kann mittels des Verfahrens das Objekt zusätzlich klassifiziert werden. Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Radarsensoreinrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
Mit Angaben„vorne",„oben",„unten",„vertikal",„horizontal",„schräg",
„Fahrzeughochrichtung (H)",„Fahrzeuglängsrichtung (L)", etc. sind bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch und bestimmungsgemäßem Anordnen der
Radarsensoreinrichtung am Kraftfahrzeug und bei einem dann vor einem Kraftfahrzeug stehenden und in eine Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs blickenden Beobachter gegebene Positionen und Orientierungen angegeben.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der
Technik; Fig. 2 eine schematische Darstellung zweier Amplitudenverläufe einer
Radarsensoreinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
Fig. 4 eine schematische Darstellung von Amplitudenverläufen einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Elevationsbestimmung eines Objektes mittels einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Elevationsbestimmung von weiteren
Objekten mittels einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs; und
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß dem Stand der Technik. Das bekannte
Kraftfahrzeug 1 weist einen Radarsensor 2 gemäß dem Stand der Technik auf, welcher zum Erfassen von Objekten im Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist. Der bekannte Radarsensor 2 weist zwei ansteuerbare Sendeantennen 4, 5 auf, welche erste und zweite Sendesignale in den Umgebungsbereich 3 aussenden. Die an dem Objekt reflektierten ersten und zweiten Sendesignale werden als erste und zweite Echosignale von dem Radarsensor 2 empfangen. Zum Bestimmen einer Elevation des Objektes, also zum Bestimmen einer Höhe des Objektes über einer Fahrbahn 6 des Kraftfahrzeugs 1 , weist die erste Sendeantenne 4 eine erste Richtcharakteristik 7 auf, welche entlang einer ersten Richtung 8 orientiert ist und die zweite Sendeantenne 5 eine zweite Richtcharakteristik 9 auf, welche entlang einer zweiten Richtung 10 orientiert ist. Anhand von Signalamplituden A der Echosignale, deren Verhältnis von einem Abstand r des Objektes zu dem Kraftfahrzeug 1 abhängig ist, kann die Elevation des Objektes bestimmt werden. In Fig. 2 sind ein erster Amplitudenverlauf 12 des ersten Echosignals und ein zweiter Amplitudenverlauf 1 1 des zweiten Echosignals über den Abstand r für ein Objekt aufgetragen, welche sich auf derselben Höhe wie der Radarsensor 2 befindet. Dadurch stellen sich die in Fig. 2 gezeigten, abstandsunabhängigen Amplitudenverläufe 1 1 , 12 ein. Unter Kenntnis eines Unterschiedes zwischen den Signalamplituden in den Amplitudenverläufen 1 1 , 12, welcher durch Kalibrationsmessungen ermittelt werden kann, kann die Elevation des Objektes bestimmt werden. Aus diesem Ansatz kann die Elevation jedoch nicht besonders zuverlässig bestimmt werden, da die reflektierte Leistung, also das Echosignal, und damit der Unterschied zwischen den Signalamplituden der
Amplitudenverläufe 1 1 , 12 einer hohen Fluktuation unterliegt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 13. Das Kraftfahrzeug 13 weist ein Fahrerassistenzsystem 14 auf, welches insbesondere als ein automatischer Notbremsassistent ausgestaltet ist. Dazu weist das Fahrerassistenzsystem 14 eine Radarsensoreinrichtung 15 auf, welche zumindest einen Radarsensor 16 sowie eine Steuereinrichtung 17 umfasst. Die Radarsensoreinrichtung 15 ist dazu ausgelegt, Objekte 01 , 02, 03 im Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 13 zu erfassen, sowie deren Elevation E zu bestimmen. Die Steuereinrichtung 17 kann beispielsweise als ein fahrzeugseitiges Steuergerät ausgebildet sein. Der Radarsensor 16, ist hier in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs 13 angeordnet und dient dazu, den Umgebungsbereich 3 vor dem Kraftfahrzeug 13 zu überwachen. Dazu weist der Radarsensor 16 eine erste Sendeantenne 18 zum Aussenden von ersten Sendesignalen auf. Hier weist der
Radarsensor 16 zusätzlich eine zweite Sendeantenne 19 zum Aussenden von zweiten Sendesignalen auf. Die erste Sendeantenne 18 weist eine erste Richtcharakteristik 20 in Form von einer Keulencharakteristik auf, welche in eine erste Richtung 21 orientiert ist. Die zweite Sendeantenne 19 weist eine zweite Richtcharakteristik 22 in Form von einer Keulencharakteristik auf, welche in eine zweite Richtung 23 orientiert ist. Dies bedeutet, dass eine Sendeleistung der ersten Sendeantenne 18 entlang der ersten Richtung 21 maximal ist und eine Sendeleistung der zweiten Sendeantenne 19 entlang der zweiten Richtung 23 maximal ist. Der Radarsensor 16 empfängt die an dem Objekt 01 , 02, 03 reflektierten ersten und zweiten Sendesignale als erste und zweite Echosignale.
Dabei ist es nun vorgesehen, dass die erste Richtcharakteristik 20 der ersten
Sendeantenne 18 eine Nullstelle 24 bei einem vorbestimmten Nullwertswinkel 25 aufweist. Der Nullwertswinkel 25 beschreibt einen Winkel zwischen einer Bezugsrichtung B, welche sich hier auf einer Einbauhöhe h1 des Radarsensors 16 entlang einer
Fahrzeuglängsrichtung L erstreckt, und einer Nullwertsrichtung 29, entlang welcher die Nullstelle 24 orientiert ist. In der Nullstelle 24 ist die Strahlungsleistung der ersten
Sendeantenne 18 im Wesentlichen Null. Dies bedeutet, dass eine Signalamplitude A des an dem das Objekt 01 , 02, 03 reflektierten ersten Echosignals einbricht, während das Objekt 01 , 02, 03 die Nullstelle 24 passiert. Amplitudenverläufe 26, 27 der ersten und zweiten Echosignale sind in Fig. 4 dargestellt. Dabei sind der Amplitudenverlauf 26 des zweiten Echosignals und der Amplitudenverlauf 27 des ersten Echosignals über den Abstand r aufgetragen. Bei einem sich am Boden befindlichen Objekt ist der
Amplitudenverlauf 26 des zweiten Echosignals monoton mit dem Abstand wachsend, während der Amplitudenverlauf 27 des ersten Echosignals bei dem Abstandswert r1 einen Amplitudeneinbruch 28 aufweist. Bei diesem Abstandswert r1 betritt das Objekt 01 , 02, 03 die Nullstelle 24. Der Abstandswert r1 kann anhand des Amplitudeneinbruches des ersten Echosignals und/oder anhand des zweiten Echosignals bestimmt werden und charakterisiert den Abstand des Objektes 01 , 02, 03 zum Radarsensor 16, während sich das Objekt 01 , 02, 03 in der Nullstelle befindet 24. Der Abstand r1 kann beispielsweise anhand einer Laufzeit des zweiten Sendesignals und des zweiten Echosignals bestimmt werden.
Gemäß Fig. 3 ist die zweite Richtung 23 entlang der Fahrzeuglängsrichtung L orientiert und die erste Richtung 21 entgegen der Fahrzeughochrichtung H in Richtung der Fahrbahn 6, also schräg nach unten hin, orientiert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Elevation E von bodennahen Objekten 01 , 02, 03 bestimmt werden. Sobald das Objekt 01 , 02, 03 die Nullstelle 24 betritt, kann anhand des Abstandswertes r1 und des Nullwertswinkels 25 die Elevation E des Objektes 01 , 02, 03, beispielsweise geometrisch, bestimmt werden. Dies ist beispielhaft in Fig. 5 dargestellt. Das Objekt 01 befindet sich hier im Abstand r1 zu dem Radarsensor 16 in der Nullstelle 24 und liegt damit auf der Nullwertsrichtung 29. Die Nullwertsrichtung 29 weist den vorbestimmten Nullwertswinkel 25 zu der Bezugsachse B auf. Die Bezugsachse B befindet sich hier auf der Einbauhöhe h1 des Radarsensors 16 und erstreckt sich parallel zu der Fahrbahn 6 entlang der Fahrzeuglängsrichtung L. Damit beschreibt die Einbauhöhe h1 den Abstand zwischen der Bezugsachse B und der Fahrbahn, welche in dem in Fig. 5 gezeigten Höhen-Abstands-Diagramm, h-r-Diagramm, bei der Höhe h=0 m liegt. Basierend auf dem bekannten Abstand r1 , dem Nullwertswinkel 25 und der bekannten Einbauhöhe h1 kann die Elevation E trigonometrisch bestimmt werden. Dabei kann das Objekt 01 zusätzlich klassifiziert werden. Das Objekt 01 kann als ein mit der Fahrbahn 6 verbundenes Objekt klassifiziert werden, wenn die erfasste Elevation E einen vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert unterschreitet, und als ein zu der Fahrbahn 6 beabstandetes Objekt klassifiziert werden, falls die Elevation E den vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert zumindest überschreitet. Hier ist das Objekt 01 ein zu der Fahrbahn 6 beabstandetes Objekt, was anhand der Überschreitung des ersten Elevations-Schwellwertes detektiert wird. Das Objekt O kann beispielsweise eine Karosserie eines anderen, dem Kraftfahrzeug 13 vorausfahrenden Kraftfahrzeugs sein. Das als zu der Fahrbahn 6 beabstandet klassifizierte Objekt 01 wird hier außerdem als für das Kraftfahrzeug 13 nicht überfahrbar klassifiziert und stellt somit ein Hindernis für das Kraftfahrzeug 13 dar. Das Fahrerassistenzsystem 14 kann beispielsweise eine Notbremsung des Kraftfahrzeugs 13 für das als nicht überfahrbar klassifizierte Objekt 01 bereitstellen.
In Fig. 6 sind zwei Objekte 02, 03 gezeigt, welche von der Radarsensoreinrichtung 15 als mit der Fahrbahn 6 verbundene Objekte klassifiziert werden. Die Objekte 02, 03 können beispielsweise anhand der Unterschreitung des ersten Elevations-Schwellwertes als mit der Fahrbahn 6 verbundene Objekte klassifiziert werden. Es kann aber auch sein, dass die Objekte 02, 03 anhand des Abstandswertes r1 als mit der Fahrbahn 6 verbundene Objekte klassifizierten werden. Hier entspricht der Abstand r1 nämlich einem Abstandswert rN, welcher eine Position kennzeichnet, auf welcher sich die Nullstelle 24 relativ zum Kraftfahrzeug 13 auf der Fahrbahn 6 befindet. Dies entspricht hier dem Schnittpunkt zwischen der r-Achse und der Nullwertsrichtung 29. Der Abstandswert rN ist durch den Nullwertswinkel 25 fest vorgegeben. Objekte 02, 03, welche sich auf der Fahrbahn 6 befinden oder in die Fahrbahn 6 integriert sind, beispielsweise Leitpfosten oder Guilideckel, betreten nämlich im Abstand rN die Nullstelle 24. Falls also der anhand des Amplitudeneinbruchs des ersten Echosignals und/oder anhand des zweiten
Echosignals erfasste Abstandswert r1 der Objekte 02, 03 dem Abstand rN der Nullstelle 24 entspricht, werden die Objekte 02, 03 als mit der Fahrbahn 6 verbundene Objekte klassifiziert. Zusätzlich kann von der Steuereinrichtung 17 bewertet werden, ob es sich bei den Objekten 02, 03 um für das Kraftfahrzeug 13 überfahrbare Objekte handelt. Hier soll nur das Objekt 03 für das Kraftfahrzeug 13 überfahrbar sein und beispielsweise als ein Guilideckel ausgebildet sein. Das Objekt 02 ist nicht überfahrbar für das
Kraftfahrzeug 13 und stellt beispielsweise einen Leitpfosten dar.
Die Objekte 02, 03 können anhand ihrer räumlichen Ausdehnung a1 , a2 in
Fahrzeughochrichtung H klassifiziert werden. Dazu kann ein Ausdehnungs-Schwellwert vorgegeben werden. Die Ausdehnung a1 des Objektes 02 überschreitet hier den
Ausdehnungs-Schwellwert und wird daher als nicht überfahrbar klassifiziert. Die
Ausdehnung a2 des Objektes 03 unterschreitet den Ausdehnungs-Schwellwert und wird daher als überfahrbar klassifiziert. Die Ausdehnung a1 , a2 kann beispielsweise anhand des Amplitudenwertes A des zweiten Echosignals und/oder anhand eines
Amplitudenunterschiedes beider Echosignale bestimmt werden. Da beispielsweise das Objekt 02 weiter in die zweite Richtcharakteristik 22 hineinragt als das Objekt 03, weist das zweite Echosignal für das Objekt 02 einen höheren Amplitudenwert A auf als für das Objekt 03. Aus dem, beispielsweise über Kalibrationsmessungen gewonnen
Zusammenhang zwischen dem Signalamplitudenverlauf beider Echosignale,
insbesondere dem Signalamplitudenverlauf des zweiten Echosignals, und der Elevation kann die Elevation des Objektes quantitativ bestimmt werden, sobald die Signalamplitude A in der Messung mit der ersten Sendeantenne einbricht.
In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 13 gezeigt. Hier ist die erste Richtcharakteristik 20 bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung L schräg nach oben hin in Fahrzeughochrichtung H orientiert. Damit ist auch die
Nullwertsrichtung 29 und die Nullstelle 24 nach oben hin orientiert. Gemäß dieser Ausführungsform können unterfahrbare Objekte 01 , 02, 03 für das Kraftfahrzeug 13 klassifiziert werden. Solche Objekte 01 , 02, 03 sind beispielsweise Schilderbrücken. Ein Objekt 01 , 02, 03 wird dabei als unterfahrbar klassifiziert, wenn die anhand der nach oben hin orientierten Nullwertsrichtung 29 und dem Abstand r1 ermittelte Elevation E einen zweiten Elevations-Schwellwert überschreitet und wenn die räumliche Ausdehnung a1 , a2 des Objektes 01 , 02, 03 entgegen der Fahrzeughochrichtung H einen
vorbestimmten zweiten Ausdehnungs-Schwellwert unterschreitet. Anhand der
Signalamplitude A des zweiten Echosignals kann die räumliche Ausdehnung des
Objektes 01 , 02, 03 entgegen der Fahrzeughochrichtung H bestimmt werden.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 13 gezeigt. Dabei weist die erste Richtcharakteristik 20 die Nullstelle 24 bei dem
Nullwertswinkel 25 auf, wobei die erste Richtung 21 und die Nullwertsrichtung 29 schräg nach unten hin orientiert sind. Zusätzlich weist die zweite Richtcharakteristik 22 eine weitere Nullstelle 30 bei einem weiteren Nullwertswinkel 31 auf, wobei die zweite
Richtung 23 und eine weitere Nullwertsrichtung 32, entlang welcher die weitere Nullstelle 30 orientiert ist, schräg nach oben hin orientiert sind. Anhand der Nullwertswinkel 25, 31 und des Abstandes r1 können überfahrbare und unterfahrbare Objekte bestimmt werden, je nach dem in welcher Nullstelle 24, 30 sich das Objekt 01 , 02, 03 befindet.

Claims

Patentansprüche
Radarsensoreinrichtung (15) für ein Fahrerassistenzsystem (14) eines
Kraftfahrzeugs (13) zum Erfassen eines Objektes (01 , 02, 03) in einem
Umgebungsbereich (3) des Kraftfahrzeugs (13), mit zumindest einem Radarsensor (16) aufweisend eine erste Sendeantenne (18) zum Aussenden von ersten
Sendesignalen, wobei die erste Sendeantenne (18) eine entlang einer ersten Richtung (21 ) orientierte erste Richtcharakteristik (20) aufweist und wobei der Radarsensor (16) dazu ausgelegt ist, die an dem Objekt (01 , 02, 03) reflektierten ersten Sendesignale als erste Echosignale zu erfassen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Richtcharakteristik (20) der ersten Sendeantenne (18) eine Nullstelle (24) bei einem vorbestimmten Nullwertswinkel (25) aufweist, und die
Radarsensoreinrichtung (15) eine Steuereinrichtung (17) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, eine Elevation (E) des Objektes (01 , 02, 03) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die Nullstelle (24) anhand des ersten Echosignals und des Nullwertswinkels (25) zu bestimmen.
Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Radarsensor (16) zumindest eine zweite Sendeantenne (19) zum Aussenden von zweiten Sendesignalen aufweist, wobei die zweite
Sendeantenne (19) eine entlang einer zweiten Richtung (23) orientierte zweite Richtcharakteristik (22) aufweist und die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, anhand des an dem Objekt (01 , 02, 03) reflektierten und von dem zumindest einen Radarsensor (16) als zweites Echosignal empfangenen zweiten Sendesignals Abstandswerte (r) des Objektes (01 , 02, 03) zu dem Radarsensor (16) zu bestimmen, und die Elevation (E) des Objektes (01 , 02, 03) anhand des
Abstandswertes (r1 ) des Objektes (01 , 02, 03) zu dem Radarsensor (16) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die Nullstelle (24) und anhand des
Nullwertswinkels (25) zu bestimmen.
Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Richtung (23) der zweiten Richtcharakteristik (22) entlang einer
Fahrzeuglängsrichtung (L) orientiert ist.
4. Radarsensoreinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Richtung (21 ) der ersten Richtcharakteristik (20) um einen vorbestimmten negativen ersten Winkel bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung (L) verkippt ist und damit die erste Richtung (21 ) und die Nullstelle (24) ausgehend von dem Radarsensor (16) schräg nach unten hin orientiert sind.
5. Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, das Objekt (01 , 02, 03) als ein mit einer Fahrbahn (6) des Kraftfahrzeugs (13) verbundenes Objekt (02, 03) zu klassifizieren, falls die erfasste Elevation (E) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die nach unten hin orientierte Nullstelle (24) einem vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert entspricht oder den vorbestimmten ersten Elevations- Schwellwert unterschreitet, und das Objekt (01 , 02, 03) als ein zu der Fahrbahn (6) beabstandetes Objekt (01 ) zu klassifizieren, falls die erfasste Elevation (E) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die nach unten hin orientierte Nullstelle (24) den vorbestimmten ersten Elevations-Schwellwert zumindest überschreitet.
6. Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, das Objekt (01 , 02, 03) als ein mit einer Fahrbahn (6) des Kraftfahrzeugs (13) verbundenes Objekt (02, 03) zu klassifizieren, falls ein Abstandswert (r1 ) des Objektes (01 , 02, 03) zu dem Kraftfahrzeug (13) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die Nullstelle (24) in etwa einem durch den Nullwertswinkel (25) vorgegebenen Abstandswert (rN) der sich auf der Fahrbahn (6) des Kraftfahrzeugs (13) befindlichen Nullstelle (24) zum Kraftfahrzeug (13) entspricht.
7. Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, das als mit der Fahrbahn (6) verbunden klassifizierte Objekt (02, 03) als für das Kraftfahrzeug (13) überfahrbar zu klassifizieren, falls eine Ausdehnung (a1 , a2) des als mit der Fahrbahn (6) verbunden klassifizierten Objektes (02, 03) in einer Fahrzeughochrichtung (H) einen vorbestimmten ersten Ausdehnungs-Schwellwert unterschreitet.
8. Radarsensoreinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 2 oder 3 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, die Ausdehnung (a1 , a2) des Objektes (02, 03) in der Fahrzeughochrichtung (H) anhand einer Signalamplitude (A) des zweiten Echosignals zu bestimmen, wobei das als mit der Fahrbahn (6) verbunden klassifizierte Objekt (02, 03) als für das Kraftfahrzeug (13) überfahrbar klassifiziert wird, falls die Signalamplitude (A) des zweiten Echosignals bei Eintreten des Objektes (02, 03) in die Nullstelle (24) einen vorbestimmten ersten
Signalamplituden-Schwellwert unterschreitet.
9. Radarsensoreinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Richtung (21 ) der ersten Richtcharakteristik (20) um einen vorbestimmten positiven zweiten Winkel bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung (L) verkippt ist und damit die erste Richtung (21 ) und die Nullstelle (24) ausgehend von dem Radarsensor (16) schräg nach oben hin orientiert sind.
10. Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, das Objekt (01 , 02, 03) als ein für das Kraftfahrzeug (13) unterfahrbares Objekt zu klassifizieren, falls die erfasste Elevation (E) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die nach oben hin orientierte Nullstelle (24) einen vorbestimmten zweiten Elevations-Schwellwert überschreitet und falls eine Ausdehnung (a1 , a2) des Objektes (01 , 02, 03) entgegen einer Fahrzeughochrichtung (H) einen vorbestimmten zweiten
Ausdehnungs-Schwellwert unterschreitet.
1 1 . Radarsensoreinrichtung (15) nach Anspruch 2 oder 3 und Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (17) dazu ausgelegt ist, die Ausdehnung (a1 , a2) des Objektes (01 , 02, 03) entgegen der Fahrzeughochrichtung (H) anhand einer Signalamplitude (A) des zweiten Echosignals zu bestimmen, wobei das Objekt (01 , 02, 03) als für das Kraftfahrzeug (13) unterfahrbar klassifiziert wird, falls die Signalamplitude (A) des zweiten Echosignals einen vorbestimmten zweiten
Signalamplituden-Schwellwert unterschreitet.
12. Radarsensoreinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich die zweite Richtcharakteristik (22) der zweiten Sendeantenne (19) eine weitere Nullstelle (30) bei einem vorbestimmten weiteren Nullwertswinkel (31 ) aufweist, und die erste Richtung (21 ) der ersten Richtcharakteristik (20) um einen vorbestimmten negativen ersten Winkel bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (L) verkippt ist und damit die erste Richtung (21 ) und die Nullstelle (24) ausgehend von dem Radarsensor (16) schräg nach unten hin orientiert sind, und die zweite Richtung (23) der zweiten Richtcharakteristik (22) um einen vorbestimmten positiven zweiten Winkel bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (L) verkippt ist und damit die zweite Richtung (23) und die weitere Nullstelle (30) ausgehend von dem Radarsensor (16) schräg nach oben hin orientiert sind.
13. Fahrerassistenzsystem (14) mit zumindest einer Radarsensoreinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Kraftfahrzeug (13) mit einem Fahrerassistenzsystem (14) nach Anspruch 13.
15. Verfahren zum Erfassen eines Objektes (01 , 02, 03) in einem Umgebungsbereich (3) eines Kraftfahrzeugs (13), bei welchem von einer ersten Sendeantenne (18) zumindest eines Radarsensors (16) erste Sendesignale ausgesendet werden, wobei eine erste Richtcharakteristik (20) der ersten Sendeantenne (18) entlang einer ersten Richtung (21 ) orientiert wird und von dem Radarsensor (16) die an dem Objekt (01 , 02, 03) reflektierten ersten Sendesignale als erste Echosignale empfangenen werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Richtcharakteristik (20) der ersten Sendeantenne (18) mit einer Nullstelle (24) bei einem vorbestimmten Nullwertswinkel (25) bereitgestellt wird und eine Elevation (E) des Objektes (01 , 02, 03) bei Eintreten des Objektes (01 , 02, 03) in die Nullstelle (24) anhand des ersten Echosignals und des Nullwertswinkels (25) bestimmt wird.
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