WO2016012091A1 - Verfahren zum betrieb eines parkassistenzsystems in einem kraftfahrzeug und kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines parkassistenzsystems in einem kraftfahrzeug und kraftfahrzeug Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a parking assistance system in a motor vehicle, wherein ambient data describing the surroundings of the motor vehicle which are recorded with at least one environmental sensor are used as input data for at least one function of the parking assistance system.
  • the invention relates to a motor vehicle, comprising a parking assistance system with a control unit and at least one radar sensor.
  • driver assistance systems for modern motor vehicles have already been proposed many times. If the driver assistance system requires the detection of dynamic objects in traffic, such driver assistance systems often use radar sensors. This concerns in particular longitudinal and / or transverse driver assistance systems, for example ACC systems, lane change assistants and the like.
  • driver assistance systems that can support a driver parking in a parking space by means of an information output and / or driving interventions.
  • parking assistance systems have already been proposed in which a distance to detected objects is output to the driver via a repetition frequency of emitted tones, in which distance maps of objects and around the motor vehicle are output or where the parking process is completely automated, thus determining corresponding driving interventions and be performed.
  • the functions of parking assistance systems thus require environmental data which is the (near) Um-
  • CONFIRMATION COPY describe the description of the motor vehicle and about which in particular a parking operation collision-prone objects can be described.
  • ultrasonic sensors and / or optical imaging sensors, in particular cameras.
  • these environmental sensors have disadvantages in view of the requirements of future parking assistance systems, since their requirements can not always be met.
  • Another disadvantage of these environmental sensors is that they are installed visibly, thus limiting the design freedom of motor vehicles.
  • ultrasonic sensors that are installed in a bumper of the motor vehicle, corresponding through holes that may not be disguised.
  • Ultrasonic sensors have the further disadvantage of being active or suitable only up to a certain speed, since the ultrasonic sensors are sensitive to weather, wind and temperature. In order to perform an angle determination, several ultrasonic sensors are needed after the angle measurement is then done by triangulation. Disadvantages of cameras are that they are often expensive to buy, are visible to be installed, are sensitive to light and weather and their environmental data require a compute-intensive evaluation.
  • Radar sensors used today for other driver assistance systems for example longitudinal and / or transverse driver assistance systems, which are mostly medium- or long-range radar sensors, are not used for parking applications for a number of reasons.
  • the radar sensors are too expensive, and furthermore the internal noise level of such radar sensors is too high, which means that the signal-to-noise ratio is too low.
  • the increased noise level has the consequence that the detection of objects only up to a certain minimum distance, the usually greater than 0.5 m, can be guaranteed, which would be completely unsuitable for a park application.
  • the invention is therefore based on the object to allow improved operation of a parking assistance system by improved environmental data, in particular more accurate and / or simple measured environmental data.
  • At least one radar sensor is used as an environmental sensor whose radar transceiver is realized as a semiconductor chip, in particular a CMOS chip.
  • the invention therefore proposes to use a special embodiment of a radar sensor as environment sensor for parking assistance systems, taking advantage of the fact that the recent progress in the design of radar sensors now cost-effective radar sensors are available that meet the demands made on environmental sensors of a parking assistance system requirements much better than the common ultrasonic sensors or optical imaging sensors.
  • Such high-resolution even for shorter ranges, for example in the range of 10 cm to 30 m, suitable radar sensors with which an excellent separation of individual targets is possible based on a semiconductor technology, in particular one CMOS technology and can be realized extremely compact and inexpensive.
  • CMOS Radarchip is extremely compact and does not use expensive special semiconductors, so it offers significant advantages over other semiconductor technologies, especially in manufacturing.
  • a very low cost small radar sensor is possible, which can meet the space requirements significantly better and due to the short signal paths also has a very low signal-to-noise ratio and for high frequencies and larger, variable frequency bandwidths is suitable. Therefore, such small-scale radar sensors can also be used for short-reach applications, for example in the range of 30 cm to 10 m.
  • CMOS transceiver chip and / or a package with CMOS transceiver chip and antenna on a common circuit board with a digital signal processing processor (DSP processor) or the functions of the signal processing processor in the CMOS Integrate transceiver chip. Similar integration is possible for control functions.
  • DSP processor digital signal processing processor
  • a particularly advantageous embodiment of the present invention provides that by the semiconductor chip, in particular the CMOS chip, also a digital signal processing component and / or a control unit of the radar sensor are realized and / or an antenna arrangement of the radar sensor and the semiconductor chip as a packing are realized. In this way, all previously discrete radar front-end radar components are integrated into a single high-frequency CMOS. In particular, there is therefore the possibility of integrating the antenna arrangement of the radar sensor, a digital signal processing component (DSP) and / or a control unit in a single package.
  • DSP digital signal processing component
  • radar sensors as environmental sensors in a parking assist system
  • FMCW (CW) radars have the ability, in one cycle (without triangulating the data of multiple sensors), to measure the distance, speed, and angle of a reflective object as environmental data issue.
  • both static objects ie objects that are within the functional life Do not move, as well as dynamic objects, so objects that move at a speed through the detected monitoring area in the vicinity of the motor vehicle to detect.
  • a particular advantage of such a small-sized radar sensors which may be smaller than 3 cm x 3 cm, for example, when implemented as a semiconductor chip and antenna in the package, is that it places behind the plastic material of the bumper when installing the radar sensors in the rear and / or front bumper after it is permeable to radar radiation.
  • the present invention allows a very advantageous installation of radar sensors in doors to better capture objects in the lateral area.
  • the metal / sheet metal of the doors for radar waves may be provided to cut out a window in the sheet metal of the doors, behind which the radar sensor is arranged so that the antenna arrangement of the radar sensor can radiate through this window.
  • the window can then be closed by a radar-permeable material, such as plastic, whereupon the door can be painted as a whole, so that from the outside, as already in the bumpers, no holes or sensors can be seen. Since the radar sensors described here have a very small antenna arrangement, which may for example have an area of less than 1 cm 2 , the cut-out window can accordingly be small, so that the smaller antenna arrangement can radiate through the window, which is covered in particular with plastic.
  • the environmental data it is also possible for the environmental data to be detected exclusively by the at least one radar sensor. to be won.
  • the small-scale, based on semiconductor technology, in particular CMOS technology, radar sensors allow, as already mentioned, a very accurate measurement of distance, angle and radar speed, in particular a high distance resolution is given, so that merges with other environmental sensors, such as ultrasonic sensors and / or cameras, is not necessary.
  • CMOS-based cost-effective radar technology for the parking assistance system in particular, it is also possible to use only environmental sensors which can be concealed. This is in contrast to the technologies used hitherto, in particular ultrasound and optical imaging, which require a direct view to the outside, which represents a disadvantage for the integration in the motor vehicle.
  • an environmental model describing objects in the environment of the motor vehicle in particular a three-dimensional environmental model, can be determined from the environmental data.
  • environment models (often also referred to as environmental model) are already known in principle in the prior art and can be used in driver assistance systems as simply referenceable data structure.
  • the radar sensor it is conceivable in this context to configure the radar sensor in such a way that it already provides all the data required for the environmental model with sufficient accuracy, as has already been explained with regard to the angle, the distance and the speed.
  • a three-dimensional environment model based solely on environmental data from radar sensors is also conceivable if a corresponding embodiment of the radar sensors is provided.
  • a radar sensor with an antenna arrangement which permits an angular resolution in at least two mutually perpendicular planes.
  • Such antenna arrangements are already known in principle and may, for example, have antenna elements following one another in succession and at least one additional antenna element which adjoins in another direction perpendicular thereto.
  • Radar sensors are provided which measure an azimuth angle and elevation angle, which are preferably radar sensors with a wide-angle detection range.
  • the use of radar sensors with an opening angle of 160 ° in the azimuth and 90 ° in the elevation has proven to be expedient.
  • Such a configuration of the radar sensors with such an antenna arrangement offers the possibility of collecting three-dimensional information about the objects in the environment of the motor vehicle.
  • a particularly preferred development of the invention provides that, for at least one object of the surroundings of the motor vehicle, height information of the object is determined from the environmental data of the radar sensor. Consequently, a height detection / height estimation of obstacles present in the surroundings of the motor vehicle is possible in comparison to today's, ultrasound or camera-based parking assistance systems. Due to the additional height information about the objects, a more accurate, more comprehensive evaluation within the scope of the functions can take place, so that an improved functionality of the parking assistance system is realized.
  • An embodiment of the present invention may further provide that, based on a speed information determined with the radar sensor, a classification of objects in the surroundings of the motor vehicle into moving and non-moving objects takes place.
  • This further forms the possibility of detecting both static and dynamic objects with the radar sensors, even after a relative speed of the objects to the motor vehicle is supplied by the radar sensor as ambient data, so that classification of objects, for example a dynamic one, can take place
  • Object is initially followed for a while before it is assessed how a parking trajectory is to design or whether a parking space is available for parking.
  • moving objects can be further tracked in the environmental data.
  • CMOS technology opens up design possibilities which were initially difficult to realize for radar sensors, in particular also a better separation capability between different objects, which can be achieved by a higher frequency bandwidth of the FMCW radar sensor.
  • a particularly expedient embodiment of the present invention provides that a radar sensor with a frequency bandwidth greater than 3 GHz, in particular 4 GHz, and / or with a lying in the range of 76 GHz to 81 GHz frequency band is used. Such wide frequency bandwidths allow a particularly good separation between different objects, thus further improving the accuracy of the detection.
  • the present invention also relates to a motor vehicle, comprising a parking assistance system with a control unit and at least one radar sensor, which is characterized in that the control unit for using recorded with the radar sensor, the environment of the motor vehicle descriptive environment data as input data for at least a function of the parking assistance system. is formed and the radar transceiver of the radar sensor is realized as a semiconductor chip, in particular a CMOS chip. All statements relating to the method according to the invention can be analogously applied to the motor vehicle according to the invention, so that the already mentioned advantages can also be obtained therewith.
  • small-sized, high-precision radar sensors can be realized with semiconductor chips to collect by much improved environmental sensors, namely radar sensors, the necessary environmental data for the operation of the parking assistance system.
  • a plurality of radar sensors covering the entire surroundings of the motor vehicle in particular eight radar sensors, are also preferably provided in the motor vehicle according to the invention.
  • a digital signal processing component and / or a control unit of the radar sensor are realized by the semiconductor chip and / or an antenna arrangement of the radar sensor and the semiconductor chip are implemented as a package. It is also advantageous if the antenna arrangement of the at least one radar sensor permits an angular resolution in at least two mutually perpendicular planes.
  • At least one of the at least one radar sensor is installed integrated in a door of the motor vehicle.
  • the antenna arrangement of the radar sensor In the case of installation in a door made of metal of the motor vehicle, it is expedient if at least one through-opening through the antenna arrangement of the radar sensor, thus a window, is present through the metal, which is irradiated with radar radiation. casual material, such as plastic, is filled. As has already been explained with respect to the method, such windows can be kept extremely small, since due to the small design of the radar sensor, in particular as a package, the antenna arrangement can also be kept small, for example less than 1 cm 2 , so that correspondingly small Through openings are sufficient for transmission. If the window is filled up with the material permeable to radar radiation, the overall height can be painted, for example, and the presence of the radar sensor does not occur.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention
  • FIG. 5 shows a sketch of the method according to the invention
  • FIG. 6 shows a representation for the three-dimensional detection of the surroundings of the motor vehicle
  • Fig. 7 shows a possibility for two-dimensional representation of information for the driver
  • Fig. 8 shows the integration of radar sensors in the door of the motor vehicle.
  • 1 shows a schematic diagram of a motor vehicle 1 according to the invention.
  • This has a parking assistance system 2 with a control unit 3 which realizes various functions as input data depending on environmental data, for example a display of the environment of the motor vehicle 1 during a parking operation, the output of Warning signals in a parking operation and / or performing the parking operation supporting driving interventions, for which the control unit 3 is connected to corresponding output means 4 and / or other vehicle systems 5.
  • the control unit 3 receives the environmental data from eight radar sensors 6, of which three are integrated in the front bumper 7, three in the rear bumper 8 and one each in the side doors 9.
  • the radar sensors 6 are shown in more detail in their construction in Fig. 2.
  • the radar front end is formed by a package 10 of a semiconductor chip 11, here a CMOS chip, and an antenna arrangement 12.
  • the semiconductor chip 11 realizes not only the radar transceiver 13 but also a control unit 14 and a digital signal processing component 15 (DSP).
  • DSP digital signal processing component
  • the entire radar sensor 6 in CMOS technology is extremely small construction feasible, resulting in reduced signal paths and reduced parasitic effects low noise level, thus a high signal-to-noise ratio. That is, angle, speed and distance of surrounding objects can be detected with high accuracy.
  • this is otherwise operated with a frequency bandwidth of 4 GHz in a frequency band from 77 GHz to 81 GHz.
  • FIG. 3 shows a possible concrete structure of the antenna arrangement 12 of the radar sensor 6, which is constructed from four antenna elements 16. Three of the antenna elements 16 follow one another in one direction and make it possible to measure the angle in azimuth; the addition of the further antenna element 16 in the direction perpendicular thereto additionally permits a measurement of the elevation angle, so that consequently a three-dimensional scanning of the surroundings of the motor vehicle 1 can take place, which also makes height information available.
  • the radar sensors 6 are realized as wide-angle radar sensors 6, that is, they have in the present embodiment, an opening angle of the detection range in the azimuth of 160 ° and in the elevation of 90 °.
  • the 4 shows the detection areas 17 of the radar sensors 6. It is apparent that the entire environment around the motor vehicle 1 is detected, with the actual monitoring area resulting from the range of the radar sensors 6. In some cases, the coverage areas 17 also overlap, so that redundant information arises which can be used for checking the plausibility or otherwise improving the data quality.
  • the specific implementation of the radar sensors 6, as described, permits extremely accurate detection of objects in the surroundings of the motor vehicle 1 up to short distances, which applies to both static and dynamic objects. Information about this, as described (ideally two) angles, distance and relative velocity, are obtained in the environmental data. This is explained in more detail by FIG. 5, in which the oval 18 symbolizes the static environment of the motor vehicle 1, the oval 19 the dynamic environment of the motor vehicle 1. Both are contained in the environmental data 20 supplied by the radar sensors 6, which in turn are provided to the control unit 3, the parking assistance system 2, which can use the environment data as input data for various functions.
  • the environment data 20 of the radar sensors 6 can be used to calculate an image of the surroundings of the motor vehicle 1 in an environment model, it also being expedient to determine a height information for the detected objects, thus a three-dimensional environment. model is created. This is possible after 12 angles in the azimuth and in the Elevation can be determined by the special design of the antenna assembly.
  • the height information can therefore be used, for example, to classify objects as passable by the motor vehicle 1 or subclassifiable by the motor vehicle 1, for example as regards curbs and / or trees. Also, further classifications of objects are conceivable, for example, a division into static and dynamic objects in the context of the evaluation of the environmental data can be done.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the motor vehicle 1 and surrounding objects 21, 22, 23 and 24.
  • the object 21 could, for example, be a wall closing off a parking space, the object 22 the crown of a tree, the object 23 a rubbish bin and the object 24 (only slightly recognizable behind the motor vehicle 1) a curb.
  • a two-dimensional representation 25 can be generated therefrom, as in FIG. 7, wherein the areas occupied by the objects 21 to 24 are respectively assigned color markings which represent their over- and under-rideability.
  • the objects 21 and 23 are not traversable and not underfahrbar, so that they red here, in Fig. 7 strongly hatched, are shown.
  • the object 24 (curb) is traversable and is therefore reproduced in yellow (dotted).
  • the object 22 (part of the tree) is significantly higher than the motor vehicle 1, can therefore be driven under and is shown in blue, as shown in FIG. 7, slightly hatched. Unoccupied fields, which are left free in FIG. 7, can be displayed in green.
  • Such a representation 25 can be output, for example, to a driver.
  • the radar sensors 6 are not visible from the outside for a viewer. With respect to the bumper 7, 8, they are behind the plastic of the bumper 7, 8 which is permeable to radar radiation.
  • the integration in the doors 9, which are made of metal, thus conventional body material is shown in more detail by Fig. 8.
  • a portion of the metal structure 26 is shown, of which the door 9 is made.
  • a passage opening 27 is provided in the metal structure 26, which is filled up by a material 28 which is permeable to radar radiation, so that nevertheless a continuous surface is produced by a lacquer layer 29 can be covered.
  • plastic is provided;
  • the lacquer layer is also permeable to radar radiation.
  • this window so the through hole 27, be extremely small, after the antenna assembly 12 is realized extremely small, for example, less than 1 cm x 1 cm.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, wobei als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Umgebungsdaten (20), die mit wenigstens einem Umgebungssensor aufgenommen werden, verwendet werden, wobei als Umgebungssensor wenigstens ein Radarsensor verwendet wird, dessen Radar-Transceiver als ein Halbleiterchip, insbesondere ein CMOS-Chip, realisiert ist.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, wobei als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Umgebungsdaten, die mit wenigstens einem Umgebungssensor aufgenommen werden, verwendet werden. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Parkassistenzsystem mit einem Steuergerät und wenigstens einen Radarsensor.
Fahrerassistenzsysteme für moderne Kraftfahrzeuge wurden bereits vielfach vorgeschlagen. Benötigt das Fahrerassistenzsystem die Erfassung dynamischer Objekte im Straßenverkehr, nutzen derartige Fahrerassistenzsysteme häufig Radarsensoren. Dies betrifft insbesondere längsführende und/oder querführende Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise ACC-Systeme, Spurwechselassistenten und dergleichen.
Eine weitere bekannte Gattung von Fahrerassistenzsystemen sind Parkas- sistenzsysteme, die einen in eine Parklücke einparkenden Fahrer durch eine Informationsausgabe und/oder Fahreingriffe unterstützen können. Beispielsweise wurden bereits Parkassistenzsysteme vorgeschlagen, bei denen über eine Wiederholfrequenz ausgegebener Töne ein Abstand zu detektierten Objekten an den Fahrer ausgegeben wird, bei denen Abstandskarten von Objekten und um das Kraftfahrzeug ausgegeben werden oder bei denen gar der Einparkvorgang vollständig automatisiert wird, mithin entsprechende Fahreingriffe ermittelt und durchgeführt werden. Die Funktionen von Parkassistenzsystemen benötigen mithin Umgebungsdaten, die die (nähere) Um-
BESTÄTIGUNGSKOPIE gebung des Kraftfahrzeugs beschreiben und über die insbesondere ein Einparkvorgang kollisionsgefährdender Objekte beschrieben werden kann.
Derartige Umgebungsdaten werden bei heutigen Parkassistenzsystemen durch Ultraschallsensoren und/oder optische Bildgebungssensoren, insbesondere Kameras, geliefert. Diese Umgebungssensoren weisen jedoch im Hinblick auf die Anforderungen zukünftiger Parkassistenzsysteme Nachteile auf, nachdem deren Anforderungen nicht immer erfüllt werden können. Ein weiterer Nachteil dieser Umgebungssensoren ist, dass sie sichtbar verbaut werden, mithin die Designfreiheit bei Kraftfahrzeugen eingeschränkt wird. Beispielsweise benötigen Ultraschallsensoren, die in einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs verbaut sind, entsprechende Durchgangslöcher, die nicht verkleidet werden dürfen. Ultraschallsensoren haben den weiteren Nachteil, nur bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit aktiv beziehungsweise geeig- net zu sein, da die Ultraschallsensoren wetter-, wind- und temperaturempfindlich sind. Um eine Winkelbestimmung durchzuführen, werden mehrere Ultraschallsensoren benötigt, nachdem die Winkelvermessung dann durch Triangulation erfolgt. Nachteile von Kameras sind, dass diese häufig teuer in der Anschaffung sind, sichtbar verbaut werden, licht- und wetterempfindlich sind sowie ihre Umgebungsdaten eine rechenintensive Auswertung benötigen.
Heute für andere Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise längs- und/oder querführende Fahrerassistenzsysteme, eingesetzte Radarsensoren, bei de- nen es sich meist um mittel- beziehungsweise langreichweitige Radarsensoren handelt, werden für Parkanwendungen aus mehreren Gründen nicht eingesetzt. Zum einen sind die Radarsensoren zu teuer, weiterhin ist das interne Rauschniveau solcher Radarsensoren zu hoch, das bedeutet, das Signal- zu-Rausch-Verhältnis ist zu niedrig. Dies liegt darin begründet, dass das Ra- dar-Front-End mit dem Radar-Transceiver und der Antennenanordnung aus einer Vielzahl einzelner Radarkomponenten besteht, zwischen denen Daten auszutauschen sind. Das erhöhte Rauschlevel hat die Folge, dass die Detek- tion von Objekten nur bis zu einem bestimmten minimalen Abstand, der meist größer als 0,5 m ist, gewährleistet werden kann, was für eine Parkanwendung völlig ungeeignet wäre.
Durch die diversen Radarkomponenten im Radar-Front-End treten zudem parasitäre Effekte auf, beispielsweise an Übergängen der Signalleitungen zwischen mehreren Radarkomponenten. Denn an bestimmten Stellen liegen, wie bereits erwähnt wurde, lange Signalwege vor, die nicht unbedingt Impe- danz-kontrolliert sind. Auch derartige Effekte erhöhen das interne Rauschen des Radarsensors, so dass die Detektions-Performance des Radarsensors -eingeschränkt wird, insbesondere die Detektion der stehenden und schwach reflektierenden Objekte bis zu einem bestimmten Abstand. Bei konkreten Ausgestaltungen von Radarsensoren auf einer Leiterplatte mit einem FR4- Aufbau treten auch Antennenverluste auf. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Betrieb eines Parkassistenzsystems durch verbesserte Umgebungsdaten, insbesondere genauere und/oder einfache vermessene Umgebungsdaten, zu erlauben. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Umgebungssensor wenigstens ein Radarsensor verwendet wird, dessen Radar-Transceiver als ein Halbleiterchip, insbesondere ein CMOS-Chip, realisiert ist. Die Erfindung schlägt mithin vor, eine spezielle Ausgestaltung eines Radarsensors als Umgebungssensor für Parkassistenzsysteme einzusetzen, wobei ausgenutzt wird, dass durch die neuerlichen Fortschritte bei der Auslegung von Radarsensoren inzwischen kostengünstige Radarsensoren verfügbar sind, die die an Umgebungssensoren eines Parkassistenzsystems gestellten Anforderungen deutlich besser erfüllen als die gängigen Ultraschallsensoren oder optischen Bildgebungssensoren. Derartige hochauflösende, auch für kürzere Reichweiten, beispielsweise im Bereich von 10 cm bis 30 m, geeignete Radarsensoren, mit denen eine hervorragende Trennung einzelner Ziele möglich ist, basieren auf einer Halbleitertechnik, insbesondere einer CMOS-Technik und können äußerst kleinbauend und kostengünstig realisiert werden.
Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lan- ge Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher . CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Cir- cuits 45 (2010), S. 2746-2755, beschrieben.
Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal- Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, klein- bauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver- Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich. Hieraus ergibt sich auch, dass eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsieht, dass durch den Halbleiterchip, insbesondere dem CMOS-Chip, ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sind und/oder eine Antennenanordnung des Radarsensors und der Halbleiterchip als ein Pack- age realisiert sind. Auf diese Weise werden alle bislang diskreten Radarkomponenten des Radar-Front-Ends in einem einzigen Hochfrequenz-CMOS integriert. Insbesondere existiert mithin die Möglichkeit, auch die Antennenanordnung des Radarsensors, eine digitale Signalverarbeitungskomponente (DSP) und/oder eine Steuereinheit in einem einzigen Package zu integrieren.
Durch die so beschriebenen Hochintegrationsmöglichkeiten, insbesondere in der CMOS-Technologie, werden kürzere Signalwege innerhalb des Radar- Front-Ends impedanzkontrolliert möglich. Die parasitären Effekte und Verlus- te werden minimiert. Als Ergebnis wird das interne Signalrauschen im Radarsensor drastisch reduziert, so dass ein verbessertes Signal-zu- Rauschverhältnis (SNR) erhalten wird. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine bessere Detektion der stehenden und schwach reflektierenden Hindernisse ermöglicht wird, beispielsweise bis zu einem minimalen Abstand von 10 cm oder weniger.
Durch die Integration aller Radar-Schlüsselkomponenten in einem Chip- Package wird außerdem eine kostengünstige Variante eines Radarsensors für ein Parkassistenzsystem geschaffen.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Radarsensoren als Umgebungssensoren bei einem Parkassistenzsystem ist, dass derartige FMCW-Radare (Dauerstrichradare) die Möglichkeit aufweisen, in einem Zyklus (ohne Triangulation der Daten mehrerer Sensoren) den Abstand, die Geschwindigkeit und den Winkel eines reflektierenden Objekts als Umgebungsdaten auszugeben.
Insbesondere ist es mit den beschriebenen Radarsensoren sicher möglich, sowohl statische Objekte, also Objekte, die sich innerhalb der Funktionszeit nicht bewegen, als auch dynamische Objekte, also Objekte, welche sich mit einer Geschwindigkeit durch den erfassten Überwachungsbereich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs bewegen, zu erfassen. Ein besonderer Vorteil solcher kleinbauender Radarsensoren, die beispielsweise bei der Realisierung als Halbleiterchip und Antenne im Package kleiner als 3 cm x 3 cm sein können, ist auch, dass diese bei Verbau der Radarsensoren im hinteren und/oder vorderen Stoßfänger hinter dem Kunststoffmaterial der Stoßfänger platziert werden können, nachdem dieses für die Radarstrahlung durchlässig ist. Die vorliegende Erfindung erlaubt jedoch einen äußerst vorteilhaften Einbau der Radarsensoren in Türen, um Objekte im seitlichen Bereich besser erfassen zu können. Nachdem das Metall/Blech der Türen für Radarwellen allerdings nicht durchlässig ist, kann vorgesehen sein, im Blech der Türen ein Fenster auszuschneiden, hinter dem der Radar- sensor so angeordnet wird, dass die Antennenanordnung des Radarsensors durch dieses Fenster hindurchstrahlen kann. Das Fenster kann dann durch ein radardurchlässiges Material, beispielsweise Kunststoff, geschlossen werden, woraufhin die Tür insgesamt lackiert werden kann, so dass von außen, wie bereits bei den Stoßfängern, keine Löcher oder Sensoren zu erkennen sind. Da die hier beschriebenen, eingesetzten Radarsensoren eine sehr kleine Antennenanordnung, die beispielsweise eine Fläche von kleiner als 1 cm2 aufweisen kann, besitzen, kann das ausgeschnittene Fenster dementsprechend klein sein, so dass die kleinere Antennenanordnung durch das insbesondere mit Kunststoff abgedeckte Fenster abstrahlen kann.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn mehrere, die gesamte Umgebung um das Kraftfahrzeug abdeckende Radarsensoren verwendet werden, beispielsweise acht Radarsensoren, so dass in einem 360°-Radius rund um das Kraftfahrzeug alle Objekte erfasst werden können. So ergibt sich eine hervorragende Erfassung des statischen und dynamischen Umfelds, in dem der unterstützte Parkvorgang durchzuführen ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dass die Umgebungsdaten ausschließlich durch den wenigstens einen Radarsensor ge- wonnen werden. Die kleinbauenden, auf Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, basierenden Radarsensoren erlauben, wie bereits erwähnt, eine sehr genaue Messung von Abstand, Winkel und Radargeschwindigkeit, wobei insbesondere eine hohe Abstandsauflösung gegeben ist, so dass eine Fusion mit weiteren Umgebungssensoren, beispielsweise Ultraschallsensoren und/oder Kameras, nicht notwendig ist. Dann ist es insbesondere auch möglich, unter Nutzung der CMOS-basierten kostengünstigen Radartechnologie für das Parkassistenzsystem lediglich Umgebungssensoren zu verwenden, die verdeckt verbaut werden können. Dies steht im Gegensatz zu den bislang genutzten Technologien, insbesondere also Ultraschall und optische Bildgebung, die eine direkte Sicht nach außen benötigen, was einen Nachteil für die Integration im Kraftfahrzeug darstellt.
Zweckmäßigerweise kann aus den Umgebungsdaten ein Objekte in der Um- gebung des Kraftfahrzeugs beschreibendes Umgebungsmodell, insbesondere ein dreidimensionales Umgebungsmodell, ermittelt werden. Derartige Umgebungsmodelle (oft auch als Umfeldmodell bezeichnet) sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt und können bei Fahrerassistenzsystemen als einfach referenzierbare Datenstruktur verwendet werden. Insbe- sondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, den Radarsensor so auszugestalten, dass dieser alle für das Umgebungsmodell benötigten Daten bereits in hinreichender Genauigkeit liefert, wie bezüglich des Winkels, des Abstands und der Geschwindigkeit schon dargelegt wurde. Jedoch ist mit der hier beschriebenen Radartechnologie auch ein dreidimensionales Umge- bungsmodell allein aus Umgebungsdaten von Radarsensoren denkbar, wenn eine entsprechende Ausgestaltung der Radarsensoren gegeben ist.
Mit besonderem Vorteil kann daher vorgesehen sein, dass ein Radarsensor mit einer eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen erlaubenden Antennenanordnung verwendet wird. Derartige Antennenanordnungen sind bereits grundsätzlich bekannt und können beispielsweise in einer Richtung aufeinanderfolgende Antennenelemente und wenigstens ein zusätzliches Antennenelement, das in einer anderen, hierzu senkrechten Richtung anschließt, aufweisen. Beispielsweise können hierdurch Radarsensoren geschaffen werden, die einen Azimutwinkel und einen Eleva- tionswinkel vermessen, wobei es sich bevorzugt um Radarsensoren mit einem Weitwinkel-Erfassungsbereich handelt. Als zweckmäßig hat sich beispielsweise die Verwendung von Radarsensoren mit einem Öffnungswinkel von 160° im Azimut und 90° in der Elevation erwiesen. Eine derartige Ausgestaltung der Radarsensoren mit einer derartigen Antennenanordnung bietet die Möglichkeit, dreidimensionale Informationen über die Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu sammeln. Mithin sieht eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass für wenigstens ein Objekt der Umgebung des Kraftfahrzeugs aus den Umgebungsdaten des Radarsensors eine Höheninformation des Objekts bestimmt wird. Mithin ist auch eine Höhenerfassung/Höhenabschätzung von in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorliegenden Hindernissen im Ver- gleich zu heutigen, Ultraschall- oder kamerabasierten Parkassistenzsystemen möglich. Durch die zusätzliche Höheninformation über die Objekte kann eine genauere, umfassendere Auswertung im Rahmen der Funktionen erfolgen, so dass eine verbesserte Funktionalität des Parkassistenzsystems realisiert wird.
So kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Objekt, zu dem eine Höheninformation bestimmt wurde, bezüglich der Überfahrbarkeit und/oder Un- terfahrbarkeit für das Kraftfahrzeug bewertet wird. Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Parkassistenzsystems also möglich, beispielsweise War- nungen zu unterdrücken, wenn kleine, überfahrbare Hindernisse festgestellt wurden, aber auch zu beurteilen, ob beispielsweise hängende Hindernisse mit dem Kraftfahrzeug kollidieren würden oder ob das Kraftfahrzeug unter diesen hindurch fahren kann. Mithin kann insgesamt durch die Bestimmung von Höheninformationen aus den Umgebungsdaten der Radarsensoren das dreidimensionale Umfeld des Kraftfahrzeugs besser erfasst werden. Parklücken können nicht nur in Länge oder Breite, sondern auch in der Höhe evaluiert werden. Hierdurch kann eine Art„3D-Parken" ermöglicht werden. Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ferner vorsehen, dass aufgrund einer mit dem Radarsensor ermittelten Geschwindigkeitsinformation eine Klassifizierung von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs in bewegte und nicht bewegte Objekte erfolgt. Dies bildet die Möglichkeit, mit den Radarsensoren sowohl statische als auch dynamische Objekte wahrzunehmen, weiter, nachdem auch eine Relativgeschwindigkeit der Objekte zu dem Kraftfahrzeug von dem Radarsensor als Umgebungsdatum geliefert wird, so dass mithin eine Klassifizierung von Objekten erfolgen kann, bei- spielsweise ein dynamisches Objekt zunächst eine Zeitlang weiterverfolgt wird, bevor beurteilt wird, wie eine Einparktrajektorie auszugestalten ist beziehungsweise ob eine Parklücke zum Einparken zur Verfügung steht. Über grundsätzlich bekannte Verfahren können bewegte Objekte in den Umgebungsdaten weiter nachverfolgt werden.
Wie bereits erwähnt wurde, eröffnet die Halbleitertechnologie, insbesondere die CMOS-Technologie, Ausgestaltungsmöglichkeiten, die für Radarsensoren zunächst schwierig zu realisieren waren, insbesondere auch eine bessere Trennfähigkeit zwischen unterschiedlichen Objekten, die durch eine höhe- re Frequenzbandbreite des FMCW-Radarsensors erreicht werden kann. Mithin sieht eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass ein Radarsensor mit einer Frequenzbandbreite größer als 3 GHz, insbesondere von 4 GHz, und/oder mit einem im Bereich von 76 GHz bis 81 GHz liegenden Frequenzband verwendet wird. Derart große Fre- quenzbandbreiten ermöglichen eine besonders gute Trennung zwischen unterschiedlichen Objekten, verbessern mithin die Genauigkeit der Detektion noch weiter.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahr- zeug, umfassend ein Parkassistenzsystem mit einem Steuergerät und wenigstens einen Radarsensor, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Steuergerät zur Nutzung von mit dem Radarsensor aufgenommenen, die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibenden Umgebungsdaten als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems ausge- bildet ist und der Radar-Transceiver des Radarsensors als ein Halbleiterchip, insbesondere ein CMOS-Chip, realisiert ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die be- reits genannten Vorteile erhalten werden können. Auch beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird mithin ausgenutzt, dass kleinbauende, hochgenaue Radarsensoren mit Halbleiterchips realisiert werden können, um durch in vielerlei Hinsicht verbesserte Umgebungssensoren, nämlich Radarsensoren, die nötigen Umgebungsdaten für den Betrieb des Parkassistenzsystems zu sammeln. Bevorzugt sind dabei auch beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug mehrere, die gesamte Umgebung des Kraftfahrzeugs abdeckende Radarsensoren, insbesondere acht Radarsensoren, vorgesehen. Zweckmäßigerweise sind durch den Halbleiterchip ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert und/oder eine Antennenanordnung des Radarsensors und der Halbleiterchip als ein Package realisiert. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Antennenanordnung des wenigstens einen Radarsensors eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen erlaubt. Um Informationen über Objekte seitlich des Kraftfahrzeugs zu erhalten, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors in einer Tür des Kraftfahrzeugs integriert verbaut ist. Eine entsprechende Integration weiterer Radarsensoren, die insbesondere den Rückraum und das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abdecken können, ist in Stoßstangen des Kraftfahrzeugs möglich. In beiden Fällen ist es denkbar, die Radarsensoren so zu integrieren, dass sie von außen nicht sichtbar sind, nachdem das Material von Stoßfängern (Stoßstangen) meist ohnehin für Radarstrahlung durchlässig ist, so dass die Radarsensoren problemlos dahinter angeordnet werden können.
Im Falle des Verbaus in einer aus Metall bestehenden Tür des Kraftfahrzeugs ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine durch die Antennenanordnung des Radarsensors durchstrahlbare Durchgangsöffnung, mithin ein Fenster, durch das Metall vorliegt, die mit einem für Radarstrahlung durch- lässigen Material, beispielsweise Kunststoff, aufgefüllt ist. Wie bereits bezüglich des Verfahrens dargelegt wurde, können derartige Fenster äußerst klein gehalten werden, da aufgrund der klei bauenden Ausgestaltung des Radarsensors, insbesondere als Package, auch die Antennenanordnung klein ge- halten werden kann, beispielsweise kleiner als 1 cm2, so dass entsprechend kleine Durchgangsöffnungen zum Durchstrahlen ausreichend sind. Wird das Fenster mit dem für Radarstrahlung durchlässigen Material aufgefüllt, kann die Gesamthöhe beispielsweise lackiert werden und das Vorhandensein des Radarsensors fällt nicht auf.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 den Aufbau eines Radarsensors,
Fig. 3 den Aufbau einer Antennenanordnung des Radarsensors,
Fig. 4 eine Skizze zu den Erfassungsbereichen der Radarsensoren,
Fig. 5 eine Skizze zum erfindungsgemäßen Verfahren, Fig. 6 eine Darstellung zur dreidimensionalen Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs,
Fig. 7 eine Möglichkeit zur zweidimensionalen Darstellung einer Information für den Fahrer, und
Fig. 8 die Integration von Radarsensoren in die Tür des Kraftfahrzeugs. Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist ein Parkassistenzsystem 2 mit einem Steuergerät 3 auf, welches in Abhängigkeit von Umgebungsdaten als Eingangsdaten verschiedene Funktionen realisiert, beispielsweise eine Anzeige der Umgebung des Kraft- fahrzeugs 1 bei einem Parkvorgang, die Ausgabe von Warnsignalen bei einem Parkvorgang und/oder das Durchführen von den Parkvorgang unterstützenden Fahreingriffen, wofür das Steuergerät 3 mit entsprechenden Ausgabemitteln 4 und/oder weiteren Fahrzeugsystemen 5 verbunden ist. Die Umgebungsdaten erhält das Steuergerät 3 dabei vorliegend von acht Radarsensoren 6, von denen drei im vorderen Stoßfänger 7, drei im hinteren Stoßfänger 8 und jeweils einer in den seitlichen Türen 9 integriert ist.
Die Radarsensoren 6 sind in ihrem Aufbau in Fig. 2 näher dargestellt. Das Radar-Frontend wird durch ein Package 10 aus einem Halbleiterchip 11 , hier einem CMOS-Chip, und einer Antennenanordnung 12 gebildet. Der Halbleiterchip 11 realisiert neben dem Radar-Transceiver 13 auch eine Steuereinheit 14 und eine digitale Signalverarbeitungskomponente 15 (DSP). Somit ist der gesamte Radarsensor 6 in CMOS-Technologie äußerst klein bauend realisierbar, wobei sich durch verminderte Signalwege und verminderte parasitäre Effekte ein niedriges Rauschniveau, mithin ein hohes Signal-zu- Rauschverhältnis ergibt. Das bedeutet, Winkel, Geschwindigkeit und Abstand umgebender Objekte können mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Um auch die Trennfähigkeit des Radarsensors 6 hoch zu halten, wird dieser im übrigen mit einer Frequenzbandbreite von 4 GHz in einem Frequenzband von 77 GHz bis 81 GHz betrieben.
Fig. 3 zeigt einen möglichen konkreten Aufbau der Antennenanordnung 12 des Radarsensors 6, welcher aus vier Antennenelementen 16 aufgebaut ist. Drei der Antennenelemente 16 folgen in einer Richtung aufeinander und ermöglichen es, den Winkel im Azimut zu vermessen; die Hinzufügung des weiteren Antennenelements 16 in der dazu senkrechten Richtung ermöglicht zusätzlich eine Vermessung des Elevationswinkels, so dass mithin eine dreidimensionale Abtastung der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen kann, die auch Höheninformationen verfügbar macht. Die Radarsensoren 6 sind als Weitwinkel-Radarsensoren 6 realisiert, das bedeutet, sie weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Öffnungswinkel des Erfassungsbereichs im Azimut von 160° und in der Elevation von 90° auf.
Fig. 4 zeigt die Erfassungsbereiche 17 der Radarsensoren 6. Ersichtlich ist die gesamte Umgebung rund um das Kraftfahrzeug 1 erfasst, wobei sich der tatsächliche Überwachungsbereich aus der Reichweite der Radarsensoren 6 ergibt. Teilweise überlappen die Erfassungsbereiche 17 auch, so dass re- dundante Informationen entstehen, die zur Plausibilisierung oder zur sonstigen Verbesserung der Datenqualität eingesetzt werden können.
Die spezielle Realisierung der Radarsensoren 6, wie beschrieben, erlaubt bis hin zu kurzen Distanzen eine äußerst genaue Erfassung von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 , was sowohl für statische als auch für dynamische Objekte gilt. Informationen hierüber, wie beschrieben (idealerweise zwei) Winkel, Abstand und Relativgeschwindigkeit, sind in den Umgebungsdaten erhalten. Dies wird durch Fig. 5 näher erläutert, worin das Oval 18 die statische Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 symbolisiert, das Oval 19 die dy- namische Umgebung des Kraftfahrzeugs 1. Beide sind in den Umgebungsdaten 20, die von den Radarsensoren 6 geliefert werden, enthalten, welche wiederum dem Steuergerät 3, des Parkassistenzsystems 2 zur Verfügung gestellt werden, welches die Umgebungsdaten als Eingangsdaten für verschiedene Funktionen nutzen kann.
Dabei sei darauf hingewiesen, dass es gänzlich ausreichend ist, die Umgebungsdaten der Radarsensoren 6 zu benutzen, das bedeutet, es muss keine Sensorfusion mit anderen Sensoren, beispielsweise Ultraschallsensoren o- der dergleichen stattfinden.
Die Umgebungsdaten 20 der Radarsensoren 6 können genutzt werden, um ein Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 in einem Umgebungsmodell zu errechnen, wobei zweckmäßigerweise für die detektierten Objekte auch eine Höheninformation bestimmt wird, mithin ein dreidimensionales Umge- bungsmodell geschaffen wird. Dies ist möglich, nachdem durch die spezielle Ausgestaltung der Antennenanordnung 12 Winkel im Azimut und in der Ele- vation bestimmt werden können. Die Höheninformation kann mithin beispielsweise genutzt werden, um Objekte als durch das Kraftfahrzeug 1 über- fahrbar oder durch das Kraftfahrzeug 1 unterfahrbar zu klassifizieren, beispielsweise was Bordsteine und/oder Bäume angeht. Auch weitere Klassifikationen von Objekten sind denkbar, wobei beispielsweise eine Aufteilung in statische und dynamische Objekte im Rahmen der Auswertung der Umgebungsdaten erfolgen kann.
Eine schematische Darstellung eines solchen dreidimensionalen Umge- bungsmodells lässt sich der Fig. 6 entnehmen, die eine perspektivische Ansicht des Kraftfahrzeugs 1 und es umgebender Objekte 21 , 22, 23 und 24 zeigt. Das Objekt 21 könnte beispielsweise ein einen Parkplatz abschließen- des Mäuerchen sein, das Objekt 22 die Krone eines Baumes, das Objekt 23 ein Mülleimer und das Objekt 24 (hier nur im geringen Anteil hinter dem Kraftfahrzeug 1 zu erkennen) ein Bordstein.
Klassifiziert man die Objekte 21 bis 24 nach ihrer Höheninformation, kann daraus eine zweidimensionale Darstellung 25 wie in Fig. 7 erzeugt werden, wobei den durch die Objekte 21 bis 24 belegten Bereichen jeweils Farbmarkierungen zugeordnet sind, die deren Über- und Unterfahrbarkeit darstellen. Die Objekte 21 und 23 sind nicht überfahrbar und nicht unterfahrbar, so dass sie vorliegend rot, in Fig. 7 stark schraffiert, dargestellt sind. Das Objekt 24 (Bordstein) ist überfahrbar und wird daher in gelb wiedergegeben (gepunktet). Das Objekt 22 (Teil des Baumes) befindet sich deutlich höher als das Kraftfahrzeug 1 , kann mithin unterfahren werden und wird in blau, gemäß Fig. 7 schwach schraffiert, dargestellt. Nicht belegte Felder, die in Fig. 7 frei gelassen sind, können in grün dargestellt werden. Eine solche Darstellung 25 kann beispielsweise an einen Fahrer ausgegeben werden.
Dabei sei darauf hingewiesen, dass die in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigte gröbere Auflösung nur der Veranschaulichung dient; die Genauigkeit der Radarsensoren 6 und der Datenverarbeitung im erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt auch eine deutlich höhere Genauigkeit in der Modellierung der Umgebung.
Die Radarsensoren 6 sind von außen für einen Betrachter nicht erkennbar. Bezüglich der Stoßfänger 7, 8 befinden sie sich hinter dem Kunststoff der Stoßfänger 7, 8 welcher für Radarstrahlung durchlässig ist. Die Integration in die Türen 9, die aus Metall bestehen, mithin üblichem Karosseriematerial, wird durch Fig. 8 näher dargestellt. Dazu ist ein Anteil der Metallstruktur 26 gezeigt, aus der die Tür 9 besteht. Im Bereich des Radarsensors 6, konkret so, dass Radarstrahlung der Antennenanordnung 12 sie durchstrahlen kann, ist eine Durchgangsöffnung 27 in der Metallstruktur 26 vorgesehen, die durch ein für Radarstrahlung durchlässiges Material 28 aufgefüllt ist, so dass sich dennoch eine durchgängige Oberfläche ergibt, die durch eine Lackschicht 29 überdeckt werden kann. Als Material 28 ist hierbei Kunststoff vorgesehen; auch die Lackschicht ist für Radarstrahlung durchlässig.
Dabei kann dieses Fenster, also die Durchgangsöffnung 27, äußerst klein sein, nachdem auch die Antennenanordnung 12 äußerst klein realisiert ist, beispielsweise kleiner als 1 cm x 1 cm.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems (2) in einem Kraftfahrzeug (1 ), wobei als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems (2) die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) beschreibende Umgebungsdaten (20), die mit wenigstens einem Umgebungssensor aufgenommen werden, verwendet werden, wobei als Umgebungssensor wenigstens ein Radarsensor (6) verwendet wird, dessen Radar-Transceiver (13) als ein Halbleiterchip (11 ), insbesondere ein CMOS-Chip (11), realisiert ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch den Halbleiterchip ( ) ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente (15) und/oder eine Steuereinheit (14) des Radarsensors (6) realisiert sind und/oder eine Antennenanordnung (12) des Radarsensors (6) und der Halbleiterchip (11 ) als ein Package (10) realisiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere, die gesamte Umgebung um das Kraftfahrzeug (1 ) abdeckende Radarsensoren (6) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umgebungsdaten (20) ausschließlich durch den wenigstens einen Radarsensor (6) gewonnen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus den Umgebungsdaten (20) ein Objekte (21 , 22, 23, 24) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) beschreibendes Umgebungsmodell, insbesondere ein dreidimensionales Umgebungsmodell, ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Radarsensor (6) mit einer eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen erlaubenden Antennenanordnung (12) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass für wenigstens ein Objekt (21 , 22, 23, 24) der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) aus den Umgebungsdaten (20) des Radarsensors (6) eine Höheninformation des Objekts (21 , 22, 23, 24) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Objekt (21 , 22, 23, 24), zu dem eine Höheninformation bestimmt wurde, bezüglich der Uberfahrbarkeit und/oder Unterfahrbarkeit für das Kraftfahrzeug (1 ) bewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass aufgrund einer mit dem Radarsensor (6) ermittelten Geschwindigkeitsinformation eine Klassifizierung von Objekten (21 , 22, 23, 24) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) in bewegte und nicht bewegte Objekte (21 , 22, 23, 24) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Radarsensor (6) mit einer Frequenzbandbreite größer als 3 Ghz, insbesondere von 4 GHz, und/oder mit einem im Bereich von 76 GHz bis 81 Ghz liegenden Frequenzband verwendet wird.
Kraftfahrzeug (1 ), umfassend ein Parkassistenzsystem (2) mit einem Steuergerät (3) und wenigstens einen Radarsensor (6), wobei der Ra- dar-Transceiver (13) des Radarsensors (6) als ein Halbleiterchip (11 ), insbesondere ein CMOS-Chip ( ), realisiert ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät (3) zur Nutzung von mit dem Radarsensor (6) aufgenommenen, die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) beschreibenden Umgebungsdaten (20) als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems (2) ausgebildet ist und durch den Halbleiterchip (11 ) ferner eine digitale .Signalverarbeitungskomponente (15) und/oder eine Steuereinheit (14) des Radarsensors (6) realisiert sind und/oder eine Antennenanordnung (12) des Radarsensors (6) und der Halbleiterchip (11 ) als ein Package ( 0) realisiert sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere, die gesamte Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) abdeckende Radarsensoren (6), insbesondere acht Radarsensoren (6), vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 10 oder 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors (6) in einer Tür (9) und/oder in einer Stoßstange (7, 8) des Kraftfahrzeugs (1) integriert verbaut ist. 13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Verbau in einer aus Metall bestehenden Tür (9) wenigstens eine durch die Antennenanordnung (12) des Radarsensors (6) durchstrahlbare Durchgangsöffnung (27) durch das Metall vorliegt, die mit ei- nem für Radarstrahlung durchlässigen Material (28) aufgefüllt ist.
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