WO2015161947A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines aufprallorts eines objekts auf einem fahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines aufprallorts eines objekts auf einem fahrzeug Download PDF

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WO2015161947A1
WO2015161947A1 PCT/EP2015/054198 EP2015054198W WO2015161947A1 WO 2015161947 A1 WO2015161947 A1 WO 2015161947A1 EP 2015054198 W EP2015054198 W EP 2015054198W WO 2015161947 A1 WO2015161947 A1 WO 2015161947A1
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WO
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sensor
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sensor signal
signal value
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PCT/EP2015/054198
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Prakasha TARANAGARA JOGA
Marlon Ramon EWERT
Gunther Lang
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
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    • F41J5/08—Infrared hit-indicating systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an impact location of an object on a vehicle, to a corresponding device and to a corresponding computer program product.
  • evaluation of signal differences between two or more sensors may play an important role. This concerns, for example, the pedestrian detection by means of acceleration sensors, the
  • Pedestrian detection by means of pressure hose sensors crash type detection of front crashes by means of up-front sensors or crash-type detection of front crashes by means of lateral sensors measuring in the longitudinal direction of a vehicle.
  • the signal differences can be evaluated based on amplitude or on the basis of transit time.
  • a method for determining an impact location of an object on a vehicle comprising the following steps:
  • An impact location may be understood as an area of a vehicle on which an object impinges in the event of a collision of the vehicle with the object. Under an object can be understood a collision opponent of the vehicle.
  • the object may be a pedestrian, another vehicle or an obstacle.
  • a vehicle may be understood to mean a motor vehicle, such as a car or truck.
  • a sensor signal value and a sample value may be understood as meaning information about a physical quantity which is detected by a first or a second sensor of the vehicle in at least one specific direction.
  • the sensor signal value may represent a pressure, a force, an acceleration, or a similar physical quantity.
  • a preprocessing unit may be provided which is assigned to the sensor and which carries out the respective preprocessing of the sensor signal.
  • the pre-processing can also be done in the processing unit.
  • a sensor for example, an acceleration sensor or a pressure sensor can be understood.
  • An interpolation point may be understood to be a value or a value tuple that represents a physical quantity that is between a physical quantity of the first sensor signal value and a physical quantity of the second sensor signal value.
  • the interpolation point can represent a relative pressure at a specific time.
  • the interpolation point can be mapped by interpolation from the first and second sensor signal values and using the sample.
  • a component of the interpolation point can correspond to the sample.
  • the interpolation point can be assigned an interpolation time, which can be between the first and the second time. The impact location can be determined using a time interval between the
  • the time interval may be a transit time difference between a sensor signal of the first sensor and a sensor signal of the second sensor.
  • a relative distance of the object to the first and the second sensor can be determined upon impact of the object on the vehicle.
  • the present approach is based on the finding that a transit time difference between a signal of a first vehicle sensor and a signal of a second vehicle sensor can be determined with high accuracy by subtracting from two sampled signal values of the first vehicle sensor
  • an additional signal value of the first vehicle sensor is interpolated.
  • the delay difference can be determined for a period of time that is between predetermined sampling instants of the sampled signal values.
  • Pressure tube sensors or a crash type in frontal collisions, such as using Upfront sensors or peripheral x-sensors, are determined very precisely and reliably.
  • a triggering power existing vehicle occupant and pedestrian protection systems of a vehicle can be improved and false triggering can be minimized.
  • Sensor signal values of the first sensor falls.
  • the sensor signal values of the first sensor can be buffered and the sample compared with them. The determination of the sample value thus takes place dynamically.
  • Interpolationszeittician and the second time are determined and then the first time period are linked to the second time period to determine the time interval. For example, the first
  • Period are determined by a difference is formed from the second time and the third time.
  • the first period of time and the second period of time can then be added together to determine the time interval.
  • the time interval may be determined by using a first ratio of a difference value formed from the second sensor signal value and the sample value to the difference value from the second and third values first sensor signal value and / or using a second ratio of a period between the interpolation time and the second
  • the first ratio may correspond to the second ratio.
  • Interpolation value can be determined quickly and reliably from a small number of sampled sensor values.
  • a further embodiment of the present approach provides that in the step of determining a time interval between the interpolation time and the second time is determined as an integer multiple of a grid interval to determine the time interval. This can be a
  • Time interval between the first time and the second time to be divided into a predetermined number of grid intervals.
  • Grid interval can be understood as a predefined partial step of a time grid.
  • the time interval can be a maximum number of
  • This embodiment offers the advantage of a particularly accurate calculation of the time interval between the
  • a step of recognizing an exceeding of a predefined threshold value by a signal value of the first sensor and / or a signal value of the second sensor can be provided.
  • a threshold value can be understood as a value representing a physical quantity, from which a signal value of the first and / or the second sensor is recognized as a physical variable representing an impact of the object.
  • Signal value may be understood as a value of a signal of the first or the second sensor representing a physical quantity.
  • Threshold can be chosen to be particularly low.
  • the threshold value can be predetermined as a function of a limit predetermined by a noise of the first or the second sensor.
  • a step of storing a sensor signal reference value at a predetermined reference time preceding the first time point may be provided.
  • the sensor signal reference value may be one below the
  • Threshold lying signal value of the first sensor in the step of reading in, the first sensor signal value and / or the second sensor signal value can be read using the sensor signal reference value.
  • the purpose of the sensor signal reference value can be seen in particular in that for each value of the second sensor, a value pair of the first sensor can be determined.
  • the execution of at least one step of the method can be aborted and / or prevented if at least one predetermined abort criterion is met. Under a termination criterion, for example, reaching a predetermined abort value by the first
  • Sensor signal value, the second sensor signal value and / or the sample, the achievement of a predetermined maximum value of the time interval or the expiration of a predetermined process duration are understood. Furthermore, an abort can occur if the second signal has higher values than the first signal. By this embodiment, it is possible to keep a duration of the process as short as possible.
  • the impact location on the vehicle can be determined as the precise impact location on the vehicle.
  • a faster and more reliable impact detection can be realized.
  • a triggering threshold for triggering a personal protection device of the vehicle as a function of the time interval and / or the impact location can be changed.
  • a personal protection device for example, an deployable inside or outside the vehicle airbag, a belt tensioner or a hinged hood can be understood.
  • Embodiment may have a protective effect of the personal protection device be flexibly adapted to a place or a force of the impact and thus a risk of injury to vehicle occupants or pedestrians are lowered.
  • the method may include a step of providing an activation signal for activating at least one passenger protection device of the vehicle as a function of the time interval and / or the impact location.
  • a personal protection device such as an inflatable inside or outside of the vehicle airbag, a belt tensioner or a hinged hood can be understood.
  • the activation signal ensures the fastest possible and targeted activation of the personal protection device. Beyond that
  • a third sensor signal value of the first sensor can be read in at the third time, and a further sample value of the second sensor can be read in at a fourth time subsequent to the third time.
  • another interpolation value may be interpolated from the second sensor signal value and the third sensor signal value using the further sample value.
  • the further interpolation value may correspond to the further sample.
  • the impact location may be further determined using at least the further time interval.
  • further time intervals can be determined.
  • an average value and / or a value may be determined in the step of determining
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle with a device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a first sensor signal and a second sensor signal for use in a method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram showing a change of a trigger threshold according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 4a, 4b are diagrams for illustrating a time-based comparison between two signals as a function of different signal strengths
  • FIG. 5 shows a diagram for illustrating an amplitude-based comparison between two signals
  • FIG. 6 is a diagram showing a time-based comparison between two signals
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for determining an impact location of an object on a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of an apparatus for performing a method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a
  • the vehicle 100 is equipped with a first sensor 110 and a second sensor 115.
  • the sensors 110, 115 are exemplary
  • the vehicle 100 is attached to opposite sides of a front end of the vehicle 100.
  • signals from further (in Fig. 1 not shown) sensors are used.
  • the device 105 is connected to the sensors 110, 115.
  • Ahead of the vehicle 100 is an object 120.
  • the vehicle 100 is about to collide with the object 120.
  • the first sensor 110 is configured to provide a first sensor signal in response to a collision of the vehicle 100 with the object 120.
  • the second sensor 115 is configured to provide a second sensor signal in response to the collision.
  • the apparatus 105 is configured to calculate an interpolation value using signal values of the first and second sensor signals, and to determine a propagation time difference between the first and second sensor signals using the interpolation value.
  • the device 105 is designed to determine an impact location 125 of the object 120 as a function of the transit time difference. Finally, the runtime difference is used around the
  • a distance between the first sensor 110 and the impact location 125 is smaller than a distance between the second sensor 115 and the impact location 125.
  • the impact location in a pedestrian accident or vehicle crash can be, for example, a
  • Pedestrian protection algorithm can be used.
  • a pedestrian as an object 120 by means of
  • Acceleration sensors 110, 115 are detected. Here are usually two or more acceleration sensors 110, 115, English Pedestrian Collision Sensor or PCS called, mounted in the bumper cover of the vehicle 100.
  • the sensors 110 close to the impact location 125 of the object 120 measure a stronger and earlier-acting signal than the more remote sensors 115, so that an impact position 125 of the object 120 on the bumper can be determined from the signal differences. With the impact position 125 thus determined, discrimination between pedestrians and non-triggering objects can be optimized.
  • a pedestrian recognition can be realized with a pressure hose sensor.
  • a pressure hose sensor commonly referred to as a pressure tube sensor or PTS, is usually located between a bumper cross member and a preceding foam of the vehicle 100.
  • the pressure hose sensor may be filled with air and terminated at its ends with a respective pressure sensor 110, 115. Collisions with a pedestrian 120 can be detected by a deformation of the pressure hose and detected as a pressure signal in the pressure sensors 110, 115. While in central hits both pressure sensors 110, 115 measure a similar signal, it comes at hits outside the center due to different path lengths, which has to cover the pressure wave to each sensor 110, 115, to transit time differences. The impact sensor 125 facing pressure sensor 110 therefore measures an earlier onset signal. Furthermore, a signal form may differ between the two sensors.
  • Upfront sensors 110, 115, U FS may be longitudinally-measuring acceleration sensors mounted in a crumple zone of vehicle 100.
  • Acceleration sensors 110, 115 may, for example, at a
  • Headlamp bracket be attached to a bender cross member or to a radiator bracket. They support the detection of frontal crashes, which is primarily based on sensors located behind the crumple zone.
  • a crash type such as full overlap crash, offset crash left, or offset crash right can be determined by comparing both sensor signals. With the crash type thus determined, a triggering decision of a central airbag control unit can be optimized.
  • suitable retention means may be fired only in offset crash, such as a crash facing head airbag, to prevent contact of an occupant with the A pillar of the vehicle 100.
  • two lateral sensors measuring in the longitudinal direction can also be used.
  • a lateral vehicle peripherals, such as on the B-pillars, are often measuring in the y-direction for the purposes of side-crash sensing
  • Acceleration sensors installed. These can be supplemented by another x-channel. Irrespective of this, peripheral x-sensors, also called Peripheral Acceleration Sensor -x or PAS-x, can be installed. Analogous to crash-type detection with up-front sensors 110, 115, it is possible to determine a crash type by comparing these sensors on the left and right-hand side of the vehicle and thus optimize a triggering decision of a central airbag control unit in order to control suitable restraining means.
  • peripheral x-sensors also called Peripheral Acceleration Sensor -x or PAS-x
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a first sensor signal 200 and a second sensor signal 205 for use in a method according to an embodiment of the present invention.
  • the first sensor signal 200 is the left sensor signal output by the sensor 110 shown in FIG. 1 and the second sensor signal 205 is the right sensor signal output by the sensor 115 shown in FIG. 1.
  • the diagram represents a physical quantity of the sensor signals 200, 205 as a function of a time profile.
  • the physical variable is, for example, a relative pressure p re
  • the sensor signals 200, 205 each have a curved course with a rising curves section and a to the rising
  • Sensor signal 205 follows the sensor signal 200 in time.
  • the diagram is divided by way of example into six grid lines which are parallel to the y-axis.
  • the raster lines correspond to predetermined sampling instants at which the sensor signals 200, 205 are sampled in order to obtain corresponding signal values. For example, a distance between two raster lines has a duration of 500 is. This time frame can also be called an algorithm cycle.
  • a first sensor signal value 210, a second sensor signal value 215 and a third sensor signal value 217 are each marked with a dot on the rising curve section of the first sensor signal 200.
  • the first sensor signal value 210 lies on a raster line 1, which is a first Sampling time corresponds to the second sensor signal value 215 on a raster line 2, which corresponds to a second sampling time following the first sampling time, and the third sensor signal value 217 on a raster line 3, which corresponds to a third sampling time following the second sampling time.
  • the memory for the values of the first sensor is referred to below as a buffer array.
  • the positions in the memory itself are called buffer array index.
  • a sample value 220 and another sample value 222 are each marked with a dot. Viewed in the y-direction, the sample 220 lies between the first sensor signal value 210 and the second sensor signal value 215 and the further sample 222 between the second sensor signal value 215 and the third sensor signal value 217.
  • the assignment of the samples of the second sensor to a sensor signal value pair of the first sensor determined dynamically. The sample falls between two sensor signal values of the first sensor. In this example, the sample 220 is between the first sensor signal value 210 and the second sensor signal value 215 of the first sensor. In addition, the further sample value 222 lies between the second sensor signal value 215 and the third sensor signal value 217 of the first sensor. In order to determine the samples 220 and 222, an intermediate storage of the sensor signals of the first sensor is thus necessary. In the present example, the sample 220 is in time on the raster line 3 and the other
  • the samples may also be reached sooner or later (the defining characteristic of these samples is that they are between the corresponding sensor signal values of the first sensor).
  • the defining characteristic of these samples is that they are between the corresponding sensor signal values of the first sensor.
  • For each sample of the second sensor can be an ein Anlagenendes value pair of the first sensor determine between which lies the sample. Conversely, however, it is not guaranteed that to everyone
  • Interpolation point 227 drawn.
  • the interpolation point 225 is located at one between the raster line 1 and the raster line 2
  • Interpolation line corresponding to an interpolation time 230, and the further interpolation point 227 on a further interpolation line between the raster line 2 and the raster line 3, which corresponds to a further interpolation time 232.
  • the interpolation point 225 corresponds to the sample value 220 and the further interpolation point 227 corresponds to the further sample value 222.
  • the interpolation value 225 is interpolated from the first sensor signal value 210 and the second sensor signal value 215 using the sample 220.
  • the further interpolation point 227 is from the second
  • a time interval dt 0 between the interpolation time 230 and the raster line 3 and a further time interval dti between the further interpolation time 232 and the raster line 4 are each marked with a double-headed arrow.
  • a sensor signal reference value 240 is marked on the rising curve section of the first sensor signal 200.
  • the sensor signal reference value 240 lies on a raster line 0, which is one of the first sampling time
  • a predetermined threshold 235 is marked with a line parallel to the x-axis.
  • the threshold 235 may also be referred to as a start threshold.
  • the threshold 235 is between the
  • the curves of the sensor signals 200, 205 cross each other on a raster line corresponding to a fifth sampling time subsequent to the fourth sampling instant.
  • the predetermined by the grid lines 0 to 5 periods are divided into a predetermined number of substeps.
  • the interpolation time represents an integer multiple of such a substep.
  • an essential functional principle of a method for determining a transit time difference of two signals 200, 205 for detecting the impact position is based on a low start threshold 235 for an initial measurement of the
  • This start threshold 235 may be chosen to be so low that it lies in a lower region of a rising edge of the signals for all relevant signals to be distinguished. A lower limit for this threshold 235 may be given by sensor characteristics such as noise.
  • the discrete signal values of the first sensor for example of the left sensor 110 shown in FIG. 1, are buffered in each cycle.
  • Start threshold 235 buffered as sensor signal reference value 240.
  • a transit time measurement takes place in each algorithm cycle in that a current value of a late signal 205 is compared with buffered values of an early signal 200 and a runtime difference of both signals is calculated therefrom.
  • the early signal is given by the left sensor and the late signal by the right sensor.
  • the determination of the early sensor takes place dynamically depending on which sensor signal first exceeds the start threshold.
  • the two values 210, 215 of the left signal 200 are thus determined, between which the right signal 205 is in terms of its amplitude.
  • the value 210 lies in the buffer array and the position BA (up-l) 0 and has the value p re iLeft [BA (up-l) 0 ]
  • the value 215 lies in the buffer array at the position BA (up) 0 and has the Value p re iLeft [BA (up) 0 ]
  • the buffer array contains as the first entry the last value 240 of the left signal 200 before the start threshold 235 is exceeded, it is ensured that the value pair BA (up) and BA (up-l) i can always be determined.
  • a calculation rule for determining a transit time difference dt is as follows:
  • p represents re ii_eft a value of the first sensor signal 200 and p re iRi g ht a value of the second sensor signal 205.
  • Index is for a given raster line.
  • the determination of the transit time difference dt 0 takes place in two steps. In a first step, the calculation of a number of whole cycles takes place. Here the whole cycles from the current cycle to the cycle BA (up) are determined. This corresponds to a second part of the calculation rule. In a second step, the interpolation of a last subcycle between the
  • An accuracy in this case is an example of a sixteenth of an algorithm cycle.
  • a calculation of dti proceeds analogously by again comparing a value of the right signal 205 with buffered values of the left signal 200.
  • the two values 215 and 217 are picked out at the position BA (up-l) i or BA (up) i, between which the current value 222 of the right signal 205 is located.
  • the determination of the transit time difference dti is then again in accordance with the above calculation rule.
  • Said calculation rule provides according to an embodiment of the present invention, an amount ⁇ dt 0 , dti, dt 2 ... ⁇ with a plurality of transit time differences.
  • a second fixed threshold may be provided above the start threshold 235 to stop or prevent execution of a step in the method.
  • a break threshold may be relatively inflexible as far as different signal amplitudes are concerned.
  • such a break threshold of weak signals may not be achieved.
  • Another abort criterion can be time-based. This ends the
  • a maximum transit time difference of the two signals 200, 205 from the set ⁇ dt 0 , dti, dt 2 ... ⁇ can be used as the termination condition.
  • An uppermost abort criterion overriding all previous abort conditions may be given by crossing over the signals 200, 205, as shown by way of example on the raster line 5 in FIG. Is it coming to a
  • a relevant runtime difference can be extracted from it. For example, from the amount of calculated signal propagation time differences dt, the maximum transit time difference can be calculated. Furthermore, an average or a median can be calculated from the determined signal propagation times ⁇ dt 0 , dti, dt 2 ... ⁇ .
  • this information can be further processed in an algorithm. For example, the differences in transit time can be used to subdivide into different crash types, for example for front-crash detection, or different impact classes, for example for pedestrian protection detection. These impact classes may reflect a distance from a central impact. An average impact, for example, causes only a small difference in transit time, while an external hit is accompanied by an increased transit time difference between the two signals.
  • a feature threshold or signal adjustment can then be performed in the algorithm.
  • the adaptation of the thresholds is shown using the example of a preprocessed pressure signal 305 in FIG.
  • the threshold adjustment can be done in a fixed time window, for example, as long as the algorithm is in the active state.
  • the adjustment of the thresholds may be in both directions depending on an impact position, as required by a vehicle structure at that location.
  • Fig. 3 is a diagram showing a variation of a
  • Tripping threshold 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the diagram is an example of the time course of a
  • Pressure signal 305 shown. This is, for example, one of the two signals 200, 205 shown in FIG. 2.
  • the readout threshold 300 is marked with a line running parallel to the x-axis. Here is the
  • Trigger threshold 300 is lowered in the range of a time window for threshold adjustment.
  • Tripping criteria be provided. For example, in external hits other processed sensor characteristics for the generation of a
  • Tripping decision are used as in central impact positions.
  • Certain ignition means are ignited only in the presence of a certain impact position. For example can be separated from two separate pedestrian airbags, one contact one
  • certain ignition means can be ignited only in the presence of a specific type of crash, for example crash-facing head airbags only in the presence of a highly asymmetric crash with high transit time differences.
  • FIGS. 4a and 4b show diagrams for illustrating a run-time-based comparison between two signals as a function of different ones
  • the signals 400, 405 each have a curved course.
  • a predetermined threshold 410 for measuring a transit time difference between the signals 400, 405 is drawn with a line running parallel to an x-axis.
  • the threshold 410 line intersects the curve of the signal 400 at a first intersection 415 and the curve of the signal 405 at a second intersection 420.
  • the intersections 415, 420 are each located in a linearly rising curve region of the signals 400, 405
  • the x-direction between a time associated with the first intersection 415 and a time associated with the second intersection 420 represents the delay difference between the signals 400, 405.
  • the signals 400, 405 shown in FIG. 4 b each have a significantly lower amplitude with a similar curve as in FIG. 4 a.
  • the threshold 410 is identical in both FIGS. 4a and 4b.
  • the time interval between the time points assigned to the intersections 415, 420 in FIG. 4b is significantly greater than in FIG. 4a.
  • Current runtime-based signal comparisons operate with a fixed threshold at which the delay difference is measured. In this case, depending on the severity of the impact, the threshold may lie more in a lower region or in an upper region of the rising flank. This can sometimes lead to inaccuracies in the transit time measurement.
  • the two situations illustrated in FIGS. 4a and 4b are qualitatively similar, but differ in signal strength. Since the threshold 410 for the time of flight measurement is once in the rising edge, but the other time in the range of a maximum, significantly different values for the ascertained transit time difference can result.
  • the resolution of the skew in current systems is limited to an algorithm time frame, typically 0.5 ms.
  • a finer time frame as provided according to an embodiment of the present invention, may be advantageous.
  • FIG. 5 shows a diagram for illustrating an amplitude-based comparison between two signals.
  • FIG. 6 shows a diagram for illustrating a run-time-based comparison between two signals.
  • sensor comparisons are based on an evaluation of a signal difference between preprocessed sensor data from the respective sensors, such as filtered signals, window integrals, integrals, or other processing. Normally, the signal difference is included
  • Signal difference evaluated and processed in one or more calculation cycles. For example, the signal difference is summed over a few cycles or averaged. Based on this amplitude-based
  • Signal difference can then be made a classification.
  • the signal difference may also be evaluated based on the transit time, as shown in FIG. 6.
  • a delay difference between the two sensors is measured with respect to a fixed amplitude level or threshold and then evaluated.
  • Figures 5 and 6 show by way of example the principles of previous
  • the runtime-based signal comparison takes place via a fixed threshold.
  • FIG. 7 shows a flow chart of a method 700 for determining an impact location of an object on a vehicle in accordance with FIG. 7
  • the method 700 includes a step 705 of reading a first sensor signal value of a first sensor of the vehicle at a predetermined first time, a second sensor signal value of the first sensor at a predetermined second time following the first time, and a sample value of a second sensor of the vehicle to one second Time subsequent third time.
  • An embodiment of the present invention is advantageous in which an intermediate storage of the values of the first sensor and the
  • Interpolation point of the first sensor signal value and the second sensor signal value using the sample corresponds to the sample.
  • the method 700 includes a step 715 of determining a time interval between an interpolation point associated with the interpolation point and the third point in time. Finally, in step 720, using the time interval to determine the
  • the measurement of a transit time difference between two sensor signals becomes adaptive
  • an evaluation range for the transit time measurement in an increasing signal edge is adapted to a signal strength. This is achieved by taking a multiple measurement of the transit time difference starting from a low first threshold for determining the transit time difference. Thus, the rising edge of the signals can be precisely measured. From the set of runtime differences thus obtained, a representative delay difference can be determined with statistical methods.
  • the accuracy can be improved by interpolating between sensor values to an accuracy well below the algorithm time-grid.
  • FIG. 8 shows a block diagram of an apparatus 800 for performing a method according to an embodiment of the present invention.
  • the device 800 may be, for example, the device 105 shown in FIG.
  • the device 800 comprises a read-in unit 805, an interpolation unit 810, in the determination unit 815, and finally a determination unit 820.
  • the read-in unit 805 is configured to generate a first sensor signal value of a first sensor of the vehicle at a predefined first time, a second sensor signal value of the first sensor at a predetermined second time following the first time, and a sample value of a second sensor of the vehicle at a second time third time to read.
  • a first sensor signal value of a first sensor of the vehicle at a predefined first time
  • a second sensor signal value of the first sensor at a predetermined second time following the first time
  • a sample value of a second sensor of the vehicle at a second time third time to read.
  • the interpolation unit 810 is configured to detect an interpolation point from the first sensor signal value and the second sensor signal value Using the sample to calculate, wherein at least one component of the interpolation point corresponds to the sample.
  • the determination unit 815 is designed to determine a time interval between an interpolation point assigned to the interpolation point and the third point in time.
  • the determining unit 820 is configured to determine the impact location of the object using the time interval.
  • an exemplary embodiment comprises an "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Aufprallorts (125) eines Objekts (120) auf einem Fahrzeug (100). Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens eines ersten Sensorsignalwerts eines ersten Sensors (110) des Fahrzeugs (100) zu einem vorgegebenen ersten Zeitpunkt, eines zweiten Sensorsignalwerts des ersten Sensors (110) zu einem dem ersten Zeitpunkt nachfolgenden vorgegebenen zweiten Zeitpunkt und eines Abtastwerts eines zweiten Sensors (115) des Fahrzeugs (100) zu einem dem zweiten Zeitpunkt nachfolgenden vorgegebenen dritten Zeitpunkt. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Berechnens eines Interpolationspunktes aus dem ersten Sensorsignalwert und dem zweiten Sensorsignalwert unter Verwendung des Abtastwerts, wobei zumindest eine Komponente des Interpolationspunkts dem Abtastwert entspricht. In einem weiteren Schritt erfolgt das Ermitteln eines zeitlichen Abstands zwischen einem dem Interpolationspunkt zugeordneten Interpolationszeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt. Schließlich erfolgt ein Schritt des Verwendens des zeitlichen Abstands zum Bestimmen des Aufprallorts (125) des Objekts (120).

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Aufprallorts eines Objekts auf einem Fahrzeug
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Aufprallorts eines Objekts auf einem Fahrzeug, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
In verschiedenen Teilgebieten einer Ansteuerung passiver Rückhaltemittel für Fahrzeuge kann eine Bewertung von Signalunterschieden zwischen zwei oder mehr Sensoren eine wichtige Rolle spielen. Dies betrifft beispielsweise die Fußgängererkennung mittels Beschleunigungssensoren, die
Fußgängererkennung mittels Druckschlauchsensorik, die Crashtyp- Erkennung von Frontcrashs mittels Upfront-Sensoren oder die Crashtyp- Erkennung von Frontcrashs mittels seitlicher, in longitudinaler Richtung eines Fahrzeugs messender Sensoren.
Hierbei können die Signalunterschiede amplitudenbasiert oder laufzeitbasiert bewertet werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Bestimmen eines Aufprallorts eines Objekts auf einem Fahrzeug, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Aufprallorts eines Objekts auf einem Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines ersten Sensorsignalwerts eines ersten Sensors des Fahrzeugs zu einem vorgegebenen ersten Zeitpunkt, eines zweiten Sensorsignalwerts des ersten Sensors zu einem dem ersten Zeitpunkt nachfolgenden vorgegebenen zweiten Zeitpunkt und eines Abtastwerts eines zweiten Sensors des Fahrzeugs zu einem dem zweiten Zeitpunkt nachfolgenden dritten Zeitpunkt;
Berechnen eines Interpolationspunktes aus dem ersten Sensorsignalwert und dem zweiten Sensorsignalwert unter Verwendung des Abtastwerts, wobei zumindest eine Komponente des Interpolationspunktes dem Abtastwert entspricht;
Ermitteln eines zeitlichen Abstands zwischen einem dem Interpolationspunkt zugeordneten Interpolationszeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt; und
Verwenden des zeitlichen Abstands zum Bestimmen des Aufprallorts des Objekts.
Unter einem Aufprallort kann ein Bereich eines Fahrzeugs verstanden werden, auf dem ein Objekt im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt auftrifft. Unter einem Objekt kann ein Kollisionsgegner des Fahrzeugs verstanden werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Objekt um einen Fußgänger, ein weiteres Fahrzeug oder ein Hindernis handeln. Unter einem Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise ein Pkw oder Lkw verstanden werden. Unter einem Sensorsignalwert und einem Abtastwert kann eine Information über eine physikalische Größe verstanden werden, die von einem ersten bzw. einem zweiten Sensor des Fahrzeugs in zumindest eine bestimmte Richtung erfasst wird. Beispielsweise kann der Sensorsignalwert einen Druck, eine Kraft, eine Beschleunigung oder eine ähnliche physikalische Größe repräsentieren. Dabei kann der einzulesende Sensorsignalwert beispielsweise auch schon vorverarbeitet sein, beispielsweise gefiltert oder zur Normierung umgerechnet worden sein. In diesem Fall kann auch eine Vorverarbeitungseinheit vorgesehen sein, die dem Sensor zugeordnet ist und die die betreffende Vorverarbeitung des Sensorsignals vornimmt. Alternativ, kann die Vorverarbeitung auch erst in der Verarbeitungseinheit erfolgen. Unter einem Sensor kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein Drucksensor verstanden werden. Unter einem Interpolationspunkt kann ein Wert oder ein Werttupel verstanden werden, der/das eine physikalische Größe repräsentiert, die zwischen einer physikalischen Größe des ersten Sensorsignalwerts und einer physikalischen Größe des zweiten Sensorsignalwerts liegt. Dabei kann der Interpolationspunkt einen relativen Druck zu einem bestimmten Zeitpunkt repräsentieren. Der Interpolationspunkt kann mittels Interpolation aus dem ersten und dem zweiten Sensorsignalwert sowie unter Verwendung des Abtastwerts abgebildet werden. Hierbei kann eine Komponente des Interpolationspunktes dem Abtastwert entsprechen. Dem Interpolationspunkt kann ein Interpolationszeitpunkt zugeordnet werden, der zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt liegen kann. Der Aufprallort kann unter Verwendung eines zeitlichen Abstands zwischen dem
Interpolationszeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt bestimmt werden. Bei dem zeitlichen Abstand kann es sich um einen Laufzeitunterschied zwischen einem Sensorsignal des ersten Sensors und einem Sensorsignal des zweiten Sensors handeln. Mittels des Laufzeitunterschieds kann beispielsweise eine relative Entfernung des Objekts zu dem ersten und dem zweiten Sensor beim Aufprall des Objekts auf das Fahrzeug ermittelt werden.
Der vorliegende Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Laufzeitunterschied zwischen einem Signal eines ersten Fahrzeugsensors und einem Signal eines zweiten Fahrzeugsensors mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann, indem aus zwei abgetasteten Signalwerten des ersten Fahrzeugsensors unter
Verwendung eines abgetasteten Signalwerts des zweiten Fahrzeugsensors ein zusätzlicher Signalwert des ersten Fahrzeugsensors interpoliert wird. Unter Verwendung dieses zusätzlichen Signalwerts kann der Laufzeitunterschied für einen Zeitraum ermittelt werden, der zwischen vorgegebenen Abtastzeitpunkten der abgetasteten Signalwerte liegt. Somit können Rasterungen, die sich bei herkömmlichen Messmethoden mit festen Schwellen ergeben können und die eine Messgenauigkeit beeinflussen können, vermieden werden und reproduzierbare Ergebnisse für unterschiedliche Signalamplituden bestimmt werden.
Zudem kann mittels eines solchen laufzeitbasierten Verfahrens beispielsweise ein Auftreffort eines Fußgängers, etwa unter Verwendung von
Druckschlauchsensoren, oder ein Crashtyp bei Frontalkollisionen, etwa unter Verwendung von Upfront-Sensoren oder peripheren x-Sensoren, sehr präzise und zuverlässig bestimmt werden. Somit kann auch eine Auslöseleistung vorhandener Fahrzeuginsassen- und Fußgängerschutzsysteme eines Fahrzeugs verbessert werden und Fehlauslösungen minimiert werden. Ferner können in
Abhängigkeit von dem Laufzeitunterschied aktive Rückhaltemittel gezielt gezündet werden.
Günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes, bei dem der dritte Zeitpunkt nicht vorgegeben ist, sondern sich aus dem aktuellen Wert des zweiten Sensors ergibt, dann wenn dieser Wert zwischen die zwei
Sensorsignalwerte des ersten Sensors fällt. Dazu können die Sensorsignalwerte des ersten Sensors zwischengespeichert werden und der Abtastwert mit diesen verglichen werden. Die Bestimmung des Abtastwerts erfolgt somit dynamisch.
Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann im Schritt des Ermitteins zunächst eine erste Zeitspanne zwischen dem zweiten Zeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt sowie eine zweite Zeitspanne zwischen dem
Interpolationszeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt bestimmt werden und anschließend die erste Zeitspanne mit der zweiten Zeitspanne verknüpft werden, um den zeitlichen Abstand zu ermitteln. Beispielsweise kann die erste
Zeitspanne ermittelt werden, indem aus dem zweiten Zeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt eine Differenz gebildet wird. Die erste Zeitspanne und die zweite Zeitspanne können anschließend miteinander addiert werden, um den zeitlichen Abstand zu ermitteln. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil einer robusten, genauen und schnellen Berechnung des zeitlichen Abstands.
Ferner kann im Schritt des Ermitteins der zeitliche Abstand unter Verwendung eines ersten Verhältnisses eines aus dem zweiten Sensorsignalwert und dem Abtastwert gebildeten Differenzwerts zum Differenzwert aus dem zweiten und ersten Sensorsignalwert und/oder unter Verwendung eines zweiten Verhältnisses eines Zeitraums zwischen dem Interpolationszeitpunkt und dem zweiten
Zeitpunkt zu einem Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ermittelt werden. Hierbei kann das erste Verhältnis dem zweiten Verhältnis entsprechen. Durch diese Ausführungsform kann der
Interpolationswert schnell und zuverlässig aus einer nur geringen Anzahl abgetasteter Sensorwerte ermittelt werden.
Eine weitere Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes sieht vor, dass im Schritt des Ermitteins ein Zeitabstand zwischen dem Interpolationszeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt als ein ganzzahliges Vielfaches eines Rasterintervalls bestimmt wird, um den zeitlichen Abstand zu ermitteln. Hierbei kann ein
Zeitabstand zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt in eine vorgegebene Anzahl von Rasterintervallen eingeteilt sein. Unter einem
Rasterintervall kann ein vorgegebener Teilschritt eines Zeitrasters verstanden werden. Hierbei kann der Zeitabstand eine maximale Anzahl von
Rasterintervallen repräsentieren. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil einer besonders genauen Berechnung des Zeitabstands zwischen dem
Interpolationszeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.
Des Weiteren kann ein Schritt des Erkennens eines Überschreitens eines vorgegebenen Schwellenwerts durch einen Signalwert des ersten Sensors und/oder einen Signalwert des zweiten Sensors vorgesehen sein. Hierbei kann im Schritt des Einlesens der erste Sensorsignalwert und/oder der zweite
Sensorsignalwert und/oder der Abtastwert ansprechend auf das Erkennen des Überschreitens eingelesen werden. Unter einem Schwellenwert kann ein eine physikalische Größe repräsentierender Wert verstanden werden, ab dem ein Signalwert des ersten und/oder des zweiten Sensors als eine einen Aufprall des Objekts repräsentierende physikalische Größe erkannt wird. Unter einem
Signalwert kann ein eine physikalische Größe repräsentierender Wert eines Signals des ersten bzw. des zweiten Sensors verstanden werden. Der
Schwellenwert kann besonders niedrig gewählt sein. Beispielsweise kann der Schwellenwert in Abhängigkeit von einer durch ein Rauschen des ersten bzw. des zweiten Sensors vorgegebenen Grenze vorgegeben sein. Mittels des Schwellenwerts kann eine zuverlässige Erkennung eines Aufpralls des Objekts auf das Fahrzeug bereits bei geringen Signalstärken sichergestellt werden. Der zeitliche Abstand kann somit schon zu Beginn eines Aufpralls ermittelt werden.
Hierbei kann ein Schritt des Speicherns eines Sensorsignalreferenzwerts zu einem dem ersten Zeitpunkt vorangehenden vorgegebenen Referenzzeitpunkt vorgesehen sein. Der Sensorsignalreferenzwert kann einen unter dem
Schwellenwert liegenden Signalwert des ersten Sensors repräsentieren. Dabei kann im Schritt des Einlesens der erste Sensorsignalwert und/oder der zweite Sensorsignalwert unter Verwendung des Sensorsignalreferenzwerts eingelesen werden. Der Zweck des Sensorsignalreferenzwerts kann dabei insbesondere darin gesehen werden, dass zu jedem Wert des zweiten Sensors ein Wertepaar des ersten Sensor ermittelt werden kann.
Des Weiteren kann die Ausführung zumindest eines Schritts des Verfahrens abgebrochen und/oder verhindert werden, wenn zumindest ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist. Unter einem Abbruchkriterium kann beispielsweise das Erreichen eines vorgegebenen Abbruchwerts durch den ersten
Sensorsignalwert, den zweiten Sensorsignalwert und/oder den Abtastwert, das Erreichen eines vorgegebenen Maximalwerts des zeitlichen Abstands oder der Ablauf einer vorgegebenen Verfahrensdauer verstanden werden. Des Weiteren kann ein Abbruch erfolgen, wenn das zweite Signal höhere Werte als das erste Signal aufweist. Durch diese Ausführungsform ist es möglich, eine Dauer des Verfahrens möglichst kurz zu halten.
Je nach ermitteltem Zeitunterschied kann zu einem Aufprall auf das Fahrzeug der präzise Aufprallort auf dem Fahrzeug bestimmt werden. Damit kann eine schnellere und zuverlässigere Aufprallerkennung realisiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in einem Schritt des Veränderns eine Auslöseschwelle zum Auslösen einer Personenschutzeinrichtung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand und/oder dem Aufprallort verändert werden. Unter einer Personenschutzeinrichtung kann beispielsweise ein innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs entfaltbarer Airbag, ein Gurtstraffer oder eine aufklappbare Motorhaube verstanden werden. Mittels dieser
Ausführungsform kann eine Schutzwirkung der Personenschutzeinrichtung flexibel an einen Ort oder eine Wucht des Aufpralls angepasst werden und somit ein Verletzungsrisiko von Fahrzeuginsassen oder Fußgängern gesenkt werden.
Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens eines Aktivierungssignals zum Aktivieren zumindest eines Personenschutzmittels des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand und/oder dem Aufprallort umfassen. Unter einem Personenschutzmittel kann eine Personenschutzeinrichtung wie beispielsweise ein innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs entfaltbarer Airbag, ein Gurtstraffer oder eine aufklappbare Motorhaube verstanden werden. Durch das Aktivierungssignal kann eine möglichst schnelle und gezielte Aktivierung des Personenschutzmittels gewährleistet werden. Darüber hinaus werden
Fehlauslösungen des Personenschutzmittels minimiert.
Ferner kann im Schritt des Einlesens ein dritter Sensorsignalwert des ersten Sensors zum dritten Zeitpunkt eingelesen werden und ein weiterer Abtastwert des zweiten Sensors zu einem dem dritten Zeitpunkt nachfolgenden vierten Zeitpunkt eingelesen werden. Hierbei kann im Schritt des Berechnens ein weiterer Interpolationswert aus dem zweiten Sensorsignalwert und dem dritten Sensorsignalwert unter Verwendung des weiteren Abtastwerts interpoliert werden. Der weitere Interpolationswert kann dabei dem weiteren Abtastwert entsprechen. Im Schritt des Ermitteins kann ein weiterer zeitlicher Abstand zwischen einem dem weiteren Interpolationswert zugeordneten weiteren
Interpolationszeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt ermittelt werden. Schließlich kann im Schritt des Bestimmens der Aufprallort ferner unter Verwendung zumindest des weiteren zeitlichen Abstands bestimmt werden. In analoger Weise können weitere Zeitabstände bestimmt werden. Durch die Bestimmung mehrerer zeitlicher Abstände zwischen zwei Sensorsignalen kann der Aufprallort des Objekts mit besonders hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit ermittelt werden.
Um eine möglichst schnelle und effiziente Ermittlung des Aufprallorts zu ermöglichen, kann im Schritt des Ermitteins ein Mittelwert und/oder ein
Maximalwert zumindest aus dem zeitlichen Abstand und dem weiteren zeitlichen Abstand gebildet werden. Unter einem Mittelwert kann beispielsweise ein Median, ein arithmetisches Mittel oder ein geometrisches Mittel verstanden werden. Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in
entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung eines ersten Sensorsignals und eines zweiten Sensorsignals zur Verwendung in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung einer Veränderung einer Auslöseschwelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4a, 4b Diagramme zur Darstellung eines laufzeitbasierten Vergleichs zwischen zwei Signalen in Abhängigkeit von verschiedenen Signalstärken;
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung eines amplitudenbasierten Vergleichs zwischen zwei Signalen;
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung eines laufzeitbasierten Vergleichs zwischen zwei Signalen;
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines Aufprallorts eines Objekts auf einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele de vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung d
Elemente verzichtet wird. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer
Vorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 ist mit einem ersten Sensor 110 und einem zweiten Sensor 115 ausgestattet. Die Sensoren 110, 115 sind beispielhaft auf
gegenüberliegenden Seiten eines Vorderendes des Fahrzeugs 100 befestigt. Alternativ oder zusätzlich können auch Signale von weiteren (in der Fig. 1 nicht dargestellten) Sensoren verwendet werden. Die Vorrichtung 105 ist mit den Sensoren 110, 115 verbunden. Im Vorfeld des Fahrzeugs 100 befindet sich ein Objekt 120. Das Fahrzeug 100 ist im Begriff, mit dem Objekt 120 zu kollidieren.
Der erste Sensor 110 ist ausgebildet, um ansprechend auf eine Kollision des Fahrzeugs 100 mit dem Objekt 120 ein erstes Sensorsignal bereitzustellen. Der zweite Sensor 115 ist ausgebildet, um ansprechend auf die Kollision ein zweites Sensorsignal bereitzustellen. Die Vorrichtung 105 ist ausgebildet, um unter Verwendung von Signalwerten des ersten und des zweiten Sensorsignals einen Interpolationswert zu berechnen und unter Verwendung des Interpolationswerts einen Laufzeitunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Sensorsignal zu ermitteln. Schließlich ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um in Abhängigkeit von dem Laufzeitunterschied einen Aufprallort 125 des Objekts 120 zu bestimmen. Schließlich wird der Laufzeitunterschied verwendet um die
Auslöseperformance des Hauptalgorithmus zu verbessern und letztlich dazu Personenschutzmittel anzusteuern. In Fig. 1 ist ein Abstand zwischen dem ersten Sensor 110 und dem Aufprallort 125 kleiner als ein Abstand zwischen dem zweiten Sensor 115 und dem Aufprallort 125.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht eine adaptive Messung eines Laufzeitunterschieds zweier Sensorsignale zur Ermittlung eines
Aufprallorts bei einem Fußgängerunfall oder einem Fahrzeugcrash vor. Der so ermittelte Aufprallort kann beispielsweise von einem
Fußgängerschutzalgorithmus verwendet werden.
Beispielsweise kann ein Fußgänger als Objekt 120 mittels
Beschleunigungssensoren 110, 115 erfasst werden. Hier sind in der Regel zwei oder mehr Beschleunigungssensoren 110, 115, englisch Pedestrian Collision Sensor oder PCS genannt, im Stoßfängerüberzug des Fahrzeugs 100 montiert. Die Sensoren 110 nahe am Aufprallort 125 des Objekts 120 messen ein stärkeres und früher einsetzendes Signal als die entfernter liegenden Sensoren 115, sodass aus den Signalunterschieden eine Auftreffposition 125 des Objekts 120 am Stoßfänger ermittelt werden kann. Mit der so ermittelten Auftreffposition 125 kann eine Diskriminierung zwischen Fußgängern und Nichtauslöseobjekten optimiert werden. Eine Fußgängererkennung kann mit einer Druckschlauchsensorik realisiert sein. Ein Druckschlauchsensor, englisch Pressure Tube Sensor oder PTS genannt, befindet sich üblicherweise zwischen einem Stoßfängerquerträger und einem davor liegenden Schaum des Fahrzeugs 100. Der Druckschlauchsensor kann mit Luft gefüllt sein und an seinen Enden mit je einem Drucksensor 110, 115 abgeschlossen sein. Kollisionen mit einem Fußgänger 120 können durch eine Deformation des Druckschlauchs erkannt werden und als Drucksignal in den Drucksensoren 110, 115 detektiert werden. Während bei mittigen Treffern beide Drucksensoren 110, 115 ein ähnliches Signal messen, kommt es bei Treffern außerhalb der Mitte aufgrund unterschiedlicher Weglängen, die die Druckwelle zu je einem Sensor 110, 115 zurückzulegen hat, zu Laufzeitunterschieden. Der einem Auftreffort 125 zugewandte Drucksensor 110 misst daher ein früher einsetzendes Signal. Ferner kann sich auch eine Signalform zwischen beiden Sensoren unterscheiden.
Mittels zweier Upfront-Sensoren 110, 115 kann eine Crashtyp- Erkennung von Frontcrashs realisiert sein. Bei den Upfront-Sensoren 110, 115, kurz U FS, kann es sich um in einer Knautschzone des Fahrzeugs 100 montierte, in longitudinaler Richtung messende Beschleunigungssensoren handeln. Die
Beschleunigungssensoren 110, 115 können beispielsweise an einer
Scheinwerferhalterung, an einem Biegequerträger oder an einer Kühlerhalterung angebracht sein. Sie unterstützen die Detektion von Frontalcrashs, die primär basierend auf einer hinter der Knautschzone liegenden Sensorik vorgenommen wird. Im Fall zweier Upfront-Sensoren 110, 115, die auf je einer anderen Seite der Knautschzone symmetrisch angebracht sind, kann durch Vergleich beider Sensorsignale ein Crashtyp wie Crash mit voller Überdeckung, Offsetcrash links oder Offsetcrash rechts ermittelt werden. Mit dem so ermittelten Crashtyp kann eine Auslöseentscheidung eines zentralen Airbagsteuergeräts optimiert werden. Insbesondere können geeignete Rückhaltemittel nur im Offsetcrash gezündet werden, wie beispielsweise ein crashzugewandter Kopfairbag, um einen Kontakt eines Insassen mit der A-Säule des Fahrzeugs 100 zu verhindern.
Zur Crashtyp- Erkennung von Frontcrashs können ferner zwei seitliche, in longitudinaler Richtung messende Sensoren verwendet werden. An einer seitlichen Fahrzeugperipherie, etwa an den B-Säulen, sind zum Zweck einer Seitencrashsensierung häufig in y-Richtung messende
Beschleunigungssensoren verbaut. Diese können um einen weiteren x- Kanal ergänzt werden. Unabhängig davon können periphere x-Sensoren, englisch auch Peripheral Acceleration Sensor -x oder PAS-x genannt, verbaut sein. Analog zur Crashtyp- Erkennung mit Upfront-Sensoren 110, 115 kann durch einen Vergleich dieser Sensoren an der linken und rechten Fahrzeugseite ein Crashtyp ermittelt und damit eine Auslöseentscheidung eines zentralen Airbagsteuergeräts optimiert werden, um geeignete Rückhaltemittel anzusteuern.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines ersten Sensorsignals 200 und eines zweiten Sensorsignals 205 zur Verwendung in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Sensorsignal 200 um das von dem in Fig. 1 gezeigten Sensor 110 ausgegebene linke Sensorsignal und bei dem zweiten Sensorsignal 205 um das von dem in Fig. 1 gezeigten Sensor 115 ausgegebene rechte Sensorsignal. Das Diagramm repräsentiert eine physikalische Größe der Sensorsignale 200, 205 in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf. Bei der physikalischen Größe handelt es sich beispielhaft um einen relativen Druck pre|. Die Sensorsignale 200, 205 weisen je einen kurvenförmigen Verlauf mit einem ansteigenden Kurven abschnitt und einem sich an den ansteigenden
Kurvenabschnitt anschließenden abfallenden Kurven abschnitt auf. Das
Sensorsignal 205 folgt dem Sensorsignal 200 zeitlich nach. Das Diagramm ist beispielhaft in sechs Rasterlinien eingeteilt, die parallel zur y-
Achse des Diagramms verlaufen. Die Rasterlinien entsprechen vorgegebenen Abtastzeitpunkten, zu denen die Sensorsignale 200, 205 abgetastet werden, um entsprechende Signalwerte zu erhalten. Beispielsweise entspricht ein Abstand zwischen zwei Rasterlinien einer Dauer von 500 is. Dieses Zeitraster kann auch als Algorithmuszyklus bezeichnet werden.
Auf dem ansteigenden Kurven abschnitt des ersten Sensorsignals 200 sind beispielhaft ein erster Sensorsignalwert 210, ein zweiter Sensorsignalwert 215 und ein dritter Sensorsignalwert 217 je mit einem Punkt markiert. Hierbei liegt der erste Sensorsignalwert 210 auf einer Rasterlinie 1, die einem ersten Abtastzeitpunkt entspricht, der zweite Sensorsignalwert 215 auf einer Rasterlinie 2, die einem dem ersten Abtastzeitpunkt nachfolgenden zweiten Abtastzeitpunkt entspricht, und der dritte Sensorsignalwert 217 auf einer Rasterlinie 3, die einem dem zweiten Abtastzeitpunkt nachfolgenden dritten Abtastzeitpunkt entspricht.
Diese Werte des ersten Sensors werden zwischengespeichert, um sie später mit den Abtastwerten des zweiten Sensors zu vergleichen. Der Speicher für die Werte des ersten Sensors wird im Folgenden als Bufferarray bezeichnet. Die Positionen im Speicher selbst werden als Bufferarray- Index bezeichnet.
Auf dem ansteigenden Kurvenabschnitt des zweiten Sensorsignals 205 sind beispielhaft ein Abtastwert 220 und ein weiterer Abtastwert 222 je mit einem Punkt markiert. In y-Richtung betrachtet liegt der Abtastwert 220 zwischen dem ersten Sensorsignalwert 210 und dem zweiten Sensorsignalwert 215 und der weitere Abtastwert 222 zwischen dem zweiten Sensorsignalwert 215 und dem dritten Sensorsignalwert 217. Dabei wird die Zuordnung der Abtastwerte des zweiten Sensors zu einem Sensorsignalwertepaar des ersten Sensors dynamisch ermittelt. Der Abtastwert fällt dabei zwischen zwei Sensorsignalwerte des ersten Sensors. In diesem Beispiel liegt der Abtastwert 220 zwischen dem ersten Sensorsignalwert 210 und zweitem Sensorsignalwert 215 des ersten Sensors. Außerdem liegt der weitere Abtastwert 222 zwischen dem zweiten Sensorsignalwert 215 und dem dritten Sensorsignalwert 217 des ersten Sensors. Zur Ermittlung der Abtastwerte 220 und 222 ist somit eine Zwischenspeicherung der Sensorsignale des 1. Sensors nötig. Im vorliegenden Beispiel liegt der Abtastwert 220 in zeitlicher Hinsicht auf der Rasterlinie 3 und der weitere
Abtastwert 222 auf einer Rasterlinie 4. Tatsächlich können die Abtastwerte auch früher oder erst später erreicht werden (die definierende Eigenschaft dieser Abtastwerte ist, dass sie zwischen den entsprechenden Sensorsignalwerten des ersten Sensors liegen). Zu jedem Abtastwert des zweiten Sensors lässt sich ein einsprechendes Wertepaar des ersten Sensors ermitteln zwischen denen der Abtastwert liegt. Umgekehrt jedoch ist nicht sichergestellt, dass zu jedem
Sensorsignalwertepaar des ersten Sensors auch ein Abtastwert des zweiten Sensors existiert. Deshalb erfolgt die nachfolgend beschriebene Interpolation immer ausgehend vom Abtastwert des zweiten Sensors. Auf dem ansteigenden Kurvenabschnitt des ersten Sensorsignals 200 sind zudem beispielhaft ein Interpolationspunkt 225 und ein weiterer
Interpolationspunkt 227 eingezeichnet. Hierbei liegt der Interpolationspunkt 225 auf einer zwischen der Rasterlinie 1 und der Rasterlinie 2 befindlichen
Interpolationslinie, die einem Interpolationszeitpunkt 230 entspricht, und der weitere Interpolationspunkt 227 auf einer zwischen der Rasterlinie 2 und der Rasterlinie 3 befindlichen weiteren Interpolationslinie, die einem weiteren Interpolationszeitpunkt 232 entspricht. In y-Richtung gesehen entspricht der Interpolationspunkt 225 dem Abtastwert 220 und der weitere Interpolationspunkt 227 dem weiteren Abtastwert 222.
Der Interpolationswert 225 ist aus dem ersten Sensorsignalwert 210 und dem zweiten Sensorsignalwert 215 unter Verwendung des Abtastwerts 220 interpoliert. Der weitere Interpolationspunkt 227 ist aus dem zweiten
Sensorsignalwert 215 und dem dritten Sensorsignalwert 217 unter Verwendung des weiteren Abtastwerts 222 interpoliert.
Ein zeitlicher Abstand dt0 zwischen dem Interpolationszeitpunkt 230 und der Rasterlinie 3 und ein weiterer zeitlicher Abstand dti zwischen dem weiteren Interpolationszeitpunkt 232 und der Rasterlinie 4 sind je mit einem Doppelpfeil gekennzeichnet.
Ferner ist auf dem ansteigenden Kurven abschnitt des ersten Sensorsignals 200 ein Sensorsignalreferenzwert 240 markiert. Der Sensorsignalreferenzwert 240 liegt auf einer Rasterlinie 0, die einem dem ersten Abtastzeitpunkt
vorangehenden Referenzzeitpunkt entspricht.
Ein vorgegebener Schwellenwert 235 ist mit einer parallel zur x-Achse verlaufenden Linie markiert. Der Schwellenwert 235 kann auch als Startschwelle bezeichnet werden. Der Schwellenwert 235 liegt zwischen dem
Sensorsignal referenzwert 240 und dem ersten Sensorsignalwert 210.
Die Kurven der Sensorsignale 200, 205 kreuzen sich auf einer Rasterlinie einem dem vierten Abtastzeitpunkt nachfolgenden fünften Abtastzeitpunkt entspricht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die durch die Rasterlinien 0 bis 5 vorgegebenen Zeiträume in eine vorgegebene Anzahl von Teilschritten eingeteilt. Hierbei repräsentiert der Interpolationszeitpunkt ein ganzzahliges Vielfaches eines solchen Teilschritts. Beispielhaft entspricht in Fig.
2 ein Teilschritt einem Sechzehntel des Abstands zwischen zwei Rasterlinien, d. h., bei einem Abstand von 500 is entspricht ein Teilschritt einer Dauer von 31,25 με. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beruht ein wesentliches Funktionsprinzip eines Verfahrens zur Bestimmung eines Laufzeitunterschieds zweier Signale 200, 205 zur Auftrefflagenerkennung auf einer niedrigen Startschwelle 235 für eine initiale Messung des
Laufzeitunterschieds. Diese Startschwelle 235 kann so niedrig gewählt sein, dass sie bei allen relevanten zu unterscheidenden Signalen in einem unteren Bereich einer steigenden Flanke der Signale liegt. Eine Untergrenze für diese Schwelle 235 kann durch Sensoreigenschaften wie beispielsweise Rauschen gegeben sein.
Bei Überschreitung der Startschwelle 235 durch einen Sensor werden die diskreten Signalwerte des ersten Sensors, beispielsweise des in Fig. 1 gezeigten linken Sensors 110, in jedem Zyklus zwischengespeichert. Darüber hinaus wird auch der letzte Wert des ersten Sensors 110 vor Überschreitung der
Startschwelle 235 als Sensorsignalreferenzwert 240 zwischengespeichert.
Sobald auch das zweite Signal 205 die Startschwelle 235 überschreitet, erfolgt eine Laufzeitmessung in jedem Algorithmuszyklus, indem ein momentaner Wert eines späten Signals 205 mit zwischengespeicherten Werten eines frühen Signals 200 verglichen wird und daraus ein Laufzeitunterschied beider Signale berechnet wird. In diesem Beispiel ist das frühe Signal durch den linken Sensor gegeben und das späte Signal durch den rechten Sensor. Die Bestimmung des frühen Sensors erfolgt jedoch dynamisch je nachdem welches Sensorsignal als erstes die Startschwelle überschreitet.
In Bezug auf Fig. 2 bedeutet dies, das ein aktueller Wert 220 des rechten Signals 205 mit den zwischengespeicherten Werten 210, 215 des linken Signals 200 verglichen wird. Für den ersten Wert 220 des rechten Signals 205 werden so die beiden Werte 210, 215 des linken Signals 200 ermittelt, zwischen denen sich das rechte Signal 205 bezüglich seiner Amplitude befindet. Der Wert 210 liegt im Bufferarray und der Stelle BA(up-l)0 und hat den Wert preiLeft[BA(up-l)0], der Wert 215 liegt im Bufferarray an der Stelle BA(up)0 und hat den Wert preiLeft[BA(up)0]
Da das Buffer Array als ersten Eintrag den letzten Wert 240 des linken Signals 200 vor Überschreiten der Startschwelle 235 beinhaltet, ist sichergestellt, dass das Wertepaar BA(up), und BA(up-l)i immer bestimmt werden kann.
Eine Berechnungsvorschrift zur Ermittlung eines Laufzeitunterschieds dt, lautet gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wie folgt:
Figure imgf000018_0001
Hierbei repräsentiert preii_eft einen Wert des ersten Sensorsignals 200 und preiRight einen Wert des zweiten Sensorsignals 205. Index steht für eine vorgegebene Rasterlinie. Die Ermittlung des Laufzeitunterschieds dt0 erfolgt in zwei Schritten. In einem ersten Schritt erfolgt die Berechnung einer Anzahl ganzer Zyklen. Hierbei werden die ganzen Zyklen vom aktuellen Zyklus zum Zyklus BA(up), ermittelt. Dies entspricht einem zweiten Teil der Berechnungsvorschrift. In einem zweiten Schritt erfolgt die Interpolation eines letzten Teilzyklus zwischen dem
Interpolationszeitpunkt 225 und der Rasterlinie 2. Dies entspricht einem ersten
Teil der Berechnungsvorschrift. Eine Genauigkeit liegt hierbei beispielhaft bei einem Sechzehntel eines Algorithmuszyklus.
Eine Berechnung von dti verläuft analog, indem wieder ein Wert des rechten Signals 205 mit zwischengespeicherten Werten des linken Signals 200 verglichen wird. Dabei werden die beiden Werte 215 und 217 an der Stelle BA(up-l)i bzw. BA(up)i herausgegriffen, zwischen denen sich der aktuelle Wert 222 des rechten Signals 205 befindet. Die Ermittlung des Laufzeitunterschieds dti erfolgt dann wiederum gemäß obiger Berechnungsvorschrift. Die genannte Berechnungsvorschrift liefert gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Menge {dt0, dti, dt2 ... } mit einer Mehrzahl von Laufzeitunterschieden. Für eine Berechnung von Algorithmusfunktionen, etwa um Schwellen für eine Feuerentscheidung in Abhängigkeit von einer Auftrefflage zu verändern, sollte die Berechnung des Laufzeitunterschieds nach möglichst kurzer Zeit abgeschlossen sein. Daher können mehrere Abbruchbedingungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine zweite feste Schwelle oberhalb der Startschwelle 235 vorgesehen sein, um die Ausführung eines Schritts des Verfahrens abzubrechen oder zu verhindern. Eine solche Abbruchschwelle kann jedoch relativ unflexibel sein, was verschiedene Signalamplituden betrifft. Außerdem kann eine solche Abbruchschwelle von schwachen Signalen eventuell nicht erreicht werden.
Eine weiteres Abbruchkriterium kann zeitbasiert sein. Hierbei endet die
Berechnung der Laufzeitunterschiede nach einer festgelegten Anzahl von Zyklen.
Außerdem kann ein maximaler Laufzeitunterschied der beiden Signale 200, 205 aus der Menge {dt0, dti, dt2 ...} als Abbruchbedingung verwendet werden.
Ein oberstes Abbruchkriterium, das alle vorherigen Abbruchbedingungen außer Kraft setzt, kann durch ein Überkreuzen der Signale 200, 205 gegeben sein, wie in Fig. 2 beispielhaft auf der Rasterlinie 5 gezeigt. Kommt es zu einem
Überkreuzen der Signale 200, 205, so wird die Berechnung der
Laufzeitunterschiede abgebrochen.
Ist die Berechnung der Menge {dt0, dti, dt2 ...} abgeschlossen, so kann daraus in einem nächsten Schritt ein relevanter Laufzeitunterschied extrahiert werden. Zum Beispiel kann aus der Menge der berechneten Signallaufzeitunterschiede dt, der maximale Laufzeitunterschied berechnet werden. Ferner kann ein Mittelwert oder ein Median aus den ermittelten Signallaufzeiten {dt0, dti, dt2 ... } berechnet werden. Nachdem ein Laufzeitunterschied zwischen zwei Signalen adaptiv und mit einer hohen Genauigkeit ermittelt wurde, kann diese Information in einem Algorithmus weiter verarbeitet werden. Beispielsweise kann mithilfe der Laufzeitunterschiede eine Unterteilung in verschiedene Crashtypen, etwa zur Frontcrasherkennung, oder verschiedene Aufprallklassen, etwa zur Fußgängerschutzerkennung, erfolgen. Diese Aufprallklassen können eine Entfernung von einem mittigen Aufprall widerspiegeln. Ein mittlerer Aufprall verursacht beispielsweise einen nur geringen Laufzeitunterschied, während ein äußerer Treffer mit einem erhöhten Laufzeitunterschied zwischen den beiden Signalen einhergeht.
Unter Verwendung der Aufprallklassen oder der Laufzeitunterschiede kann anschließend im Algorithmus eine Merkmalsschwellen- oder Signalanpassung durchgeführt werden. Die Anpassung der Schwellen ist am Beispiel eines vorverarbeiteten Drucksignals 305 in Fig. 3 dargestellt. Die Schwellenanpassung kann in einem festen Zeitfenster erfolgen, beispielsweise solange sich der Algorithmus im Aktivzustand befindet. Die Anpassung der Schwellen kann in Abhängigkeit einer Auftreffposition in beide Richtungen erfolgen, je nachdem wie es eine Fahrzeugstruktur an dieser Stelle erfordert.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer Veränderung einer
Auslöseschwelle 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem Diagramm ist beispielhaft der zeitliche Verlauf eines
Drucksignals 305 dargestellt. Dabei handelt es sich beispielsweise um eines der beiden in Fig. 2 dargestellten Signale 200, 205. Die Ausleseschwelle 300 ist mit einer parallel zur x-Achse verlaufenden Linie markiert. Hierbei ist die
Auslöseschwelle 300 im Bereich eines Zeitfenster zur Schwellenanpassung abgesenkt.
Anstelle der Schwellwertanpassung kann eine Umschaltung auf andere
Auslösekriterien vorgesehen sein. Beispielsweise können bei äußeren Treffern andere verarbeitete Sensormerkmale für die Generierung einer
Auslöseentscheidung herangezogen werden als bei mittigen Aufprallpositionen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass gewisse Zündmittel nur bei Vorliegen einer gewissen Auftreffposition gezündet werden. Beispielsweise können von zwei getrennten Fußgängerairbags, die einen Kontakt eines
Fußgängers mit einer A-Säule eines Fahrzeugs verhindern, bei äußeren Treffern nur ein jeweils seitenrichtiger Airbag gezündet werden. Bei mittigen Treffern können hingegen beide Airbags gezündet werden.
Ähnlich können im Rahmen der Frontcrasherkennung gewisse Zündmittel nur bei Vorliegen eines bestimmten Crashtyps gezündet werden, beispielsweise crashzugewandte Kopfairbags nur bei Vorliegen eines stark asymmetrischen Crashs mit hohen Laufzeitunterschieden.
Die Figuren 4a und 4b zeigen Diagramme zur Darstellung eines laufzeitbasierten Vergleichs zwischen zwei Signalen in Abhängigkeit von verschiedenen
Signalstärken. Die Signale 400, 405 weisen je einen kurvenförmigen Verlauf auf. Eine vorgegebene Schwelle 410 zum Messen eines Laufzeitunterschieds zwischen den Signalen 400, 405 ist mit einer parallel zu einer x-Achse verlaufenden Linie eingezeichnet. Die Linie der Schwelle 410 schneidet die Kurve des Signals 400 in einem ersten Schnittpunkt 415 und die Kurve des Signals 405 in einem zweiten Schnittpunkt 420. Die Schnittpunkte 415, 420 befinden sich je in einem linear ansteigenden Kurvenbereich der Signale 400, 405. Ein Abstand in x- Richtung zwischen einem dem ersten Schnittpunkt 415 zugeordneten Zeitpunkt und einem dem zweiten Schnittpunkt 420 zugeordneten Zeitpunkt repräsentiert den Laufzeitunterschied zwischen den Signalen 400, 405.
Im Unterschied zu Fig. 4a weisen die in Fig. 4b gezeigten Signale 400, 405 je eine deutlich geringere Amplitude bei ähnlichem Kurvenverlauf wie in Fig. 4a auf.
Die Schwelle 410 hingegen ist in beiden Figuren 4a und 4b identisch. Somit ist der zeitliche Abstand zwischen den den Schnittpunkten 415, 420 zugeordneten Zeitpunkten in Fig. 4b deutlich größer als in Fig. 4a. Aktuelle laufzeitbasierte Signalvergleiche arbeiten mit einer festen Schwelle, zu der der Laufzeitunterschied gemessen wird. Hierbei kann die Schwelle je nach Stärke des Aufpralls eher in einem unteren Bereich oder in einem oberen Bereich der steigenden Flanke liegen. Dies kann unter Umständen zu Ungenauigkeiten bei der Laufzeitmessung führen. Die beiden in den Figuren 4a und 4b dargestellten Situationen sind qualitativ ähnlich, unterscheiden sich aber in einer Signalstärke. Da die Schwelle 410 für die Laufzeitmessung einmal in der steigenden Flanke, das andere Mal aber im Bereich eines Maximums liegt, können sich deutlich unterschiedliche Werte für den ermittelten Laufzeitunterschied ergeben.
Darüber hinaus ist die Auflösung des Laufzeitunterschieds in gegenwärtigen Systemen auf ein Algorithmus-Zeitraster, in der Regel auf 0,5 ms, begrenzt. Für eine hinreichend genaue Klassifikation kann ein feineres Zeitraster, wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, von Vorteil sein.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines amplitudenbasierten Vergleichs zwischen zwei Signalen.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines laufzeitbasierten Vergleichs zwischen zwei Signalen.
Meist basieren Sensorvergleiche auf einer Bewertung eines Signalunterschieds zwischen vorverarbeiteten Sensordaten der betreffenden Sensoren, wie beispielsweise gefilterten Signalen, Fensterintegralen, Integralen oder anderen Verarbeitungen. Im Normalfall wird der Signalunterschied dabei
amplitudenbasiert bewertet, wie in Fig. 5 gezeigt. Hierbei wird der
Signalunterschied in einem oder mehreren Rechenzyklen bewertet und weiterverarbeitet. Beispielsweise wird der Signalunterschied über einige Zyklen aufsummiert oder gemittelt. Basierend auf diesem amplitudenbasierten
Signalunterschied kann dann eine Klassifikation vorgenommen werden.
Alternativ kann der Signalunterschied auch laufzeitbasiert bewertet werden, wie in Fig. 6 dargestellt. Dabei wird bezüglich einer festen Amplitudenhöhe oder Schwelle ein Laufzeitunterschied zwischen den beiden Sensoren gemessen und anschließend bewertet. Die Figuren 5 und 6 zeigen beispielhaft die Prinzipien bisheriger
amplitudenbasierter und laufzeitbasierter Signalvergleiche. Hierbei erfolgt der laufzeitbasierte Signalvergleich über eine feste Schwelle.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Bestimmen eines Aufprallorts eines Objekts auf einem Fahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 705 des Einlesens eines ersten Sensorsignalwerts eines ersten Sensors des Fahrzeugs zu einem vorgegebenen ersten Zeitpunkt, eines zweiten Sensorsignalwerts des ersten Sensors zu einem dem ersten Zeitpunkt nachfolgenden vorgegebenen zweiten Zeitpunkt und eines Abtastwerts eines zweiten Sensors des Fahrzeugs zu einem dem zweiten Zeitpunkt nachfolgenden dritten Zeitpunkt. Günstig ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in dem eine Zwischenspeicherung der Werte des ersten Sensors und die
Bestimmung des Abtastwertes (nämlich, dass der Abtastwert des zweiten.
Sensors zwischen dem ersten und zweiten Sensorsignalwert des ersten Sensors liegt) erfolgt. In einem Schritt 710 erfolgt die Berechnung eines
Interpolationspunktes aus dem ersten Sensorsignalwert und dem zweiten Sensorsignalwert unter Verwendung des Abtastwerts. Hierbei entspricht zumindest eine Komponente des Interpolationspunktes dem Abtastwert. Des Weiteren umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 715 des Ermitteins eines zeitlichen Abstands zwischen einem dem Interpolationspunkt zugeordneten Interpolationszeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt. Schließlich erfolgt in einem Schritt 720 das Verwenden des zeitlichen Abstands zum Bestimmen des
Aufprallorts des Objekts.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Messung eines Laufzeitunterschieds zwischen zwei Sensorsignalen adaptiv
vorgenommen. Hierbei wird ein Bewertungsbereich für die Laufzeitmessung in einer steigenden Signalflanke an eine Signalstärke angepasst. Dies wird dadurch erreicht, dass ausgehend von einer niedrigen ersten Schwelle zur Bestimmung des Laufzeitunterschieds eine mehrmalige Messung des Laufzeitunterschieds erfolgt. Somit kann die steigende Flanke der Signale präzise ausgemessen werden. Aus dem so erhaltenen Satz an Laufzeitunterschieden kann mit statistischen Methoden ein repräsentativer Laufzeitunterschied ermittelt werden.
Des Weiteren kann die Genauigkeit durch Interpolation zwischen Sensorwerten auf eine Genauigkeit deutlich unterhalb des Algorithmus-Zeitrasters verbessert werden.
Somit ist es möglich, den Laufzeitunterschied besonders genau und robust zu bestimmen und dementsprechend eine besonders genaue und robuste Detektion eines Aufprallorts von Objekten, etwa auf einem Stoßfänger eines Fahrzeugs im Kontext eines Fußgängerschutzsystems, oder eines Crashtyps, etwa in
Verbindung mit Airbag-Auslösealgorithmen, vorzunehmen. Auf diese Weise kann eine Robustheit einer Feuerentscheidung innerhalb des Algorithmus erhöht werden.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 800 zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Vorrichtung 800 kann es sich beispielsweise um die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 105 handeln. Die Vorrichtung 800 umfasst eine Einleseeinheit 805, eine Interpolationseinheit 810, in der Ermittlungseinheit 815 sowie schließlich eine Bestimmungseinheit 820.
Die Einleseeinheit 805 ist ausgebildet, um einen ersten Sensorsignalwert eines ersten Sensors des Fahrzeugs zu einem vorgegebenen ersten Zeitpunkt, einen zweiten Sensorsignalwert des ersten Sensors zu einem dem ersten Zeitpunkt nachfolgenden vorgegebenen zweiten Zeitpunkt und einen Abtastwert eines zweiten Sensors des Fahrzeugs zu einem dem zweiten Zeitpunkt nachfolgenden dritten Zeitpunkt einzulesen. Günstig ist ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, in dem in einem Speicher eine Zwischenspeicherung der Werte des ersten Sensors und die Bestimmung des Abtastwertes (nämlich, dass der Abtastwert des zweiten Sensors zwischen dem ersten und zweiten
Sensorsignalwert des ersten Sensors liegt) erfolgt.
Die Interpolationseinheit 810 ist ausgebildet, um einen Interpolationspunkt aus dem ersten Sensorsignalwert und dem zweiten Sensorsignalwert unter Verwendung des Abtastwerts zu berechnen, wobei zumindest eine Komponente des Interpolationspunktes dem Abtastwert entspricht.
Die Ermittlungseinheit 815 ist ausgebildet, um einen zeitlichen Abstand zwischen einem dem Interpolationspunkt zugeordneten Interpolationszeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt zu ermitteln.
Die Bestimmungseinheit 820 ist ausgebildet, um den Aufprallort des Objekts unter Verwendung des zeitlichen Abstands zu bestimmen.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"- Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (700) zum Bestimmen eines Aufprallorts (125) eines Objekts (120) auf einem Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (700) folgende Schritte umfasst:
Einlesen (705) eines ersten Sensorsignalwerts (210) eines ersten Sensors (110) des Fahrzeugs (100) zu einem vorgegebenen ersten Zeitpunkt (1), eines zweiten Sensorsignalwerts (215) des ersten Sensors (110) zu einem dem ersten Zeitpunkt (1) nachfolgenden vorgegebenen zweiten Zeitpunkt (2) und eines Abtastwerts (220) eines zweiten Sensors (115) des Fahrzeugs (100) zu einem dem zweiten Zeitpunkt (2) nachfolgenden dritten Zeitpunkt (3);
Berechnen (710) eines Interpolationspunktes (225) aus dem ersten Sensorsignalwert (210) und dem zweiten Sensorsignalwert (215) unter Verwendung des Abtastwerts (220), wobei zumindest eine Komponente des Interpolationspunktes (225) dem Abtastwert (220) entspricht;
Ermitteln (715) eines zeitlichen Abstands (dt0) zwischen einem dem Interpolationspunkt (225) zugeordneten Interpolationszeitpunkt (230) und dem dritten Zeitpunkt (3); und
Verwenden (720) des zeitlichen Abstands (dt0) zum Bestimmen des Aufprallorts (125) des Objekts (120).
2. Verfahren (700) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im
Schritt (715) des Ermitteins zunächst eine erste Zeitspanne zwischen dem zweiten Zeitpunkt (2) und dem dritten Zeitpunkt (3) sowie eine zweite Zeitspanne zwischen dem Interpolationszeitpunkt (230) und dem zweiten Zeitpunkt (2) bestimmt werden und anschließend die erste Zeitspanne mit der zweiten Zeitspanne verknüpft wird, um den zeitlichen Abstand (dt0) zu ermitteln.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (715) des Ermitteins der zeitliche Abstand (dt0) unter Verwendung eines ersten Verhältnisses eines aus dem zweiten Sensorsignalwert (215) und dem Abtastwert (220) gebildeten Differenzwerts zu der Differenz aus dem zweiten Sensorsignalwert (215) und dem ersten Sensorsignalwert (210) und/oder unter Verwendung eines zweiten Verhältnisses eines
Zeitraums zwischen dem Interpolationszeitpunkt (230) und dem zweiten Zeitpunkt (2) zu einem Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt (1) und dem zweiten Zeitpunkt (2) ermittelt wird, wobei das erste Verhältnis dem zweiten Verhältnis entspricht.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (715) des Ermitteins ein Zeitabstand zwischen dem Interpolationszeitpunkt (230) und dem zweiten Zeitpunkt (2) als ein ganzzahliges Vielfaches eines
Rasterintervalls bestimmt wird, um den zeitlichen Abstand (dt0) zu ermitteln, wobei ein Zeitabstand zwischen dem ersten Zeitpunkt (1) und dem zweiten Zeitpunkt (2) in eine vorgegebene Anzahl von
Rasterintervallen eingeteilt ist.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Erkennens eines
Überschreitens eines vorgegebenen Schwellenwerts (235) durch einen Signalwert des ersten Sensors (110) und/oder einen Signalwert des zweiten Sensors (115), wobei im Schritt (705) des Einlesens der erste Sensorsignalwert (210) und/oder der zweite Sensorsignalwert (215) und/oder der Abtastwert (220) ansprechend auf das Erkennen des Überschreitens eingelesen wird.
Verfahren (700) gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Schritt des Speicherns eines Sensorsignalreferenzwerts (240) zu einem dem ersten Zeitpunkt (1) vorangehenden vorgegebenen
Referenzzeitpunkt (0), wobei der Sensorsignalreferenzwert (240) einen unter dem Schwellenwert (235) liegenden Sensorsignalwert des ersten Sensors (110) repräsentiert.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung zumindest eines Schritts des Verfahrens (700) abgebrochen und/oder verhindert wird, wenn zumindest ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Zuordnens eines Aufpralls des Fahrzeugs (100) zu zumindest einer vorgegebenen Aufprallkategorie in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand (dt0) und/oder dem Aufprallort (125).
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Veränderns einer
Auslöseschwelle (300) zum Auslösen einer Personenschutzeinrichtung des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand (dt0) und/oder dem Aufprallort (125).
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bereitstellens eines
Aktivierungssignals zum Aktivieren zumindest eines
Personenschutzmittels des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand (dt0) und/oder dem Aufprallort (125).
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (705) des Einlesens ein dritter Sensorsignalwert (217) des ersten Sensors (110) zum dritten Zeitpunkt (3) eingelesen wird, wobei ein weiterer Abtastwert (222) des zweiten Sensors (115) zu einem dem dritten Zeitpunkt (3)
nachfolgenden vierten Zeitpunkt (4) eingelesen wird, wobei im Schritt (710) des Berechnens eines weiteren Interpolationspunkts (227) aus dem zweiten Sensorsignalwert (215) und dem dritten Sensorsignalwert (217) unter Verwendung des weiteren Abtastwerts (222) interpoliert wird, wobei zumindest eine Komponente des weiteren Interpolationspunkts (227) dem weiteren Abtastwert (222) entspricht, wobei im Schritt (715) des Ermitteins ein weiterer zeitlicher Abstand (dti) zwischen einem dem weiteren Interpolationspunkt (227) zugeordneten weiteren
Interpolationszeitpunkt (232) und dem vierten Zeitpunkt (4) ermittelt wird und wobei im Schritt (720) des Bestimmens der Aufprallort (125) ferner unter Verwendung zumindest des weiteren zeitlichen Abstands (dti) bestimmt wird.
Verfahren (700) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (715) des Ermitteins ein Mittelwert und/oder ein Maximalwert zumindest aus dem zeitlichen Abstand (dt0) und/oder dem weiteren zeitlichen Abstand (dti) gebildet wird, wobei im Schritt (720) des
Bestimmens der Aufprallort (125) unter Verwendung des Mittelwerts und/oder des Maximalwerts bestimmt wird.
Vorrichtung (800), die ausgebildet ist, um alle Schritte eines Verfahrens (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 14.
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