EP4370767A1 - Verfahren und umgebungsüberwachungssystem zur erfassung von objekten in einer umgebung eines fahrzeugs sowie verfahren zum bestimmen einer bewegungsgrenze für eine bewegung einer beweglichen komponente eines fahrzeugs und türöffnungssystem oder kollisionswarnsystem für fahrzeugtüren zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren und umgebungsüberwachungssystem zur erfassung von objekten in einer umgebung eines fahrzeugs sowie verfahren zum bestimmen einer bewegungsgrenze für eine bewegung einer beweglichen komponente eines fahrzeugs und türöffnungssystem oder kollisionswarnsystem für fahrzeugtüren zur durchführung des verfahrens

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EP4370767A1
EP4370767A1 EP22738486.4A EP22738486A EP4370767A1 EP 4370767 A1 EP4370767 A1 EP 4370767A1 EP 22738486 A EP22738486 A EP 22738486A EP 4370767 A1 EP4370767 A1 EP 4370767A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
objects
movable component
movement
detecting
Prior art date
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Application number
EP22738486.4A
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English (en)
French (fr)
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Alice FRAPSAUCE
Swapnil Ashok Mahajan
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Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Publication date
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    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/531—Doors

Definitions

  • Method and environment monitoring system for detecting objects in an environment of a vehicle and method for determining a movement limit for a movement of a movable component of a vehicle and door opening system or collision warning system for vehicle doors for carrying out the
  • the present invention relates to a method for detecting objects in the surroundings of a vehicle, in particular for a door opening system or a collision warning system for vehicle doors, with at least one surroundings sensor, the vehicle having at least one movable component.
  • the present invention also relates to a method for determining a movement limit for a movement of a movable component of a vehicle, in particular for a door opening system or a collision warning system for vehicle doors, based on detecting objects in the surroundings of the vehicle with at least one surroundings sensor.
  • the present invention relates to an environment monitoring system with at least one environment sensor for detecting objects in an environment of the vehicle, at least one sensor for detecting a position of at least one movable component of the vehicle, and a control unit that communicates with the at least one environment sensor via a data connection and the at least one sensor for detecting a position of at least one movable component of the vehicle is connected to receive sensor information therefrom, wherein the surroundings monitoring system is designed to carry out the above method for detecting objects in a surroundings of a vehicle.
  • the present invention relates to a door opening system or collision warning system for vehicle doors, the door opening system or the collision warning system for vehicle doors being designed to receive sensor information from at least one environment sensor with information relating to objects in the environment of the vehicle, the door opening system or the 2020PF01138
  • Collision warning system for vehicle doors has a sensor for detecting a position of the movable component.
  • the environment can be monitored using an environment sensor, a number of environment sensors of the same type, or any combination of different types of environment sensors.
  • the environment in a close range of up to five to ten meters is often monitored using ultrasonic sensors that emit ultrasonic pulses and receive reflections of the emitted ultrasonic pulses on objects in the vicinity as ultrasonic echoes. Distances from objects can be determined based on a period of time from the transmission of the ultrasonic pulses to the receipt of the ultrasonic echoes.
  • the environment is typically monitored for the environment sensors in its field of view, known as the “field of view”, based on calibrated parameters in order to detect the objects in the field of view.
  • the field of view can be partially configured dynamically. To do this, sensor parameters can be adjusted, parts of the field of view can be hidden, or the field of view can be adjusted. These configurations can be carried out, for example, by software adjustments.
  • the environmental sensors work reliably overall, it can always happen that wrong objects are detected. This means that the surroundings sensors detect an object at a position in the surroundings of the vehicle where there is no real object. Despite the configuration described, it can also happen with the ultrasonic sensors that such incorrect objects are detected. This applies in particular if the options for configuring the ultrasonic sensors are not used or cannot be used.
  • the moving components can reflect the transmitted ultrasonic pulses.
  • the moving components themselves cannot only be detected as wrong objects, but also lead to the detection of wrong objects at other positions due to sound reflections.
  • errors can also occur due to ultrasonic pulses emitted by other ultrasonic sensors, which are detected as incorrect objects.
  • the errors mentioned can therefore show up, for example, in that when the front door of the vehicle is open, ultrasonic sensors on the rear door can detect an incorrect object in front of or also behind the front door, in particular when the rear door is opened. When the rear door of the vehicle is open, ultrasonic sensors on the front door can detect an incorrect object in front of or behind the front door, especially when opening the front door.
  • the errors mentioned also relate to the detection of incorrect objects by reflections on the moving components and/or the detection of incorrect objects with ultrasonic sensors attached to the moving components by reflections on other objects, for example on other vehicle components , appear.
  • monitoring the environment in the area of moving components is particularly important and is therefore being carried out more frequently.
  • a critical point is usually determined as a movement limit based on objects in the opening direction in front of the respective vehicle door, which limits a movement of the corresponding vehicle door.
  • a critical opening angle is often defined. Accordingly, environment sensors are often attached to the vehicle in the vicinity of the moving components. Some of the environmental sensors are even attached directly to the moving components.
  • DE 102019 102624 A1 discloses a method for detecting objects in the surroundings of a vehicle using a surroundings sensor, with the surroundings sensor being fitted in a sensor position on a movable vehicle part of the vehicle.
  • the method comprises the steps of receiving sensor information from the environment sensor from the environment of the vehicle, determining a relative position of at least one object to the environment sensor based on the sensor information, detecting a movement position of the movable vehicle part, and determining an absolute position of the at least one object in relation to the vehicle based on the relative position of the at least one object, the movement position of the movable vehicle part and the sensor position of the environment sensor on the movable vehicle part.
  • a driving support system for a vehicle having an environment sensor mounted in a sensor position on a movable vehicle part of the vehicle and a movement sensor for detecting a movement position of the movable vehicle part.
  • the driving support system is designed to carry out the above method for detecting objects in an area surrounding the vehicle.
  • DE 102014118318 A1 also discloses a method for detecting an object in an opening area of a first door of a motor vehicle using at least one first distance sensor.
  • the at least one first distance sensor is arranged in and/or on the first door and has a detection range in which a current opening angle of the first door is detected and the 2020PF01138
  • Detection range is adjusted depending on the detected opening angle.
  • a state variable of at least one component of the motor vehicle that is different from the first door is determined, which describes a position and/or an operating setting of the at least one component.
  • the detection range of the at least one first distance sensor is adjusted as a function of the determined state variable.
  • DE 102013218571 A1 relates to a device for detecting the surroundings from the side of a motor vehicle and a method for simultaneously operating a parking assistance device and a door protection device, with the parking assistance device and the door protection device detecting the surroundings using surroundings sensors of the same construction.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method for detecting objects in an area surrounding a vehicle, a method for determining a movement limit for a movement of a movable component of a vehicle, an area monitoring system for detecting objects in an environment of the vehicle and to specify a door opening system or collision warning system for vehicle doors which overcomes at least some of the disadvantages mentioned above.
  • a method for detecting objects in the surroundings of a vehicle, in particular for a door opening system or a collision warning system for vehicle doors, with at least one surroundings sensor, the vehicle having at least one movable component, comprising the steps of detecting objects in the surroundings of the vehicle with the at least one environmental sensor, detecting a current position of the at least one movable component, and detecting false objects from the detected objects based on their positions between the at least one movable component in its current position and in its normal position.
  • a method for determining a movement limit for a movement of a movable component of a vehicle, in particular for a door opening system or a collision warning system for vehicle doors, based on a detection of objects in an environment of the vehicle with at least one environment sensor, comprising the steps of detecting objects in the surroundings of the vehicle with the at least one surroundings sensor, in particular according to the above method, and determining a movement limit of the movable component from its normal position based on the detected objects in the surroundings of the vehicle without false objects.
  • an environment monitoring system is specified with at least one environment sensor for detecting objects in the environment of the vehicle, at least one sensor for detecting a position of at least one movable component of the vehicle, and a control unit that communicates via a data connection with the at least one environment sensor and the at least one sensor for detecting a position of at least one movable component of the vehicle is connected to receive sensor information therefrom, wherein the surroundings monitoring system is designed to carry out the above method for detecting objects in a surroundings of a vehicle.
  • a door opening system or collision warning system for vehicle doors is specified according to the invention, the door opening system or the collision warning system for vehicle doors being implemented, sensor information from 2020PF01138
  • the door opening system or the collision warning system for vehicle doors has a sensor for detecting a position of the movable component, wherein the door opening system or the collision warning system is implemented, the above method for determine a motion limit for motion of a moveable component of a vehicle.
  • the basic idea of the present invention in the aspects mentioned above is therefore to recognize such objects as incorrect objects based on the positions of detected objects in the area surrounding the vehicle, whose positions are between the at least one movable component in its current position and in its normal position condition.
  • This area was covered by the moveable component moving from its normal position to its current position, so objects typically cannot be located there. Nevertheless, it has been found in practice and in laboratory tests that objects that are not present in this area, i.e. incorrect objects, can be detected.
  • a monitoring and/or control of moving components it is often advantageous or even necessary to mount appropriate environmental sensors in the vicinity of the moving components or even on the moving components. In practice, however, this means that the incorrect objects mentioned can be detected.
  • these false objects can be filtered or marked so that they can be ignored for further processing.
  • the detection of false objects is also referred to as ghost echo.
  • the ghost echoes can occur due to reflections from the movable components and/or detection of false objects with ultrasonic sensors attached to the movable components based on reflections that occur on other objects, for example other vehicle components.
  • a reliable detection of objects in the surroundings of a vehicle a reliable determination of a movement limit for a movement of a movable component of a vehicle, an area monitoring system for avoiding or reducing the detection of 2020PF01138
  • the door opening system carries out a drive for the autonomous movement of the corresponding vehicle door or for force support in the movement of the vehicle door.
  • the collision avoidance system monitors manual movement of the vehicle door and indicates a remaining margin for movement of the vehicle door in advance of and/or during movement of the vehicle door. In the event of an imminent collision of the vehicle door with an object, both can output an acoustic, optical and/or haptic warning.
  • the at least one environmental sensor can be an ultrasonic sensor, a radar sensor, a LiDAR-based environmental sensor or an optical camera.
  • the environmental monitoring system includes a plurality of environmental sensors, such as a plurality of ultrasonic sensors, which may be mounted at any location on the vehicle, including on the at least one movable component.
  • the environment monitoring system particularly preferably comprises a combination of different types of environment sensors, each in any desired number and arrangement.
  • the vehicle can be any vehicle per se, which has at least one corresponding movable component.
  • Movable components can be, for example, vehicle doors, in particular side doors or panel doors, or also steerable wheels of the vehicle.
  • flaps such as a patch flap or an engine hood, can also represent movable components within the meaning of the present invention.
  • the current position of the at least one movable component is typically detected via a separate sensor, for example an angle sensor for vehicle doors.
  • the current position of the at least one movable component can be detected with an environment sensor or with a plurality of environment sensors.
  • the movement limit for a movement of the movable component of a vehicle is preferably determined in the direction of movement of the movable component 2020PF01138
  • the normal position can depend on the type of moving component.
  • the normal position is usually defined by the position of the vehicle door when it is closed. In this position, the vehicle has its smallest external dimensions.
  • the normal position for example for steerable wheels of the vehicle, can be a straight-ahead position of the wheels, with two possible directions of movement resulting in this case. Determining the motion limit may include determining the closest object in the direction of motion that may restrict motion of the moveable component in that direction. Based on this closest object, the respective movement limit can be determined. In order to reliably determine the movement limit, incorrect objects are not taken into account.
  • the motion limit can be determined based on 2D positions of the detected objects, i.e. each detected object is projected onto a plane. Alternatively, the motion limit can be determined based on 3D positions of the detected objects. This means that objects that are not relevant to a movement of the movable components, for example due to an elevated position, can be left unconsidered.
  • other parameters can be included in the determination of the movement limit, for example inaccuracy ranges of the positions of the detected objects, a confidence in the detection of the objects with the at least one environmental sensor, an age of the detected objects, sensor parameters of the environmental sensors, a detection of the objects by a specific environmental sensor or by multiple environmental sensors or others.
  • wrong objects are recognized in advance and can thus be marked or filtered so that they can be ignored when determining the movement limit.
  • the surround surveillance system detects objects in the vicinity of the vehicle, as detailed above.
  • the detection of the objects may be performed to provide information related to objects in the environment together, for example for use by driving support systems of the vehicle that use this information.
  • the environment monitoring system can also be part of a corresponding driving support system.
  • the environmental monitoring system includes a control unit that is connected via a data link to the at least one environmental sensor and the at least one sensor for detecting a position of at least one movable component of the vehicle.
  • the sensors can also be provided independently on the vehicle. It is sufficient if the sensors transmit their sensor information to the control unit.
  • the data connection is preferably designed as a data bus. In principle, any topology and transmission protocol can be used. In the automotive sector, data buses known as CAN, LON or FlexRay are widespread.
  • the door opening system or the collision warning system for vehicle doors is designed to receive sensor information from the at least one environment sensor in relation to objects in the environment of the vehicle. Based on this, the door opening system or the collision warning system for vehicle doors can detect the surroundings of the vehicle, in particular in the vicinity of the corresponding vehicle doors.
  • the environmental sensors can be part of the door opening system or the collision warning system. Alternatively, the environmental sensors can also be provided on the vehicle independently of the door opening system or the collision warning system. It is sufficient if the sensors transmit their sensor information to the door opening system or the collision warning system. The same applies to the sensor for detecting a position of the movable component.
  • the method includes a step for creating an environment map with the detected objects in the environment of the vehicle.
  • the environment map is a map that is typically defined for the vehicle and provides a common reference for all environment sensors. All detected objects can be displayed together in the environment map, so that in particular objects that are detected by different environment sensors can be easily related to one another. A fusion of sensor information from different environmental sensors can also be carried out in order to 2020PF01138
  • the map of the surroundings typically represents a 2D projection of the detected objects in the map plane. Information about their vertical position or their vertical extension can also be assigned to the objects in the map of the surroundings. Based on the position of the at least one movable component, the movable component can also be displayed in the environment map. In addition, at least one incorrect detection area can be defined in the environment map, which is located between the at least one movable component in its current position and in its normal position. Thus, detected objects in the false detection area can be easily recognized as false objects.
  • the detection of a current position of the movable component includes a detection of a current angular position of the movable component.
  • the moveable component is preferably a vehicle door pivotally supported on a chassis of the vehicle.
  • the vehicle door is usually pivotable about a vertical axis.
  • the current angular position of the moveable component corresponds to an angle between the moveable component in its current position compared to its normal position, i.e. in a closed state.
  • the method includes a step for detecting a movement of the at least one movable component based on a change in the detected position of the at least one movable component, and detecting incorrect objects from the detected objects based on their positions between the at least one Movable component in its current position and in its normal position takes place with additional consideration of the detected movement of the at least one movable component.
  • the movement of the at least one movable component leads to a changed detection situation of the environment with the at least one environment sensor.
  • the movement of the at least one movable component can be a movement of that movable component for which at least one wrong object has been detected in a position between the current position and its normal position.
  • the movement can alternatively or additionally be a movement of another movable component.
  • a movement of at least one movable component results in a change in the environment, which usually results in changes for the detection of the objects and in particular for the detection of the wrong objects.
  • the method includes a step for detecting a change in a configuration of the at least one environmental sensor, and detecting incorrect objects from the detected objects based on their positions between the at least one movable component in its current position and in its normal position with additional consideration of the detected change in the configuration of the at least one environmental sensor.
  • Changing the configuration of the at least one moving component leads to a changed detection situation in the surroundings of the vehicle. Even with a change in the configuration of the at least one environmental sensor, it can usually be assumed that there will also be changes for incorrect objects, so that previously detected incorrect objects will disappear and/or other incorrect objects, in particular at different positions, will be detected. If this is not the case, an incorrect object was not detected, but a real object is located in a position between the at least one movable component in its current position and in its normal position.
  • the change in configuration can include a change in the field of view, a blanking out of parts of the field of view, or, in the case of ultrasonic sensors, a change in the frequency of the ultrasonic pulses emitted.
  • the configuration can be changed, for example, by software adaptation or software configuration.
  • the method includes a step for detecting a time duration of a detection of objects in the area surrounding the vehicle, and detecting false objects from the detected objects based on their positions between the at least one movable component in its current position and in their normal position is carried out with additional consideration of the time duration of the detection of the wrong objects on their positions between the at least one movable component in its current position and in its normal position.
  • the detection of an object over a longer period of time serves as an indication that a detected object is a real object.
  • the detection can change, i.e. the wrong object changes its position and/or the wrong object is only present temporarily.
  • the determination of a movement limit of the movable component from its normal position based on the detected objects in the area surrounding the vehicle includes the application of a hysteresis.
  • the hysteresis stabilizes a position and thus also a change in position of the movable component, so that smaller fluctuations in the detection of the objects, which can occur in practice due to tolerances, are not taken into account.
  • changes in the detected position of objects that are not based on a movement of the corresponding objects can remain unconsidered.
  • a hysteresis angle of preferably approximately +/-3° can be used in order to stabilize the determination of the current movement limit of the movable component. Accordingly, a hysteresis can also be used for detecting the current position of the at least one movable component.
  • the method includes a step for detecting a pause in movement of the movement of the movable component, with the determination of the movement limit of the movable component being suspended during the pause in movement. If the moving component is not moving or is not moving and the objects around the vehicle are also not moving, the positions of the detected objects should be stable, especially for real objects as opposed to fake objects. Accordingly, it can be assumed for the movement pause that the movement limit does not change either. This means that the determination of the movement limit becomes stable, since it is wrong 2020PF01138
  • the critical angle for opening the door can be frozen if the current angle of the corresponding vehicle door does not change.
  • a movement pause occurs when the position of the corresponding movable component does not change for a defined period of time, which can be determined independently for each movable component and can be set individually for each movable component. As soon as the position of the corresponding movable component changes again, ie the movable component moves, the pause in movement is over and the movement limit of the movable component is determined again as before the pause in movement.
  • a method for determining a movement limit for a movement of a movable component of a vehicle is also specified, in particular for a door opening system or a collision warning system for vehicle doors, based on a detection of objects in an environment of the vehicle with at least one environment sensor, comprising the steps of detecting of objects in the area surrounding the vehicle with the at least one environmental sensor, determining a current movement limit of the movable component based on the detected objects in the area surrounding the vehicle, detecting a current position of the movable component, and accepting the current movement limit if the current movement limit changes is not in a position between the moveable component in its current position and in its normal position.
  • the basic idea of this method is to apply the above principles for detecting incorrect objects in the area surrounding the vehicle directly without first carrying out an explicit check of the detected objects to identify the incorrect objects. Rather, the incorrect objects are immediately taken into account by the fact that when the movement limit is adjusted, it is checked whether the new movement limit is not in a position between the movable component in its current position and in its normal position. In that case, in accordance with the above, the new motion limit is based on a false object detection and is not adopted. Only new movement limits that are in the direction of movement of the moving ones are accepted 2020PF01138
  • a critical angle is determined as the movement limit, which is not changed until the new critical angle is greater than a current opening angle of the vehicle door.
  • a time stamp can be assigned to this position when a current position of the movable component is recorded cyclically. This enables a correct estimation of a distance to an object or a "time of flight" in particular in the case of moving environment sensors, such as is the case with ultrasonic sensors attached to a vehicle door. As a result, positions of objects can be reliably determined by trilateration of the distance or the “time of flight”, as a result of which a method that is carried out cyclically is particularly reliable.
  • Fig. 1 is a schematic partial representation of a vehicle with two
  • Environmental monitoring system is designed with a plurality of ultrasonic sensors, according to a first preferred embodiment
  • FIG. 2 shows a flowchart of a method for detecting objects in an area surrounding the vehicle from FIG. 1 according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method for determining a
  • Fig. 4 is a flowchart of a method for determining a
  • FIG. 1 shows a vehicle 10 (partly) with a vehicle side 12.
  • the chassis 14 of the vehicle 10 is partially shown in FIG. 1, on which two vehicle doors 16 are held pivotably.
  • the vehicle doors 16 are shown both in a normal position, which corresponds to a closed position of the vehicle doors 16, and in an open position.
  • the vehicle doors 16 are moveable components 16 of the vehicle 10 within the meaning of the present invention.
  • the vehicle 10 is implemented with an environment monitoring system 18 .
  • the environmental monitoring system 18 includes a plurality of environmental sensors 20 located on the chassis 14 and vehicle doors 16 .
  • the environmental sensors 20 are designed as ultrasonic sensors 20 in this exemplary embodiment.
  • the ultrasonic sensors 20 are designed to emit ultrasonic pulses in an emission direction 22 away from the vehicle 10, ie away from the chassis 14 or the vehicle doors 16, and to receive ultrasonic echoes based thereon. Starting from the received ultrasonic echoes, objects 24 in surroundings 26 of vehicle 10 can be detected with their positions. 2020PF01138
  • the environmental monitoring system 18 also includes a sensor 28 for detecting a position of each of the two vehicle doors 16. Each of the sensors 28 detects an angular position ⁇ , ⁇ of the associated vehicle door 16.
  • the environmental monitoring system 18 additionally includes a control unit 30 which is connected via a data link 32 to the ultrasonic sensors 20 and to the sensors 28 for detecting the position of the respective vehicle door 16 of the vehicle 10 in order to receive sensor information therefrom.
  • the data connection 32 is preferably designed as a data bus 32 . In principle, any topology and transmission protocol can be used. In the automotive sector, data buses 32 known as CAN, LON or FlexRay are widespread.
  • the area monitoring system 18 is part of a door opening system or a collision warning system for vehicle doors 16.
  • the door opening system or collision warning system for vehicle doors 16 is designed integrally with the area monitoring system 18 in this exemplary embodiment. Additional functionality of the door opening system or the collision warning system for vehicle doors 16 is implemented in the control unit 30 of the environmental monitoring system 18 .
  • the door opening system carries out a drive for the autonomous movement of the corresponding vehicle door 16 or for force support in the movement of the vehicle door 16 .
  • the collision avoidance system monitors manual movement of the vehicle door 16 and indicates a remaining margin for vehicle door 16 movement in advance of and/or during movement of the vehicle door 16 . In the event of an imminent collision of the vehicle door 16 with an object 24, both can output an acoustic, optical and/or haptic warning.
  • a method for detecting objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 according to a second specific embodiment is described below with reference to FIG. The method is performed with the surround surveillance system 18 of the first embodiment.
  • step S100 which relates to detecting objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 with the ultrasonic sensors 20.
  • Step S110 relates to creating an environment map with the detected objects 24 in the environment 26 of the vehicle 10.
  • the environment map is a map that is defined for the vehicle 10 and represents a common reference for all ultrasonic sensors 20. All detected objects 24 are displayed together in the map of the surroundings. For this purpose, a fusion of sensor information from the ultrasonic sensors 20 can be carried out in order to reliably detect the objects 24 .
  • the map of the surroundings represents a 2D projection of the detected objects in the map plane.
  • the objects 24 are additionally assigned information about their vertical position or their vertical extension in the map of the surroundings, insofar as this can be detected with the ultrasonic sensors 20 .
  • Step S120 relates to detecting a current position of each of the vehicle doors 16.
  • the positions of the vehicle doors 16 are detected using the sensors 28 for detecting the angular position ⁇ , ⁇ of the respective vehicle door 16 of the vehicle 10.
  • the angular position ⁇ , ⁇ of the respective vehicle door 16 corresponds to an angle between the vehicle door 16 in its current position, i.e. in the open state, compared to its normal position in a closed state.
  • the current position of the vehicle doors 16 can be detected using the ultrasonic sensors 20 attached to the chassis 14 .
  • a position of the vehicle doors 16 is also displayed on the map of the surroundings.
  • an incorrect detection area 34 can be defined in the area map, which is located between the respective vehicle door 16 in its current position and in its normal position.
  • Step S130 relates to detecting a movement of the vehicle doors 16 based on a change in the detected position of the respective vehicle door 16.
  • Step S140 relates to detecting a change in a configuration of the ultrasonic sensors 20.
  • the change in a configuration of the ultrasonic sensors 20 can be carried out during operation, preferably by the control unit 30 or 2020PF01138
  • the change in configuration can include a change in the field of view, a blanking out of parts of the field of view, a change in the frequency of the transmitted ultrasonic pulses or others.
  • the configuration is changed by software adaptation or software configuration of the ultrasonic sensors 20 .
  • Step S150 relates to a detection of a period of detection of the objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10. It is detected how long the respective objects 24 have already been in the surroundings 26 of the vehicle 10, or how long the respective objects 24 have been are already in their current position.
  • Step S160 relates to detecting false objects 36 from the detected objects 24 based on their positions between the respective vehicle door 16 in its current position and in its normal position. Objects 24 located in the false detection area 34 are therefore detected as false objects 36 .
  • the detected movement of the vehicle doors 16, the duration of the detection of the wrong objects 36 in the wrong detection area 34 and a detected change in the configuration of the ultrasonic sensors 20 are taken into account.
  • the movement of the vehicle door 16 can be a movement of that vehicle door 16 for which at least one incorrect object 36 was detected in the incorrect detection area 34 .
  • the movement of the vehicle door 16 may alternatively or additionally be a movement of another vehicle door 16 .
  • the movement of the respective vehicle door 16 as well as the change in the configuration of the ultrasonic sensors 20 each lead to a changed detection situation of the surroundings 26 with the ultrasonic sensors 20. Based on the changed detection situation, there are often changes for wrong objects 36, so that previously detected wrong objects 36 disappear, i.e. are no longer detected, and/or other incorrect objects 36, in particular at other positions, are detected. If this is not the case, no false object 36 was detected, but a real object 24 is located in the false detection area 34.
  • the detection can change, i.e. the incorrect object 36 changes its position and/or the incorrect object 36 is only temporarily present.
  • the detected wrong objects 36 are filtered or marked in the environment map, i.e. the wrong objects 36 are removed from the environment map or marked as wrong objects 36.
  • the detection of false objects 36 are also referred to as ghost echoes.
  • a method according to a third embodiment for determining a movement limit 38 for a movement of the vehicle doors 16 of the vehicle 10 from FIG. 1 is described below with reference to FIG.
  • the method for determining a movement limit 38 for a movement of the vehicle doors 16 of the vehicle 10 is based on detecting the objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 with the ultrasonic sensors 20.
  • step S200 for detecting the objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 using the method of the second embodiment described above with reference to FIG.
  • Step S210 relates to detecting a pause in movement of the vehicle door 16. There is a pause in movement if the angular position ⁇ , ⁇ of the corresponding vehicle door 16 does not change for a defined period of time.
  • the defined period of time can be determined independently for each vehicle door 16 and can be set individually for each vehicle door 16 .
  • the movement pause is over and the movement limit 38 of the vehicle door 16 is determined again as before the movement pause with the following step S220.
  • Step S220 relates to determining the movement limit 38 of the respective vehicle door 16 from its normal position based on the detected objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 without incorrect objects 36.
  • the determination of the movement limit 38 for the movement of the respective vehicle door 16 takes place in the direction of movement of the vehicle door 16 away from the normal position, ie 2020PF01138
  • the determination of the travel limit 38 is based on the closest object 24 in the direction of travel that is restricting movement of the corresponding vehicle door 16 in that direction.
  • the movement limit 38 can be determined based on 2D positions of the detected objects 24 in the environment map.
  • further parameters can be included in the determination of the movement limit 38, for example inaccuracy ranges of the positions of the detected objects 24, confidence values of the detection of the objects 24 with the ultrasonic sensors 20, an age of the detected objects 24, sensor parameters of the ultrasonic sensors 20, a detection of the objects 24 by a specific ultrasonic sensor 20 or by several of the ultrasonic sensors 20 or others.
  • a hysteresis function is applied to stabilize a position of the vehicle door 16 as well as changes in the sensed position of objects 24 .
  • a hysteresis angle of preferably approximately +/-3° can be used in order to stabilize the determination of the current movement limit 38.
  • a method according to a fourth embodiment for determining a movement limit 38 for a movement of the vehicle doors 16 of the vehicle 10 from FIG. 1 is described below with reference to FIG.
  • the method of the fourth embodiment for determining a movement limit 38 for a movement of the vehicle doors 16 of the vehicle 10 is based on a detection of the objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 with the ultrasonic sensors 20. Deviating from the method of the third embodiment, however, the The method of the fourth embodiment does not explicitly check the detected objects 24 to identify wrong objects 36 . Rather, the wrong objects 36 are taken into account directly by checking whether the new movement limit 38 is in the false detection area 34 or not when the movement limit 38 is adjusted.
  • step S300 The method begins in step S300 with the detection of objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10 using the ultrasonic sensors 20.
  • Step S300 essentially corresponds to step S100 described above. 2020PF01138
  • Step S310 relates to determining a current movement limit 38 of the vehicle door 16 based on the detected objects 24 in the surroundings 26 of the vehicle 10.
  • the current movement limit 38 of the corresponding vehicle door 16 is determined in the same way as already described in step S220, in which case false objects 36 can also be taken into account for determining the current movement limit 38 of the vehicle door 16 if these false objects 36 are in the direction of movement of the vehicle door 16 closest to their normal position.
  • Step S320 relates to a detection of a current position of the vehicle door 16.
  • the above explanations apply in relation to the detection of the current position of the vehicle doors 16 in step S120.
  • Step S330 relates to adopting the current movement limit 38 if the current movement limit 38 is not in the false detection area 34 .
  • the current movement limit 38 is therefore only adopted if it is in the direction of movement of the vehicle door 16 away from the normal position in front of the vehicle door 16 .

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) eines Fahrzeugs (10), insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16), mit wenigstens einem Umgebungssensor (20), wobei das Fahrzeug (10) wenigstens eine bewegliche Komponente (16) aufweist, umfassend die Schritte, Erfassen von Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit dem wenigstens einen Umgebungssensor (20), Erfassen einer aktuellen Position der wenigstens einen beweglichen Komponente (16), und Erkennen von falschen Objekten (36) aus den erfassten Objekten (24) basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition. Die Erfindung betrifft außerdem ein Umgebungsüberwachungssystem (18) zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze (38) für eine Bewegung einer beweglichen Komponente (16) eines Fahrzeugs (10), insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16), basierend auf einer Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit wenigstens einem Umgebungssensor (20) sowie ein Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

2020PF01138
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Verfahren und Umgebungsüberwachungssystem zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs und Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren zur Durchführung des
Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, mit wenigstens einem Umgebungssensor, wobei das Fahrzeug wenigstens eine bewegliche Komponente aufweist.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs, insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, basierend auf einer Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs mit wenigstens einem Umgebungssensor.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Umgebungsüberwachungssystem mit wenigstens einem Umgebungssensor zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs, wenigstens einem Sensor zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs, und einer Steuerungseinheit, die über eine Datenverbindung mit dem wenigstens einen Umgebungssensor und dem wenigstens einen Sensor zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs verbunden ist, um Sensorinformation davon zu empfangen, wobei das Umgebungsüberwachungssystem ausgeführt ist, das obige Verfahren zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs durchzuführen.
Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren ausgeführt ist, Sensorinformation von wenigstens einem Umgebungssensor mit Informationen in Bezug auf Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu empfangen, wobei das Türöffnungssystem oder das 2020PF01138
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Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren einen Sensor zum Erfassen einer Position der beweglichen Komponente aufweist.
Die Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs mit Umgebungssensoren gewinnt bei aktuellen Fahrzeugen zunehmend an Bedeutung, um verschiedene Fahrunterstützungsfunktion anbieten und autonome Funktionen mit dem Fahrzeug realisieren zu können. Die Überwachung der Umgebung kann dabei mit einem Umgebungssensor, mehreren gleichartigen Umgebungssensoren oder auch einer beliebigen Kombination von verschiedenartigen Umgebungssensoren durchgeführt werden. Die Überwachung der Umgebung in einem Nahbereich von bis zu fünf bis zehn Metern erfolgt häufig mit Ultraschallsensoren, die Ultraschallpulse aussenden und Reflektionen der ausgesendeten Ultraschallpulse an Objekten in der Umgebung als Ultraschallechos empfangen. Basierend auf einer Zeitdauer vom Aussenden der Ultraschallpulse bis zum Empfang der Ultraschallechos können Abstände von Objekten ermittelt werden.
Die Überwachung der Umgebung erfolgt für die Umgebungssensoren typischerweise in dessen als „field of view“ bekannten Sichtfeld basierend auf kalibrierten Parametern, um die Objekte in dem Sichtfeld zu erfassen. Dabei kann das Sichtfeld teilweise dynamisch konfiguriert werden. Dazu können Sensorparameter angepasst werden, Teile des Sichtfeldes ausgeblendet werden, oder das Sichtfeld kann angepasst werden. Diese Konfigurationen können beispielsweise durch Softwareanpassungen durchgeführt werden.
Obwohl die Umgebungssensoren insgesamt zuverlässig funktionieren, kann es immer wieder Vorkommen, dass falsche Objekte erfasst werden. Dies bedeutet, dass die Umgebungssensoren ein Objekt an einer Position in der Umgebung des Fahrzeugs erfassen, an der sich kein reales Objekt befindet. Auch bei den Ultraschallsensoren kann es trotz der beschriebenen Konfiguration Vorkommen, dass solche falschen Objekte erfasst werden. Dies gilt insbesondere, wenn die Möglichkeiten der Konfiguration der Ultraschallsensoren nicht verwendet wird oder nicht verwendet werden kann.
Dieses Problem wird durch bewegliche Komponenten des Fahrzeugs vergrößert, da einerseits Umgebungssensoren an den beweglichen Komponenten angeordnet sein 2020PF01138
3 können und sich somit mit diesen bewegen, und andererseits die beweglichen Komponenten die ausgesendeten Ultraschallpulse reflektieren können. Dabei können die beweglichen Komponenten nicht selber nur als falsche Objekte erfasst werden, sondern auch durch Schallreflektionen zur Erfassung von falschen Objekten an anderen Positionen führen. Entsprechendes gilt bei der Verwendung von an den beweglichen Komponenten angebrachten Ultraschallsensoren, wobei an der Karosserie des Fahrzeugs und/oder anderen beweglichen Komponenten ebenfalls Schallreflektionen auftreten können, die zu einer Erfassung von falschen Objekten führen. Prinzipiell kann es bei der Verwendung von Ultraschallsensoren auch zu Fehlern durch von anderen Ultraschallsensoren abgestrahlten Ultraschallpulsen kommen, die als falsche Objekte erfasst werden. Die genannten Fehler können sich also beispielsweise dadurch zeigen, dass bei einer geöffneten Vordertür des Fahrzeugs Ultraschallsensoren an der Hintertür ein falsches Objekt vor oder auch hinter der Vordertür erfassen können, insbesondere beim Öffnen der Hintertür. Bei einer geöffneten Hintertür des Fahrzeugs können Ultraschallsensoren an der Vordertür ein falsches Objekt vor oder auch hinter der Vordertür erfassen, insbesondere beim Öffnen der Vordertür. Die genannten Fehler betreffen also über die Erfassung der beweglichen Komponenten hinaus eine Erfassung von falschen Objekten durch Reflektionen an den beweglichen Komponenten und/oder eine Erfassung von falschen Objekten mit an den beweglichen Komponenten angebrachten Ultraschallsensoren durch Reflektionen, die an anderen Objekten, beispielsweise an anderen Fahrzeugkomponenten, auftreten.
Trotz der genannten Probleme ist die Überwachung der Umgebung im Bereich von beweglichen Komponenten besonders wichtig und wird daher vermehrt durchgeführt. Dies gilt beispielsweise für ein elektronisch gesteuertes Öffnen oder Schließen von Fahrzeugtüren oder einer Ausgabe von Kollisionswarnungen für Fahrzeugtüren an Personen, welche die Fahrzeugtüren zum Öffnen oder Schließen manuell bewegen. Bei einer Erfassung von falschen Objekten kann es Vorkommen, dass die Fahrzeugtüren nicht vollständig Öffnen oder bei der manuellen Betätigung von den Personen nicht vollständig geöffnet werden können. Entsprechendes gilt für das Schließen der Fahrzeugtüren, so dass die Fahrzeugtüren nicht vollständig schließen oder bei der manuellen Betätigung von den Personen nicht vollständig geschlossen werden können, wenn ein falsches Objekt zwischen einer aktuellen Position der entsprechenden Fahrzeugtür und der Fahrzeugtür in ihrer geschlossenen Position erfasst wird. Auch kann das System beim Erfassen von falschen Objekten zwischen der Fahrzeugtür in 2020PF01138
4 ihrer aktuellen Position und in der geschlossenen Position in einen Fehlermodus übergehen, in dem die Fahrzeugtür nicht mehr bewegt werden kann.
Für die Bewegung der Fahrzeugtüren wird üblicherweise basierend auf Objekten in Öffnungsrichtung vor der jeweiligen Fahrzeugtür ein kritischer Punkt als Bewegungsgrenze bestimmt, der eine Bewegung der entsprechenden Fahrzeugtür begrenzt. Bei schwenkbaren Fahrzeugtüren erfolgt oftmals eine Definition eines kritischen Öffnungswinkels. Entsprechend sind in der Nähe der beweglichen Komponenten oftmals Umgebungssensoren an dem Fahrzeug angebracht. Teilweise sind die Umgebungssensoren sogar unmittelbar an den beweglichen Komponenten angebracht.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE 102019 102624 A1 ein Verfahren zum Erfassen von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs mit einem Umgebungssensor, wobei der Umgebungssensor in einer Sensorposition an einem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht ist, bekannt. Das Verfahren umfasst die Schritte Empfangen von Sensorinformationen des Umgebungssensors aus der Umgebung des Fahrzeugs, Bestimmen einer Relativposition wenigstens eines Objekts zu dem Umgebungssensor basierend auf den Sensorinformationen, Erfassen einer Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils, und Bestimmen einer Absolutposition des wenigstens eines Objekts in Bezug auf das Fahrzeug basierend auf der Relativposition des wenigstens einen Objekts, der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils und der Sensorposition des Umgebungssensors an dem beweglichen Fahrzeugteil. Außerdem ist daraus ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug mit einem Umgebungssensor, der in einer Sensorposition an einem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht ist, und einem Bewegungssensor zum Erfassen einer Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils, bekannt. Das Fahrunterstützungssystem ist ausgeführt, das obige Verfahren zum Erfassen von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs durchzuführen.
Weiter ist aus der DE 102014118318 A1 ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Öffnungsbereich einer ersten Tür eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines ersten Abstandssensors bekannt. Der zumindest eine erste Abstandssensor ist in und/oder an der ersten Tür angeordnet und weist einen Erfassungsbereich auf, bei welchem ein aktueller Öffnungswinkel der ersten Tür erfasst wird und der 2020PF01138
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Erfassungsbereich in Abhängigkeit von dem erfassten Öffnungswinkel angepasst wird. Es wird eine Zustandsgröße zumindest eines von der ersten Tür verschiedenen Bauteils des Kraftfahrzeugs bestimmt, die eine Position und/oder eine Betriebseinstellung des zumindest einen Bauteils beschreibt. Zusätzlich wird der Erfassungsbereich des zumindest einen ersten Abstandssensors in Abhängigkeit von der bestimmten Zustandsgröße angepasst.
Die DE 102013218571 A1 betrifft eine Vorrichtung zur seitlichen Umfelderfassung eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum zeitgleichen Betreiben einer Einparkunterstützungseinrichtung und einer Türschutzeinrichtung, wobei die Einparkunterstützungseinrichtung und die Türschutzeinrichtung eine Umfelderfassung mit baugleichen Umfeldsensoren ausführen. Um diese zeitgleich oder zeitlich überlappend betreiben zu können, ohne dass eine Störung durch Kreuzechoimpulse auftritt, wird vorgeschlagen, die zeitgleich betriebenen Umfeldsensoren bei Frequenzen zu betreiben, die gegeneinander verschoben sind und von denen mindestens eine der Frequenzen auch gegenüber einer Resonanzfrequenz der Umfeldsensoren verschoben ist.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs, ein Umgebungsüberwachungssystem zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs sowie ein Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren anzugeben, die zumindest einige der oben genannten Nachteile überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs, ein Umgebungsüberwachungssystem zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs sowie ein Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren anzugeben, die eine Berücksichtigung von falschen Echos reduzieren oder vermeiden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. 2020PF01138
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Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren angegeben zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, mit wenigstens einem Umgebungssensor, wobei das Fahrzeug wenigstens eine bewegliche Komponente aufweist, umfassend die Schritte, Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs mit dem wenigstens einen Umgebungssensor, Erfassen einer aktuellen Position der wenigstens einen beweglichen Komponente, und Erkennen von falschen Objekten aus den erfassten Objekten basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Verfahren angegeben zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs, insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, basierend auf einer Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs mit wenigstens einem Umgebungssensor, umfassend die Schritte, Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs mit dem wenigstens einen Umgebungssensor, insbesondere nach dem obigen Verfahren, und Ermitteln einer Bewegungsgrenze der beweglichen Komponente aus ihrer Normalposition basierend auf den erfassten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs ohne falsche Objekte.
Weiter ist erfindungsgemäß ein Umgebungsüberwachungssystem angegeben mit wenigstens einem Umgebungssensor zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs, wenigstens einem Sensor zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs, und einer Steuerungseinheit, die über eine Datenverbindung mit dem wenigstens einen Umgebungssensor und dem wenigstens einen Sensor zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs verbunden ist, um Sensorinformation davon zu empfangen, wobei das Umgebungsüberwachungssystem ausgeführt ist, das obige Verfahren zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs durchzuführen.
Zusätzlich ist erfindungsgemäß ein Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren angegeben, wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren ausgeführt ist, Sensorinformation von 2020PF01138
7 wenigstens einem Umgebungssensor mit Informationen in Bezug auf Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu empfangen, wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren einen Sensor zum Erfassen einer Position der beweglichen Komponente aufweist, wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem ausgeführt ist, das obige Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs durchzuführen.
Grundidee der vorliegenden Erfindung in den oben genannten Aspekten ist es also, basierend auf den Positionen von erfassten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs solche Objekte als falsche Objekte zu erkennen, deren Positionen sich zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition befinden. Dieser Bereich wurde von der beweglichen Komponente mit ihrer Bewegung aus ihrer Normalposition in ihre aktuelle Position abgedeckt, so dass sich dort üblicherweise keine Objekte befinden können. Trotzdem wurde in der Praxis und in Laboruntersuchungen festgestellt, dass in diesem Bereich nicht vorhandene Objekte, also falsche Objekte, erfasst werden können. Insbesondere wenn eine Überwachung und/oder Steuerung von beweglichen Komponenten durchgeführt werden soll, ist es oftmals vorteilhaft oder sogar erforderlich, entsprechende Umgebungssensoren in der Nähe der beweglichen Komponenten oder sogar an den beweglichen Komponenten zu montieren. Dies führt jedoch in der Praxis dazu, dass die genannten falschen Objekte erfasst werden können. Diese falschen Objekte können erfindungsgemäß gefiltert oder markiert werden, so dass sie für die weitere Verarbeitung unberücksichtigt bleiben können. Beispielsweise für Ultraschallsensoren wird die Erfassung von falschen Objekten auch als Geisterecho bezeichnet. Die Geisterechos können durch Reflektionen an den beweglichen Komponenten und/oder eine Erfassung von falschen Objekten mit an den beweglichen Komponenten angebrachten Ultraschallsensoren basierend Reflektionen, die an anderen Objekten, beispielsweise an anderen Fahrzeugkomponenten, auftreten.
Erfindungsgemäß können somit eine zuverlässige Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, ein zuverlässiges Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs, ein Umgebungsüberwachungssystem zur Vermeidung oder Reduzierung der Erfassung von 2020PF01138
8 falschen Objekten, und ein zuverlässiges Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren bereitgestellt werden.
Das Türöffnungssystem führt einen Antrieb zur autonomen Bewegung der entsprechenden Fahrzeugtür oder zur Kraftunterstützung bei der Bewegung der Fahrzeugtür durch. Das Kollisionswarnsystem überwacht eine manuelle Bewegung der Fahrzeugtür und gibt vorab und/oder während der Bewegung der Fahrzeugtür einen verbleibenden Spielraum für die Bewegung der Fahrzeugtür an. Beide können im Fall einer bevorstehenden Kollision der Fahrzeugtür mit einem Objekt eine akustische, optische und/oder haptische Warnung ausgeben.
Der wenigstens eine Umgebungssensor kann ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor, eine LiDAR-basierter Umgebungssensor oder auch eine optische Kamera sein. Vorzugsweise umfasst das Umgebungsüberwachungssystem eine Mehrzahl Umgebungssensoren, beispielsweise eine Mehrzahl Ultraschallsensoren, die an dem Fahrzeug an beliebigen Positionen angebracht sein können, inklusive an der wenigstens einen beweglichen Komponente. Besonders bevorzugt umfasst das Umgebungsüberwachungssystem eine Kombination verschiedenartiger Umgebungssensoren in jeweils beliebiger Anzahl und Anordnung.
Das Fahrzeug kann ein an sich beliebiges Fahrzeug sein, welches wenigstens eine entsprechende bewegliche Komponente aufweist. Bewegliche Komponenten können beispielsweise Fahrzeugtüren, insbesondere Seitentüren oder Flecktüren, oder auch lenkbare Räder des Fahrzeugs sein. Prinzipiell können auch Klappen, wie beispielsweise eine Fleckklappe oder eine Motorhaube, bewegliche Komponenten im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellen.
Das Erfassen der aktuellen Position der wenigstens einen beweglichen Komponente erfolgt typischerweise über einen separaten Sensor, beispielsweise einen Winkelsensor für Fahrzeugtüren. Alternativ oder zusätzlich kann die aktuelle Position der wenigstens einen beweglichen Komponente mit einem Umgebungssensor oder mit mehreren Umgebungssensoren erfasst werden.
Das Ermitteln der Bewegungsgrenze für eine Bewegung der beweglichen Komponente eines Fahrzeugs erfolgt vorzugsweise in Bewegungsrichtung der beweglichen 2020PF01138
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Komponente weg von ihrer Normalposition. Die Normalposition kann dabei abhängig von der Art der beweglichen Komponente sein. Für eine Fahrzeugtür wird die Normalposition üblicherweise durch die Position der Fahrzeugtür im geschlossenen Zustand definiert. In dieser Position weist das Fahrzeug seine geringsten äußeren Abmessungen auf. Entsprechend kann die Normalposition beispielsweise für lenkbare Räder des Fahrzeugs eine Geradeausstellung der Räder sein, wobei sich in diesem Fall zwei mögliche Bewegungsrichtungen ergeben. Das Ermitteln der Bewegungsgrenze kann das Ermitteln des nächstliegenden Objekts in der Bewegungsrichtung umfassen, welches eine Bewegung der beweglichen Komponente in dieser Richtung beschränken kann. Basierend auf diesem nächstliegenden Objekt kann die jeweilige Bewegungsgrenze ermittelt werden. Um die Bewegungsgrenze zuverlässig zu ermitteln, werden falsche Objekte nicht berücksichtigt.
Die Bewegungsgrenze kann basierend auf 2D-Positionen der erfassten Objekte ermittelt werden, d.h. jedes erfasste Objekt wird auf eine Ebene projiziert. Alternativ kann die Bewegungsgrenze basierend auf 3D-Positionen der erfassten Objekte ermittelt werden. Damit können Objekte, die für eine Bewegung der beweglichen Komponenten aufgrund beispielsweise einer erhöhten Position nicht relevant sind, unberücksichtigt bleiben. Außerdem können weitere Parameter in die Ermittlung der Bewegungsgrenze einfließen, beispielsweise Ungenauigkeitsbereiche der Positionen der erfassten Objekte, eine Konfidenz der Erfassung der Objekte mit dem wenigstens einen Umgebungssensor, ein Alter der erfassten Objekte, Sensorparameter der Umgebungssensoren, eine Erfassung der Objekte durch einen bestimmten Umgebungssensor oder durch mehrere Umgebungssensoren oder andere.
Beim Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs mit dem wenigstens einen Umgebungssensor nach dem obigen Verfahren werden falsche Objekte bereits vorab erkannt und können somit markiert oder gefiltert werden, so dass sie beim Ermitteln der Bewegungsgrenze unberücksichtigt bleiben können.
Das Umgebungsüberwachungssystem erfasst Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs, wie im Detail oben ausgeführt wurde. Die Erfassung der Objekte kann durchgeführt werden, um Information in Bezug auf in der Umgebung befindliche Objekte gemeinsam bereitzustellen, beispielsweise für eine Nutzung durch Fahrunterstützungssysteme des Fahrzeugs, die diese Informationen verwenden. 2020PF01138
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Entsprechend kann das Umgebungsüberwachungssystem auch Teil eines entsprechenden Fahrunterstützungssystems sein.
Das Umgebungsüberwachungssystem umfasst eine Steuerungseinheit, die über eine Datenverbindung mit dem wenigstens einen Umgebungssensor und dem wenigstens einen Sensor zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs verbunden ist. Prinzipiell können die Sensoren auch unabhängig an dem Fahrzeug bereitgestellt sein. Es ist ausreichend, wenn die Sensoren ihre Sensorinformationen an die Steuerungseinheit übertragen. Die Datenverbindung ist vorzugsweisen als Datenbus ausgeführt. Es können prinzipiell beliebige Topologien und Übertragungsprotokolle verwendet werden. Im Automobilbereich sind dabei als CAN, LON oder FlexRay bekannte Datenbusse weit verbreitet.
Das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren ist ausgeführt, Sensorinformationen von dem wenigstens einen Umgebungssensor in Bezug auf Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu empfangen. Darauf basierend können das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren die Umgebung des Fahrzeugs insbesondere in der Nähe der entsprechenden Fahrzeugtüren erfassen. Die Umgebungssensoren können Teil des Türöffnungssystems oder des Kollisionswarnsystems sein. Alternativ können die Umgebungssensoren auch unabhängig von dem Türöffnungssystem oder dem Kollisionswarnsystem an dem Fahrzeug bereitgestellt sein. Es ist ausreichend, wenn die Sensoren ihre Sensorinformation an das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem übertragen. Entsprechendes gilt für den Sensor zum Erfassen einer Position der beweglichen Komponente.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erstellen einer Umgebungskarte mit den erfassten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs. Die Umgebungskarte ist eine Karte, die üblicherweise für das Fahrzeug definiert ist und eine gemeinsame Referenz für alle Umgebungssensoren darstellt. In der Umgebungskarte können alle erfassten Objekte gemeinsam dargestellt werden, so dass insbesondere Objekte, die von verschiedenen Umgebungssensoren erfasst werden, einfach in Bezug zueinander gesetzt werden können. Auch kann eine Fusion von Sensorinformation verschiedener Umgebungssensoren durchgeführt werden, um 2020PF01138
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Objekte zuverlässig zu erfassen. Nach dem Erkennen der falschen Objekte können diese falschen Objekte beispielsweise aus der Umgebungskarte entfernt oder als falsche Objekte markiert werden. Die Umgebungskarte stellt typischerweise eine 2D- Projektion der erfassten Objekte in die Kartenebene dar. Den Objekten kann in der Umgebungskarte zusätzlich eine Information über ihre vertikale Position oder ihre vertikale Ausdehnung zugeordnet sein. Basierend auf der Position der wenigstens einen beweglichen Komponente kann auch die bewegliche Komponente in der Umgebungskarte dargestellt werden. Zusätzlich kann wenigstens ein Falscherkennungsbereich in der Umgebungskarte definiert werden, der sich zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition befindet. Somit können erfasste Objekte in dem Falscherkennungsbereich einfach als falsche Objekte erkannt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Erfassen einer aktuellen Position der beweglichen Komponente ein Erfassen einer aktuellen Winkelposition der beweglichen Komponente. Die bewegliche Komponente ist vorzugsweise eine Fahrzeugtür, die schwenkbar an einem Chassis des Fahrzeugs gehalten ist. Die Fahrzeugtür ist üblicherweise um eine senkrechte Achse schwenkbar. Die aktuelle Winkelposition der beweglichen Komponente entspricht einem Winkel zwischen der beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position verglichen mit ihrer Normalposition, d.h. in einem geschlossenen Zustand.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente basierend auf einer Änderung der erfassten Position der wenigstens einen beweglichen Komponente, und das Erkennen von falschen Objekten aus den erfassten Objekten basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition erfolgt unter zusätzlicher Berücksichtigung der erfassten Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente. Die Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente führt zu einer geänderten Erfassungssituation der Umgebung mit dem wenigstens einen Umgebungssensor. Bei einer Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente ist üblicherweise davon auszugehen, dass sich auch Änderungen für falsche Objekte ergeben, so dass zuvor erfasste falsche Objekte verschwinden und/oder andere falsche Objekte, insbesondere an anderen Positionen, 2020PF01138
12 erfasst werden. Ist dies nicht der Fall, wurde kein falsches Objekt erkannt, sondern es befindet sich ein reales Objekt in einer Position zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition. Die Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente kann eine Bewegung derjenigen beweglichen Komponente sein, für die wenigstens ein falsches Objekt in einer Positionen zwischen der aktuellen Position und ihrer Normalposition erkannt wurde. Die Bewegung kann alternativ oder zusätzlich eine Bewegung einer anderen beweglichen Komponente sein. In jedem Fall ergibt sich durch eine Bewegung wenigsten einer beweglichen Komponente eine Veränderung in der Umgebung, wodurch sich üblicherweise Änderungen für die Erfassung der Objekte und insbesondere für das Erkennen der falschen Objekte ergeben. Die obigen Ausführungen in Bezug auf die Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente gelten unabhängig von einer Anbringung von Umgebungssensoren an den beweglichen Komponenten.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Änderung einer Konfiguration des wenigstens einen Umgebungssensors, und das Erkennen von falschen Objekten aus den erfassten Objekten basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition erfolgt unter zusätzlicher Berücksichtigung der erfassten Änderung der Konfiguration des wenigstens einen Umgebungssensors.
Die Änderung der Konfiguration der wenigstens einen beweglichen Komponente führt zu einer geänderten Erfassungssituation in der Umgebung des Fahrzeugs. Auch bei einer Änderung der Konfiguration des wenigstens einen Umgebungssensors ist üblicherweise davon auszugehen, dass sich auch Änderungen für falsche Objekte ergeben, so dass zuvor erfasste falsche Objekte verschwinden und/oder andere falsche Objekte, insbesondere an anderen Positionen, erfasst werden. Ist dies nicht der Fall, wurde kein falsches Objekt erkannt, sondern es befindet sich ein reales Objekt in einer Position zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition. Die Änderung der Konfiguration kann eine Änderung des Sichtfelds, ein Ausblenden von Teilen des Sichtfelds, oder bei Ultraschallsensoren eine Änderung der Frequenz der ausgesendeten Ultraschallpulse umfassen. Die Änderung der Konfiguration kann beispielsweise durch eine Softwareanpassung oder Softwarekonfiguration durchgeführt werden. 2020PF01138
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Zeitdauer einer Erfassung von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, und das Erkennen von falschen Objekten aus den erfassten Objekten basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition erfolgt unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeitdauer der Erfassung der falschen Objekte auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition. Die Erfassung eines Objekts über eine längere Zeitdauer dient als Anhaltspunkt, dass ein erfasstes Objekt ein reales Objekt ist. Bei falschen Objekten hingegen kann sich die Erfassung verändern, d.h. das falsche Objekt ändert seine Position und/oder das falsche Objekt ist nur temporär vorhanden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Ermitteln einer Bewegungsgrenze der beweglichen Komponente aus ihrer Normalposition basierend auf den erfassten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs das Anwenden einer Hysterese. Die Hysterese stabilisiert eine Position und damit auch eine Positionsänderung, der beweglichen Komponente, so dass kleinere Schwankungen in der Erfassung der Objekte, wie sie in der Praxis aufgrund von Toleranzen auftreten können, nicht berücksichtigt werden. Dadurch können beispielsweise Änderungen der erfassten Position von Objekten, die nicht auf einer Bewegung der entsprechenden Objekte basieren, unberücksichtigt bleiben. Bei schwenkbaren Fahrzeugtüren kann beispielsweise ein Hysteresewinkel von vorzugsweise etwa +/-3° angesetzt werden, um das Ermitteln der aktuellen Bewegungsgrenze der beweglichen Komponente zu stabilisieren. Entsprechend kann auch eine Hysterese für das Erfassen der aktuellen Position der wenigstens einen beweglichen Komponente angewendet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Bewegungspause der Bewegung der beweglichen Komponente, wobei das Ermitteln der Bewegungsgrenze der beweglichen Komponente in der Bewegungspause ausgesetzt wird. Wenn sich die bewegliche Komponente nicht bewegt oder nicht bewegt wird und sich die Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs auch nicht bewegen, sollten die Positionen der erfassten Objekte stabil sein, insbesondere für reale Objekte im Gegensatz zu falschen Objekten. Entsprechend kann für die Bewegungspause davon ausgegangen werden, dass sich auch die Bewegungsgrenze nicht ändert. Damit wird die Bestimmung der Bewegungsgrenze stabil, da falsche 2020PF01138
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Objekte und darauf basierende Bewegungsgrenzen einfach vernachlässigt werden können. Beispielsweise kann für schwenkbare Fahrzeugtüren der kritische Winkel zum Öffnen der Tür eingefroren werden, wenn sich der aktuelle Winkel der entsprechenden Fahrzeugtür nicht ändert. Eine Bewegungspause liegt vor, wenn sich die Position der entsprechenden beweglichen Komponente für einen definierten Zeitraum, der für jede bewegliche Komponente unabhängig ermittelt werden kann und für jede bewegliche Komponente individuell einstellbar sein kann, nicht ändert. Sobald sich die Position der entsprechenden beweglichen Komponente wieder ändert, also eine Bewegung der beweglichen Komponente erfolgt, ist die Bewegungspause beendet und die Bewegungsgrenze der beweglichen Komponente wird wieder wie vor der Bewegungspause ermittelt.
Erfindungsgemäß ist zusätzlich ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugs angegeben, insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, basierend auf einer Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs mit wenigstens einem Umgebungssensor, umfassend die Schritte, Erfassen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs mit dem wenigstens einen Umgebungssensor, Ermitteln einer aktuellen Bewegungsgrenze der beweglichen Komponente basierend auf den erfassten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, Erfassen einer aktuellen Position der beweglichen Komponente, und Übernehmen der aktuellen Bewegungsgrenze, wenn die aktuelle Bewegungsgrenze sich nicht in einer Position zwischen der beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition befindet.
Grundidee dieses Verfahrens ist es, die obigen Prinzipien zum Erkennen von falschen Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs unmittelbar anzuwenden, ohne zuvor eine explizite Überprüfung der erfassten Objekte zur Erkennung der falschen Objekte durchzuführen. Vielmehr werden die falschen Objekte unmittelbar dadurch berücksichtigt, dass bei der Anpassung der Bewegungsgrenze geprüft wird, ob sich die neue Bewegungsgrenze nicht in einer Position zwischen der beweglichen Komponente in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition befindet. In dem Fall basiert die neue Bewegungsgrenze in Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen auf einer Erfassung eines falschen Objekts und wird nicht übernommen. Es werden nur neue Bewegungsgrenzen übernommen, die in Bewegungsrichtung der beweglichen 2020PF01138
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Komponente vor der Komponente liegen. So wird beispielsweise bei einer schwenkbaren Fahrzeugtür als Bewegungsgrenze ein kritischer Winkel bestimmt, der so lange nicht geändert wird, bis der neue kritische Winkel größer als ein aktueller Öffnungswinkel der Fahrzeugtür ist. Diese Ausgestaltung des Verfahren ist insbesondere bei einer zyklischen Ausführung vorteilhaft, wenn in einem regelmäßigen Intervall eine aktuelle Bewegungsgrenze verwendet werden soll. Somit wird sichergestellt, dass jeweils eine aktuelle Bewegungsgrenze, die nicht auf einem falschen Objekt basiert, verwendet wird.
Beim zyklischen Erfassen einer aktuellen Position der beweglichen Komponente kann dieser Position ein Zeitstempel zugeordnet werden. Dies ermöglicht eine korrekte Schätzung eines Abstands zu einem Objekt oder einer „time of flight“ insbesondere im Falle von sich bewegenden Umgebungssensoren, wie es beispielsweise bei an einer Fahrzeugtür angebrachten Ultraschallsensoren der Fall ist. Dadurch können Positionen von Objekten durch Trilateration des Abstands oder der „time of flight“ zuverlässig ermittelt werden, wodurch ein zyklisch durchgeführtes Verfahren besonders zuverlässig ist.
Die oben in Bezug auf die einzelnen Aspekte der Erfindung, nämlich die Verfahren wie auch das Umgebungsüberwachungssystem und das Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren, durchgeführte Beschreibung mit Details, Ausgestaltungsformen, Vorteilen und Varianten ist jeweils entsprechend auf andere Aspekte der Erfindung übertragbar, wie sich für den Fachmann ohne Weiteres ausgehend von der Beschreibung ergibt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische teilweise Darstellung eines Fahrzeugs mit zwei
Fahrzeugtüren, wobei das Fahrzeug mit einem 2020PF01138
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Umgebungsüberwachungssystem mit einer Mehrzahl Ultraschallsensoren ausgeführt ist, gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs aus Figur 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer
Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs aus Figur 1 gemäß einer dritten Ausführungsform, und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer
Bewegungsgrenze für eine Bewegung einer beweglichen Komponente des Fahrzeugs aus Figur 1 gemäß einer vierten Ausführungsform.
Die Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10 (teilweise) mit einer Fahrzeugseite 12. Von dem Fahrzeugs 10 ist in Figur 1 teilweise das Chassis 14 gezeigt, an dem zwei Fahrzeugtüren 16 schwenkbar gehalten sind. Die Fahrzeugtüren 16 sind sowohl in einer Normalposition, die einer geschlossenen Position der Fahrzeugtüren 16 entspricht, und in jeweils einer geöffneten Position dargestellt. Die Fahrzeugtüren 16 sind bewegliche Komponenten 16 des Fahrzeugs 10 im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Das Fahrzeug 10 ist mit einem Umgebungsüberwachungssystem 18 ausgeführt. Das Umgebungsüberwachungssystem 18 umfasst eine Mehrzahl Umgebungssensoren 20, die an dem Chassis 14 und den Fahrzeugtüren 16 angeordnet sind. Die Umgebungssensoren 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Ultraschallsensoren 20 ausgeführt. Die Ultraschallsensoren 20 sind ausgeführt, in einer Abstrahlrichtung 22 weg von dem Fahrzeug 10, d.h. weg von dem Chassis 14 bzw. den Fahrzeugtüren 16, Ultraschallpulse abzustrahlen und darauf basierende Ultraschallechos zu empfangen. Ausgehend von den empfangenen Ultraschallechos können Objekte 24 in einer Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 mit ihren Positionen erfasst werden. 2020PF01138
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Das Umgebungsüberwachungssystem 18 umfasst weiterhin einen Sensor 28 zum Erfassen einer Position von jeder der beiden Fahrzeugtüren 16. Jeder der Sensoren 28 erfasst eine Winkelposition a, ß der zugeordneten Fahrzeugtür 16.
Das Umgebungsüberwachungssystem 18 umfasst zusätzlich eine Steuerungseinheit 30, die über eine Datenverbindung 32 mit den Ultraschallsensoren 20 und mit den Sensoren 28 zum Erfassen der Position der jeweiligen Fahrzeugtür 16 des Fahrzeugs 10 verbunden ist, um Sensorinformation davon zu empfangen. Die Datenverbindung 32 ist vorzugsweisen als Datenbus 32 ausgeführt. Es können prinzipiell beliebige Topologien und Übertragungsprotokolle verwendet werden. Im Automobilbereich sind dabei als CAN, LON oder FlexRay bekannte Datenbusse 32 weit verbreitet.
Das Umgebungsüberwachungssystem 18 ist hier Teil eines Türöffnungssystems oder eines Kollisionswarnsystems für Fahrzeugtüren 16. Das Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel integral mit dem Umgebungsüberwachungssystem 18 ausgeführt. Zusätzliche Funktionalität des Türöffnungssystems oder des Kollisionswarnsystems für Fahrzeugtüren 16 ist in der Steuerungseinheit 30 des Umgebungsüberwachungssystem 18 implementiert.
Das Türöffnungssystem führt einen Antrieb zur autonomen Bewegung der entsprechenden Fahrzeugtür 16 oder zur Kraftunterstützung bei der Bewegung der Fahrzeugtür 16 durch. Das Kollisionswarnsystem überwacht eine manuelle Bewegung der Fahrzeugtür 16 und gibt vorab und/oder während der Bewegung der Fahrzeugtür 16 einen verbleibenden Spielraum für die Bewegung der Fahrzeugtür 16 an. Beide können im Fall einer bevorstehenden Kollision der Fahrzeugtür 16 mit einem Objekt 24 eine akustische, optische und/oder haptische Warnung ausgeben.
Nachstehend wird unter Bezug auf Figur 2 ein Verfahren zur Erfassung von Objekten 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Das Verfahren wird mit dem Umgebungsüberwachungssystem 18 der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Das Verfahren beginnt mit Schritt S100, der ein Erfassen von Objekten 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 mit den Ultraschallsensoren 20 betrifft. Die 2020PF01138
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Überwachung der Umgebung 26 zur Erfassung von dort befindlichen Objekten 24 unter Verwendung von Ultraschallsensoren 20 ist als solches bekannt.
Schritt S110 betrifft ein Erstellen einer Umgebungskarte mit den erfassten Objekten 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10. Die Umgebungskarte ist eine Karte, die für das Fahrzeug 10 definiert ist und eine gemeinsame Referenz für alle Ultraschallsensoren 20 darstellt. In der Umgebungskarte werden alle erfassten Objekte 24 gemeinsam dargestellt. Dazu kann eine Fusion von Sensorinformation der Ultraschallsensoren 20 durchgeführt werden, um die Objekte 24 zuverlässig zu erfassen. Die Umgebungskarte stellt eine 2D-Projektion der erfassten Objekte in die Kartenebene dar. Den Objekten 24 wird in der Umgebungskarte zusätzlich eine Information über ihre vertikale Position oder ihre vertikale Ausdehnung zugeordnet, soweit diese mit den Ultraschallsensoren 20 erfasst werden kann.
Schritt S120 betrifft ein Erfassen einer aktuellen Position von jeder der Fahrzeugtüren 16. Die Positionen der Fahrzeugtüren 16 werden mit den Sensoren 28 zum Erfassen der Winkelposition a, ß der jeweiligen Fahrzeugtür 16 des Fahrzeugs 10 erfasst. Die Winkelposition a, ß der jeweiligen Fahrzeugtür 16 entspricht einem Winkel zwischen der Fahrzeugtür 16 in ihrer aktuellen Position, d.h. im geöffneten Zustand, verglichen mit ihrer Normalposition in einem geschlossenen Zustand. Alternativ oder zusätzlich kann die aktuelle Position der Fahrzeugtüren 16 mit den an dem Chassis 14 angebrachten Ultraschallsensoren 20 erfasst werden.
Zusätzlich zu den erfassten Objekten 24 wird auch eine Position der Fahrzeugtüren 16 in der Umgebungskarte dargestellt. Weiter zusätzlich kann ein Falscherkennungsbereich 34 in der Umgebungskarte definiert werden, der sich zwischen der jeweiligen Fahrzeugtür 16 in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition befindet.
Schritt S130 betrifft ein Erfassen einer Bewegung der Fahrzeugtüren 16 basierend auf einer Änderung der erfassten Position der jeweiligen Fahrzeugtür 16.
Schritt S140 betrifft ein Erfassen einer Änderung einer Konfiguration der Ultraschallsensoren 20. Die Änderung einer Konfiguration der Ultraschallsensoren 20 kann im Betrieb durchgeführt werden, vorzugsweise von der Steuerungseinheit 30 oder 2020PF01138
19 mit der Steuerungseinheit 30. Die Änderung der Konfiguration kann eine Änderung des Sichtfelds, ein Ausblenden von Teilen des Sichtfelds, eine Änderung der Frequenz der ausgesendeten Ultraschallpulse oder andere umfassen. Die Änderung der Konfiguration wird durch eine Softwareanpassung oder Softwarekonfiguration der Ultraschallsensoren 20 durchgeführt.
Schritt S150 betrifft ein Erfassen einer Zeitdauer einer Erfassung der Objekte 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10. Es wird erfasst, wie lange die jeweiligen Objekte 24 sich bereits in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 befinden, bzw. wie lange die jeweiligen Objekte 24 sich bereits an ihrer aktuellen Position befinden.
Schritt S160 betrifft ein Erkennen von falschen Objekten 36 aus den erfassten Objekten 24 basierend auf ihren Positionen zwischen der jeweiligen Fahrzeugtür 16 in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition. Es werden also in dem Falscherkennungsbereich 34 befindliche Objekte 24 als falsche Objekte 36 erfasst.
Zusätzlich werden die erfasste Bewegung der Fahrzeugtüren 16, die Zeitdauer der Erfassung der falschen Objekte 36 in dem Falscherkennungsbereich 34 und eine erfasste Änderung der Konfiguration der Ultraschallsensoren 20 berücksichtigt. Die Bewegung der Fahrzeugtür 16 kann eine Bewegung derjenigen Fahrzeugtür 16 sein, für die wenigstens ein falsches Objekt 36 in dem Falscherkennungsbereich 34 erkannt wurde. Die Bewegung der Fahrzeugtür 16 kann alternativ oder zusätzlich eine Bewegung einer anderen Fahrzeugtür 16 sein.
Die Bewegung der jeweiligen Fahrzeugtür 16 wie auch die Änderung der Konfiguration der Ultraschallsensoren 20 führen jeweils zu einer geänderten Erfassungssituation der Umgebung 26 mit den Ultraschallsensoren 20. Ausgehend von der geänderten Erfassungssituation ergeben sich oftmals auch Änderungen für falsche Objekte 36, so dass zuvor erfasste falsche Objekte 36 verschwinden, d.h. nicht mehr erfasst werden, und/oder andere falsche Objekte 36, insbesondere an anderen Positionen, erfasst werden. Ist dies nicht der Fall, wurde kein falsches Objekt 36 erkannt, sondern es befindet sich ein reales Objekt 24 in dem Falscherkennungsbereich 34.
Die Erfassung eines Objekts 24 über eine längere Zeitdauer dient als Anhaltspunkt, dass ein erfasstes Objekt 24 ein reales Objekt 24 ist. Bei falschen Objekten 36 hingegen 2020PF01138
20 kann sich die Erfassung verändern, d.h. das falsche Objekt 36 ändert seine Position und/oder das falsche Objekt 36 ist nur temporär vorhanden.
Die erkannten falschen Objekte 36 werden in der Umgebungskarte gefiltert oder markiert, d.h. die falschen Objekte 36 werden aus der Umgebungskarte entfernt oder als falsche Objekte 36 markiert. Für die Ultraschallsensoren 20 werden die Erfassung von falschen Objekten 36 auch als Geisterechos bezeichnet.
Nachstehend wird unter Bezug auf Figur 3 ein Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze 38 für eine Bewegung der Fahrzeugtüren 16 des Fahrzeugs 10 aus Figur 1 beschrieben. Das Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze 38 für eine Bewegung der Fahrzeugtüren 16 des Fahrzeugs 10 basiert auf einer Erfassung der Objekte 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 mit den Ultraschallsensoren 20.
Das Verfahren beginnt mit Schritt S200 zum Erfassen der Objekte 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 mit dem oben unter Bezug auf Figur 2 beschriebenen Verfahren der zweiten Ausführungsform.
Schritt S210 betrifft ein Erfassen einer Bewegungspause der Bewegung der Fahrzeugtür 16. Eine Bewegungspause liegt vor, wenn sich die Winkelposition a, ß der entsprechenden Fahrzeugtür 16 für einen definierten Zeitraum nicht ändert. Der definierte Zeitraum kann dabei für jede Fahrzeugtür 16 unabhängig ermittelt werden und für jede Fahrzeugtür 16 individuell einstellbar sein. Sobald sich die Winkelposition a, ß der entsprechenden Fahrzeugtür 16 wieder ändert, also eine Bewegung der Fahrzeugtür 16 erfolgt, ist die Bewegungspause beendet und die Bewegungsgrenze 38 der Fahrzeugtür 16 wird wieder wie vor der Bewegungspause mit dem nachstehenden Schritt S220 ermittelt.
Schritt S220 betrifft ein Ermitteln der Bewegungsgrenze 38 der jeweiligen Fahrzeugtür 16 aus ihrer Normalposition basierend auf den erfassten Objekten 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 ohne falsche Objekte 36.
Das Ermitteln der Bewegungsgrenze 38 für die Bewegung der jeweiligen Fahrzeugtür 16 erfolgt in Bewegungsrichtung der Fahrzeugtür 16 weg von der Normalposition, d.h. 2020PF01138
21 weg von der geschlossenen Position der Fahrzeugtür 16. Das Ermitteln der Bewegungsgrenze 38 basiert auf dem nächstliegenden Objekt 24 in der Bewegungsrichtung, welches eine Bewegung der entsprechenden Fahrzeugtür 16 in dieser Richtung beschränkt.
Die Bewegungsgrenze 38 kann basierend auf 2D-Positionen der erfassten Objekte 24 in der Umgebungskarte ermittelt werden. Außerdem können weitere Parameter in die Ermittlung der Bewegungsgrenze 38 einfließen, beispielsweise Ungenauigkeitsbereiche der Positionen der erfassten Objekte 24, Konfidenzwerte der Erfassung der Objekte 24 mit den Ultraschallsensoren 20, ein Alter der erfassten Objekte 24, Sensorparameter der Ultraschallsensoren 20, eine Erfassung der Objekte 24 durch einen bestimmten Ultraschallsensor 20 oder durch mehrere der Ultraschallsensoren 20 oder andere.
Zusätzlich wird eine Hysteresefunktion angewendet, um eine Position der Fahrzeugtür 16 wie auch Änderungen der erfassten Position von Objekten 24 zu stabilisieren. Bei schwenkbaren Fahrzeugtüren 16 kann beispielsweise ein Hysteresewinkel von vorzugsweise etwa +/-3° angesetzt werden, um das Ermitteln der aktuellen Bewegungsgrenze 38 zu stabilisieren.
Nachstehend wird unter Bezug auf Figur 4 ein Verfahren gemäß einer vierten Ausführungsform zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze 38 für eine Bewegung der Fahrzeugtüren 16 des Fahrzeugs 10 aus Figur 1 beschrieben. Auch das Verfahren der vierten Ausführungsform zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze 38 für eine Bewegung der Fahrzeugtüren 16 des Fahrzeugs 10 basiert auf einer Erfassung der Objekte 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 mit den Ultraschallsensoren 20. Abweichend zu dem Verfahren der dritten Ausführungsform wird jedoch bei dem Verfahren der vierten Ausführungsform keine explizite Überprüfung der erfassten Objekte 24 zur Erkennung von falschen Objekten 36 durchgeführt. Vielmehr werden die falschen Objekte 36 unmittelbar dadurch berücksichtigt, dass bei der Anpassung der Bewegungsgrenze 38 geprüft wird, ob sich die neue Bewegungsgrenze 38 in dem Falscherkennungsbereich 34 befindet oder nicht.
Das Verfahren beginnt in Schritt S300 mit dem Erfassen von Objekten 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10 mit dem Ultraschallsensoren 20. Schritt S300 entspricht im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen Schritt S100. 2020PF01138
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Schritt S310 betrifft ein Ermitteln einer aktuellen Bewegungsgrenze 38 der Fahrzeugtür 16 basierend auf den erfassten Objekten 24 in der Umgebung 26 des Fahrzeugs 10.
Das Ermitteln der aktuellen Bewegungsgrenze 38 der entsprechenden Fahrzeugtür 16 erfolgt analog wie bereits in Schritt S220 beschrieben, wobei vorliegend auch falsche Objekte 36 für das Ermitteln der aktuellen Bewegungsgrenze 38 der Fahrzeugtür 16 berücksichtigt werden können, wenn diese falschen Objekte 36 sich in Bewegungsrichtung der Fahrzeugtür 16 am nächsten an deren Normalposition befinden.
Schritt S320 betrifft ein Erfassen einer aktuellen Position der Fahrzeugtür 16. Es gelten die obigen Ausführungen in Bezug auf das Erfassen der aktuellen Position der Fahrzeugtüren 16 in Schritt S120.
Schritt S330 betrifft ein Übernehmen der aktuellen Bewegungsgrenze 38, wenn die aktuelle Bewegungsgrenze 38 sich nicht in dem Falscherkennungsbereich 34 befindet. Die aktuelle Bewegungsgrenze 38 wird also nur übernommen, wenn sie sich in Bewegungsrichtung der Fahrzeugtür 16 weg von der Normalposition vor der Fahrzeugtür 16 befindet.
Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung in offensichtlicher Weise ergibt, geben die beschriebenen Abfolgen von Verfahrensschritten lediglich Möglichkeiten zur Durchführung der entsprechenden Verfahren an. Alternative Abfolgen der einzelnen Verfahrensschritte sind ebenfalls möglich, wie sich für den Fachmann in offensichtlicher Weise aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt.
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Bezugszeichenliste
10 Fahrzeug
12 Fahrzeugseite
14 Chassis
16 Fahrzeugtür, bewegliche Komponente
18 Umgebungsüberwachungssystem
20 Ultraschallsensor, Umgebungssensor
22 Abstrahlrichtung
24 Objekt
26 Umgebung
28 Sensor
30 Steuerungseinheit
32 Datenverbindung, Datenbus
34 Falscherkennungsbereich
36 falsches Objekt
38 Bewegungsgrenze a Winkelposition ß Winkelposition

Claims

2020PF01138 24 Patentansprüche
1. Verfahren zur Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) eines Fahrzeugs (10), insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16), mit wenigstens einem Umgebungssensor (20), wobei das Fahrzeug (10) wenigstens eine bewegliche Komponente (16) aufweist, umfassend die Schritte,
Erfassen von Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit dem wenigstens einen Umgebungssensor (20),
Erfassen einer aktuellen Position der wenigstens einen beweglichen Komponente (16), und
Erkennen von falschen Objekten (36) aus den erfassten Objekten (24) basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Erstellen einer Umgebungskarte mit den erfassten Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen einer aktuellen Position der beweglichen Komponente (16) ein Erfassen einer aktuellen Winkelposition (a, ß) der beweglichen Komponente (16) umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) basierend auf einer Änderung der erfassten Position der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) umfasst, und das Erkennen von falschen Objekten (36) aus den erfassten Objekten (24) basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen 2020PF01138
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Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition unter zusätzlicher Berücksichtigung der erfassten Bewegung der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Änderung einer Konfiguration des wenigstens einen Umgebungssensors (20) umfasst, und das Erkennen von falschen Objekten (36) aus den erfassten Objekten (24) basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition unter zusätzlicher Berücksichtigung der erfassten Änderung der Konfiguration des wenigstens einen Umgebungssensors (20) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Zeitdauer einer Erfassung von Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) umfasst, und das Erkennen von falschen Objekten (36) aus den erfassten Objekten (24) basierend auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeitdauer der Erfassung der falschen Objekte (36) auf ihren Positionen zwischen der wenigstens einen beweglichen Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition erfolgt.
7. Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze (38) für eine Bewegung einer beweglichen Komponente (16) eines Fahrzeugs (10), insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16), basierend auf einer Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit wenigstens einem Umgebungssensor (20), umfassend die Schritte,
Erfassen von Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit dem wenigstens einen Umgebungssensor (20), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, und 2020PF01138
26
Ermitteln einer Bewegungsgrenze (38) der beweglichen Komponente (16) aus ihrer Normalposition basierend auf den erfassten Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) ohne falsche Objekte (36).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln einer Bewegungsgrenze (38) der beweglichen Komponente (16) aus ihrer Normalposition basierend auf den erfassten Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) das Anwenden einer Flysterese umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Erfassen einer Bewegungspause der Bewegung der beweglichen Komponente (16) umfasst, wobei das Ermitteln der Bewegungsgrenze (38) der beweglichen Komponente (16) in der Bewegungspause ausgesetzt wird.
10. Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze (38) für eine Bewegung einer beweglichen Komponente (16) eines Fahrzeugs (10), insbesondere für ein Türöffnungssystem oder ein Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16), basierend auf einer Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit wenigstens einem Umgebungssensor (20), umfassend die Schritte,
Erfassen von Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) mit dem wenigstens einen Umgebungssensor (20),
Ermitteln einer aktuellen Bewegungsgrenze (38) der beweglichen Komponente (16) basierend auf den erfassten Objekten (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10),
Erfassen einer aktuellen Position der beweglichen Komponente (16), und
Übernehmen der aktuellen Bewegungsgrenze (38), wenn die aktuelle Bewegungsgrenze (38) sich nicht in einer Position zwischen der beweglichen Komponente (16) in ihrer aktuellen Position und in ihrer Normalposition befindet.
11. Umgebungsüberwachungssystem (18) mit wenigstens einem Umgebungssensor (20) zur Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) des Fahrzeugs (10), 2020PF01138
27 wenigstens einem Sensor (28) zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente (16) des Fahrzeugs (10), und einer Steuerungseinheit (30), die über eine Datenverbindung (32) mit dem wenigstens einen Umgebungssensor (20) und dem wenigstens einen Sensor (28) zum Erfassen einer Position von wenigstens einer beweglichen Komponente (16) des Fahrzeugs (10) verbunden ist, um Sensorinformation davon zu empfangen, wobei das Umgebungsüberwachungssystem (18) ausgeführt ist, das Verfahren zur Erfassung von Objekten (24) in einer Umgebung (26) eines Fahrzeugs (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
12. Türöffnungssystem oder Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16), wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16) ausgeführt ist, Sensorinformation von wenigstens einem Umgebungssensor (20) mit Informationen in Bezug auf Objekte (24) in der Umgebung (26) des Fahrzeugs (10) zu empfangen, wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem für Fahrzeugtüren (16) einen Sensor (28) zum Erfassen einer Position der beweglichen Komponente (16) aufweist, wobei das Türöffnungssystem oder das Kollisionswarnsystem ausgeführt ist, das Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsgrenze (38) für eine Bewegung einer beweglichen Komponente (16) eines Fahrzeugs (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10 durchzuführen.
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