WO2024046619A1 - Verfahren zur steuerung eines radarsensors zur totwinkelüberwachung an einem kfz - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines radarsensors zur totwinkelüberwachung an einem kfz Download PDF

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WO2024046619A1
WO2024046619A1 PCT/EP2023/067593 EP2023067593W WO2024046619A1 WO 2024046619 A1 WO2024046619 A1 WO 2024046619A1 EP 2023067593 W EP2023067593 W EP 2023067593W WO 2024046619 A1 WO2024046619 A1 WO 2024046619A1
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detection area
radar sensor
vehicle
detection
radar
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PCT/EP2023/067593
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Alexander FRERICKS
Cedric DONIE
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a radar sensor arranged on the side of a vehicle.
  • the radar sensor is used to prevent collisions with obstacles and unprotected road users.
  • a radar sensor arranged on the side of a vehicle is also referred to as a corner radar sensor.
  • a radar sensor is used, for example, to cover the blind spot of a vehicle on its side. This is typically used in trailers in which the corner radar sensor is arranged on a towing vehicle and is aligned in the direction of a trailer.
  • the corner sensor can also be used on individual vehicles, especially long vehicles.
  • the detection range of the radar sensor typically also includes part of the vehicle itself. This applies both to vehicle combinations, where the single or multi-axle trailer can typically be part of the vehicle in the detection area, especially if it can be moved to the towing vehicle, as well as to vehicles without a trailer, where a body of the vehicle or another part of the vehicle may be within the detection range.
  • the relative movement of the trailer relative to the towing vehicle creates an area in which (depending on the state of movement) an external object or your own trailer can be located.
  • due to the reduced detection performance at the edges of the detection area of the radar sensor it is not possible to align the detection area exactly along the vehicle or trailer. This means that even with rigid vehicles, part of the vehicle, especially the structure, can become are in the detection area.
  • a safety margin indicates the extent to which the vehicle is completely covered by the radar sensor's detection and there are no blind spots.
  • the radar sensor If the part of the vehicle is at an unfavorable angle to the radar sensor within the detection range, multiple reflections/multipath reflections may occur, in which the emitted radar signal is first reflected on the part of the vehicle and then on a target before the reflected signal is detected by the radar sensor . Due to the multiple reflection, the radar signal travels a further distance than a radar signal that is only reflected at the target. However, the radar sensor or an evaluation unit cannot distinguish between a multiple reflected radar signal and a single reflected radar signal, so that the multiple reflected radar signal is evaluated in the same way as the single reflected radar signal.
  • the distance to an object is evaluated via the time between transmission and reception of the radar signal (time-of-flight) and/or via a frequency shift between the input and output signals, for example by evaluating chirp modulation.
  • the further path taken via detours is interpreted as the greater distance between the target and the radar sensor.
  • Such positions of targets that are at a greater distance due to multiple reflections are referred to as ghost locations. ghost positions lead to false positive results during detection.
  • DE 10035 223 A1 describes an obstacle detection system which has a plurality of detection devices, with the fields of view of two adjacent detection devices overlapping.
  • the method for controlling a radar sensor (corner radar sensor) arranged on the side of a vehicle is characterized in that the radar sensor is switched to a first mode in which the radar sensor covers a first detection area, and in a second mode in which the radar sensor covers a second covers the detection area.
  • the detection area here is the emission area and the detection area of the Radar sensor understood.
  • the radar sensor includes a transmitter that emits radar signals and a receiver that receives reflected radar signals.
  • the vehicle that has the radar sensor is also called the ego vehicle.
  • the detection areas are selected so that the second detection area is arranged closer to the vehicle than the first detection area and only the second detection area includes part of the vehicle, whereas the first detection area does not.
  • the radar sensor covers a first detection area, which preferably extends substantially to the side (along the transverse axis) of the vehicle.
  • the first detection area is chosen so that it is spaced from the vehicle.
  • the first detection area is chosen to be as large as possible, but it should only be so large that no part of your vehicle is in this first detection area, not even while cornering.
  • the first detection area has a smaller safety margin because the detection area does not include the vehicle itself.
  • the first mode offers the following advantage: Since no part of the vehicle is in the first detection area, there is no multiple reflection and no ghost positions are generated. In the first mode, only positions that lie within the first detection area are recorded.
  • the first detection area which is smaller compared to the conventional radar sensor, offers the advantage that the emission angle is reduced, allowing the same energy to be concentrated in a smaller area. This allows the range to be increased and/or the detection of weakly reflective objects to be improved.
  • the radar sensor covers a second detection area, which is preferably oriented substantially in the backward direction (or in the forward direction). The second detection area is selected so that part of the ego vehicle, when detected by the radar sensor, lies only in the second detection area. Accordingly, the second detection area is arranged directly on the vehicle and is closer than the first detection area to the affected part of the vehicle.
  • the second mode has a high safety margin because the second Detection area fully covers the part of the vehicle. This also applies if the vehicle turns.
  • the second detection area should be chosen as small as possible.
  • the angular range of the second detection range is chosen to be slightly larger than the angular range in which the part of the vehicle moves.
  • the selected angle range also covers a range of movement of the part of the vehicle, for example any articulation angle that may exist between a trailer and a tractor.
  • the second detection range can, for example, be in an angular range of 120° to 215°, preferably in an angular range of 145° to 190°. The exact selection of an angular range for the second detection area and thus also for the first detection area is left to a person skilled in the art.
  • detection areas in which no part of the vehicle lies and which only differ from other first detection areas by their position are interpreted as a common first detection area. Simply dividing a first detection area into two smaller sub-areas without making any additional changes should not result in the size of the sub-areas being used for the assessment.
  • the second detection area covers part of the vehicle, ghost positions can be generated to a greater extent in the second mode.
  • the second mode only (ghost) positions within the second detection area are detected. This is achieved either by the structure of the radar sensor or by rejecting reflections from outside the first detection area.
  • the second detection area offers the advantage that detection in the small area around the vehicle is significantly improved, so that, for example, approaching bicycles can be better recognized. This can also increase the range of the radar sensor.
  • the combination of the two detection areas therefore covers the same angular range as a single overall detection area and fulfills the same safety margin. Ghost positions can still occur in both detection areas, but are significantly reduced in contrast to a single overall detection area.
  • the two modes with the different detection areas significantly improve the balancing of the trade-off between true positive and false results, so that the overall performance in detecting obstacles increases.
  • the range of the radar sensor can be increased or the accuracy of the radar sensor can be improved at large distances without reducing the overall detection area covered.
  • the second detection area is already smaller than the overall detection area.
  • the second detection area is chosen to be smaller than the first detection area, so that the area in which more ghost positions occur is smaller than the area in which no or only a few ghost positions occur.
  • the detection areas can be generated by one or more of the following options. In general, other methods can also be used to create different detection areas:
  • the two detection areas of the radar sensor can preferably be implemented in a simple manner using beamforming in order to focus the radar signals in the respective areas.
  • Beamforming uses multiple antennas to send the radar signal primarily in a specific direction.
  • all types of beamforming can be used, i.e. analog beamforming, digital beamforming, etc.
  • Digital beamforming is preferably used, in which the multiple antennas arranged close to one another emit radar waves at different times, so that the radar waves are amplified in the specific directions by constructive interference and the radar waves in other directions are attenuated through destructive interference.
  • Beamforming, especially digital beamforming also has the advantage that it is possible to switch between the two modes quickly and easily.
  • at least two separately controlled antenna pairs or antenna areas can be used to generate and evaluate the different detection areas.
  • part of the antenna area can be shielded alternately to generate two different detection areas.
  • a cover made of reflective or absorbing material is arranged over part of the antenna, which is then moved by means of a drive.
  • the radar sensor or antenna is then pivoted into a first position by means of a drive, operated there in the first mode and generates the first detection area.
  • the radar sensor is then pivoted into a second position, operated there in the second mode and generates the second detection area.
  • a simple way to run the different modes on the same radar sensor is to switch between the two modes and thus run the two modes one after the other.
  • the detection areas can be changed by changing the antenna control during operation. Switching between different detection areas is therefore possible with conventional, modern radar sensors.
  • the environment around the vehicle may change. Locations (and representations abstracted from them, such as objects) can be assigned between modes using tracking algorithms to form uniform objects.
  • the detection areas can be defined in advance.
  • the detection areas are selected based on typical parameters for the application. For example, for a towing vehicle with a trailer, in typical driving situations an articulation angle for the trailer is assumed to be a maximum of 30°.
  • the second detection area is with a safety range of 5° in the angular range of 120° to 215°, preferably in one Angle range from 145° to 190°, selected.
  • Different driving situations can be defined, for example urban and extra-urban, where other parameters are provided.
  • the detection areas can then be selected depending on the driving situations.
  • the detection areas can be selected while driving depending on the actual position of the part of the vehicle.
  • the position of the part of the vehicle is estimated using methods known per se.
  • a Trailer State Estimation (TASTE) can be carried out to determine the position of the trailer and the articulation angle.
  • the second detection area is then selected depending on the estimated position of the part of the vehicle. This allows the second detection area to be better adapted to the actual position of the part of the vehicle and, as a result, to be chosen even narrower. This is particularly advantageous for the towing vehicle with a trailer when turning, as the angle between the trailer and the radar sensor changes.
  • the second detection area is advantageously moved with the trailer and the first detection area is reduced accordingly.
  • the edges of the detection areas are blurred.
  • the positions that were determined in the first mode from the first detection area are assigned to the positions that were determined in the second mode from the second detection area.
  • Targets in the different detection areas cannot be detected at the same time. This can be remedied by using tracking algorithms, as they take the temporal offset of the measurements into account. Using tracking, a real object/location is uniformly assigned to an object/location detected by the radar sensor.
  • two modes with different detection areas as described above are sufficient.
  • at least one further mode can be provided in which the radar sensor covers a further detection range.
  • the other detection areas can be adjusted accordingly.
  • Using more than two detection areas allows even greater optimization of the radar sensor by exploiting the effects described above.
  • Both the number of detection areas in which a part of the vehicle is located and the number of detection areas in which no part of the vehicle is located can be increased.
  • detection areas can also be provided in which part of the vehicle only lies in certain driving situations. If the number of detection areas is increased, the size of the other detection areas decreases.
  • the principle is not limited to different detection areas in the horizontal plane. Cases are conceivable in which the performance of the radar sensor can be increased by dividing it into different vertical and/or horizontal (any solid angle) detection areas. The different heights can reduce the generation of ghost positions and increase the detection range.
  • a feedback loop is optionally provided.
  • the radiation is irradiated evenly within each detection area, i.e. with the same intensity. If the radar sensor now receives a weak radar signature, on the basis of which an object can be “guessed”, the corresponding area is amplified, i.e. with a higher intensity.
  • the feedback can preferably take place via the multiple areas. This can be easily implemented, especially with beamforming.
  • the method is preferably used for a radar sensor that is arranged on the side of a vehicle combination.
  • a vehicle combination from a towing vehicle and at least one trailer that is towed by the towing vehicle.
  • vehicle combinations are trucks with trailers such as articulated lorries or articulated lorries (a semi-trailer is also interpreted here as a trailer) or passenger cars with trailers such as. B. a caravan.
  • the radar sensor is preferably arranged on the towing vehicle and is aligned so that it at least partially covers the trailer. The part of the vehicle that is only in the second detection area is therefore the trailer of the vehicle combination. When cornering, such a trailer moves to the side relative to the towing vehicle, which typically generates ghost positions.
  • the method can be used for various vehicles, especially for rigid vehicles with and without trailers.
  • the computer program is set up to carry out each step of the method, especially if it is carried out on a computing device or control device. It enables the method to be implemented in a conventional electronic control device without having to make any structural changes. For this purpose it is stored on the machine-readable storage medium.
  • the electronic control device By installing the computer program on a conventional electronic control device, the electronic control device is obtained, which is set up to control the radar sensor.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a traffic situation in which a radar sensor carries out a measurement according to the prior art.
  • Figure 2 shows a schematic representation of the traffic situation in which the radar sensor carries out a measurement according to an embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 3 shows a flow chart of an embodiment of the method according to the invention.
  • Figures 4 a and b show a schematic representation of the traffic situation in which the radar sensor carries out a measurement according to a further embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 5 shows a schematic representation of the traffic situation in which the radar sensor carries out a measurement according to yet another embodiment of the method according to the invention.
  • Figures 6 a and b show a schematic representation of the traffic situation in which the radar sensor carries out a measurement according to yet another embodiment of the method according to the invention.
  • a radar sensor 5 is arranged on the side of the towing vehicle 2 and is designed as a corner radar sensor. According to the prior art, the radar sensor 5 detects the detection area marked E, which here covers an angular range of approximately 205 ° and partially includes the trailer 3.
  • the radar sensor 5 includes a transmitter that emits radar signals into the detection area E and a receiver that records the reflected radar signals from the detection area E.
  • the detection area E is shown here as a section of a circle, this is only intended to represent the angular range; the radius in which the reflected radar signals are received is significantly larger. Also, the actual antenna pattern may have a different shape than E and does not have to radiate all angles in E with the same intensity.
  • two radar signals RI and R2 are shown, which are emitted by the radar sensor 5.
  • a first radar signal RI is emitted in the direction of the target vehicle 4 and reflected by it. The reflected wave runs back along the same path and is received by the radar sensor 5. Overall, the first radar signal RI has covered the distance d between the radar sensor 5 and the target vehicle 4 twice.
  • the position of the target vehicle 4 is determined from the transmitted and the correspondingly reflected first radar signal RI by means of frequency shifting (chirp sequence radar).
  • the position determined from the first radar signal RI represents the true position WP of the target vehicle 3 at a distance d.
  • a second radar signal R2 is sent out, which hits the trailer s at point P and is reflected by it in the direction of the target vehicle 4.
  • the second radar signal R2 covers the distance dl between the radar sensor 5 and the reflection point P and the distance d2 between the reflection point P and the target vehicle 4.
  • the second radar signal covers the distance d between the target vehicle 4 and the radar sensor 5.
  • the radar sensor 5 or an evaluation unit cannot determine from the received second radar signal R2 that it was previously reflected at point P and has therefore traveled the significantly longer distance dl + d2 compared to the first radar signal RI.
  • the radar sensor 5 arranged on the side of the towing vehicle 2 detects a first detection area marked El and a second detection area marked E2.
  • a flow chart of the method according to the invention is shown in Figure 3.
  • the two detection areas El and E2 are selected 10. These can be defined in advance using typical parameters.
  • a position of the trailer 3 z. B are estimated using Trailer State Estimation (TASTE) and the two detection areas El and E2 are selected 10 depending on the estimated position of the trailer 3.
  • the detection areas El, E2 are realized by beamforming the radar signals emitted by the radar sensor 5. In particular, digital beamforming is used here.
  • the first detection area El extends laterally to the towing vehicle 2 and is chosen to be as large as possible without a part of the trailer 3 being in the first detection area El, even if the vehicle combination 1 turns.
  • the first detection area El covers an angular range of 155° to the rear, with the angular range being reduced in the direction of the trailer 3.
  • the second detection area E2 is aligned backwards in the direction of the trailer 3 and as symmetrically as possible.
  • the second detection area E2 adjoins the first detection area El and is closer to the trailer 3 than the first detection area El.
  • the second detection area E2 covers an angular range of 40°.
  • the two detection areas El and E2 overlap in order to compensate for blurred edges of the detection areas El, E2.
  • the second detection area E2 is chosen to be as small as possible, with the trailer 3 still lying completely in the second detection area E2.
  • the second detection area E2 and/or the above-mentioned detection areas provided in other exemplary embodiments can be shifted vertically to the first detection area El. Even if the detection areas El and E2 are shown here as a circular section, this is only intended to represent the angular range; the radius in which the reflected radar signals are received is significantly larger.
  • the radar sensor 5 is operated in two modes Ml, M2, which run one after the other.
  • the first mode Ml is connected to the first detection area El and the second mode M2 is connected to the second detection area E2.
  • a first radar signal RI is emitted from the radar sensor 5 using beamforming into the first detection area El 11.
  • the first radar signal RI is emitted in the direction of the target vehicle 4, reflected by it and runs along the same path back to the radar sensor 5.
  • the Radar sensor 5 receives 12 the reflected first radar signal RI in the first detection area El.
  • the first radar signal RI has covered the distance d between the radar sensor 5 and the target vehicle 3 twice. From the emitted and the correspondingly reflected first radar signal RI, using methods known per se, such as a time-of-flight measurement or a frequency shift of a radar wave emitted with chirp modulation and the incoming radar wave, the position of the vehicle 4 is determined 13.
  • a query 14 now checks whether the determined position is within the first detection range El. If this is the case, this is assumed to be the true position WP of the target vehicle 4 15.
  • the radar sensor 5 is then operated in the second mode M2. Due to beamforming, the switch to the second mode M2 occurs so quickly that the target vehicle 4 has hardly moved during this time and can be viewed as quasi-stationary. If the target vehicle 4 still moves, a tracking algorithm for tracking the target vehicle 4 can be provided. If the target vehicle 4 moves into a different detection area due to its movement, the vehicle can be tracked further using feedback.
  • a second radar signal R2 is emitted 21 from the radar sensor 5 using beamforming into the second detection area E2. In the case shown here, the second radar signal R2 hits the trailer 3 at point P and is reflected in the direction of the target vehicle 4. From the target vehicle 4, the second radar signal R2 is reflected again to the radar sensor 5.
  • the radar sensor 5 receives 22 the reflected second radar signal R2 in the second detection area E2.
  • the second radar signal R2 covers the distance dl between the radar sensor 5 and the reflection point P, the distance d2 between the reflection point P and the target vehicle 4 and the distance d between the target vehicle 4 and the radar sensor 5.
  • the position of the vehicle 4 is determined from the emitted and the correspondingly reflected second radar signal R2 using Doppler shift in frequency 23.
  • a query 24 now checks whether the determined position lies within the second detection area E2.
  • the determined position as is the case in the present case for the ghost position GP, is not within the second detection area E2, it is not received by the radar sensor 5. This means that the majority of ghost positions are not recorded. In the event that the determined position lies within the second detection area E2, this is assumed to be the true position of the target vehicle 4 25.
  • the first mode Ml is then executed again.
  • the detection areas El, E2 can optionally be adjusted.
  • FIG. 4 a and b show a traffic situation similar to that in FIG. 1 and FIG. 2, respectively, in which the vehicle combination 1 makes a left turn in a and a right turn in b.
  • three detection areas El, E2, E3 are provided, with the third detection area E3 being arranged between the first detection area El and the second detection area E2 and overlapping both.
  • the third detection area E3 contains only a small part of the trailer 3 in the driving situation shown in FIG. 4 a, in which the vehicle 1 turns to the left. Negligible few ghost positions GP are therefore generated in this third detection area E3.
  • FIG. 4 a shows a traffic situation similar to that in FIG. 1 and FIG. 2, respectively, in which the vehicle combination 1 makes a left turn in a and a right turn in b.
  • three detection areas El, E2, E3 are provided, with the third detection area E3 being arranged between the first detection area El and the second detection area E2 and overlapping both.
  • the third detection area E3 contains only a small part of
  • the third detection area E3 is as large as the second detection area E2 and together both are approximately as large as the second detection area E2 from Figure 2.
  • the area in which ghost positions GP occur, at least when turning to the left as shown here, is reduced again.
  • the third detection area E3 is generated in a third mode, which can run before or after the second mode M2. In general, the Ml, M2 modes can run in any order.
  • Figure 5 also shows the traffic situation shown in Figure 1 and Figure 2.
  • a very large number of infinitesimally small first detection areas El and second detection areas E2 are provided, only one of which is shown.
  • the modes are changed in rapid succession using digital beamforming, so that the detection areas are generated in sequential order. This approximates a rotation of the radar sensor similar to electronic beam steering.
  • the radar sensor 5 or its antennas can be pivoted and detection areas can be generated in a short time sequence. Since the detection areas are very small, ghost positions GP are practically no longer generated.
  • 6 a and 6 b show a traffic situation similar to that in FIG. 1 and FIG. 2, respectively, in which a vehicle 7 with a rigid structure 8 is driving.
  • two detection areas El and E2 or El* and E2* with different shapes are provided. A boundary of the first detection area El, El* runs essentially parallel to the side of the
  • the second detection area E2, E2* is smaller than the first detection area El, El*, overlaps with the first detection area El, El* and covers the structure 8.
  • the detection areas El, E2 each have the shape of a circular sector (arc section).
  • the detection areas each have the shape of a circular sector (arc section).
  • the first detection area El* for example, extends primarily to the rear and has a small extent in the transverse direction.
  • the intensity of the signal emitted by the radar sensor 5 can vary over the angular range covered by the detection range El, E2, El*, E2*.
  • the shape of the detection areas El*, E2* can be freely chosen and adapted to the requirements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines seitlich an einem Fahrzeug (1) angeordneten Radarsensors (5). Es ist ein erster Modus, in dem der Radarsensor (5) einen ersten Erfassungsbereich (El) abdeckt, und ein zweiter Modus, in dem der Radarsensor (5) einen zweiten Erfassungsbereich (El) abdeckt, vorgesehen. Der zweite Erfassungsbereich (E2) ist näher an einem Teil (3) des Fahrzeugs (1) angeordnet als der erste Erfassungsbereich (El). Dabei liegt nur im zweiten Erfassungsbereich (E2) ein Teil (3) des Fahrzeugs (1).

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINES RADARSENSORS ZUR TOTWINKELÜBERWACHUNG AN EINEM KFZ
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines seitlich an einem Fahrzeug angeordneten Radarsensors. Der Radarsensor wird verwendet, um Kollisionen mit Hindernissen und ungeschützten Verkehrsteilnehmern zu verhindern.
Stand der Technik
Ein seitlich an einem Fahrzeug angeordneter Radarsensor wird auch als Eck- Radarsensor bezeichnet. Es solcher Radarsensor wird verwendet, um beispielsweise den toten Winkel eines Fahrzeugs an dessen Seite abzudecken. Typischerweise findet dies Anwendung bei Gespannen, bei denen der Eck- Radarsensor an einem Zugfahrzeug angeordnet ist und in Richtung eines Anhängers ausgerichtet ist. Allerdings kann der Eck-Sensor auch bei Einzelfahrzeugen, insbesondere bei langen Fahrzeugen, zum Einsatz kommen.
Im Nutzfahrzeugbereich schließt der Erfassungsbereich des Radarsensors typischerweise auch einen Teil des Fahrzeugs selbst ein. Dies gilt sowohl für Fahrzeuggespanne, bei denen typischerweise der ein- oder mehrachsige Anhänger als Teil des Fahrzeugs im Erfassungsbereich liegen kann, insbesondere, wenn dieser zum Zugfahrzeug beweglich ist, als auch bei Fahrzeugen ohne Anhänger, bei denen ein Aufbau des Fahrzeugs oder ein anderer Teil des Fahrzeugs im Erfassungsbereich liegen kann. Bei Fahrzeuggespannen ergibt sich durch die Relativbewegung des Anhängers gegenüber dem Zugfahrzeug ein Bereich, in dem sich (je nach Bewegungszustand) ein externes Objekt oder der eigene Anhänger befinden kann. Zudem ist durch die verringerte Detektionsleistung an den Rändern des Detektionsbereichs des Radarsensors eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs exakt entlang des Fahrzeugs bzw. des Anhängers nicht möglich. Somit kann sich auch bei starren Fahrzeugen ein Teil des Fahrzeugs, insbesondere der Aufbau, im Erfassungsbereich befinden. Eine Sicherheitsmarge gibt an, inwiefern das Fahrzeug vollständig durch die Erfassung des Radarsensors abgedeckt ist und keine toten Winkel vorhanden sind.
Befindet sich der Teil des Fahrzeugs in einem ungünstigen Winkel zum Radarsensor innerhalb des Erfassungsbereichs, kann es zu Mehrfachreflektionen/Multipfadreflektionen kommen, bei denen das ausgesendete Radarsignal zuerst am Teil des Fahrzeugs und dann an einem Ziel reflektiert wird, bevor das reflektierte Signal vom Radarsensor erfasst wird. Durch die Mehrfachreflektion legt das Radarsignal einen weiteren Weg zurück als ein Radarsignal, welches nur an dem Ziel reflektiert wird. Der Radarsensor oder eine Auswerteeinheit kann allerdings nicht zwischen einem mehrfach reflektierten Radarsignal und einem einfach reflektierten Radarsignal unterscheiden, sodass das mehrfach reflektierte Radarsignal in gleicher Weise wie das einfach reflektierte Radarsignal auswertet wird. Typischerweise erfolgt die Auswertung des Abstandes zu einem Objekt über die Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Radarsignals (Time-of-Flight) und/oder über eine Frequenzverschiebung zwischen Ein- und Ausgangssignal, beispielsweise durch Auswertung einer Chirp-Modulation. Der von dem über Umwege zurückgelegte weitere Weg wird als größerer Abstand des Ziels zum Radarsensor interpretiert. Solche Positionen von Zielen, die aufgrund von Mehrfachreflektionen einen größeren Abstand aufweisen, werden als Geisterpositionen (Ghost Locations) bezeichnet. Geisterpositionen führen bei der Erfassung zu falsch positiven Ergebnissen.
In der DE 10035 223 Al wird ein Hindernis-Erfassungssystem beschrieben, welche eine Mehrzahl von Erfassungseinrichtungen aufweist, wobei sich die Blickfelder von zwei benachbarten Erfassungseinrichtungen überschneiden.
Offenbarung der Erfindung
Das Verfahren zur Steuerung eines seitlich an einem Fahrzeug angeordneten Radarsensors (Eck-Radarsensoren) zeichnet sich dadurch aus, dass der Radarsensor in einen ersten Modus, in dem der Radarsensor einen ersten Erfassungsbereich abdeckt, und in einem zweiten Modus, in dem der Radarsensor einen zweiten Erfassungsbereich abdeckt, betrieben wird. Als Erfassungsbereich wird hier der Aussendebereich und der Detektionsbereich des Radarsensors verstanden. Der Radarsensor umfasst einen Sender, der Radarsignale aussendet, und einen Empfänger, der reflektierte Radarsignale empfängt. Das Fahrzeug, das den Radarsensor aufweist, wird auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet.
Die Erfassungsbereiche werden so gewählt, dass der zweite Erfassungsbereich näher am Fahrzeug angeordnet ist als der erste Erfassungsbereich und nur der zweite Erfassungsbereich einen Teil des Fahrzeugs beinhaltet, der erste Erfassungsbereich hingegen nicht.
Im ersten Modus deckt der Radarsensor einen ersten Erfassungsbereich ab, der sich vorzugsweise im Wesentlichen zur Seite (entlang der Querachse) des Fahrzeugs erstreckt. Der erste Erfassungsbereich wird so gewählt, dass er vom Fahrzeug beabstandet ist. Der erste Erfassungsbereich wird möglichst groß gewählt, allerdings sollte er nur so groß sein, dass sich kein Teil des eigenen Fahrzeugs in diesem ersten Erfassungsbereich befindet, auch nicht während einer Kurvenfahrt. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Radarsensor weist der erste Erfassungsbereich eine geringere Sicherheitsmarge auf, da der Erfassungsbereich nicht das Fahrzeug selbst miteinschließt. Der erste Modus bietet folgenden Vorteil: Da sich kein Teil des Fahrzeugs im ersten Erfassungsbereich befindet, findet daran keine Mehrfachreflexion statt und es werden keine Geisterpositionen generiert. Im ersten Modus werden nur Positionen, die innerhalb des ersten Erfassungsbereichs liegen, erfasst. Dies wird entweder durch die Struktur des Radarsensors erreicht oder indem Reflexionen von außerhalb des ersten Erfassungsbereichs verworfen werden. Zusätzlich bietet der im Verglich zum herkömmlichen Radarsensor verkleinerte erste Erfassungsbereich den Vorteil, dass der Emissionswinkel verringert wird, wodurch die gleiche Energie in einem kleineren Bereich konzentriert werden kann. Dadurch kann die Reichweise erhöht werden und/oder die Erkennung schwächer reflektierender Objekte verbessert werden. Im zweiten Modus deckt der Radarsensor einen zweiten Erfassungsbereich ab, der vorzugsweise im Wesentlichen in Rückwärtsrichtung (oder in Vorwärtsrichtung) ausgerichtet ist. Der zweite Erfassungsbereich wird so gewählt, dass ein Teil des Ego-Fahrzeugs, wenn es vom Radarsensor erfasst wird, nur im zweiten Erfassungsbereich liegt. Demnach wird der zweite Erfassungsbereich direkt am Fahrzeug angeordnet und liegt näher als der erste Erfassungsbereich am betroffenen Teil des Fahrzeugs. Der zweite Modus weist eine hohe Sicherheitsmarge auf, da der zweite Erfassungsbereich den Teil das Fahrzeugs voll abdeckt. Dies gilt auch, wenn das Fahrzeug abbiegt. Der zweite Erfassungsbereich sollte möglichst klein gewählt werden. Zur Sicherheit wird der Winkelbereich des zweiten Erfassungsbereich leicht größer gewählt als der Winkelbereich, in dem sich der Teil des Fahrzeugs bewegt. Der gewählte Winkelbereich deckt auch einen Bewegungsspielraum des Teils des Fahrzeugs ab, beispielsweise einen eventuell vorhandenen Knickwinkel zwischen einem Anhänger und einer Zugmaschine. Der zweite Erfassungsbereich kann beispielsweise in einem Winkelbereich von 120° bis 215°, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 145° bis 190° liegen. Die genaue Auswahl eines Winkelbereichs für den zweiten Erfassungsbereich und damit auch für den ersten Erfassungsbereich bleibt einem Fachmann überlassen.
In der vorliegenden Anmeldung werden Erfassungsbereiche, in denen kein Teil des Fahrzeugs liegt und die sich nur durch ihre Position von anderen ersten Erfassungsbereichen unterscheiden, als gemeinsamer erster Erfassungsbereich interpretiert. Das einfache Aufteilen eines ersten Erfassungsbereichs in zwei kleinere Unterbereiche ohne zusätzliche Änderungen vorzunehmen, soll nicht dazu führen, dass die Größe der Unterbereiche zur Beurteilung herangezogen wird.
Da der zweite Erfassungsbereich den Teil des Fahrzeugs abdeckt, können im zweiten Modus verstärkt Geisterpositionen generiert werden. Im zweiten Modus werden nur (Geister-) Positionen innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs erfasst. Dies wird entweder durch die Struktur des Radarsensors erreicht oder indem Reflexionen von außerhalb des ersten Erfassungsbereichs verworfen werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil: Da der zweite Erfassungsbereich vergleichsweise klein gewählt wird, tauchen die Geisterpositionen im zweiten Modus in einer im Vergleich zu herkömmlichen Radarsensoren deutlichen kleineren Fläche auf. Dies führt zu einer Reduzierung von Falschdetektionen. Zusätzlich bietet der zweite Erfassungsbereich im Verglich herkömmlichen Radarsensoren den Vorteil, dass die Detektion in dem kleinen Bereich um das Fahrzeug deutlich verbessert ist, sodass beispielsweise sich nähernde Fahrräder besser erkannt werden können. Außerdem kann dadurch die Reichweite des Radarsensors vergrößert werden.
Die Kombination der beiden Erfassungsbereiche deckt somit den gleichen Winkelbereich wie ein einzelner Gesamterfassungsbereich ab und erfüllt die gleiche Sicherheitsmarge. Geisterpositionen können zwar weiterhin in beiden Erfassungsbereichen auftreten, werden aber im Gegensatz zu einem einzigen Gesamterfassungsbereich deutlich reduziert. Insgesamt wird durch die beiden Modi mit den verschiedenen Erfassungsbereichen der Ausgleich des Zielkonfliktes zwischen wahren positiven und falschen Ergebnissen deutlich verbessert, sodass sich die Gesamtleistung bei der Erkennung von Hindernissen steigert. Außerdem kann die Reichweite des Radarsensors vergrößert werden bzw. die Genauigkeit des Radarsensors in großer Entfernung verbessert werden, ohne den insgesamt abgedeckten Erfassungsbereich zu verkleinern.
Allein durch die Aufteilung ist der zweite Erfassungsbereich bereits kleiner als Gesamterfassungsbereich. Vorzugsweise wird der zweite Erfassungsbereich kleiner als der erste Erfassungsbereich gewählt, sodass der Bereich, in dem vermehrt Geisterpositionen auftreten, kleiner ist als der Bereich, in dem keine oder nur wenige Geisterpositionen auftreten.
Die Erfassungsbereiche können durch eine oder mehrere der nachfolgend genannten Möglichkeiten generiert werden. Generell können auch andere Verfahren zur Erzeugung von unterschiedlichen Erfassungsbereichen verwendet werden:
Die beiden Erfassungsbereiche des Radarsensors können vorzugsweise mittels Beamforming in einfacher Weise realisiert werden, um die Radarsignale in den jeweiligen Bereichen zu fokussieren. Beim Beamforming werden mehrere Antennen verwendet, um das Radarsignal vornehmlich in eine bestimmte Richtung auszusenden. Generell können alle Arten von Beamforming angewendet werden, also analoges Beamforming, digitales Beamforming usw. Vorzugsweise wird digitales Beamforming verwendet, bei dem die mehreren, nahe aneinander angeordneten Antennen Radarwellen zu unterschiedlichen Zeiten aussenden, sodass durch konstruktive Interferenz die Radarwellen in den bestimmten Richtungen verstärkt werden und durch destruktive Interferenz die Radarwellen in anderen Richtungen abgeschwächt werden. Beamforming, insbesondere digitales Beamforming hat zudem den Vorteil, dass in einfacher und schneller Weise zwischen beiden Modi umschaltet werden kann. Alternativ können auch mindestens zwei getrennt angesteuerte Antennenpaare oder Antennenbereiche genutzt werden, um die verschiedenen Erfassungsbereiche zu erzeugen und auszuwerten.
Alternativ kann wechselweise ein Teil des Antennenbereichs abgeschirmt werden, um zwei unterschiedliche Erfassungsbereiche zu generieren. Dabei ist zum Beispiel eine Abdeckung aus reflektierendem oder absorbierendem Material über einem Teil der Antenne angeordnet, die dann mittels eines Antriebs verschoben wird.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, den Radarsensor und/oder zumindest eine darin enthaltene Antenne mechanisch und/oder mikroelektromechanisch zu schwenken, um somit die Erfassungsbereiche zu generieren. Der Radarsensor bzw. die Antenne wird dann mittels eines Antriebs in eine erste Position geschwenkt, dort im ersten Modus betrieben und generiert den ersten Erfassungsbereich. Anschließend wird der Radarsensor in eine zweite Position geschwenkt, dort im zweiten Modus betrieben und generiert den zweiten Erfassungsbereich.
Eine einfache Art, die verschiedenen Modi auf demselben Radarsensor auszuführen, ist zwischen den beiden Modi umzuschalten und somit die beiden Modi zeitlich hintereinander ablaufen zu lassen. Mit dem vorstehend beschriebenen digitalen Beamforming können die Erfassungsbereiche durch Änderung der Antennenansteuerung während des Betriebes zu ändern. Ein Umschalten zwischen verschiedenen Detektionsbereichen ist somit bei herkömmlichen modernen Radarsensoren möglich. In der Zeit zwischen dem Umschalten zwischen den beiden Modi kann sich die Umgebung um das Fahrzeug herum ändern. Lokationen (und daraus abstrahierte Repräsentationen, beispielsweise Objekte) können mittels Tracking-Algorithmen zwischen den Modi zugeordnet werden, um einheitliche Objekte zu bilden.
Die Erfassungsbereiche können im Vorhinein festgelegt werden. Hierfür werden die Erfassungsbereiche anhand von typischen Parametern für die Anwendung gewählt. Beispielsweise wird für ein Zugfahrzeug mit Anhänger in typischen Fahrsituationen ein Knickwinkel für den Anhänger von maximal 30° angenommen. Der zweite Erfassungsbereich wird mit einem Sicherheitsbereich von 5° im Winkelbereich von 120° bis 215°, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 145° bis 190°, gewählt. Es können unterschiedliche Fahrsituationen definiert werden, beispielsweise innerorts und außerorts, bei denen andere Parameter bereitgestellt werden. Die Erfassungsbereiche können dann abhängig von den Fahrsituationen gewählt werden.
Alternativ können die Erfassungsbereiche während der Fahrt in Abhängigkeit von der tatsächlichen Position des Teils des Fahrzeugs gewählt werden. Hierfür wird die Position des Teils des Fahrzeugs mit an sich bekannten Verfahren geschätzt. Bei einem Zugfahrzeug mit Anhänger kann beispielsweise eine Trailer State Estimation (TASTE) durchgeführt werden, um die Position des Anhängers und den Knickwinkel zu bestimmen. Der zweite Erfassungsbereich wird dann abhängig von der geschätzten Position des Teils des Fahrzeugs gewählt. Dadurch kann der zweite Erfassungsbereich besser an die tatsächliche Position des Teils des Fahrzeugs angepasst werden und infolgedessen noch enger gewählt werden. Dies ist besonders für das Zugfahrzeug mit Anhänger beim Abbiegen vorteilhaft, da sich hierbei der Winkel zwischen dem Anhänger und dem Radarsensor ändert. So wird vorteilhafterweise der zweite Erfassungsbereich mit dem Anhänger mitbewegt und der erste Erfassungsbereich entsprechend verkleinert.
Die Ränder der Erfassungsbereiche sind in der Praxis unscharf ausgebildet. Um in diesem Grenzbereich dennoch eine robuste Erfassung von Zielen durchführen zu können, ist es vorteilhaft vorgesehen, dass sich der erste Erfassungsbereich und der zweite Erfassungsbereich überlappen. Die Positionen, die im ersten Modus aus dem ersten Erfassungsbereich ermittelt wurden, werden den Positionen, die im zweiten Modus aus dem zweiten Erfassungsbereich ermittelt wurden, zugeordnet. Ziele in den unterschiedlichen Erfassungsbereichen können nicht zeitgleich detektiert werden. Durch Verwendung von Tracking-Algorithmen kann dem Abhilfe geschaffen werden, da diese den zeitlichen Versatz der Messungen berücksichtigen. Mittels Tracking erfolgt eine einheitliche Zuordnung eines realen Objekts/Lokation zu einem vom Radarsensor detektierten Objekt/Lokation.
Generell sind bereits zwei Modi mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen wie vorstehend beschrieben ausreichend. Für eine weitere Verbesserung kann zumindest ein weiterer Modus vorgesehen sein, in dem der Radarsensor einen weiteren Erfassungsbereich abdeckt. Die anderen Erfassungsbereiche können entsprechend angepasst werden. Eine Verwendung von mehr als zwei Erfassungsbereichen erlaubt eine noch stärkere Optimierung des Radarsensors durch die Ausnutzung der oben beschriebenen Effekte. Dabei kann sowohl die Zahl der Erfassungsbereiche, in denen ein Teil des Fahrzeugs liegt als auch die Zahl der Erfassungsbereiche, in denen kein Teil des Fahrzeugs liegt, erhöht werden. Außerdem können auch Erfassungsbereiche vorgesehen sein, in denen nur in bestimmten Fahrsituationen ein Teil des Fahrzeugs liegt. Wird die Zahl der Erfassungsbereiche erhöht, verringert sich die Größe der anderen Erfassungsbereiche.
Das Prinzip ist nicht auf verschiedene Erfassungsbereiche in der horizontalen Ebene beschränkt. Es sind Fälle denkbar, in denen sich die Leistung des Radarsensors durch Aufteilung in verschiedene vertikale und/oder horizontale (beliebige Raumwinkel) Erfassungsbereiche steigern lässt. Durch die unterschiedliche Höhe kann die Erzeugung von Geisterpositionen verringert werden und der Erfassungsbereich vergrößert werden.
Es kann vorgesehen sein, die Zahl der Erfassungsbereiche so weit zu erhöhen, dass die Umgebung abgerastert wird, ähnlich dem electric beam steering. Hierfür kann Beamforming, insbesondere digitales Beamforming wie oben beschrieben, verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Radarsensor hierfür mechanisch gedreht wird. Die Rasterung erfolgt mit diskreten Aufnahmezeitpunkten oder einer kontinuierlichen Messung, wobei entsprechend viele Erfassungsbereiche generiert werden.
Optional ist eine Rückkopplung (feedback loop) vorgesehen. Zu Beginn wird innerhalb eines jeden Erfassungsbereichs gleichmäßig, also mit gleicher Intensität, eingestrahlt. Wenn der Radarsensor nun eine schwache Radarsignatur empfängt, auf dessen Grundlage ein Objekt „erahnt“ werden kann, wird der entsprechende Bereich verstärkt, also mit einer höheren Intensität.
Dadurch kann das Objekt sicher erkannt werden. Bewegt sich nun ein Objekt von einem Erfassungsbereich in einen anderen, kann die Rückkopplung vorzugsweise über die mehreren Bereiche erfolgen. Dies ist vor allem bei Beamforming in einfacher Weise umsetzbar.
Das Verfahren wird bevorzugt bei einem Radarsensor angewendet, der an der Seite eines Fahrzeuggespanns angeordnet ist. Ein Fahrzeuggespann besteht aus einem Zugfahrzeug und zumindest einem Anhänger, der von dem Zugfahrzeug gezogen wird. Beispiele für solche Fahrzeuggespanne sind Lastkraftwagen mit Anhänger wie Gliederzüge oder Sattelzüge (ein Sattelauflieger wird hier ebenfalls als Anhänger interpretiert) oder Personenkraftwagen mit Anhänger wie z. B. einem Wohnwagen. Der Radarsensor ist vorzugsweise am Zugfahrzeug angeordnet und ist so ausgerichtet, dass er zumindest teilweise den Anhänger abdeckt. Der Teil des Fahrzeugs, der nur im zweiten Erfassungsbereich liegt, ist somit der Anhänger des Fahrzeuggespanns. Ein solcher Anhänger bewegt sich bei einer Kurvenfahrt gegenüber dem Zugfahrzeug zur Seite hin, wodurch typischerweise Geisterpositionen generiert werden.
Generell kann das Verfahren aber bei verschiedenen Fahrzeugen Anwendung finden, insbesondere auch für starre Fahrzeuge mit und ohne Anhänger.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, den Radarsensor zu steuern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation, bei der ein Radarsensor eine Messung nach Stand der Technik durchführt.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt. Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figuren 4 a und b zeigen eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
Figuren 6 a und b zeigen eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
In Figur 1 ist eine Verkehrssituation mit einem Fahrzeuggespann 1, welches aus einem Zugfahrzeug 2 und einem Anhänger 3 besteht, sowie einem weiteren Fahrzeug, das fortan als Zielfahrzeug 4 bezeichnet wird, dargestellt. In dieser Verkehrssituation biegt das Fahrzeuggespann 1 nach rechts ab, sodass der Anhänger 3 zum Zugfahrzeugs 2 angewinkelt ist. Ein Radarsensor 5 ist an der Seite des Zugfahrzeugs 2 angeordnet und als Eck- Radarsensor ausgebildet. Gemäß dem Stand der Technik erfasst der Radarsensor 5 den mit E gekennzeichneten Erfassungsbereich, der hier einen Winkelbereich von ca. 205° abdeckt und teilweise den Anhänger 3 einschließt. Der Radarsensor 5 umfasst einen Sender, der Radarsignale in den Erfassungsbereich E abgibt, und einen Empfänger, der die reflektierten Radarsignale aus dem Erfassungsbereich E aufnimmt. Auch wenn der Erfassungsbereich E hier als Kreisausschnitt dargestellt ist, soll dies nur den Winkelbereich repräsentieren, der Radius, in dem die reflektierten Radarsignale empfangen werden, ist deutlich größer. Ebenfalls kann das tatsächliche Antennendiagramm eine andere Form als E aufweisen und muss auch nicht mit derselben Intensität alle Winkel in E ausstrahlen. In diesem Beispiel sind zwei Radarsignale RI und R2 dargestellt, die vom Radarsensor 5 ausgesendet werden. Ein erstes Radarsignal RI wird in Richtung des Zielfahrzeugs 4 ausgesendet und von diesem reflektiert. Die reflektierte Welle läuft entlang desselben Pfads zurück und wird vom Radarsensor 5 empfangen. Insgesamt hat das erste Radarsignal RI zweimal den Abstand d zwischen dem Radarsensor 5 und dem Zielfahrzeug 4 zurückgelegt. Aus dem ausgesendeten und dem entsprechend reflektierten ersten Radarsignal RI wird mittels Frequenzverschiebung (Chirp-Sequenz-Radar) die Position des Zielfahrzeugs 4 ermittelt. Die aus dem ersten Radarsignal RI ermittelte Position stellt die wahre Position WP des Zielfahrzeugs 3 im Abstand d dar.
Des Weiteren wird ein zweites Radarsignal R2 ausgesendet, das im Punkt P auf den Anhänger s trifft und von diesem in Richtung des Zielfahrzeugs 4 reflektiert wird. Das zweite Radarsignal R2 legt den Abstand dl zwischen dem Radarsensor 5 und dem Reflexionspunkt P und den Abstand d2 zwischen dem Reflexionspunkt P und dem Zielfahrzeug 4 zurück. Vom Zielfahrzeug 4 wird das zweite Radarsignal R2 ein weiteres Mal zum Radarsensor 5 reflektiert und von diesem empfangen. Dabei legt das zweite Radarsignal den Abstand d zwischen dem Zielfahrzeug 4 und dem Radarsensor 5 zurück. Der Radarsensor 5 oder eine Auswerteeinheit kann aus dem empfangenen zweiten Radarsignal R2 nicht feststellen, dass dies zuvor am Punkt P reflektiert wurde und somit den im Vergleich zum ersten Radarsignal RI deutlich längeren Hinweg dl + d2 zurückgelegt hat. Aus der Frequenzverschiebung wird für die Position ein Abstand d3 in einfachster Form als d3=(dl+d2+d)/2 berechnet. Somit wird eine falsche Position des Zielfahrzeugs 4 berechnet, die als Geisterposition GP bezeichnet wird.
In Figur 2 ist dieselbe Verkehrssituation wie in Figur 1 dargestellt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst der an der Seite des Zugfahrzeugs 2 angeordnete Radarsensor 5 einen mit El gekennzeichneten ersten Erfassungsbereich und einen mit E2 gekennzeichneten zweiten Erfassungsbereich. Ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 3 dargestellt. Zu Beginn werden die beiden Erfassungsbereiche El und E2 gewählt 10. Diese können anhand von typischen Parametern im Vorhinein festgelegt werden. Alternativ kann eine Position des Anhängers 3 z. B mittels Trailer State Estimation (TASTE) geschätzt werden und die beiden Erfassungsbereiche El und E2 abhängig von der geschätzten Position des Anhängers 3 gewählt 10 werden. Die Erfassungsbereiche El, E2 werden mittels Beamforming der vom Radarsensor 5 ausgestrahlten Radarsignale realisiert. Insbesondere wird hierbei digitales Beamforming verwendet. Es kann aber auch analoges Beamforming, ein mechanisches Schwenken des Radarsensors 5 oder andere Arten der Erzeugung von Erfassungsbereichen El, E2 vorgesehen sein. Der erste Erfassungsbereich El erstreckt sich seitlich zum Zugfahrzeug 2 und wird so groß wie möglich gewählt, ohne dass sich ein Teil des Anhängers 3 im ersten Erfassungsbereich El befindet, selbst wenn das Fahrzeuggespann 1 abbiegt. In diesem Beispiel deckt der erste Erfassungsbereich El einen Winkelbereich von 155° nach hinten ab, wobei der Winkelbereich in Richtung des Anhängers 3 verkleinert wurde. Der zweite Erfassungsbereich E2 wird in Richtung des Anhängers 3 nach hinten und möglichst symmetrisch ausgerichtet. Der zweite Erfassungsbereich E2 schließt an den ersten Erfassungsbereich El an und liegt näher am Anhänger 3 als der erste Erfassungsbereich El. In diesem Beispiel deckt der zweite Erfassungsbereich E2 einen Winkelbereich von 40° ab. Die beiden Erfassungsbereiche El und E2 überlappen sich, um unscharfe Ränder der Erfassungsbereiche El, E2 auszugleichen. Der zweite Erfassungsbereich E2 wird so klein wie möglich gewählt, wobei der Anhänger 3 noch vollständig im zweiten Erfassungsbereich E2 liegt. Der zweite Erfassungsbereich E2 und/oder die obengenannten, in anderen Ausführungsbeispielen vorgesehenen Erfassungsbereiche können zum ersten Erfassungsbereich El in der Vertikalen verschoben sein. Auch wenn die Erfassungsbereiche El und E2 hier als Kreisausschnitt dargestellt sind, soll dies nur den Winkelbereich repräsentieren, der Radius, in dem die reflektierten Radarsignale empfangen werden, ist deutlich größer.
Der Radarsensor 5 wird in zwei Modi Ml, M2 betrieben, die hintereinander ablaufen. Der erste Modus Ml ist mit dem ersten Erfassungsbereich El verbunden und der zweite Modus M2 ist mit dem zweiten Erfassungsbereich E2 verbunden.
Im ersten Modus Ml wird ein erstes Radarsignal RI vom Radarsensor 5 unter Verwendung von Beamforming in den ersten Erfassungsbereich El ausgesendet 11. Das erste Radarsignal RI wird in Richtung des Zielfahrzeugs 4 ausgesendet, von diesem reflektiert und läuft entlang desselben Pfads zurück zum Radarsensor 5. Der Radarsensor 5 empfängt 12 das reflektierte erste Radarsignal RI im ersten Erfassungsbereich El. Insgesamt hat das erste Radarsignal RI zweimal den Abstand d zwischen dem Radarsensor 5 und dem Zielfahrzeug 3 zurückgelegt. Aus dem ausgesendeten und dem entsprechend reflektierten ersten Radarsignal RI wird mittels an sich bekannter Verfahren, wie einer Time-of-Flight-Messung oder einer Frequenzverschiebung einer mit Chirp- Modulation ausgesendeten Radarwelle und der einlaufenden Radarwelle, die Position des Fahrzeugs 4 ermittelt 13. Nun wird in einer Abfrage 14 geprüft, ob die ermittelte Position innerhalb des ersten Erfassungsbereichs El liegt. Ist dies der Fall, wird diese als wahre Position WP des Zielfahrzeugs 4 angenommen 15.
Anschließend wird der Radarsensor 5 im zweiten Modus M2 betrieben. Aufgrund von Beamforming erfolgt das Umschalten in den zweiten Modus M2 so schnell, dass das Zielfahrzeug 4 sich in dieser Zeit kaum bewegt hat und als quasistationär anzusehen ist. Bewegt sich das Zielfahrzeug 4 dennoch, kann ein Tracking-Algorithmus zur Verfolgung des Zielfahrzeugs 4 vorgesehen sein. Wechselt das Zielfahrzeug 4 durch seine Bewegung in einen anderen Erfassungsbereich kann das Fahrzeug durch Rückkopplung weiterverfolgt werden. Im zweiten Modus M2 wird ein zweites Radarsignal R2 vom Radarsensor 5 unter Verwendung von Beamforming in den zweiten Erfassungsbereich E2 ausgesendet 21. Im hier dargestellten Fall wird trifft das zweite Radarsignal R2 am Punkt P auf den Anhänger 3 und wird in Richtung des Zielfahrzeugs 4 reflektiert. Vom Zielfahrzeug 4 wird das zweite Radarsignal R2 ein weiteres Mal zum Radarsensor 5 reflektiert. Der Radarsensor 5 empfängt 22 das reflektierte zweite Radarsignal R2 im zweiten Erfassungsbereich E2. Insgesamt legt das zweite Radarsignal R2 den Abstand dl zwischen dem Radarsensor 5 und dem Reflexionspunkt P, den Abstand d2 zwischen dem Reflexionspunkt P und dem Zielfahrzeug 4 und den Abstand d zwischen dem Zielfahrzeug 4 und dem Radarsensor 5 zurück. Aus dem ausgesendeten und dem entsprechend reflektierten zweiten Radarsignal R2 wird mittels Dopplerverschiebung in der Frequenz die Position des Fahrzeugs 4 ermittelt 23. Dabei wird für die Position der Abstand d3 in einfachster Form als d3=(dl+d2+d)/2 berechnet, wonach die ermittelte Position eine Geisterposition GP ist. Nun wird in einer Abfrage 24 geprüft, ob die ermittelte Position innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs E2 liegt. Liegt die ermittelte Position, wie es im vorliegenden Fall für die Geisterposition GP der Fall ist, nicht innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs E2, wird diese nicht vom Radarsensor 5 empfangen. Somit wird ein Großteil der Geisterpositionen nicht erfasst. Für den Fall, dass die ermittelte Position innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs E2 liegt, wird diese als wahre Position des Zielfahrzeugs 4 angenommen 25. Anschließend wird wieder der erste Modus Ml ausgeführt. Optional können die Erfassungsbereiche El, E2 angepasst werden.
In den Figuren 4 a und b ist eine ähnliche Verkehrssituation wie in Figur 1 bzw. Figur 2 dargestellt, bei der das Fahrzeuggespann 1 in a eine Linkskurve und in b eine Rechtskurve fährt. In dieser Ausführungsform sind drei Erfassungsbereiche El, E2, E3 vorgesehen, wobei der dritte Erfassungsbereich E3 zwischen dem ersten Erfassungsbereich El und dem zweiten Erfassungsbereich E2 angeordnet ist und beide überlappt. Der dritte Erfassungsbereich E3 beinhaltet in der in Figur 4 a dargestellten Fahrsituation, bei der das Fahrzeug 1 nach links abbiegt, nur einen kleinen Teil des Anhängers 3. Somit werden in diesem dritten Erfassungsbereich E3 vernachlässigbar wenige Geisterpositionen GP erzeugt. Bei einer Rechtskurve des Fahrzeugs 1, wie in Figur 4 b dargestellt, befindet sich allerdings ein großer Teil des Anhängers 3 im dritten Erfassungsbereich E3, sodass nun viele Geisterpositionen GP erfasst werden. Der dritte Erfassungsbereich E3 ist so groß wie der zweite Erfassungsbereich E2 und zusammen sind beide in etwa so groß wie der zweite Erfassungsbereich E2 aus Figur 2. Somit wird der Bereich, in dem zumindest beim hier dargestellten Abbiegen nach links Geisterpositionen GP auftreten, nochmals reduziert. Der dritte Erfassungsbereich E3 wird in einem dritten Modus erzeugt, der im Ablauf vor oder nach dem zweiten Modus M2 ablaufen kann. Generell können die Modi Ml, M2 in willkürlicher Reihenfolge ablaufen.
Figur 5 zeigt ebenfalls die in Figur 1 bzw. Figur 2 dargestellte Verkehrssituation. Hierbei sind sehr viele, infinitesimal kleine erste Erfassungsbereiche El und zweite Erfassungsbereiche E2 vorgesehen, von denen nur einer dargestellt ist. Die Modi werden durch digital Beamforming in schneller Abfolge gewechselt, sodass die Erfassungsbereiche nacheinander ablaufender Reihenfolge generiert werden. Dadurch wird eine Rotation des Radarsensors ähnlich einem electronic beam steering approximiert. Alternativ kann der Radarsensor 5 oder dessen Antennen geschwenkt werden und in kurzer zeitlicher Abfolge jeweils Erfassungsbereiche generiert werden. Da die Erfassungsbereiche sehr klein sind, werden praktisch keine Geisterpositionen GP mehr erzeugt. Dies gilt auch für die zweiten Erfassungsbereiche E2, da hier die für die Geisterpositionen notwenige Doppelreflexion nicht innerhalb des kleinen zweiten Erfassungsbereich E2 erfolgen kann. In den Figuren 6 a und 6 b ist eine ähnliche Verkehrssituation wie in Figur 1 bzw. Figur 2 dargestellt, bei denen ein Fahrzeug 7 mit starrem Aufbau 8 fährt. In dieser Ausführungsform sind zwei Erfassungsbereiche El und E2 bzw. El* und E2* mit unterschiedlichen Formen vorgesehen. Eine Grenze des ersten Erfassungsbereichs El, El* läuft im Wesentlichen parallel zur Seite des
Fahrzeugs 7 und des Aufbaus 8 und ist von diesen beabstandet. Der zweite Erfassungsbereich E2, E2* ist kleiner als der erste Erfassungsbereich El, El*, überlappt mit dem ersten Erfassungsbereich El, El* und deckt den Aufbau 8 ab. In Figur 6 a weisen die Erfassungsbereiche El, E2 jeweils die Form eines Kreissektors (Bogenausschnitt) auf. In Figur 6 b weisen die Erfassungsbereiche
El*, E2* eine Keulenform auf. Der erste Erfassungsbereich El* erstreckt sich beispielsweise vornehmlich nach hinten und weist in Querrichtung eine kleine Ausdehnung auf. Die Intensität des durch den Radarsensor 5 ausgestrahlten Signals kann über den vom Erfassungsbereich El, E2, El*, E2* abgedeckten Winkelbereich variieren. Auch in den anderen Ausführungsformen kann die Form der Erfassungsbereiche El*, E2* frei gewählt werden und an die Anforderungen angepasst werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines seitlich an einem Fahrzeug (1) angeordneten Radarsensors (5), gekennzeichnet durch einen ersten Modus (Ml), in dem der Radarsensor (5) einen ersten Erfassungsbereich (El) abdeckt, und durch einen zweiten Modus (M2), in dem der Radarsensor (5) einen zweiten Erfassungsbereich (El) abdeckt, wobei der zweite Erfassungsbereich (E2) näher an einem Teil (3) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist als der erste Erfassungsbereich (El) und nur im zweiten Erfassungsbereich (E2) ein Teil (3) des Fahrzeugs (1) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erfassungsbereich (El) größer ist als der zweite Erfassungsbereich (E2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsbereiche (El, E2) durch Beamforming der Radarsignale des Radarsensors generiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beamforming durch digitales Beamforming erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Erfassungsbereiche (El, E2) über verschiedene Antennen oder Antennenbereiche des Radarsensors (5) generiert werden und/oder ein Teil der Antennen oder des Antennenbereichs abgeschirmt wird, um die Erfassungsbereiche (El, E2) zu generieren.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (5) und/oder zumindest eine Antenne des Radarsensors (5) mechanisch geschwenkt wird, um die Erfassungsbereiche (El, E2) zu generieren. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsbereiche (El, E2) im Vorhinein festgelegt werden, wobei die Erfassungsbereiche (El, E2) anhand von Parametern für die Anwendung gewählt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Teils (3) des Fahrzeugs (1) geschätzt wird und die Erfassungsbereiche (El, E2) abhängig von der geschätzten Position des Teils (3) des Fahrzeugs (1) gewählt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Erfassungsbereich (El) und der zweite Erfassungsbereich (E2) überlappen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen weiteren Modus, in dem der Radarsensor (5) einen weiteren Erfassungsbereich abdeckt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Erfassungsbereiche zu dem ersten Erfassungsbereich (El) in der Vertikalen versetzt ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Fahrzeuggespann (1) ist und der Teil des Fahrzeugs (1), der nur im zweiten Erfassungsbereich (E2) liegt, ein Anhänger (3) ist. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist. Elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 einen Radarsensor zu steuern.
PCT/EP2023/067593 2022-09-02 2023-06-28 Verfahren zur steuerung eines radarsensors zur totwinkelüberwachung an einem kfz WO2024046619A1 (de)

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