EP3857532A1 - Verfahren zur bewertung einer auswirkung eines objektes im umfeld eines fortbewegungsmittels auf ein fahrmanöver des fortbewegungsmittels - Google Patents

Verfahren zur bewertung einer auswirkung eines objektes im umfeld eines fortbewegungsmittels auf ein fahrmanöver des fortbewegungsmittels

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EP3857532A1
EP3857532A1 EP19778906.8A EP19778906A EP3857532A1 EP 3857532 A1 EP3857532 A1 EP 3857532A1 EP 19778906 A EP19778906 A EP 19778906A EP 3857532 A1 EP3857532 A1 EP 3857532A1
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EP
European Patent Office
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distance
transportation
ultrasonic sensor
transport
evaluation unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19778906.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Urban
Tom Reimann
Juergen Schmidt
Jianda Wang
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for evaluating an impact of an object in the environment of a
  • Means of transportation on a driving maneuver of the means of transportation and relates in particular to an assessment of the object's ability to be driven under by the means of transportation.
  • Objects in the vicinity of the means of transportation can be reached. Due to the high sensitivity of modern ultrasonic sensors, objects that are not critical or not relevant for the driving means of the means of transportation are frequently detected in the environment of the means of transportation, such as Gantries,
  • Dimension and shape of a surface or a space to be traversed in particular can be determined taking into account the movement of the 3D camera due to the movement of the vehicle.
  • a 3D scene reconstruction can advantageously be carried out from the image data of the 3D camera, for example with the method of the optical flow.
  • DE 102012211034A1 describes a driver assistance system for determining a distance of a vehicle from an obstacle above a vehicle
  • Vehicle for determining a passage height under the obstacle the distance being able to be determined by means of an ultrasonic sensor, which is preferably arranged on the vehicle such that the distance measurement is carried out in the vertical direction.
  • the distance measurement by means of the sensor is based on the echo sounder method by evaluating the transit time of the ultrasound pulse to the obstacle and the echo pulse reflected by the obstacle back to the sensor. This enables the distance to the obstacle to be determined, since the position of the sensor on the vehicle is known.
  • the present invention proposes a method for evaluating an impact of an object in the environment of a
  • the means of transportation can be, for example, a road vehicle (eg shuttle, bus, motorcycle, e-bike, car, transporter, truck) or a watercraft.
  • a first distance between the object and a first position of the means of transportation, or more precisely, a position of the first ultrasonic sensor at the first position of the means of transportation is determined by means of a first ultrasonic sensor of the means of transportation, the first distance on the basis direct echoes of the ultrasound signals emitted by the first ultrasound sensor can be measured.
  • Ultrasonic sensor and also other ultrasonic sensors used for the method according to the invention can be used in this context
  • ultrasonic sensors with larger detection ranges and detection angles and smaller detection ranges and detection angles can be used.
  • the first ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors used can preferably be part of an existing driver assistance system of the means of transportation and can be arranged at any suitable positions on the means of transportation.
  • the first ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors used can preferably be part of an existing driver assistance system of the means of transportation and can be arranged at any suitable positions on the means of transportation.
  • the first ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors used can preferably be part of an existing driver assistance system of the means of transportation and can be arranged at any suitable positions on the means of transportation.
  • the first ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors used can preferably be part of an existing driver assistance system of the means of transportation and can be arranged at any suitable positions on the means of transportation.
  • the first ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors used can preferably be part of an existing driver assistance system of the means of transportation and can be arranged at any suitable positions on
  • Means of transportation may be arranged so that an environment of the
  • Means of transportation can be monitored in a suitable manner when driving forwards or backwards using the ultrasonic sensors.
  • ultrasonic sensors can be arranged at other positions of the means of transportation, such as on the sides of the means of transportation.
  • Ultrasonic sensor and possibly further ultrasonic sensors by means of a
  • the evaluation unit can be designed, for example, as a processor, digital signal processor, microcontroller, or the like.
  • a Logic for executing the respective method steps according to the invention can be implemented, for example, in the form of a computer program, which can be executed by the evaluation unit.
  • the evaluation unit can preferably comprise an internal and / or external storage unit connected to the evaluation unit in terms of information technology in order, for example, to store data generated and / or received by the evaluation unit.
  • the evaluation unit or the computer program executed by the evaluation unit can be part of an existing driver assistance system or another control device of the means of transportation.
  • a value for the first distance determined by the ultrasonic sensor can be stored in the memory unit using the evaluation unit.
  • information about the first position of the means of transportation at which the first distance is measured can also be stored in the storage unit. This information can be obtained, for example, from an odometer control unit of the means of transportation via the vehicle electrical system
  • the odometry control unit can determine relative changes in position, for example on the basis of an evaluation of rotations of one or more wheels of the
  • the first position can also be determined on the basis of a GPS system of the means of transportation or on the basis of others
  • Position determination procedures (e.g. WLAN location etc.) are carried out.
  • deviating second position of the means of transportation is determined by means of the first ultrasonic sensor.
  • the second distance and the second position can preferably be determined analogously to the determination of the first distance and the first position.
  • a determined value for the second distance and information about the second position can in turn in the
  • Storage unit can be stored.
  • a change between the first distance and the second distance with respect to a distance which is a distance covered between the first Position and the second position of the means of transportation is calculated.
  • the first position and the second position are determined on the basis of odometry data, the one between the two can
  • Positions covered are calculated by subtracting the respective values for the first position and the second position.
  • a change in the first distance and the second distance with respect to the distance covered can be expressed and calculated using the following formula:
  • D2d (d1 - d2) / s, where D2d stands for “Distance to Drive Distance Coefficient” and a quotient according to the invention for evaluating one
  • Means of transportation represents, where d1 and d2 represent the first distance and the second distance, respectively, and where s is the distance traveled
  • Main emission axis or main reception axis of the first ultrasonic sensor (hereinafter also referred to as “sensor axis”) in front of the ultrasonic sensor or the means of transportation, a value for the change between the first distance and the second distance (d1-d2) corresponds to a value for the distance covered Distance.
  • the quotient from these values thus results in a value of 1 and therefore represents a maximum risk of collision with an object arranged at the level of the means of transportation.
  • the further the object is from the sensor axis the smaller a value for a change between the first distance and the second distance with respect to the distance covered between the two measurements for the first distance and the second distance. That is, the further the object is located in the horizontal and / or vertical direction from the sensor axis, the smaller the quotient D2d and the lower the risk of a collision
  • Means of transportation can be classified with the object.
  • the object is dependent on a result of the calculation described above in the third method step when the driving maneuver is carried out
  • the driving maneuver can be, for example, a parking process in a parking garage, objects that are not collision-sensitive, such as a ceiling beam detected by the first ultrasonic sensor, preferably not for issuing a warning message (eg should give an acoustic warning via a sound system of the means of transportation and / or a visual warning on a display of the means of transportation).
  • a warning message eg should give an acoustic warning via a sound system of the means of transportation and / or a visual warning on a display of the means of transportation.
  • the evaluation unit can evaluate collision relevance by comparing the previously determined D2d value for a respective detected object in the environment of the means of transport with a predefined threshold value which can be stored in the storage unit.
  • This predefined threshold value can preferably be a vehicle-specific threshold value, which can be determined taking into account a maximum extent of the means of transportation (height, width and possibly also length) and an arrangement and orientation of the first ultrasonic sensor in relation to the means of transportation.
  • the threshold value is preferably defined with regard to a predefined distance between the first position and the second position, so that all reference values for determining a collision relevance of a respective object are fixed.
  • the measurement of the first distance and the measurement of the second distance to the respective object can preferably be carried out taking into account the predefined distance between the first position and the second position.
  • An evaluation of a collision relevance of a respective object carried out in this way can be transmitted by the evaluation unit according to the invention in the form of collision information to a parking and / or maneuvering assistance system, so that this object can be taken into account or not taken into account by the driver assistance system depending on the assessment.
  • the collision information can also be sent to a control unit for a partially or fully automatic ferry operation of the
  • Means of transportation are transmitted so that this control unit can adapt a driving maneuver currently to be carried out in a suitable manner to the collision information.
  • the method described above presupposes that an object detected by the first ultrasonic sensor in the environment of the means of transportation can be identified as one and the same object between a first distance measurement at the first position and a second distance measurement at the second position, so that the respective measured object Distances can be related.
  • numerous methods are known from the prior art
  • Locomotion means determined based on at least a second ultrasonic sensor and an object localization algorithm.
  • the second ultrasonic sensor can be arranged, for example, in the horizontal direction next to the first ultrasonic sensor in the front area of the means of transportation. Due to an essentially parallel alignment of the first and second ultrasonic sensors in the direction of travel of the means of transportation, potentially collision-relevant objects can usually are detected both by the first ultrasonic sensor and by the second ultrasonic sensor. Furthermore, the second ultrasonic sensor can be arranged, for example, in the horizontal direction next to the first ultrasonic sensor in the front area of the means of transportation. Due to an essentially parallel alignment of the first and second ultrasonic sensors in the direction of travel of the means of transportation, potentially collision-relevant objects can usually are detected both by the first ultrasonic sensor and by the second ultrasonic sensor. Furthermore, the second
  • Ultrasound sensor preferably analogously to the first ultrasound sensor, can be connected to the evaluation unit according to the invention in terms of information technology.
  • the evaluation unit can receive measurement signals from the first ultrasonic sensor and the second ultrasonic sensor in the course of an environment detection at a respective position of the means of transportation. Using a suitable algorithm, the evaluation unit can insert one and the same object into the
  • Evaluation unit also a distance between the first
  • Ultrasound sensor and the second ultrasound sensor is known (e.g. by values stored in the storage unit for the arrangement and alignment of the ultrasound sensors on the means of transportation), this can be done by a
  • a suitable object location algorithm which may be a lateration algorithm, for example, a horizontal one
  • the assessment of the ability to drive under and / or passability of an object by the means of transportation is preferably carried out on the basis of the measurement signals of the first ultrasonic sensor and the second ultrasonic sensor used for the horizontal position determination, which are used for a subsequent evaluation of the ability to drive under and / or passability can be buffered in the storage unit and can be retrieved from there accordingly. In this way, it is not necessary to measure the first distance and the second distance again at the first and second positions.
  • the calculation of the change between the first distance and the second distance with respect to the distance covered is carried out as a function of the falling below a predefined distance by the first distance and / or the second distance.
  • a calculation of the D2d value by the evaluation unit according to the invention for a specific object can be omitted if a determined first and / or second
  • the predefined distance is greater than the predefined distance.
  • the predefined distance can also be stored in the storage unit and correspond to a value that represents a distance of 6 m or 7 m, for example.
  • the predefined distance can also be adjusted depending on a current speed of the means of transportation. In this way, objects can be located further away with respect to the means of transportation are classified by the evaluation unit as not relevant to the collision as long as they are further away than the predefined distance.
  • the means of transportation moves toward the object while covering the distance between the first position and the second position, essentially while maintaining a current direction of travel.
  • Means of transportation can identify one and the same object in the measurement signals of the first distance measurement and the second
  • the control device for autonomous driving can preferably be adapted such that a
  • the result of the calculation comprises information about the ability to drive under and / or passability of the object, taking into account a position of the object with respect to a trajectory and an extension of the
  • Means of transportation This information can be transmitted to the parking and / or maneuvering assistance system by the evaluation unit, so that the parking and / or maneuvering assistance system can issue corresponding warnings for collision-relevant objects in the means of transportation and / or suggest and / or control an adapted trajectory for the means of transportation.
  • An assessment of the passability of an object can also include the case that an object is directly on a through the
  • Means of transportation is arranged and due to a low height (e.g. a curb) through the
  • Means of transportation can be run over. Such information can likewise determined on the basis of the method according to the invention and transmitted to a driver assistance system.
  • the method according to the invention can be supported by the use of additional and / or alternative sensors for environment detection, the detected environment information of which can be included in the assessment of the ability to drive under and / or passability of an object by the means of transportation.
  • sensors for environment detection the detected environment information of which can be included in the assessment of the ability to drive under and / or passability of an object by the means of transportation.
  • information about a changed extent of the means of transportation is taken into account in connection with the method according to the invention.
  • predefined information about a maximum height, width and length, which is adapted to a respective means of transportation, and which is preferably stored in the storage unit, can be changed, for example, by means of a user input
  • Means of transportation to be adjusted can be particularly advantageous if, for example, a height of the means of transportation changes due to the use of a roof rack, or a width, height and length of the means of transportation changes due to the use of a trailer (e.g. a caravan).
  • a height of the means of transportation changes due to the use of a roof rack, or a width, height and length of the means of transportation changes due to the use of a trailer (e.g. a caravan).
  • the evaluation unit can have an adapted predefined threshold value for evaluating a
  • the storage unit can also include a table which holds corresponding predefined threshold values for a plurality of height, width and length combinations for an expansion of the means of transportation.
  • the device comprises an evaluation unit with a
  • the evaluation unit can
  • a logic for executing the respective inventive Method steps can be implemented in the form of a computer program, for example, which is executed by the evaluation unit.
  • the evaluation unit can preferably comprise an internal and / or external storage unit connected to the evaluation unit in terms of information technology in order, for example, to store data generated and / or received by the evaluation unit.
  • the evaluation unit or the computer program executed by the evaluation unit can be part of an existing driver assistance system or a further control device of the
  • the evaluation unit is set up in connection with the data input a first distance between the object and a first position of the means of transportation by means of a first
  • the evaluation unit is set up to calculate a change between the first distance and the second distance with respect to a distance covered by a distance
  • the evaluation unit is additionally set up to take into account or not to take the object into account when carrying out the driving maneuver of the means of transportation depending on a result of the calculation.
  • Figure 1 is a flow diagram illustrating steps of a
  • Figure 2 shows an example of determining a drive-under
  • Figure 3 is a block diagram of a device according to the invention.
  • Figure 1 shows a flow diagram illustrating steps of a
  • step 100 a horizontal position of an object 40 with respect to a current trajectory of the object is determined by means of a first ultrasonic sensor 30 and a second ultrasonic sensor 35 in conjunction with an object localization algorithm
  • Means of transportation 80 determined. The determination is carried out on the basis of an evaluation unit 10 according to the invention, which in this exemplary embodiment is a microcontroller.
  • a first distance d1 between the object 40 and a first position 50 of the means of locomotion 80 is determined on the basis of the measurement signals generated by the first ultrasonic sensor 30 for determining the horizontal position of the object 40.
  • a second distance d2 between the object 40 and a second position 55 of the means of transportation 80 is determined in step 300.
  • a change between the first distance d1 and the second distance d2 is calculated with respect to a distance s which is covered
  • the distance s between the first position 50 and the second position 55 of the means of transportation 80 corresponds.
  • the distance s traveled is based on a signal received by the evaluation unit 10
  • Vehicle odometer control unit 80 is calculated.
  • the object 40 is taken into account or not taken into account when performing a current driving maneuver of the means of transportation 80 depending on a result of the calculation.
  • corresponding information about the object 40 is sent to a parking and
  • FIG. 2 shows an example for determining whether an object 40 can be driven under by a means of transportation 80, the object 40 being at a height h with respect to a first ultrasonic sensor 30 of the means of transportation 80, which prevents the object 40 from being driven under
  • Means of transportation 80 allows.
  • Locomotion means 80 is arranged to be highly sensitive
  • Ultrasonic sensor designed with a detection range of 10 cm to 7 m and a detection angle of up to 85 °.
  • This also includes Transport means 80 an evaluation unit 10, which by means of a
  • Data input 12 is connected to the first ultrasonic sensor 30 in terms of information technology. Because of the relatively high sensitivity and due to the relatively large detection angle of the first ultrasonic sensor 30, the first ultrasonic sensor 30 also detects objects 40 in the vicinity of the
  • Locomotion means 80 detected which are uncritical or not relevant with regard to a passability and / or passability through the means of transportation 80.
  • an algorithm according to the invention is carried out by the evaluation unit 10 in the form of a computer program, which is able to determine these non-critical or irrelevant objects 40 in order for them to be processed in a downstream process by the evaluation unit 10 coupled
  • Driver assistance system 90 not to be taken into account. In this way it is prevented that due to these irrelevant objects 40 by the
  • Driver assistance system 90 unnecessary warnings and / or instructions are issued to a driver of the means of transportation 80 and / or an unnecessary automatic adaptation of a ferry operation (e.g. braking or changing the direction of travel) of the means of transportation 80 is carried out.
  • a ferry operation e.g. braking or changing the direction of travel
  • the evaluation unit 10 receives a first value at a first position 50 of the moving means 80 in motion by the first ultrasonic sensor 30, which represents a measured first distance d1 between the object 40 and a sensor surface of the first ultrasonic sensor 30.
  • the first value is stored by means of the evaluation unit 10 in an external storage unit 20 connected to the evaluation unit. After a predefined distance s (e.g. 50 cm) has been covered by the means of transport 80, the method is analogous to
  • Vehicle 80 again measures the distance between object 40 and vehicle 80 using the first
  • Ultrasonic sensor 30 performed.
  • a second value, determined in this way and received by the evaluation unit 10, for a second distance d2 between the object 40 and the means of transportation 80 is likewise stored in the storage unit 20.
  • the evaluation unit 10 is connected via an on-board network of the means of transportation 80 to an odometry control unit, which the evaluation unit 10 uses a CAN bus system
  • the evaluation unit 10 is able to determine a value over the distance s traveled between the first position 50 and the second position 55 in order to also store this in the storage unit 20.
  • the quotient D2d is compared by the evaluation unit 10 with a predefined threshold value, which represents a vehicle-specific value for underrunability by the means of transportation 80, which is stored in the storage unit 20. In the event that the D2d value is less than or equal to the predefined threshold value, it can be assumed that the object 40 can be driven under. Due to the
  • the ability to drive under the object 40 is not transmitted to the driver assistance system 90 for further processing and thus for a current one
  • FIG. 3 shows a block diagram of a device according to the invention in connection with a means of transportation 80.
  • the device comprises an evaluation unit 10, which in this example is a microcontroller.
  • the microcontroller executes a computer program which is able to carry out the method steps according to the invention.
  • the evaluation unit 10 has a data input 12, via which the evaluation unit 10 is connected to a first ultrasonic sensor 30 and a second ultrasonic sensor 35 in terms of information technology. In this way, the evaluation unit 10 is set up to receive and process signals representing an environment of a means of transportation 80. The received signals and / or
  • the evaluation unit 10 has a data output 14, via which the evaluation unit 10
  • Means of transportation 80 is connected.
  • the evaluation unit 10 is set up to allow objects 40 to pass under the environment of the means of transportation 80 evaluate and only forward information about collision-relevant objects 40 to the driver assistance system 90.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes (40) im Umfeld eines Fortbewegungsmittels (80) auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels (80) umfassend die Schritte: Ermitteln einer ersten Entfernung (d1) zwischen dem Objekt (40) und einer ersten Position (50) des Fortbewegungsmittels (80) mittels eines ersten Ultraschallsensors (30) des Fortbewegungsmittels (80), Ermitteln einer zweiten Entfernung (d2) zwischen dem Objekt (40) und einer von der ersten Position (50) abweichenden zweiten Position (55) des Fortbewegungsmittels (80) mittels des ersten Ultraschallsensors (30) des Fortbewegungsmittels (80),Berechneneiner Änderung zwischen der ersten Entfernung (d1) und der zweiten Entfernung (d2) bezüglich einer Wegstrecke (s), welche einer zurückgelegten Wegstrecke (s) zwischen der ersten Position (50) und der zweiten Position (55) des Fortbewegungsmittels (80) entspricht, und Berücksichtigen oder nicht Berücksichtigen des Objektes (40) bei der Durchführung des Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels (80)in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines
Fortbewequnqsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewequnqsmittels
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines
Fortbewegungsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels und betrifft insbesondere eine Bewertung einer Unterfahrbarkeit des Objektes durch das Fortbewegungsmittel.
Aus dem Stand der Technik sind Park- und Manövrierassistenzsysteme für Fortbewegungsmittel bekannt, welche u.a. Ultraschallsignale zur Erfassung eines Umfeldes der Fortbewegungsmittel verwenden. Ein Grund für den Einsatz von Ultraschallsignalen liegt in der mit dieser Technologie verbundenen hohen Messgenauigkeit im Nah- bzw. Ultranahbereich. Im Sinne einer besseren Bereichsabdeckung bei der Erfassung eines Umfeldes der Fortbewegungsmittel werden i.d.R. mehrere Ultraschallsensoren in Kombination eingesetzt. Um ggf. vorhandene tote Winkel bei der Erfassung, z.B. im Bereich eines Stoßfängers des Fortbewegungsmittels möglichst vollständig zu schließen, wurden eine minimale Detektionsreichweite und ein Öffnungswinkel, sowie eine
Empfindlichkeit der Ultraschallsensoren stetig weiter verbessert. Moderne Ultraschallsensoren können daher einen Detektionsbereich von 10 cm bis 7 m abdecken, wobei gleichzeitig Detektionswinkel von bis zu 85° für große
Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels erreicht werden. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit moderner Ultraschallsensoren werden häufig auch für ein Fahrmanöver der Fortbewegungsmittel unkritische bzw. nicht relevante Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels erfasst, wie z.B. Schilderbrücken,
Garagenoberkanten oder Deckenträger in einer Tiefgarage, wodurch ein geeignetes Verfahren zu deren Erkennung und Ausblendung erforderlich wird. DE102016213377A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Bestimmung einer Durchfahrtshöhe einer mit einem Fahrzeug zu unterfahrenden vertikalen Engstelle auf Basis einer monokularen Kamera, wobei in der durch die Kamera aufgenommenen Bildfolge markante Merkmale der Fahrzeugumgebung identifiziert werden. Es ist weiter beschrieben, dass aus den identifizierten Merkmalen in Bezug zu einem Fahrzeugkoordinatensystem eine virtuelle 3D- Abildung der Fahrzeugumgebung erzeugt wird, indem deren Verschiebung in der Bilderfolge einen Rückschluss auf deren jeweilige Position erlaubt.
DE 10201 11 13077A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Bestimmung einer Durchfahrbarkeit eines Objekts für ein Fahrzeug mittels einer 3D-Kamera, wobei entsprechende Informationen zur Bestimmung aus Bilddaten der 3D-Kamera ermittelt werden. Es ist weiter beschrieben, dass eine
Abmessung und Form einer Fläche oder eines Raumes, welche durchfahren werden sollen, insbesondere unter Berücksichtigung der Bewegung der 3D- Kamera aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs ermittelt werden können. Hierzu kann vorteilhaft aus den Bilddaten der 3D-Kamera eine 3D-Szenen- Rekonstruktion durchgeführt werden, beispielsweise mit der Methode des Optischen Flusses.
DE 102012211034A1 beschreibt ein Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Hindernis oberhalb eines
Fahrzeuges zur Ermittlung einer Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis, wobei der Abstand mittels eines Ultraschallsensors ermittelt werden kann, der bevorzugt derart am Fahrzeug angeordnet ist, dass die Abstandsmessung in vertikaler Richtung durchgeführt wird. Die Abstandsmessung mittels des Sensors erfolgt auf Basis des Echolotverfahrens durch eine Auswertung der Laufzeit des Ultraschallpulses zum Hindernis und des von dem Hindernis reflektierten Echoimpulses zurück zum Sensor. Hierdurch kann der Abstand zum Hindernis bestimmt werden, da die Position des Sensors am Fahrzeug bekannt ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines
Fortbewegungsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels und insbesondere eine Bewertung einer Unterfahrbarkeit des Objektes durch das Fortbewegungsmittel vor. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Shuttle, Bus, Motorrad, E-Bike, PKW, Transporter, LKW) oder ein Wasserfahrzeug sein. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine erste Entfernung zwischen dem Objekt und einer ersten Position des Fortbewegungsmittels, bzw. genauer, einer Position des ersten Ultraschallsensors an der ersten Position des Fortbewegungsmittels mittels eines ersten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels ermittelt, wobei die erste Entfernung auf Basis von Direktechos der durch den ersten Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignale gemessen werden kann. Der erste
Ultraschallsensor und auch weitere für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Ultraschallsensoren können in diesem Zusammenhang
insbesondere hochsensitive Ultraschallsensoren und bevorzugt
Ultraschallsensoren mit einem Detektionsbereich von 10 cm bis 7 m und einem Detektionswinkel bis zu 85° sein. Es sei darauf hingewiesen, dass diese
Angaben nicht einschränkend sind und stattdessen sowohl Ultraschallsensoren mit größeren Detektionsbereichen und Detektionswinkeln, als auch kleineren Detektionsbereichen und Detektionswinkeln eingesetzt werden können. Des Weiteren können der erste Ultraschallsensor und ggf. weitere eingesetzte Ultraschallsensoren bevorzugt Teil eines bestehenden Fahrerassistenzsystems des Fortbewegungsmittels sein und an beliebigen geeigneten Positionen am Fortbewegungsmittel angeordnet sein. Bevorzugt können der erste
Ultraschallsensor und weitere Ultraschallsensoren im Wesentlichen im
Frontbereich des Fortbewegungsmittels und/oder im Heckbereich des
Fortbewegungsmittels angeordnet sein, so dass ein Umfeld des
Fortbewegungsmittels bei einer Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt mittels der Ultraschallsensoren in geeigneter Weise überwacht werden kann. Dies schließt selbstverständlich nicht aus, dass alternativ oder zusätzlich Ultraschallsensoren an anderen Positionen des Fortbewegungsmittels angeordnet werden können, wie beispielsweise an den Seiten des Fortbewegungsmittels.
Das Ermitteln der ersten Entfernung und das Ausführen nachfolgend
beschriebener Verfahrensschritte kann auf Basis einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit erfolgen, welche eingerichtet ist, Signale des ersten
Ultraschallsensors und ggf. weiterer Ultraschallsensoren mittels eines
Dateneingangs zu empfangen. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein. Eine Logik zur Ausführung der jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms implementiert sein, welches durch die Auswerteeinheit ausgeführt werden kann. Die Auswerteinheit kann bevorzugt eine informationstechnisch an die Auswerteinheit angebundene interne und/oder externe Speichereinheit umfassen, um beispielsweise durch die Auswerteeinheit erzeugte und/oder empfangene Daten zu speichern. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit bzw. das durch die Auswerteeinheit ausgeführte Computerprogramm Bestandteil eines bestehenden Fahrerassistenzsystems oder eines anderweitigen Steuergerätes des Fortbewegungsmittels sein.
Ein Wert für die durch den Ultraschallsensor ermittelte erste Entfernung kann mittels der Auswerteeinheit in der Speichereinheit abgelegt werden. Darüber hinaus kann eine Information über die erste Position des Fortbewegungsmittels, an welcher die erste Entfernung gemessen wird, ebenfalls in der Speichereinheit abgelegt werden. Diese Information kann beispielsweise von einem Odometrie- Steuergerät des Fortbewegungsmittels über das Bordnetz des
Fortbewegungsmittels durch die Auswerteeinheit empfangen werden. Das Odometrie-Steuergerät kann relative Positionsänderungen beispielsweise auf Basis einer Auswertung von Rotationen eines oder mehrerer Räder des
Fortbewegungsmittels in Kombination mit einer Auswertung jeweiliger Lenkwinkel des oder der Räder des Fortbewegungsmittels berechnen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bestimmung der ersten Position auch auf Basis eines GPS- Systems des Fortbewegungsmittels oder auf Basis weiterer
Positionsbestimmungsverfahren (z.B. WLAN-Ortung usw.) erfolgen.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zweite Entfernung zwischen dem Objekt und einer von der ersten Position
abweichenden zweiten Position des Fortbewegungsmittels mittels des ersten Ultraschallsensors ermittelt. Das Ermitteln der zweiten Entfernung und der zweiten Position kann bevorzugt analog zum Ermitteln der ersten Entfernung und der ersten Position erfolgen. Ein ermittelter Wert für die zweite Entfernung und eine Information über die zweite Position können wiederum in der
Speichereinheit abgelegt werden.
In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich einer Wegstrecke, welche einer zurückgelegten Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position des Fortbewegungsmittels entspricht, berechnet. Für den Fall, dass die erste Position und die zweite Position auf Basis von Odometrie-Daten ermitteln werden, kann die zwischen den beiden
Positionen zurückgelegte Wegstrecke durch Subtraktion der jeweiligen Werte für die erste Position und die zweite Position berechnet werden. Eine Änderung der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke kann durch folgende Formel ausgedrückt und berechnet werden:
D2d = (d1 - d2) / s, wobei D2d für„Distance to Drive Distance Coefficient“ steht und einen erfindungsgemäßen Quotienten für eine Bewertung einer
Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit eines Objektes durch das
Fortbewegungsmittel repräsentiert, wobei d1 und d2 jeweils die erste Entfernung und die zweite Entfernung repräsentieren und wobei s die zurückgelegte
Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position repräsentiert. Für den Fall, dass sich das bzgl. einer Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit zu bewertende Objekt mehr oder weniger exakt im Bereich der
Hauptabstrahlachse bzw. Hauptempfangsachse des ersten Ultraschallsensors (im Folgenden auch als„Sensorachse“ bezeichnet) vor dem Ultraschallsensor bzw. dem Fortbewegungsmittel befindet, entspricht ein Wert für die Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung (d1 - d2) einem Wert für die zurückgelegte Wegstrecke. Somit ergibt der Quotient aus diesen Werten einen Wert von 1 und repräsentiert daher ein maximales Kollisionsrisiko mit einem in Höhe des Fortbewegungsmittels angeordneten Objekt. Je weiter das Objekt von der Sensorachse entfernt ist, desto geringer wird ein Wert für eine Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke zwischen den beiden Messungen für die erste Entfernung und die zweite Entfernung. D.h., je weiter das Objekt in horizontaler und/oder vertikaler Richtung von der Sensorachse entfernt liegt, desto kleiner wird der Quotient D2d und desto geringer kann ein Kollisionsrisiko des
Fortbewegungsmittels mit dem Objekt eingestuft werden.
In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Objekt in Abhängigkeit eines Ergebnisses der oben beschrieben Berechnung im dritten Verfahrensschritt bei der Durchführung des Fahrmanövers des
Fortbewegungsmittels berücksichtigt oder nicht berücksichtigt. Das Fahrmanöver kann beispielsweise ein Einparkvorgang in einem Parkhaus sein, wobei nicht kollisionsrelevante Objekte wie z.B. ein durch den ersten Ultraschallsensor erfasster Deckenträger bevorzugt nicht zur Ausgabe einer Warnmeldung (z.B. eine akustische Warnung über ein Soundsystem des Fortbewegungsmittels und/oder eine optische Warnung in einem Display des Fortbewegungsmittels) führen soll.
Eine Bewertung einer Kollisionsrelevanz kann durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit bewerkstelligt werden, indem der zuvor ermittelte D2d-Wert für ein jeweiliges erfasstes Objekt im Umfeld des Fortbewegungsmittels mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird, welcher in der Speichereinheit abgelegt sein kann. Dieser vordefinierte Schwellenwert kann bevorzugt ein fahrzeugspezifischer Schwellenwert sein, welcher unter Berücksichtigung einer maximalen Ausdehnung des Fortbewegungsmittels (Höhe, Breite und ggf. auch Länge) und einer Anordnung und Ausrichtung des ersten Ultraschallsensors in Bezug zum Fortbewegungsmittel ermittelt werden kann. Bevorzugt wird der Schwellenwert im Hinblick auf eine vordefinierte Entfernung zwischen der ersten Position und der zweiten Position festgelegt, so dass sämtliche Bezugsgrößen zur Ermittlung einer Kollisionsrelevanz eines jeweiligen Objektes feststehen.
D.h., dass das Messen der ersten Entfernung und das Messen der zweiten Entfernung zum jeweiligen Objekt bevorzugt unter Berücksichtigung der vordefinierten Entfernung zwischen der ersten Position und der zweiten Position durchgeführt werden kann.
Eine auf diese Weise erfolgte Bewertung einer Kollisionsrelevanz eines jeweiligen Objektes kann durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit in Form einer Kollisionsinformation an ein Park- und/oder Manövrierassistenzsystem übertragen werden, so dass dieses Objekt durch das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit der Bewertung berücksichtigt oder nicht berücksichtigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Kollisionsinformation auch an ein Steuergerät für einen teil- oder vollautomatischen Fährbetrieb des
Fortbewegungsmittels übertragen werden, so dass dieses Steuergerät ein aktuell durchzuführendes Fahrmanöver in geeigneter Weise an die Kollisionsinformation anpassen kann.
Das oben beschriebene Verfahren setzt voraus, dass ein durch den ersten Ultraschallsensor erfasstes Objekt im Umfeld des Fortbewegungsmittels zwischen einer ersten Entfernungsmessung an der ersten Position und einer zweiten Entfernungsmessung an der zweiten Position als ein und dasselbe Objekt identifiziert werden kann, so dass die jeweiligen gemessenen Entfernungen miteinander in Beziehung gebracht werden können. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Verfahren zur
Objektidentifikation bzw. Objekterkennung und Objektlokalisierung bekannt, die in diesem Zusammenhang eingesetzt werden können und dementsprechend hier nicht näher ausgeführt werden.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine horizontale Position des Objektes bezüglich einer Trajektorie des
Fortbewegungsmittels auf Basis mindestens eines zweiten Ultraschallsensors und eines Objektlokalisierungsalgorithmus‘ ermittelt. Der zweite Ultraschallsensor kann beispielsweise in horizontaler Richtung neben dem ersten Ultraschallsensor im Frontbereich des Fortbewegungsmittels angeordnet sein. Durch eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung des ersten und zweiten Ultraschallsensors in Fahrtrichtung des Fortbewegungsmittels können potentiell kollisionsrelevante Objekte i.d.R. sowohl durch den ersten Ultraschallsensor, als auch durch den zweiten Ultraschallsensor erfasst werden. Des Weiteren kann der zweite
Ultraschallsensor bevorzugt analog zum ersten Ultraschallsensor mit der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit informationstechnisch verbunden sein. D.h., dass die Auswerteeinheit im Zuge einer Umfelderfassung an einer jeweiligen Position des Fortbewegungsmittels Messsignale des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensor empfangen kann. Mittels eines geeigneten Algorithmus' kann die Auswerteeinheit ein und dasselbe Objekt in den
Messsignalen des ersten Ultraschallsensors und in den Messsignalen des zweiten Ultraschallsensors im Idealfall eindeutig identifizieren. Da der
Auswerteeinheit darüber hinaus ein Abstand zwischen dem ersten
Ultraschallsensor und dem zweiten Ultraschallsensor bekannt ist (z.B. durch in der Speichereinheit abgelegte Werte zur Anordnung und Ausrichtung der Ultraschallsensoren am Fortbewegungsmittel), kann diese durch ein
anschließendes Anwenden eines geeigneten Objektlokalisierungsalgorithmus', der beispielsweise ein Laterationsalgorithmus sein kann, eine horizontale
Position und eine Abstand eines jeweiligen Objektes bezüglich der Trajektorie des Fortbewegungsmittels ermitteln. Auf Basis der ermittelten Informationen über eine horizontale Position eines jeweiligen Objektes kann auch eine seitliche Passierbarkeit des jeweiligen Objektes bewertet werden und eine daraus abgeleitete Information über eine Kollisionsrelevanz analog zu oben beschriebenen Verfahrensschritten angewendet werden. Verbleibende Objekte, also Objekte, die aufgrund einer aktuellen Trajektorie des Fortbewegungsmittels und aufgrund ihrer horizontalen Position potentiell kollisionsrelevant sind, können anschließend mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte bezüglich einer Unterfahrbarkeit bewertet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass sämtliche oben beschriebene Verfahrensschritte nicht auf die Verwendung eines ersten und/oder zweiten Ultraschallsensors beschränkt sind, sondern dass auch weitere Ultraschallsensoren (zum Beispiel dritte, vierte oder mehr) eingesetzt werden können, um u.a. eine
Objektlokalisierung zu verbessern und/oder einen größeren Erfassungsbereich durch eine Mehrzahl von Ultraschallsensor sicherzustellen.
Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass das Bewerten der Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit eines Objektes durch das Fortbewegungsmittel bevorzugt auf Basis der für die horizontale Positionsbestimmung verwendeten Messsignale des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensors erfolgt, welche für eine nachgelagerte Bewertung der Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit in der Speichereinheit zwischengespeichert und von dort entsprechend abgerufen werden können. Auf diese Weise ist eine erneute Messung der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung an der ersten und zweiten Position nicht erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Berechnen der Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke in Abhängigkeit eines Unterschreitens einer vordefinierten Entfernung durch die erste Entfernung und/oder die zweite Entfernung. Mit anderen Worten, kann ein Berechnen des D2d-Wertes durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit für ein spezifisches Objekt ausgelassen werden, wenn eine ermittelte erste und/oder zweite
Entfernung größer ist, als die vordefinierte Entfernung. Die vordefinierte
Entfernung kann ebenfalls in der Speichereinheit abgelegt sein und einem Wert entsprechen, der beispielsweise eine Entfernung von 6 m oder 7 m repräsentiert. Die vordefinierte Entfernung kann darüber hinaus in Abhängigkeit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels angepasst werden. Auf diese Weise können bezüglich des Fortbewegungsmittels weiter entfernt liegende Objekte durch die Auswerteeinheit als nicht kollisionsrelevant eingestuft werden, solange diese weiter entfernt sind, als die vordefinierte Entfernung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bewegt sich das Fortbewegungsmittel beim Zurücklegen der Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position im Wesentlichen unter Beibehaltung einer aktuellen Fahrtrichtung auf das Objekt zu. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass im Umfeld des Fortbewegungsmittels identifizierte Objekte zuverlässiger bezüglich einer Unterfahrbarkeit und/oder einer Passierbarkeit bewertet werden können, da die Annäherung des Fortbewegungsmittels in einer vordefinierten Weise erfolgt. Häufige Richtungsänderungen des
Fortbewegungsmittels können eine Identifikation ein und desselben Objektes in den Messsignalen der ersten Entfernungsmessung und der zweiten
Entfernungsmessung erschweren, da sich ein Blickwinkel auf das Objekt und eine Position des Fortbewegungsmittels bezüglich des Objektes zwischen den jeweiligen Messungen entsprechend verändert. Insbesondere für den Fall, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einem autonom fahrenden Fortbewegungsmittel eingesetzt wird, kann das Steuergerät für das autonome Fahren bevorzugt dahingehend angepasst werden, dass eine
Annäherung des Fortbewegungsmittels an potentiell kollisionsrelevante Objekte - sofern möglich - mit einer im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Trajektorie des Fortbewegungsmittels einhergeht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Ergebnis der Berechnung eine Information über eine Unterfahrbarkeit und/oder eine Passierbarkeit des Objektes unter Berücksichtigung einer Position des Objektes bezüglich einer Trajektorie und einer Ausdehnung des
Fortbewegungsmittels. Diese Information kann durch die Auswerteeinheit an das Park- und/oder Manövrierassistenzsystem übertragen werden, so dass das Park- und/oder Manövrierassistenzsystem entsprechende Warnhinweise für kollisionsrelevante Objekte im Fortbewegungsmittel ausgeben und/oder eine angepasste Trajektorie für das Fortbewegungsmittel vorschlagen und/oder ansteuern kann. Eine Bewertung einer Passierbarkeit eines Objektes kann auch den Fall einschließen, dass ein Objekt direkt auf einer durch das
Fortbewegungsmittel befahrenen Fahrbahnoberfläche angeordnet ist und aufgrund einer geringen Höhe (z.B. ein Bordstein) durch das
Fortbewegungsmittel überfahren werden kann. Eine solche Information kann ebenfalls auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt und an ein Fahrerassistenzsystem übertragen werden.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren durch den Einsatz zusätzlicher und/oder alternativer Sensoren zur Umfelderfassung unterstützt werden, deren erfasste Umfeldinformationen in die Bewertung einer Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit eines Objektes durch das Fortbewegungsmittel einfließen können In diesem Zusammenhang kommen u.a. LIDAR- und Radarsensoren, Kameras, und auch weitere Sensortypen in Frage.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Information über eine geänderte Ausdehnung des Fortbewegungsmittels berücksichtigt. Mit anderen Worten kann eine an ein jeweiliges Fortbewegungsmittel angepasste vordefinierte Information über eine maximale Höhe, Breite und Länge, die bevorzugt in der Speichereinheit abgelegt ist, beispielsweise mittels einer Benutzereingabe an eine veränderte Ausdehnung des jeweiligen
Fortbewegungsmittels angepasst werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn sich beispielsweise eine Höhe des Fortbewegungsmittels durch Verwendung eines Dachgepäckträgers, oder eine Breite, eine Höhe und eine Länge des Fortbewegungsmittels durch Verwendung eines Anhängers (z.B. ein Wohnwagen) mit dem Fortbewegungsmittel ändert. Im Ansprechen auf die Eingabe solcher veränderter Werte für eine Ausdehnung des
Fortbewegungsmittels durch einen Benutzer kann die Auswerteeinheit einen angepassten vordefinierten Schwellenwert für die Bewertung einer
Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit ermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann die Speichereinheit auch eine Tabelle umfassen, welche zu einer Mehrzahl von Höhen-, Breiten- und Längenkombinationen für eine Ausdehnung des Fortbewegungsmittels entsprechende vordefinierte Schwellenwerte vorhält.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines
Fortbewegungsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit mit einem
Dateneingang und einem Datenausgang. Die Auswerteeinheit kann
beispielsweise als Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein. Eine Logik zur Ausführung der jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms implementiert sein, welches durch die Auswerteeinheit ausgeführt wird. Die Auswerteinheit kann bevorzugt eine informationstechnisch an die Auswerteinheit angebundene interne und/oder externe Speichereinheit umfassen, um beispielsweise durch die Auswerteeinheit erzeugte und/oder empfangene Daten zu speichern. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit bzw. das durch die Auswerteeinheit ausgeführte Computerprogramm Bestandteil eines bestehenden Fahrerassistenzsystems oder eines weiteren Steuergerätes des
Fortbewegungsmittels sein. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit eingerichtet, in Verbindung mit dem Dateneingang eine erste Entfernung zwischen dem Objekt und einer ersten Position des Fortbewegungsmittels mittels eines ersten
Ultraschallsensors und eine zweite Entfernung zwischen dem Objekt und einer von der ersten Position abweichenden zweiten Position des
Fortbewegungsmittels mittels des ersten Ultraschallsensors des
Fortbewegungsmittels zu ermitteln. Ferner ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich einer Wegstrecke zu berechnen, welche einer zurückgelegten
Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position des
Fortbewegungsmittels entspricht. In Verbindung mit dem Datenausgang ist die Auswerteeinheit zusätzlich eingerichtet, das Objekt bei der Durchführung des Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens zu berücksichtigen oder nicht zu berücksichtigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 2 ein Beispiel zur Ermittlung einer Unterfahrbarkeit eines
Objektes durch ein Fortbewegungsmittel; und
Figur 3 eine Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in
Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel. Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 100 wird mittels eines ersten Ultraschallsensors 30 und eines zweiten Ultraschallsensors 35 in Verbindung mit einem Objektlokalisierungsalgorithmus eine horizontale Position eines Objektes 40 bezüglich einer aktuellen Trajektorie des
Fortbewegungsmittels 80 ermittelt. Das Ermitteln erfolgt auf Basis einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit 10, die in diesem Ausführungsbeispiel ein Mikrocontroller ist. Im Schritt 200 wird eine erste Entfernung d1 zwischen dem Objekt 40 und einer ersten Position 50 des Fortbewegungsmittels 80 auf Basis der durch den ersten Ultraschallsensor 30 erzeugten Messsignale für das Ermitteln der horizontalen Position des Objektes 40 ermittelt. Analog wird im Schritt 300 eine zweite Entfernung d2 zwischen dem Objekt 40 und einer zweiten Position 55 des Fortbewegungsmittels 80 ermittelt. Im Schritt 400 wird eine Änderung zwischen der ersten Entfernung d1 und der zweiten Entfernung d2 bezüglich einer Wegstrecke s berechnet, welche einer zurückgelegten
Wegstrecke s zwischen der ersten Position 50 und der zweiten Position 55 des Fortbewegungsmittels 80 entspricht. Die zurückgelegte Wegstrecke s wird auf Basis eines durch die Auswerteeinheit 10 empfangenen Signals eines
Odometrie-Steuergerätes des Fortbewegungsmittels 80 berechnet. Im Schritt 500 wird das Objekt 40 bei der Durchführung eines aktuellen Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels 80 in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens berücksichtigt oder nicht berücksichtigt. Für den Fall, dass das Objekt 40 potentiell kollisionsrelevant für das Fortbewegungsmittel 80 ist, wird eine entsprechende Information über das Objekt 40 an ein Park- und
Manövrierassistenzsystem des Fortbewegungsmittels 80 übermittelt.
Figur 2 zeigt ein Beispiel zur Ermittlung einer Unterfahrbarkeit eines Objektes 40 durch ein Fortbewegungsmittel 80, wobei sich das Objekt 40 in einer Höhe h bezüglich eines ersten Ultraschallsensors 30 des Fortbewegungsmittels 80 befindet, welche ein Unterfahren des Objektes 40 durch das
Fortbewegungsmittel 80 ermöglicht. Der erste Ultraschallsensor 30, der in Fahrtrichtung des Fortbewegungsmittels 80 an einem Stoßfänger des
Fortbewegungsmittels 80 angeordnet ist, ist als hochempfindlicher
Ultraschallsensor mit einem Detektionsbereich von 10 cm bis 7 m und einem Detektionswinkel bis zu 85° ausgestaltet. Des Weiteren umfasst das Fortbewegungsmittel 80 eine Auswerteeinheit 10, welche mittels eines
Dateneingangs 12 informationstechnisch mit dem ersten Ultraschallsensor 30 verbunden ist. Aufgrund der relativ hohen Empfindlichkeit und aufgrund des relativ großen Detektionswinkels des ersten Ultraschallsensors 30 werden durch den ersten Ultraschallsensor 30 auch Objekte 40 im Umfeld des
Fortbewegungsmittels 80 erfasst, welche hinsichtlich einer Unterfahrbarkeit und/oder einer Passierbarkeit durch das Fortbewegungsmittel 80 unkritisch bzw. nicht relevant sind. Aus diesem Grund wird mittels der Auswerteeinheit 10 ein erfindungsgemäßer Algorithmus durch die Auswerteeinheit 10 in Form eines Computerprogramms ausgeführt, welcher in der Lage ist, diese unkritischen bzw. nicht relevanten Objekte 40 zu ermitteln, um diese in einer nachgelagerten Verarbeitung durch ein mit der Auswerteeinheit 10 gekoppeltes
Fahrerassistenzsystem 90 nicht zu berücksichtigen. Auf diese Weise wird verhindert, dass aufgrund dieser nicht relevanten Objekte 40 durch das
Fahrerassistenzsystem 90 unnötige Warnungen und/oder Hinweise an einen Fahrer des Fortbewegungsmittels 80 ausgegeben werden und/oder eine unnötige automatische Anpassung eines Fährbetriebs (z.B. Bremsen oder Ändern der Fahrtrichtung) des Fortbewegungsmittels 80 ausgeführt wird.
Zu diesem Zweck empfängt die erfindungsgemäße Auswerteeinheit 10 an einer ersten Position 50, des sich in Bewegung befindlichen Fortbewegungsmittels 80 durch den ersten Ultraschallsensor 30 einen ersten Wert, welcher eine gemessene erste Entfernung d1 zwischen dem Objekt 40 und einer Sensorfläche des ersten Ultraschallsensors 30 repräsentiert. Der erste Wert wird mittels der Auswerteeinheit 10 in einer an die Auswerteeinheit angebundenen externen Speichereinheit 20 abgelegt. Nach Zurücklegen einer vordefinierten Wegstrecke s (z.B. 50 cm) durch das Fortbewegungsmittel 80, wird analog zur
Entfernungsmessung des Objektes 40 an einer zweiten Position 55 des
Fortbewegungsmittels 80 erneut eine Abstandsmessung zwischen dem Objekt 40 und dem Fortbewegungsmittel 80 unter Verwendung des ersten
Ultraschallsensors 30 durchgeführt. Ein auf diese Weise ermittelter und durch die Auswerteeinheit 10 empfangener zweiter Wert für eine zweite Entfernung d2 zwischen dem Objekt 40 und dem Fortbewegungsmittel 80 wird ebenfalls in der Speichereinheit 20 abgelegt. Zusätzlich ist die Auswerteeinheit 10 über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels 80 mit einem Odometrie-Steuergerät verbunden, welches der Auswerteeinheit 10 über ein CAN-Bussystem
Informationen über eine durch das Fortbewegungsmittel 80 zurückgelegte Wegstrecke s zur Verfügung stellt. Auf diese Weise ist die Auswerteeinheit 10 in der Lage, einen Wert über die zurückgelegte Wegstrecke s zwischen der ersten Position 50 und der zweiten Position 55 zu ermitteln, um diese ebenfalls in der Speichereinheit 20 abzulegen. Anschließend wird durch die Auswerteeinheit 10 eine Änderung der ersten Entfernung d1 und der zweiten Entfernung d2 in Form eines Wertes d ermittelt: d = d1 - d2. Dieser Wert wird in ein Verhältnis zur zurückgelegten Wegstrecke s zur Berechnung eines erfindungsgemäßen Quotienten D2d („Distance to Drive Distance Coefficient“) gesetzt: D2d = d / s. Der Quotient D2d wird durch die Auswerteeinheit 10 mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen, welcher einen fahrzeugspezifischen Wert für eine Unterfahrbarkeit durch das Fortbewegungsmittel 80 repräsentiert, der in der Speichereinheit 20 abgelegt ist. Für den Fall, dass der der D2d-Wert kleiner oder gleich dem vordefinierten Schwellenwert ist, kann entsprechend von einer Unterfahrbarkeit des Objektes 40 ausgegangen werden. Aufgrund der
Unterfahrbarkeit des Objektes 40 wird dieses nicht zur weiteren Verarbeitung an das Fahrerassistenzsystem 90 übertragen und somit für einen aktuellen
Fährbetrieb bzw. ein aktuelles Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels 80 nicht verwendet.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteinheit 10, welche in diesem Beispiel ein Mikrocontroller ist. Durch den Mikrocontroller wird ein Computerprogramm ausgeführt, welches in der Lage ist, die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auszuführen. Die Auswerteeinheit 10 verfügt über einen Dateneingang 12, über welchen die Auswerteeinheit 10 informationstechnisch mit einem ersten Ultraschallsensor 30 und einem zweiten Ultraschallsensor 35 verbunden ist. Auf diese Weise ist die Auswerteeinheit 10 eingerichtet, Signale repräsentierend ein Umfeld eines Fortbewegungsmittels 80 zu empfangen und zu verarbeiten. Die empfangenen Signale und/oder
Berechnungsergebnisse und ggf. weitere Daten werden in einer
informationstechnisch an die Auswerteeinheit 10 angebundenen externen Speichereinheit 20 abgelegt. Darüber hinaus verfügt die Auswerteeinheit 10 über einen Datenausgang 14, über welchen die Auswerteeinheit 10
informationstechnisch mit einem Fahrerassistenzsystem 90 des
Fortbewegungsmittels 80 verbunden ist. Die Auswerteeinheit 10 ist eingerichtet, Unterfahrbarkeiten von Objekten 40 im Umfeld des Fortbewegungsmittels 80 zu bewerten und ausschließlich Informationen über kollisionsrelevante Objekte 40 an das Fahrerassistenzsystem 90 weiterzuleiten.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes (40) im Umfeld eines Fortbewegungsmittels (80) auf ein Fahrmanöver des
Fortbewegungsmittels (80) umfassend die Schritte:
• Ermitteln (200) einer ersten Entfernung (d1 ) zwischen dem Objekt (40) und einer ersten Position (50) des Fortbewegungsmittels (80) mittels eines ersten Ultraschallsensors (30) des Fortbewegungsmittels (80),
• Ermitteln (300) einer zweiten Entfernung (d2) zwischen dem Objekt (40) und einer von der ersten Position (50) abweichenden zweiten Position (55) des Fortbewegungsmittels (80) mittels des ersten Ultraschallsensors (30) des Fortbewegungsmittels (80),
• Berechnen (400) einer Änderung zwischen der ersten Entfernung (50) und der zweiten Entfernung (55) bezüglich einer Wegstrecke (s), welche einer zurückgelegten Wegstrecke (s) zwischen der ersten Position (50) und der zweiten Position (55) des Fortbewegungsmittels (80) entspricht, und
• Berücksichtigen (500) oder nicht Berücksichtigen (500) des Objektes (40) bei der Durchführung des Fahrmanövers des
Fortbewegungsmittels (80) in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens.
2. Verfahren nach Anspruch 1 weiter umfassend Ermitteln (100) einer
horizontalen Position des Objektes (40) bezüglich einer Trajektorie des Fortbewegungsmittels (80) auf Basis mindestens eines zweiten
Ultraschallsensors (35) und eines Objektlokalisierungsalgorithmus‘.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste
Entfernung (d1 ) und die zweite Entfernung (d2) jeweils zwischen dem Objekt (40) und einer Sensorfläche des ersten Ultraschallsensors (30) am Fortbewegungsmittel (80) ermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das
Berücksichtigen oder nicht Berücksichtigen des Objektes (40) auf Basis eines Vergleichs des Ergebnisses der Berechnung mit einem
vordefinierten Schwellenwert erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der ersten Entfernung (d1 ) und der zweiten Entfernung (d2) zusätzlich auf Basis mindestens des zweiten Ultraschallsensors (35) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei das Berechnen der
Änderung zwischen der ersten Entfernung (50) und der zweiten
Entfernung (55) bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke (s) in
Abhängigkeit eines Unterschreitens einer vordefinierten Entfernung durch die erste Entfernung (50) und/oder die zweite Entfernung (55) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich das
Fortbewegungsmittel (80) beim Zurücklegen der Wegstrecke (s) zwischen der ersten Position (50) und der zweiten Position (55) im Wesentlichen unter Beibehaltung einer aktuellen Fahrtrichtung auf das Objekt (40) zu bewegt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ergebnis der Berechnung eine Information über eine Unterfahrbarkeit und/oder eine seitliche Passierbarkeit des Objektes (40) unter Berücksichtigung einer Position des Objektes (40) bezüglich einer Trajektorie und einer Ausdehnung des Fortbewegungsmittels (80) umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Information über eine geänderte Ausdehnung des Fortbewegungsmittels (80) berücksichtigt wird.
10. Vorrichtung zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes (40) im
Umfeld eines Fortbewegungsmittels (80) auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels (80) umfassend:
• eine Auswerteeinheit (10),
• einen Dateneingang (12), und
• einen Datenausgang (14),
wobei die Auswerteeinheit (10) eingerichtet ist,
• in Verbindung mit dem Dateneingang (12) o eine erste Entfernung (d1 ) zwischen dem Objekt (40) und einer ersten Position (50) des Fortbewegungsmittels (80) mittels eines ersten Ultraschallsensors (30) des
Fortbewegungsmittels (80) zu ermitteln, und
o eine zweite Entfernung (d2) zwischen dem Objekt (40) und einer von der ersten Position (50) abweichenden zweiten Position (55) des Fortbewegungsmittels (80) mittels des ersten Ultraschallsensors (30) des Fortbewegungsmittels (80) zu ermitteln,
· eine Änderung zwischen der ersten Entfernung (d1 ) und der zweiten
Entfernung (d2) bezüglich einer Wegstrecke (s) zu berechnen, welche einer Wegstrecke (s) zwischen der ersten Position (50) und der zweiten Position (55) des Fortbewegungsmittels (80) entspricht, und • in Verbindung mit dem Datenausgang (14) das Objekt (40) bei der Durchführung des Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels (80) in
Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens zu berücksichtigen oder nicht zu berücksichtigen.
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