WO2023036377A1 - Verfahren zur charakterisierung eines objekts in einer umgebung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur charakterisierung eines objekts in einer umgebung eines kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2023036377A1
WO2023036377A1 PCT/DE2022/200194 DE2022200194W WO2023036377A1 WO 2023036377 A1 WO2023036377 A1 WO 2023036377A1 DE 2022200194 W DE2022200194 W DE 2022200194W WO 2023036377 A1 WO2023036377 A1 WO 2023036377A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
amplitude
motor vehicle
ultrasonic sensor
determined
echo
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/200194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wassim Suleiman
Christopher Brown
Abhishek Kekud
Original Assignee
Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Autonomous Mobility Germany GmbH filed Critical Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority to CN202280061073.4A priority Critical patent/CN117916628A/zh
Publication of WO2023036377A1 publication Critical patent/WO2023036377A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/539—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/46—Indirect determination of position data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/46—Indirect determination of position data
    • G01S2015/465—Indirect determination of position data by Trilateration, i.e. two transducers determine separately the distance to a target, whereby with the knowledge of the baseline length, i.e. the distance between the transducers, the position data of the target is determined
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/932—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for parking operations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
    • G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the invention relates to a method for characterizing an object in the surroundings of a motor vehicle using an assistance system of the motor vehicle, in which the motor vehicle is moved relative to the object and ultrasonic signals are emitted using an ultrasonic sensor of the assistance system.
  • echoes of the ultrasonic signals reflected by the object are received and respective amplitudes of the received echoes are determined by means of a control device, with a classification of a height of the object being determined based on the amplitudes.
  • the invention also relates to an assistance system with an ultrasonic sensor and a control device, which is designed to carry out such a method.
  • Ultrasonic sensors usually include a transmitter that emits ultrasonic signals that propagate in air at the speed of sound of about 340 meters per second.
  • a membrane of the ultrasonic sensor is usually excited to mechanical vibrations with a corresponding transducer element.
  • the ultrasonic signal is reflected as an echo by objects in the vicinity and is detected by a receiver device of the ultrasonic sensor.
  • the distance, or to put it another way, the distance to the object can be determined on the basis of the transit time difference between the time of transmission and the time of reception, taking into account the propagation speed of the ultrasonic signal.
  • the amplitude of the reflected ultrasonic signal or the echo can also be determined here.
  • ultrasonic sensors for motor vehicles are used to detect the surroundings in a range of up to about 7 meters.
  • Ultrasonic sensors are particularly important in semi-automatic or automatic driving maneuvers, especially in connection with parking applications, such as the Parking distance measurement, parking space search or when parking.
  • the motor vehicle is usually moved relative to the objects, with a measurement cycle being carried out at predetermined times during the movement. With each measuring cycle, an ultrasonic signal is emitted with an ultrasonic sensor.
  • Methods and corresponding assistance systems are already known from the prior art, which provide the driver with various information about the surroundings of the motor vehicle using ultrasonic sensors and support him in maneuvering the motor vehicle and in particular in locating a parking space and parking the motor vehicle in the parking space .
  • assistance systems that are equipped with parking space localization and show the driver whether there is a parking space in the immediate vicinity of the motor vehicle or whether an existing parking space is large enough to park the motor vehicle in it.
  • assistance systems require information about objects in the vicinity of the motor vehicle, which can be formed, for example, by parked vehicles, boards, walls and walls.
  • the height of the object is usually also important.
  • the height is an important factor in deciding whether an object or obstacle can be driven over or not.
  • the motor vehicle is maneuvered at least semi-autonomously based on the measurements of an ultrasonic sensor, it is desirable to determine the height of the detected object.
  • Determining height with one-dimensional (1D) ultrasonic sensors that are regularly used in motor vehicles, ie ultrasonic sensors for determining distance, is fundamentally very difficult due to physical limitations.
  • Such an ultrasonic sensor cannot directly measure the height of an object.
  • a camera is therefore additionally used to determine the height and the height is estimated based on a 2 DB image, or a method for estimating the height based on triangulation that is based on a number of sensors is used.
  • methods based on a camera or multiple sensors do not utilize the advantages of a 1D ultrasonic sensor in terms of costs and robustness.
  • a method and an assistance system of the type mentioned are known, for example, from DE 10 2004 047 479 A1.
  • To classify the height of an object when a motor vehicle drives past the object located to the side of the motor vehicle ultrasonic signals are emitted by means of an ultrasonic sensor of the motor vehicle and the echoes of the ultrasonic signals reflected by the objects are received. Based on an amplitude of a received echo, classification of the height of the object is determined.
  • the present invention is based on the object of specifying an alternative method for characterizing an object in the surroundings of a motor vehicle and a corresponding assistance system which enables the most cost-effective and reliable classification of the height of the object.
  • the motor vehicle is moved relative to the object and ultrasonic signals are emitted using an ultrasonic sensor, in particular a 1D ultrasonic sensor, of the assistance system.
  • ultrasonic sensor in particular a 1D ultrasonic sensor
  • echoes of the ultrasonic signals reflected by the object are received, with the respective amplitudes of the received echoes being determined by means of a control device, and with a classification of a height of the object being determined on the basis of the amplitudes.
  • a respective amplitude correction factor which takes into account an azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor, is determined for the received echoes and the respective amplitudes are corrected based on the corresponding amplitude correction factor, with the classification of the height of the object based on a determined first amplitude change by comparing a first corrected amplitude of a first echo is determined with a second corrected amplitude of a second echo received after the first echo.
  • the invention is initially based on the consideration that a cost-effective classification of the height of an object is made possible if a sensor of the motor vehicle is used that is already installed, and that a particularly cost-effective and robust classification is further promoted by the fact that no computationally complex and error-prone fusion with sensor data from another sensor, or more precisely, another type of sensor, in particular a camera, is carried out.
  • the invention is also based on the consideration that the radiation pattern of an ultrasonic sensor is basically a function of the elevation angle and the azimuth angle, i.e. that the power of an ultrasonic signal that is emitted by an ultrasonic sensor to an object in the detection area depends on the elevation angle and the azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor.
  • the ultrasonic sensor changes, in particular below a certain distance between the object and the motor vehicle, to be more precise, and consequently the elevation angle and thus the power, or in other words the amplitude of the reflected ultrasonic signal as a function of the distance between the motor vehicle or ultrasonic sensor and the object.
  • This fact in particular can be used to determine the classification of the height of an object.
  • the invention provides that the classification of the height of the object is determined based on the sensor data of an ultrasonic sensor moving relative to the object, in particular a 1D ultrasonic sensor, wherein for the received echoes, a respective amplitude correction factor, which takes into account an azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor, is determined and the respective amplitudes are corrected based on the corresponding amplitude correction factor, and the classification of the height of the object is based on a determined first amplitude change by comparing a first corrected amplitude of a first echo is determined with a second corrected amplitude of a second echo received after the first echo.
  • a respective amplitude correction factor which takes into account an azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor
  • the configuration according to the invention has the advantage that it provides a method that enables cost-effective and reliable classification of the height of the object, in particular when the azimuth angle of the object relative to the ultrasonic sensor changes during the movement of the motor vehicle.
  • the objects to be characterized can be objects that extend from a ground, for example a road surface or other terrain, and extend essentially orthogonally to the ground. However, they can also be objects that do not extend from the ground, such as a crossbar of a fence, or that do not extend orthogonally to the ground, such as a ramp.
  • the ultrasonic sensor in particular a 1D ultrasonic sensor, can be arranged, for example, in or behind a bumper of the motor vehicle.
  • the ultrasonic sensor in particular a 1D ultrasonic sensor, can be arranged in or behind a body component, for example a door of the motor vehicle.
  • 1 D ultrasonic sensor can be used.
  • a number of ultrasonic sensors in particular a number of 1D ultrasonic sensors, can also be used.
  • the two classes "high” and “low” in particular are used to classify the height of the object.
  • the object is classified as “high” if the object is at least at the installation height of the ultrasonic sensor, if the object has a height that corresponds at least to the installation height of the ultrasonic sensor.
  • the object is classified as “low” if the object is below the installation height of the ultrasonic sensor, ie if the object has a height that is less than the installation height of the ultrasonic sensor.
  • the azimuth angle indicates a position of the object with respect to the ultrasonic sensor in a horizontal direction.
  • An amplitude is corrected in particular by scaling the value of the amplitude based on the corresponding amplitude correction factor, preferably by multiplying or dividing the value of the amplitude by the corresponding amplitude correction factor, with the result of the multiplication or division representing the corrected amplitude.
  • the amplitude correction factor is dependent on a horizontal radiation pattern of the ultrasonic sensor.
  • the amplitude correction factor of a received echo is thus determined based on the azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor and the horizontal radiation pattern of the ultrasonic sensor.
  • the radiation pattern reflects the power of the ultrasonic signal, which is emitted by the ultrasonic sensor, as a function of the azimuth angle.
  • the radiation pattern thus defines a specific power value of the ultrasonic signal for each azimuth angle.
  • the power value of the corresponding ultrasonic signal assigned to this azimuth angle is read out then used directly as an amplitude correction factor or to determine the amplitude correction factor of the received echo.
  • the azimuth angle is determined by trilateration using echoes that were received before the first echo and the second echo and/or based on signals from an area sensor of the motor vehicle that is different from the ultrasonic sensor.
  • the environment sensor can be designed as a radar sensor, a lidar sensor and/or a camera.
  • the first echo and the second echo are echoes that follow one another in terms of time, in particular echoes that follow one another immediately in terms of time.
  • the object is in a close range of the motor vehicle, preferably at a distance of up to two meters from the ultrasonic sensor of the motor vehicle, wherein when the motor vehicle approaches the object, the object is classified as low if the first amplitude change is a Amplitude decrease is determined over time, and the object is classified as high if an amplitude increase over time is determined as the first amplitude change.
  • the classification as low is determined in particular for an object which is located below the installation height of the ultrasonic sensor, ie which in particular has a height which is less than the installation height of the ultrasonic sensor.
  • Such an object is a curb, for example.
  • the classification as high is determined in particular for an object that is at least at the installation height of the ultrasonic sensor, that is to say that in particular has a height that corresponds at least to the installation height of the ultrasonic sensor.
  • an object is, for example, a wall, a fence or a vehicle.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal or echo depends only on the distance between the object and the ultrasonic sensor.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal becomes larger when the motor vehicle, more precisely, when the ultrasonic sensor approaches such an object, ie when the distance between the object and the ultrasonic sensor becomes smaller.
  • the elevation angle changes below a certain distance between the object and the ultrasonic sensor and continues to decrease while the motor vehicle or the ultrasonic sensor moves towards the object.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal becomes smaller when the motor vehicle or the ultrasonic sensor approaches such an object. It is true that the corrected amplitude increases as the distance between the object and the ultrasonic sensor decreases.
  • the dominant factor here is that the elevation angle becomes smaller as the distance decreases, as a result of which the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal decreases overall.
  • the classification of the height of the object is determined based on a comparison of the first amplitude change with a second amplitude change, the second amplitude change being determined by comparing a third corrected amplitude of a third echo, which was received after the second echo, with the second corrected one amplitude of the second echo or with a fourth corrected amplitude of a fourth echo received after the second echo and before the third echo.
  • two changes in amplitude are compared with one another, which further promotes the robustness of the classification of the height of the object.
  • the object when the motor vehicle approaches the object, the object is classified as low if an amplitude increase over time is determined as the first amplitude change and an amplitude decrease over time is determined as the second amplitude change.
  • an object such as a curb, which is below the installation height of the ultrasonic sensor, i.e. which in particular has a height that is lower than the installation height of the ultrasonic sensor, if this object is not yet in the immediate vicinity of the motor vehicle is located, preferably at a distance of more than two meters from the ultrasonic sensor of the motor vehicle, the elevation angle is at least approximately 90°.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal depends essentially only on the distance between the object and the ultrasonic sensor.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal or echo initially increases when the motor vehicle or the ultrasonic sensor approaches such an object, ie when the distance between the object and the ultrasonic sensor becomes smaller.
  • the first change in amplitude results here in an amplitude increase over time.
  • the elevation angle changes as it approaches further, whereby this becomes less than 90° and successively decreases as the distance is further approached or reduced.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal also gradually decreases with further approximation. It is true that the corrected amplitude increases as the distance between the object and the ultrasonic sensor decreases.
  • the dominant factor here is that the elevation angle becomes smaller as the distance decreases, as a result of which the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal decreases overall.
  • the second change in amplitude results in an amplitude decrease over time. If, based on the comparison of the first amplitude change with the second amplitude change, an amplitude increase over time was determined as the first amplitude change and an amplitude decrease over time was determined as the second amplitude change, the object is classified as low.
  • the object is in a close range of the motor vehicle, preferably at a distance of up to two meters from the ultrasonic sensor of the motor vehicle, with the object being classified as low when the motor vehicle approaches the object if the first amplitude change and an amplitude decrease over time is determined as the second amplitude change, and if the second amplitude change is also greater than the first amplitude change. A measure of the amplitude decrease is therefore taken into account here.
  • the elevation angle decreases successively while the motor vehicle or the ultrasonic sensor moves further towards the object.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal or echo also gradually decreases as it approaches. It is true that the corrected amplitude increases as the distance between the object and the ultrasonic sensor decreases.
  • the dominant factor here is that the elevation angle becomes smaller as the distance decreases, as a result of which the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal decreases overall.
  • the second change in amplitude thus results in an amplitude decrease over time which is greater than the decrease in amplitude of the first change in amplitude, as a result of which the object is classified as low.
  • the object is in a close range of the motor vehicle, preferably at a distance of up to two meters from the ultrasonic sensor of the motor vehicle, with the object being classified as high when the motor vehicle approaches the object if the first amplitude change and an amplitude increase over time is determined as the second change in amplitude, and if the second amplitude change is greater than the first amplitude change.
  • a measure of the amplitude increase is therefore taken into account here.
  • the power, more precisely, the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal depends only on the distance between the object and the ultrasonic sensor.
  • the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal or echo becomes larger when the motor vehicle or the ultrasonic sensor approaches such an object, ie when the distance between the object and the ultrasonic sensor becomes smaller.
  • the second change in amplitude thus results in an increase in amplitude over time which is greater than the increase in amplitude of the first change in amplitude, as a result of which the object is classified as high.
  • the comparison of the amplitude changes is based on a difference and/or a ratio of the amplitude changes.
  • the comparison of the corrected amplitudes is based on a difference and/or a ratio of the corrected amplitudes.
  • the classification of the height of the object is determined if the first amplitude change is also above a predefined threshold value in terms of absolute value. In this way, the reliability of the determination of the classification of the height of the object is further increased.
  • the classification of the height of the object is preferably determined if, in addition or as an alternative, the amount of the second change in amplitude is above a predetermined threshold value.
  • the threshold value is predetermined as a function of a current speed of the motor vehicle and/or a temperature in the area surrounding the motor vehicle and/or a humidity level in the area surrounding the motor vehicle and/or an installation height of the ultrasonic sensor on the motor vehicle. Since the temperature in and around the motor vehicle has a noticeable effect on the airborne sound insulation, the temperature can be recorded using an appropriate sensor and the threshold value can be adjusted accordingly. The same applies to the humidity. This leads to an even more reliable classification of the height of the object.
  • the method is used in an assisted and/or semi-automatic and/or automatic parking method.
  • the present invention includes an assistance system with an ultrasonic sensor and a control device.
  • the control device is designed to carry out the method according to the invention.
  • 1 is a radiation diagram showing a radiation pattern of an ultrasonic sensor as a function of the azimuth angle
  • 2 is a radiation diagram showing a radiation pattern of an ultrasonic sensor as a function of elevation angle
  • FIG. 3 is a diagram showing elevation angle as a function of distance of the ultrasonic sensor of FIG. 2 from an object
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method for characterizing an object in an area surrounding a motor vehicle.
  • FIG. 1 represents a radiation pattern 1 of an ultrasonic sensor as a function of the azimuth angle. From this it can be seen that the radiation pattern 1 of the ultrasonic sensor is a function of the azimuth angle, i.e. that the power of an ultrasonic signal that is emitted by an ultrasonic sensor to an object in the detection area and thus also the power, or in other words the amplitude of the signal emitted by the object reflected ultrasonic signal or echoes, depends on the azimuth angle.
  • the power, or in other words the amplitude of the ultrasonic signal or echoes reflected by the object is greater than when the object is in relation to the ultrasonic sensor located at an azimuth angle of 60°.
  • FIG. 2 represents a radiation pattern 2 of an ultrasonic sensor as a function of the elevation angle. From this it can be seen that the radiation pattern 2 of the ultrasonic sensor is a function of the elevation angle, ie that the power of an ultrasonic signal which is emitted by an ultrasonic sensor to an object in the detection range depends on the elevation angle. If an object is at an elevation angle of 90°, ie at least at an installation height of the ultrasonic sensor in a motor vehicle, the elevation angle does not change when the motor vehicle, or more precisely, the ultrasonic sensor, approaches the object. The power, or to put it another way, the amplitude of the reflected ultrasonic signal or echo depends only on the distance between the ultrasonic sensor and the object. The amplitude of the reflected ultrasonic signal therefore becomes successively larger when the motor vehicle or the ultrasonic sensor approaches a high object.
  • the elevation angle and thus the power or amplitude of the reflected ultrasonic signal change as a function of the distance between the motor vehicle or ultrasonic sensor and the object.
  • the elevation angle becomes successively smaller until it reaches approximately 0° as soon as the ultrasonic sensor is located directly on the object.
  • FIG. 3 shows a diagram representing the elevation angle as a function of the distance of the ultrasonic sensor according to FIG. 2 from an object.
  • the object has a height that is 40 cm less than the installation height of the ultrasonic sensor in the motor vehicle.
  • the object is designed here as a curb.
  • the diagram shows that if the object is not yet in the close range of the motor vehicle, in particular at a distance of more than two meters from the ultrasonic sensor of the motor vehicle, the elevation angle is approximately 90°.
  • the power, or more precisely, the amplitude of the reflected ultrasonic signal depends essentially only on the distance between the object and the ultrasonic sensor.
  • the amplitude of the reflected ultrasonic signal increases when the motor vehicle or the ultrasonic sensor approaches such an object, ie when the distance between the object and the ultrasonic sensor becomes smaller.
  • the elevation angle gradually decreases noticeably as it approaches further.
  • the amplitude of the reflected ultrasonic signal also gradually decreases as it gets closer. It is true that the amplitude itself increases as the distance between the object and the ultrasonic sensor decreases.
  • the dominant factor here is that the elevation angle becomes smaller as the distance decreases, as a result of which the amplitude of the reflected ultrasonic signal decreases overall.
  • the relationship described with reference to FIGS. 2 and 3 basically assumes that the azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor does not change during the movement of the motor vehicle. However, since the situation often occurs in practice that the azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor changes during the movement of the motor vehicle, this change is taken into account according to the invention when characterizing the object by determining and using an amplitude correction factor that changes the azimuth angle of the Object considered in relation to the ultrasonic sensor. In this way, the relationship described with reference to FIGS. 2 and 3 can be used to determine the classification of the height of an object, even if the azimuth angle of the object changes in relation to the ultrasonic sensor while the motor vehicle is moving.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method 100 for characterizing an object in an area surrounding a motor vehicle.
  • the motor vehicle includes an assistance system with a control device and a 1D ultrasonic sensor, which is arranged on a front bumper of the motor vehicle and has a radiation pattern according to FIGS.
  • the front of the motor vehicle approaches the object from a distance of around 2.5 meters and the ultrasonic sensor continuously emits ultrasonic signals.
  • the object is a curb, which has a height that is about 40 cm less than the installation height of the ultrasonic sensor in the motor vehicle.
  • a first echo is received and a first amplitude of the first echo is determined.
  • a current azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor is determined by trilateration based on echoes received before the first echo, and an amplitude correction factor is calculated based on the azimuth angle determined here and the horizontal radiation pattern 1 of the ultrasonic sensor according to FIG determined for the first echo.
  • the power value of the ultrasonic signal assigned to this azimuth angle is read out, which is then used to determine the amplitude correction factor.
  • the first amplitude is then corrected by scaling the value of the first amplitude based on the amplitude correction factor, in particular by multiplying or dividing the value of the first amplitude by the amplitude correction factor, the result of the scaling, in particular the multiplication or division, being the corrected first amplitude.
  • a second echo temporally following the first echo is received and a second amplitude of the second echo is determined.
  • a current azimuth angle of the object in relation to the ultrasonic sensor is determined by trilateration based on echoes received before the second echo, and an amplitude correction factor is calculated based on the azimuth angle determined here and the horizontal radiation pattern 1 of the ultrasonic sensor according to FIG determined for the second echo. For this purpose, based on the radiation pattern 1 for the azimuth angle determined in the present case, the power value of the ultrasonic signal assigned to this azimuth angle is read out, which is then used to determine the amplitude correction factor.
  • the second amplitude is then calculated by scaling the value of the second amplitude based on the amplitude correction factor, in particular by multiplication or a Division of the value of the second amplitude with the amplitude correction factor, corrected, the result of the scaling, in particular the multiplication or division, representing the corrected second amplitude.
  • a first change in amplitude is determined based on a comparison of the first corrected amplitude with the second corrected amplitude.
  • an amplitude increase is determined. Since the object is not yet in the vicinity of the motor vehicle at the time of the measurement, i.e. at a distance of more than two meters from the ultrasonic sensor of the motor vehicle, the elevation angle is approximately 90°. Consequently, the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal depends essentially only on the distance between the object and the ultrasonic sensor. The corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal thus becomes larger when the motor vehicle or the ultrasonic sensor approaches such an object, ie when the distance between the object and the ultrasonic sensor becomes smaller.
  • the first change in amplitude results here in an amplitude increase over time.
  • step 102 Since the object was not yet in the vicinity of the motor vehicle at the time of the measurement, no final classification of the height of the object takes place based on the determined change in amplitude and the method 100 goes back to step 102. It is therefore further, temporally the second echo following third echo is received and a third corrected amplitude of the third echo is determined.
  • a second change in amplitude is then determined in step 103 based on a comparison of the second corrected amplitude with the third corrected amplitude. Since the motor vehicle has meanwhile moved further in the direction of the object and at the time of the further measurement the object is now in the immediate vicinity of the motor vehicle and here specifically at a distance of 0.5 meters from the motor vehicle or ultrasonic sensor, the second amplitude change is a amplitude decrease determined. This is because the elevation angle in this area is now much less than 90°, which is why results in the corrected amplitude of the reflected ultrasonic signal having decreased overall, as a result of which the third corrected amplitude of the third echo is smaller than the second corrected amplitude of the second echo. The second change in amplitude thus results in an amplitude decrease over time.
  • a classification of the height of the object is determined.
  • the first change in amplitude is compared with the second change in amplitude. Since in the present case an amplitude increase over time is determined as the first amplitude change and an amplitude decrease over time is determined as the second amplitude change, the object is classified as low.
  • the height of the object in the present case the curb, can be classified in a cost-effective and reliable manner, especially when the azimuth angle of the object relative to the ultrasonic sensor changes during the movement of the motor vehicle.

Abstract

Die Erfindung gibt ein Verfahren (100) zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs an, bei welchem das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird und mit einem Ultraschallsensor des Assistenzsystems Ultraschallsignale ausgesendet werden. Dabei werden Echos der von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignale empfangen, wobei mittels einer Steuereinrichtung jeweilige Amplituden der empfangenen Echos bestimmt werden und eine Klassifizierung einer Höhe des Objekts basierend auf den Amplituden ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird für die empfangenen Echos ein jeweiliger Amplitudenkorrekturfaktor, der einen Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor berücksichtigt, ermittelt und es werden die jeweiligen Amplituden basierend auf dem entsprechenden Amplitudenkorrekturfaktor korrigiert, wobei die Klassifizierung der Höhe des Objekts anhand einer ermittelten ersten Amplitudenänderung durch Vergleichen einer ersten korrigierten Amplitude eines ersten Echos mit einer zweiten korrigierten Amplitude eines zweiten Echos, das nach dem ersten Echo empfangen wurde, ermittelt wird. Weiter gibt die Erfindung ein Assistenzsystem mit einem Ultraschallsensor und einer Steuereinrichtung, welche zum Durchführen eines solchen Verfahrens (100) ausgelegt ist, an.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs, bei welchem das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird und mit einem Ultraschallsensor des Assistenzsystems Ultraschallsignale ausgesendet werden. Dabei werden Echos der von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignale empfangen und es werden mittels einer Steuereinrichtung jeweilige Amplituden der empfangenen Echos bestimmt, wobei eine Klassifizierung einer Höhe des Objekts basierend auf den Amplituden ermittelt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Assistenzsystem mit einem Ultraschallsensor und einer Steuereinrichtung, welche zum Durchführen eines derartigen Verfahrens ausgelegt ist.
Ultraschallsensoren umfassen für üblicherweise eine Sendeeinrichtung, welche Ultraschallsignale aussendet, die sich in der Luft mit Schallgeschwindigkeit von etwa 340 Meter pro Sekunde fortpflanzt. Dazu wird gewöhnlich eine Membran des Ultraschallsensors mit einem entsprechenden Wandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt. Das Ultraschallsignal wird an Objekten in der Umgebung als Echo reflektiert und von einer Empfängereinrichtung des Ultraschallsensors detektiert. Anhand der Laufzeitdifferenz zwischen dem Sendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt kann unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschallsignals der Abstand, oder anders ausgedrückt, die Entfernung zum Objekt bestimmt werden. Hierbei kann auch die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. des Echos ermittelt werden.
Üblicherweise werden Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge zur Umfelderfassung in einem Bereich bis etwa 7 Meter eingesetzt. Besondere Bedeutung spielen Ultraschallsensoren insbesondere bei semi-automatischen oder automatischen Fahrmanövern, vor allem im Zusammenhang mit Parkanwendungen, etwa der Parkdistanzmessung, Parklückensuche oder beim Parken. Dabei wird das Kraftfahrzeug üblicherweise relativ zu den Objekten bewegt, wobei während des Bewegens zu vorbestimmten Zeitpunkten jeweils ein Messzyklus durchgeführt wird. Bei jedem Messzyklus wird dabei mit einem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet. Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren und entsprechende Assistenzsysteme bekannt, welche dem Fahrer mithilfe von Ultraschallsensoren unterschiedliche Informationen über die Umgebung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellen und ihn beim Manövrieren des Kraftfahrzeugs und insbesondere beim Lokalisieren einer Parklücke und beim Einparken des Kraftfahrzeugs in die Parklücke unterstützen. Es existieren beispielsweise Assistenzsysteme, die mit einer Parklückenlokalisierung ausgestattet sind und dem Fahrer anzeigen, ob in der unmittelbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs eine Parklücke vorhanden ist bzw. ob eine vorhandene Parklücke groß genug ist, um das Kraftfahrzeug darin parken zu können. Derartige Assistenzsystem benötigen zur sicheren Lokalisierung und Abmessung einer Parklücke Informationen über sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte, die beispielsweise durch parkende Fahrzeuge, Bordseine, Wände und Mauern gebildet sein können.
Neben der Entfernung des Kraftfahrzeugs zu einem Objekt ist üblicherweise auch die Höhe des Objekts von Bedeutung. Die Höhe ist ein wichtiger Faktor, um entscheiden zu können, ob ein Objekt beziehungsweise Hindernis überfahren werden kann oder nicht. Insbesondere wenn das Kraftfahrzeug auf Grundlage der Messungen eines Ultraschallsensors zumindest semi-autonom manövriert wird, ist es wünschenswert, die Höhe des erfassten Objekts zu bestimmen.
Die Höhenbestimmung mit im Kraftfahrzeugbereich regelmäßig verwendeten eindimensionalen (1 D) Ultraschallsensoren, also Ultraschallsensoren zur Entfernungsbestimmung, ist aufgrund physikalischer Einschränkungen grundsätzlich recht schwierig. Mithilfe eines solchen Ultraschallsensors kann die Höhe eines Objekts nicht direkt gemessen werden. Zur Höhenbestimmung wird daher beispielsweise zusätzlich eine Kamera verwendet und die Höhe basierend auf einem 2 D-B ild geschätzt oder es wird eine auf mehreren Sensoren basierende Methode zur Abschätzung der Höhe auf Grundlage von Triangulation verwendet. Auf einer Kamera bzw. mehreren Sensoren basierende Verfahren nutzen dabei allerdings nicht die Vorteile eines 1 D-Ultraschallsensors hinsichtlich Kosten und Robustheit aus.
Ein Verfahren und ein Assistenzsystem der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der DE 10 2004 047 479 A1 bekannt. Dabei werden zur Klassifizierung einer Höhe eines Objekts bei einer Vorbeifahrt eines Kraftfahrzeugs an dem seitlich von dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekt mittels eines Ultraschallsensors des Kraftfahrzeugs Ultraschallsignale ausgesendet und die Echos der von den Objekten reflektierten Ultraschallsignale empfangen. Basierend auf einer Amplitude eines empfangenen Echos wird die Klassifizierung der Höhe des Objekts bestimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Assistenzsystem anzugeben, welches eine möglichst kostengünstige und dabei zuverlässige Klassifizierung der Höhe des Objekts ermöglicht.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 15 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs, wird das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird und es werden mit einem Ultraschallsensor, insbesondere einem 1 D-Ultraschallsensor, des Assistenzsystems Ultraschallsignale ausgesendet. Dabei werden Echos der von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignale empfangen, wobei mittels einer Steuereinrichtung jeweilige Amplituden der empfangenen Echos bestimmt werden, und wobei eine Klassifizierung einer Höhe des Objekts basierend auf den Amplituden ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird für die empfangenen Echos ein jeweiliger Amplitudenkorrekturfaktor, der einen Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor berücksichtigt, ermittelt und es werden die jeweiligen Amplituden basierend auf dem entsprechenden Amplitudenkorrekturfaktor korrigiert, wobei die Klassifizierung der Höhe des Objekts anhand einer ermittelten ersten Amplitudenänderung durch Vergleichen einer ersten korrigierten Amplitude eines ersten Echos mit einer zweiten korrigierten Amplitude eines zweiten Echos, das nach dem ersten Echo empfangen wurde, ermittelt wird.
Die Erfindung geht dabei zunächst von der Überlegung aus, dass eine kostengünstige Klassifizierung der Höhe eines Objekts ermöglicht wird, wenn dabei auf einen Sensor des Kraftfahrzeugs zurückgegriffen wird, der ohnehin verbaut ist, und dass eine besonders kostengünstige und robuste Klassifizierung weiter dadurch gefördert wird, dass keine rechnerisch aufwändige und störanfällige Fusion mit Sensordaten eines weiteren Sensors, oder genauer, einer weiteren Sensorart, insbesondere einer Kamera, durchgeführt wird. Weiter geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass das Strahlungsmuster eines Ultraschallsensors grundsätzlich eine Funktion des Höhenwinkels und des Azimutwinkels ist, dass also die Leistung eines Ultraschallsignals, das von einem Ultraschallsensor an ein Objekt im Erfassungsbereich ausgesendet wird, vom Höhenwinkel und vom Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor abhängt. Bei einem Objekt, das sich auf einer Höhe befindet, also insbesondere eine Höhe aufweist, die geringer ist als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors im Kraftfahrzeug, ändern sich, insbesondere unterhalb einer gewissen Entfernung zwischen Objekt und Kraftfahrzeug, genauer gesagt, Ultraschallsensor, folglich der Höhenwinkel und damit die Leistung, oder anders gesagt, die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals in Abhängigkeit der Entfernung zwischen Kraftfahrzeug bzw. Ultraschallsensor und Objekt. Insbesondere diese Tatsache kann zur Ermittlung der Klassifizierung der Höhe eines Objekts genutzt werden.
Daher sieht die Erfindung vor, dass die Klassifizierung der Höhe des Objekts basierend auf den Sensordaten eines sich relativ zum Objekt bewegenden Ultraschallsensors, insbesondere eines 1 D-Ultraschallsensors ermittelt wird, wobei für die empfangenen Echos ein jeweiliger Amplitudenkorrekturfaktor, der einen Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor berücksichtigt, bestimmt wird und die jeweiligen Amplituden basierend auf dem entsprechenden Amplitudenkorrekturfaktor korrigiert werden, und wobei die Klassifizierung der Höhe des Objekts anhand einer ermittelten ersten Amplitudenänderung durch Vergleichen einer ersten korrigierten Amplitude eines ersten Echos mit einer zweiten korrigierten Amplitude eines zweiten Echos, das nach dem ersten Echo empfangen wurde, ermittelt wird.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dadurch ein Verfahren bereitgestellt wird, mittels dem eine kostengünstige und dabei zuverlässige Klassifizierung der Höhe des Objekts ermöglicht ist, insbesondere auch dann, wenn sich während der Bewegung des Kraftfahrzeugs der Azimutwinkel des Objekts relativ zu dem Ultraschallsensor ändert.
Bei den zu charakterisierenden Objekten kann es Objekte handeln, die sich von einem Boden, beispielsweise einer Fahrbahnoberfläche oder einem sonstigen Gelände, aus erstrecken und sich im Wesentlichen orthogonal zum Boden erstrecken. Es kann sich aber auch um Objekte handeln, die sich nicht vom Boden aus erstrecken, wie beispielsweise eine Querlatte eines Zauns, oder die sich nicht orthogonal zum Boden erstrecken, wie beispielsweise eine Rampe.
Der Ultraschallsensor, insbesondere ein 1 D-Ultraschallsensor, kann beispielsweise in oder hinter einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Alternativ dazu kann der Ultraschallsensor, insbesondere ein 1 D-Ultraschallsensor, in oder hinter einem Karosseriebauteil, beispielsweise einer Tür des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Es kann sowohl nur ein einziger Ultraschallsensor, insbesondere ein
1 D-Ultraschallsensor, verwendet werden. Alternativ können aber auch mehrere Ultraschallsensoren, insbesondere mehrere 1 D-Ultraschallsensoren, verwendet werden. Als Klassifizierung der Höhe des Objekts werden insbesondere die zwei Klassen „hoch“ und „niedrig“ verwendet. Dabei wird das Objekt als „hoch“ klassifiziert, sofern sich das Objekt mindestens auf der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, sofern das Objekt also insbesondere eine Höhe aufweist, die mindestens der Einbauhöhe des Ultraschallsensors entspricht. Das Objekt wird als „niedrig“ klassifiziert, wenn sich das Objekt unterhalb der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, wenn das Objekt also insbesondere eine Höhe aufweist, die geringer als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors ist.
Der Azimutwinkel gibt eine Lage des Objektes gegenüber dem Ultraschallsensor in einer horizontalen Richtung an. Durch die Korrektur der Amplituden der empfangenen Echos mit einem jeweiligen Amplitudenkorrekturfaktor wird ein Einfluss einer Änderung der Lage des Objektes gegenüber dem Ultraschallsensor in einer horizontalen Richtung kompensiert.
Die Korrektur einer Amplitude erfolgt insbesondere durch eine Skalierung des Werts der Amplitude basierend auf dem entsprechenden Amplitudenkorrekturfaktor, vorzugsweise durch eine Multiplikation oder eine Division des Werts der Amplitude mit dem entsprechenden Amplitudenkorrekturfaktor, wobei das Ergebnis der Multiplikation bzw. Division die korrigierte Amplitude darstellt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Amplitudenkorrekturfaktor abhängig von einem horizontalen Strahlungsmuster des Ultraschallsensors. Es wird also basierend auf dem Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor und dem horizontalen Strahlungsmuster des Ultraschallsensors der Amplitudenkorrekturfaktor eines empfangenen Echos ermittelt. Dabei gibt das Strahlungsmuster die Leistung des Ultraschallsignals, das von dem Ultraschallsensor ausgesendet wird, in Abhängigkeit des Azimutwinkels wieder. Das Strahlungsmuster definiert also für jeden Azimutwinkel einen bestimmten Leistungswert des Ultraschallsignals. Vorteilhafterweise wird dabei anhand des Strahlungsmusters für den vorliegenden Azimutwinkel der diesem Azimutwinkel zugeordnete Leistungswert des entsprechenden Ultraschallsignals ausgelesen, der dann direkt als Amplitudenkorrekturfaktor oder zur Ermittlung des Amplitudenkorrekturfaktors des empfangenen Echos verwendet wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Azimutwinkel durch Trilateration anhand von Echos, die zeitlich vor dem ersten Echo und dem zweiten Echo empfangen wurden, und/oder basierend auf Signalen eines von dem Ultraschallsensor verschiedenen Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs bestimmt. Der Umfeldsensor kann dabei als ein Radarsensor, ein Lidarsensor und/oder eine Kamera ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Echo und dem zweiten Echo um zeitlich aufeinanderfolgende Echos, insbesondere zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgende Echos.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befindet sich das Objekt in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise in einer Entfernung von bis zu zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, wobei bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als niedrig klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, und wobei das Objekt als hoch klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird. Die Klassifizierung als niedrig wird dabei insbesondere für ein Objekt ermittelt, das sich unterhalb der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, das also insbesondere eine Höhe aufweist, die geringer als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors ist. Ein solches Objekt ist beispielsweise ein Bordstein. Die Klassifizierung als hoch wird insbesondere für ein Objekt ermittelt, das sich mindestens auf der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, das also insbesondere eine Höhe aufweist, die mindestens der Einbauhöhe des Ultraschallsensors entspricht. Ein solches Objekt ist beispielsweise eine Mauer, ein Zaun oder ein Fahrzeug.
Dies basiert darauf, dass bei einem Objekt, das sich mindestens auf der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, sich der Höhenwinkel nicht ändert, während sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor auf das Objekt zubewegt. Somit hängt die Leistung, oder anders gesagt, die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos lediglich von der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor ab. Dabei wird die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals größer, wenn sich das Kraftfahrzeug, genauer gesagt, der Ultraschallsensor einem solchen Objekt nähert, wenn also die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor kleiner wird. Bei einem Objekt, das sich unterhalb der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, ändert sich dagegen unterhalb einer bestimmten Entfernung zwischen Objekt und Ultraschallsensor der Höhenwinkel und nimmt immer weiter ab, während sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor auf das Objekt zubewegt. Dabei wird die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals kleiner, wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor einem solchen Objekt nähert. Zwar wird an sich die korrigierte Amplitude größer, je kleiner die Entfernung zwischen Objekt und Ultraschallsensor wird. Allerdings wird demgegenüber hier der Faktor dominant, dass mit abnehmender Entfernung der Höhenwinkel kleiner wird, wodurch folglich die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals insgesamt abnimmt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Klassifizierung der Höhe des Objekts anhand eines Vergleichs der ersten Amplitudenänderung mit einer zweiten Amplitudenänderung ermittelt, wobei die zweite Amplitudenänderung durch Vergleichen einer dritten korrigierten Amplitude eines dritten Echos, das nach dem zweiten Echo empfangen wurde, mit der zweiten korrigierten Amplitude des zweiten Echos oder mit einer vierten korrigierten Amplitude eines vierten Echos, das nach dem zweiten Echo und vor dem dritten Echo empfangen wurde, ermittelt wird. Hierbei werden also zwei Amplitudenänderungen miteinander verglichen, wodurch die Robustheit der Klassifizierung der Höhe des Objekts weiter gefördert wird.
Dabei wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als niedrig klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf und als zweite Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird. Dies basiert darauf, dass bei einem Objekt, wie beispielsweise einem Bordstein, das sich unterhalb der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, das also insbesondere eine Höhe aufweist, die geringer als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors ist, wenn sich dieses Objekt insbesondere noch nicht im Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung größer als zwei Meter zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, der Höhenwinkel bei zumindest annähernd 90° liegt. Hier hängt folglich die Leistung, oder anders gesagt, die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals im Wesentlichen lediglich von der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor ab. Dabei wird die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos zunächst größer, wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor einem solchen Objekt nähert, wenn also die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor kleiner wird. Die erste Amplitudenänderung ergibt hier also eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf. Wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor dem Objekt weiter nähert und sich das Objekt dann insbesondere in dem Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung unterhalb von zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, so ändert sich bei einer weiteren Annäherung der Höhenwinkel, wobei dieser kleiner 90° wird und sich bei weiterer Annäherung bzw. Verkleinerung der Entfernung sukzessive weiter verkleinert. Dies führt dazu, dass mit der weiteren Annäherung auch die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals sukzessive abnimmt. Zwar wird an sich die korrigierte Amplitude größer, je kleiner die Entfernung zwischen Objekt und Ultraschallsensor wird. Allerdings wird demgegenüber hier der Faktor dominant, dass mit abnehmender Entfernung der Höhenwinkel kleiner wird, wodurch folglich die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals insgesamt abnimmt. Die zweite Amplitudenänderung ergibt hier also eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf. Wenn sich also basierend auf dem Vergleich der ersten Amplitudenänderung mit der zweiten Amplitudenänderung ergibt, dass als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf und als zweite Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wurde, so wird das Objekt als niedrig klassifiziert. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befindet sich das Objekt in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise in einer Entfernung von bis zu zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, wobei bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als niedrig klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung und als zweite Amplitudenänderung jeweils eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, und falls zusätzlich die zweite Amplitudenänderung größer ist als die erste Amplitudenänderung. Es wird hier also ein Maß der Amplitudenabnahme berücksichtigt.
Dies basiert darauf, dass bei einem Objekt, wie beispielsweise einem Bordstein, das sich unterhalb der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, das also insbesondere eine Höhe aufweist, die geringer als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors ist, wenn sich dieses Objekt im Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung kleiner als zwei Meter zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, der Höhenwinkel sukzessive abnimmt, während sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor weiter auf das Objekt zubewegt. Dies führt dazu, dass mit der Annäherung auch die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos sukzessive abnimmt. Zwar wird an sich die korrigierte Amplitude größer, je kleiner die Entfernung zwischen Objekt und Ultraschallsensor wird. Allerdings wird demgegenüber hier der Faktor dominant, dass mit abnehmender Entfernung der Höhenwinkel kleiner wird, wodurch folglich die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals insgesamt abnimmt. Die zweite Amplitudenänderung ergibt hier also eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf, welche größer ist als die Amplitudenabnahme der ersten Amplitudenänderung, wodurch das Objekt als niedrig klassifiziert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befindet sich das Objekt in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise in einer Entfernung von bis zu zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, wobei bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als hoch klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung und als zweite Amplitudenänderung jeweils eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, und falls zusätzlich die zweite Amplitudenänderung größer ist als die erste Amplitudenänderung. Es wird hier also ein Maß der Amplitudenzunahme berücksichtigt.
Dies basiert darauf, dass bei einem Objekt, wie beispielsweise einer Mauer, einem Zaun oder einem Fahrzeug, das sich mindestens auf der Einbauhöhe des Ultraschallsensors befindet, das also insbesondere eine Höhe aufweist, die mindestens der Einbauhöhe des Ultraschallsensors entspricht, auch wenn sich dieses Objekt im Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung kleiner als zwei Meter zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, sich der Höhenwinkel nicht ändert, während sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor auf das Objekt zubewegt. Somit hängt die Leistung, genauer, die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals lediglich von der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor ab. Dabei wird die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos größer, wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor einem solchen Objekt nähert, wenn also die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor kleiner wird. Die zweite Amplitudenänderung ergibt hier also eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf, welche größer ist als die Amplitudenzunahme der ersten Amplitudenänderung, wodurch das Objekt als hoch klassifiziert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform basiert der Vergleich der Amplitudenänderungen auf einer Differenz und/oder einem Verhältnis der Amplitudenänderungen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform basiert der Vergleich der korrigierten Amplituden auf einer Differenz und/oder einem Verhältnis der korrigierten Amplituden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Klassifizierung der Höhe des Objekts ermittelt, wenn zusätzlich die erste Amplitudenänderung betragsmäßig oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Ermittlung der Klassifizierung der Höhe des Objekts weiter gesteigert. In einer Ausführungsform, in der zusätzlich oder alternativ die zweite Amplitudenänderung berücksichtigt wird, wird vorzugsweise die Klassifizierung der Höhe des Objekts ermittelt, wenn zusätzlich oder alternativ die zweite Amplitudenänderung betragsmäßig oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt.
Dabei wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Schwellenwert vorbestimmt in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einer Temperatur in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder einer Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder einer Einbauhöhe des Ultraschallsensors an dem Kraftfahrzeug. Da die Temperatur und in der Umgebung des Kraftfahrzeugs merkliche Auswirkungen auf die Luftschalldämpfung hat, kann die Temperatur mithilfe eines entsprechenden Sensors erfasst und der Schwellenwert daran angepasst werden. Entsprechendes gilt für die Luftfeuchtigkeit. Dies führt zu einer noch zuverlässigeren Klassifizierung der Höhe des Objekts.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren bei einem assistierten und/oder semi-automatischen und/oder automatischen Einparkverfahren angewendet.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Assistenzsystem mit einem Ultraschallsensor und einer Steuereinrichtung. Dabei ist die Steuereinrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Assistenzsystem.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Strahlungsdiagramm, das ein Strahlungsmuster eines Ultraschallsensors in Abhängigkeit vom Azimutwinkel darstellt, Fig. 2 ein Strahlungsdiagramm, das ein Strahlungsmuster eines Ultraschallsensors in Abhängigkeit vom Höhenwinkel darstellt,
Fig. 3 ein Diagramm, das den Höhenwinkel als Funktion der Entfernung des Ultraschallsensors gemäß Fig. 2 von einem Objekt darstellt, und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Strahlungsdiagramm gezeigt, das ein Strahlungsmuster 1 eines Ultraschallsensors in Abhängigkeit vom Azimutwinkel darstellt. Daraus ist erkennbar, dass das Strahlungsmuster 1 des Ultraschallsensors eine Funktion des Azimutwinkels ist, dass also die Leistung eines Ultraschallsignals, das von einem Ultraschallsensor an ein Objekt im Erfassungsbereich ausgesendet wird und somit auch die Leistung, oder anders gesagt, die Amplitude des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos, vom Azimutwinkel abhängt.
Wenn sich beispielsweise das Objekt in Bezug auf den Ultraschallsensor in einem Azimutwinkel von 30° befindet, dann ist die Leistung, oder anders gesagt, die Amplitude des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos größer, als wenn sich das Objekt in Bezug auf den Ultraschallsensor in einem Azimutwinkel von 60° befindet.
In Fig. 2 ist ein Strahlungsdiagramm gezeigt, das ein Strahlungsmuster 2 eines Ultraschallsensors in Abhängigkeit vom Höhenwinkel darstellt. Daraus ist ersichtlich, dass das Strahlungsmuster 2 des Ultraschallsensors eine Funktion des Höhenwinkels ist, dass also die Leistung eines Ultraschallsignals, das von einem Ultraschallsensor an ein Objekt im Erfassungsbereich ausgesendet wird, vom Höhenwinkel abhängt. Wenn sich ein Objekt in einem Höhenwinkel von 90°, d.h. mindestens auf einer Einbauhöhe des Ultraschallsensors in einem Kraftfahrzeug, befindet, dann ändert sich der Höhenwinkel nicht, wenn sich das Kraftfahrzeug, genauer gesagt, der Ultraschallsensor dem Objekt nähert. Die Leistung, oder anders gesagt, die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. Echos hängt nur von der Entfernung zwischen Ultraschallsensor und Objekt ab. Daher wird die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals sukzessive größer, wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor einem hohen Objekt nähert.
Bei einem Objekt, das eine Höhe aufweist, die geringer ist als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors im Kraftfahrzeug ändern sich folglich der Höhenwinkel und damit die Leistung bzw. Amplitude des reflektierten Ultraschallsignal in Abhängigkeit der Entfernung zwischen Kraftfahrzeug bzw. Ultraschallsensor und Objekt. Bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs bzw. Ultraschallsensors an das Objekt wird der Höhenwinkel nämlich sukzessive kleiner bis er annähernd 0° erreicht, sobald sich der Ultraschallsensor unmittelbar am Objekt befindet.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das den Höhenwinkel als Funktion der Entfernung des Ultraschallsensors gemäß Fig. 2 von einem Objekt darstellt. Dabei weist das Objekt eine Höhe auf, die 40 cm geringer ist als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors im Kraftfahrzeug. Das Objekt ist hier als Bordstein ausgebildet.
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass, wenn sich das Objekt noch nicht im Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, insbesondere in einer Entfernung größer als zwei Meter zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, der Höhenwinkel bei annähernd 90° liegt. In diesem Bereich hängt folglich die Leistung, genauer, die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals im Wesentlichen lediglich von der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor ab. Dabei wird die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals größer, wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor einem solchen Objekt nähert, wenn also die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor kleiner wird. Wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor dem Objekt weiter nähert und sich das Objekt dann in dem Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, insbesondere in einer Entfernung kleiner als zwei Meter zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, so verkleinert sich sukzessive bei einer weiteren Annäherung der Höhenwinkel merklich. Dies führt dazu, dass mit der weiteren Annäherung auch die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals sukzessive abnimmt. Zwar wird an sich die Amplitude größer, je kleiner die Entfernung zwischen Objekt und Ultraschallsensor wird. Allerdings wird demgegenüber hier der Faktor dominant, dass mit abnehmender Entfernung der Höhenwinkel kleiner wird, wodurch folglich die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals insgesamt abnimmt.
Der bezüglich der Figuren 2 und 3 beschriebene Zusammenhang setzt grundsätzlich voraus, dass sich während der Bewegung des Kraftfahrzeugs der Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor nicht ändert. Da in der Praxis jedoch häufig die Situation vorkommt, dass sich bei der Bewegung des Kraftfahrzeugs der Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor ändert, wird erfindungsgemäß diese Änderung bei der Charakterisierung des Objekts berücksichtigt durch die Ermittlung und Verwendung eines Amplitudenkorrekturfaktors, der den Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor berücksichtigt. Auf diese Weise kann der bezüglich der Figuren 2 und 3 beschriebene Zusammenhang zur Ermittlung der Klassifizierung der Höhe eines Objekts genutzt werden, auch bei einer Änderung des Azimutwinkels des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor während der Bewegung des Kraftfahrzeugs.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug umfasst dabei ein Assistenzsystem mit einer Steuereinrichtung und einem 1 D-Ultraschallsensor, welcher an einem vorderen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und welcher ein Strahlungsmuster gemäß Figuren 1 und 2 aufweist. Das Kraftfahrzeug nähert sich dabei aus einer Entfernung von etwa 2,5 Metern mit seiner Front dem Objekt weiter an und der Ultraschallsensor sendet dabei fortwährend Ultraschallsignale aus. Bei dem Objekt handelt es sich um einen Bordstein, welcher eine Höhe aufweist, die etwa 40 cm geringer ist als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors im Kraftfahrzeug.
In einem Schritt 101 wird ein erstes Echo empfangen und es wird eine erste Amplitude des ersten Echos bestimmt. Zudem wird ein aktueller Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor durch Trilateration anhand von Echos, die zeitlich vor dem ersten Echo empfangen wurden, bestimmt und es wird basierend auf dem vorliegend bestimmten Azimutwinkel und dem horizontalen Strahlungsmuster 1 des Ultraschallsensors gemäß Fig. 1 ein Amplitudenkorrekturfaktor für das erste Echo ermittelt. Dazu wird anhand des Strahlungsmusters 1 für den vorliegend bestimmten Azimutwinkel der diesem Azimutwinkel zugeordnete Leistungswert des Ultraschallsignals ausgelesen, der dann zur Ermittlung des Amplitudenkorrekturfaktors verwendet wird. Anschließend wird die erste Amplitude durch eine Skalierung des Werts der ersten Amplitude basierend auf dem Amplitudenkorrekturfaktor, insbesondere durch eine Multiplikation oder eine Division des Werts der ersten Amplitude mit dem Amplitudenkorrekturfaktor, korrigiert, wobei das Ergebnis der Skalierung, insbesondere der Multiplikation bzw. Division, die korrigierte erste Amplitude darstellt.
In einem anschließenden Schritt 102 wird ein dem ersten Echo zeitlich folgendes zweites Echo empfangen und es wird eine zweite Amplitude des zweiten Echos bestimmt. Zudem wird ein aktueller Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor durch Trilateration anhand von Echos, die zeitlich vor dem zweiten Echo empfangen wurden, bestimmt und es wird basierend auf dem vorliegend bestimmten Azimutwinkel und dem horizontalen Strahlungsmuster 1 des Ultraschallsensors gemäß Fig. 1 ein Amplitudenkorrekturfaktor für das zweite Echo ermittelt. Dazu wird anhand des Strahlungsmusters 1 für den vorliegend bestimmten Azimutwinkel der diesem Azimutwinkel zugeordnete Leistungswert des Ultraschallsignals ausgelesen, der dann zur Ermittlung des Amplitudenkorrekturfaktors verwendet wird. Anschließend wird die zweite Amplitude durch eine Skalierung des Werts der zweiten Amplitude basierend auf dem Amplitudenkorrekturfaktor, insbesondere durch eine Multiplikation oder eine Division des Werts der zweiten Amplitude mit dem Amplitudenkorrekturfaktor, korrigiert, wobei das Ergebnis der Skalierung, insbesondere der Multiplikation bzw. Division, die korrigierte zweite Amplitude darstellt.
In einem Schritt 103 wird eine erste Amplitudenänderung ermittelt anhand eines Vergleichs der ersten korrigierten Amplitude mit der zweiten korrigierten Amplitude. Im vorliegenden Fall wird dabei eine Amplitudenzunahme ermittelt. Da sich das Objekt zum Zeitpunkt der Messung noch nicht im Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, also noch in einer Entfernung größer als zwei Meter zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, liegt der Höhenwinkel bei annähernd 90°. Hier hängt folglich die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals im Wesentlichen lediglich von der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Ultraschallsensor ab. Dabei wird die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals also größer, wenn sich das Kraftfahrzeug bzw. der Ultraschallsensor einem solchen Objekt nähert, wenn also die Entfernung dem Objekt und dem Ultraschallsensor kleiner wird. Die erste Amplitudenänderung ergibt hier also eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf.
Da sich das Objekt zum Zeitpunkt der Messung noch nicht im Nahbereich des Kraftfahrzeugs befand, findet basierend auf der ermittelten Amplitudenänderung noch keine finale Klassifizierung der Höhe des Objekts statt und das Verfahren 100 geht zurück zu Schritt 102. Es wird somit weiteres, zeitlich dem zweiten Echo folgendes drittes Echo empfangen und es wird eine dritte korrigierte Amplitude des dritten Echos bestimmt.
Anschließend wird im Schritt 103 eine zweite Amplitudenänderung ermittelt anhand eines Vergleichs der zweiten korrigierten Amplitude mit der dritten korrigierten Amplitude. Da sich das Kraftfahrzeug in der Zwischenzeit weiter in Richtung Objekt fortbewegt hat und sich zum Zeitpunkt der weiteren Messung das Objekt nun im Nahbereich des Kraftfahrzeugs und hier konkret in einer Entfernung von 0,5 Metern zum Kraftfahrzeug bzw. Ultraschallsensor befindet, wird als zweite Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme ermittelt. Dies beruht darauf, dass der Höhenwinkel in diesem Bereich nun wesentlich kleiner als 90° ist, was dazu führt, dass die korrigierte Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals insgesamt abgenommen hat, wodurch die dritte korrigierte Amplitude des dritten Echos kleiner ist als die zweite korrigierte Amplitude des zweiten Echos. Die zweite Amplitudenänderung ergibt hier also eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf.
In einem Schritt 104 wird eine Klassifizierung der Höhe des Objekts ermittelt. Hierzu findet ein Vergleich der ersten Amplitudenänderung mit der zweiten Amplitudenänderung statt. Da im vorliegenden Fall als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf und als zweite Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, wird das Objekt als niedrig klassifiziert.
Basierend auf diesem Verfahren 100 kann die Höhe des Objekts, im vorliegenden Fall des Bordsteins, auf kostengünstige und zuverlässige Weise klassifiziert werden, insbesondere auch dann, wenn sich während der Bewegung des Kraftfahrzeugs der Azimutwinkel des Objekts relativ zu dem Ultraschallsensor ändert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (100) zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs, bei welchem das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird und mit einem Ultraschallsensor des Assistenzsystems Ultraschallsignale ausgesendet werden, wobei Echos der von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignale empfangen werden, wobei mittels einer Steuereinrichtung jeweilige Amplituden der empfangenen Echos bestimmt werden und eine Klassifizierung einer Höhe des Objekts basierend auf den Amplituden ermittelt wird, d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et , dass für die empfangenen Echos ein jeweiliger Amplitudenkorrekturfaktor, der einen Azimutwinkel des Objekts in Bezug auf den Ultraschallsensor berücksichtigt, ermittelt wird und die jeweiligen Amplituden basierend auf dem entsprechenden Amplitudenkorrekturfaktor korrigiert werden, und dass die Klassifizierung der Höhe des Objekts anhand einer ermittelten ersten Amplitudenänderung durch Vergleichen einer ersten korrigierten Amplitude eines ersten Echos mit einer zweiten korrigierten Amplitude eines zweiten Echos, das nach dem ersten Echo empfangen wurde, ermittelt wird.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Amplitudenkorrekturfaktor abhängig ist von einem horizontalen Strahlungsmuster des Ultraschallsensors.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Azimutwinkel durch Trilateration anhand von Echos, die zeitlich vor dem ersten Echo und dem zweiten Echo empfangen wurden, und/oder basierend auf Signalen eines von dem Ultraschallsensor verschiedenen Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Echo und dem zweiten Echo um zeitlich aufeinanderfolgende Echos handelt. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Objekt in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung von bis zu zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, dass bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als niedrig klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, und dass das Objekt als hoch klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifizierung der Höhe des Objekts anhand eines Vergleichs der ersten Amplitudenänderung mit einer zweiten Amplitudenänderung ermittelt wird, und dass die zweite Amplitudenänderung durch Vergleichen einer dritten korrigierten Amplitude eines dritten Echos, das nach dem zweiten Echo empfangen wurde, mit der zweiten korrigierten Amplitude des zweiten Echos oder mit einer vierten korrigierten Amplitude eines vierten Echos, das nach dem zweiten Echo und vor dem dritten Echo empfangen wurde, ermittelt wird. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als niedrig klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf und als zweite Amplitudenänderung eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Objekt in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung von bis zu zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, dass bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als niedrig klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung und als zweite Amplitudenänderung jeweils eine Amplitudenabnahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, und falls zusätzlich die zweite Amplitudenänderung größer ist als die erste Amplitudenänderung. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Objekt in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs befindet, vorzugsweise in einer Entfernung von bis zu zwei Metern zum Ultraschallsensor des Kraftfahrzeugs, dass bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Objekt das Objekt als hoch klassifiziert wird, falls als erste Amplitudenänderung und als zweite Amplitudenänderung jeweils eine Amplitudenzunahme im zeitlichen Verlauf ermittelt wird, und falls zusätzlich die zweite Amplitudenänderung größer ist als die erste Amplitudenänderung. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der Amplitudenänderungen auf einer Differenz und/oder einem Verhältnis der Amplitudenänderungen basiert. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der korrigierten Amplituden auf einer Differenz und/oder einem Verhältnis der korrigierten Amplituden basiert. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifizierung der Höhe des Objekts ermittelt wird, wenn zusätzlich die erste Amplitudenänderung betragsmäßig oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Verfahren (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einer Temperatur in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder einer Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder einer Einbauhöhe des Ultraschallsensors an dem Kraftfahrzeug vorbestimmt wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem assistierten und/oder 22 semi-automatischen und/oder automatischen Einparkverfahren angewendet wird. 15. Assistenzsystem mit einem Ultraschallsensor und einer Steuereinrichtung, welche zum Durchführen eines Verfahrens (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
PCT/DE2022/200194 2021-09-13 2022-08-22 Verfahren zur charakterisierung eines objekts in einer umgebung eines kraftfahrzeugs WO2023036377A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280061073.4A CN117916628A (zh) 2021-09-13 2022-08-22 表征机动车辆周围环境中的对象的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021210082.1 2021-09-13
DE102021210082.1A DE102021210082B3 (de) 2021-09-13 2021-09-13 Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023036377A1 true WO2023036377A1 (de) 2023-03-16

Family

ID=83149558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/200194 WO2023036377A1 (de) 2021-09-13 2022-08-22 Verfahren zur charakterisierung eines objekts in einer umgebung eines kraftfahrzeugs

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN117916628A (de)
DE (1) DE102021210082B3 (de)
WO (1) WO2023036377A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004047479A1 (de) 2004-09-30 2006-04-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Klassifizieren von Seitenbegrenzungen einer Parklücke für ein Einparkassistenzsystem
US20100220550A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Nippon Soken, Inc. Obstacle detection apparatus and method for detecting obstacle
DE112014002206T5 (de) * 2013-04-30 2016-03-03 Denso Corporation Hinderniserfassungsvorrichtung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018200688B4 (de) 2018-01-17 2023-05-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines akustischen Sensors
DE102018218007A1 (de) 2018-10-22 2020-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Höhe eines Objektes, Umfelderfassungssystem sowie Fahrzeug mit einem Umfelderfassungssystem
DE102020212381A1 (de) 2020-09-30 2022-03-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004047479A1 (de) 2004-09-30 2006-04-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Klassifizieren von Seitenbegrenzungen einer Parklücke für ein Einparkassistenzsystem
US20100220550A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Nippon Soken, Inc. Obstacle detection apparatus and method for detecting obstacle
DE112014002206T5 (de) * 2013-04-30 2016-03-03 Denso Corporation Hinderniserfassungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN117916628A (zh) 2024-04-19
DE102021210082B3 (de) 2023-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19655360B4 (de) Verfahren und Abstandsmesseinrichtung zur von den Fahrzeugdaten abhängigen Abstandsmessung von Hindernissen
DE102014114999A1 (de) Verfahren zum Erfassen zumindest eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102010034263B4 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Schwellwertkurve sowie Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Ultraschallsensors und Vorrichtung zur Umfelderfassung
DE102005044050A1 (de) Verfahren zur Parklückenbestimmung für Kraftfahrzeuge
WO2009030554A1 (de) Objektklassifizierungsverfahren, einparkhilfeverfahren und einparkhilfesystem
DE102013008953B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Radareinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
WO2018019696A1 (de) Verfahren zum erfassen eines objekts in einer umgebung eines fahrzeugs mit höhenbestimmung, fahrerassistenzsystem sowie fahrzeug
EP4222527A1 (de) Verfahren zur charakterisierung eines objekts in einer umgebung eines kraftfahrzeugs
DE102018102786A1 (de) Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mit Abschätzung der Höhe des Objekts anhand von Echoanteilen eines Empfangssignals, Recheneinrichtung, Ultraschallsensor sowie Fahrerassistenzsystem
DE102009047284A1 (de) Verfahren zur Anpassung der Empfindlichkeit von Ultraschallsensoren
DE102018200688B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines akustischen Sensors
DE102014116014A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE19945250A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zustandserkennung bei einem System zur automatischen Längs- und/oder Querregelung bei einem Kraftfahrzeug
DE102009028578A1 (de) Verfahren für die Umfelderfassung mit einer Lidarsensorik
DE102012015764A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem Überflutungserkennungssystem und entsprechendes Verfahren
DE102018103490A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Höhe eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs durch Bestimmung von Richtungsanteilen in einem Ultraschallsignal, Recheneinrichtung, Ultraschallsensorvorrichtung sowie Fahrerassistenzsystem
WO2015067412A1 (de) Verfahren zum erfassen eines fahrzeugumfeldes
DE102018100567A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Objekts mit Richtungsschätzung mittels eines Ultraschallsensors, Steuergerät, Ultraschallsensorvorrichtung sowie Fahrerassistenzsystem
DE102015122413B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, Ultraschallsensorvorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102017106743A1 (de) Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mit Klassifizierung des Objekts, Ultraschallsensorvorrichtung sowie Kraftfahrzeug
DE102021210082B3 (de) Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs
DE102018103414B4 (de) Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mit Höhenschätzung anhand einer zeitlichen Ableitung eines Empfangssignals eines Ultraschallsensors, Recheneinrichtung sowie Ultraschallsensorvorrichtung
EP1762861A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Geometrie und Position einer Parklücke
DE102021212901B4 (de) Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs
DE102018103560A1 (de) Verfahren zur Charakterisierung eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs durch Vergleich eines Empfangssignals eines Abstandssensors mit einer vorbestimmten Kurve, Sensorvorrichtung sowie Fahrerassistenzsystem

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22761403

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022761403

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022761403

Country of ref document: EP

Effective date: 20240415