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Stand der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sensorzustandserfassung
eines an einem Fahrzeug angebrachten Sensors sowie ein Einparkassistenzsystem
und eine Abstandsmessvorrichtung eines Fahrzeugs zur Messung des
Abstands des Fahrzeugs von einer Fahrwegbegrenzung.
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Die
zunehmende Verkehrsdichte und verstärkte Bebauung freier Flächen engen
den Verkehrsraum insbesondere in Ballungszentren kontinuierlich
ein. Der zur Verfügung
stehende Parkraum wird enger und die Suche nach einer geeigneten Parklücke belastet
den Fahrer zusätzlich
zum immer mehr zunehmenden Verkehr. Unter anderem daher wurden semiautonome
Einparkhilfesysteme (SPA) entwickelt, welche den Fahrer beim Einparken
unterstützen
sollen. Dem Fahrer wird dadurch die Entscheidung, ob eine vorhandene
Parklücke
für einen Einparkvorgang
ausreicht, erleichtert oder abgenommen.
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Es
sind eine Reihe verschiedener Einparkhilfesysteme bekannt, darunter
beispielsweise Einparkhilfesysteme mit so genannter „Parklückenvermessungsfunktion", die mit seitlich
am Fahrzeug angebrachten Nahbereichssensoren die Größe einer Parklücke vermessen,
an denen das Fahrzeug vorbeifährt.
Ein solches System ist beispielsweise aus der
DE 102 25 894 A1 und aus
der
DE 196 16 447
A1 bekannt. Erkennt das System eine Parklücke, die groß genug
für das
Fahrzeug ist, so kann dies dem Fahrer signalisiert werden. Beim
anschließenden Einparkvorgang
gibt das System dem Fahrer Hinweise oder Warnsignale zum Einparken.
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Die
zur Parklückenvermessung
vorgesehenen Nahbereichssensoren sind in der Regel als Ultraschallsensoren
mit Reichweiten von bis zu einigen Metern ausgebildet. Sind diese
Ultraschallsensoren jedoch verschmutzt oder durch Ablagerungen von Eis
oder Schnee oder dergl. beeinträchtigt,
dann nimmt die Sensitivität
der Sensoren ab und insbesondere weiter entfernte Objekte können nicht
mehr erkannt werden, so dass Parklücken nicht zuverlässig vermessen
werden können.
Im Extremfall können solche
defekten Sensoren zu Zusammenstößen während des
Einparkvorganges führen,
da sich der Fahrer ja beim Einparken gerade auf eine solche zuverlässige Warnung
verlässt.
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Ähnliche
Probleme können
auftreten, wenn sich die Sensitivität der Sensoren durch Alterung ändert oder
die Detektionsschwellen der Sensoren mangelhaft eingestellt sind.
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Vorteile der
Erfindung
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Demgemäss ist ein
Verfahren zur Erfassung des Sensorzustands eines an einem Fahrzeug
angebrachten Sensors zur Messung des Abstands des Fahrzeugs zu einer
Fahrwegbegrenzung, insbesondere einer seitlichen Fahrwegbegrenzung
vorgesehen, mit den Schritten:
- – Erzeugen
eines mit dem Abstand des Fahrzeugs zur Fahrwegbegrenzung korrelierenden Sensorsignals
durch den Sensor;
- – Ermitteln
einer Vielzahl von zeit- und/oder ortsabhängigen Abstandswerten aus dem
erzeugten Sensorsignal und Abspeichern der ermittelten Abstandswerte;
- – Statistisches
Auswerten der gespeicherten Vielzahl von Abstandswerten; und
- – Erzeugen
eines mit dem Ergebnis des statistischen Auswertens korrelierenden
Sensorzustandssignals.
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Eine
entsprechende Abstandsmessvorrichtung für ein Fahrzeug zur Messung
des Abstands des Fahrzeugs von einer Fahrwegbegrenzung umfasst:
- – einen
Sensor, der ein mit dem Abstand des Fahrzeugs zur Fahrwegbegrenzung
korrelierendes Sensorsignal ausgibt;
- – eine
Abstandswertermittlungsvorrichtung, die eine Vielzahl von zeit-
oder ortsabhängigen
Abstandswerten aus dem von dem Sensor erzeugten Sensorsignal ermittelt;
- – einen
Speicher, in dem die von der Abstandswertermittlungsvorrichtung
ermittelten Abstandswerte gespeichert werden;
- – eine
Auswertevorrichtung, die die im Speicher gespeicherte Vielzahl von
Abstandswerten statistisch auswertet und den Sensorzustand des Sensors
anhand des Ergebnisses der statistischen Auswertung ermittelt, und
ein mit dem Sensorzustand korrelierendes Sensorzustandssignal erzeugt.
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Hierbei
bedeutet „mit
dem Abstand des Fahrzeugs zur Fahrwegbegrenzung korrelierendes Sensorsignal" ein Sensorsignal,
aus dem auf den Abstand des Fahrzeugs zur Fahrwegbegrenzung geschlossen
werden kann, so z.B. das Empfangssignal eines Ultraschallsensors. „Mit dem
Sensorzustand korrelierendes Sensorzustandssignal" bedeutet ein Signal,
das eine Information über
den Sensorzustand enthält.
Beispielsweise kann es sich dabei um ein Signal handeln, welches
verschiedene diskrete Werte annehmen kann, die verschiedenen Zuständen (z.B. „normal", „verschmutzt", „defekt") zugeordnet sind, oder
auch ein Signal, welches kontinuierliche Werte annehmen kann, die
beispielsweise der Leistungsfähigkeit
des Sensors proportional sind.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es, eine statistische Auswertung
der mit Hilfe der Abstandssensoren ermittelten Abstandswerte vorzunehmen,
um somit auf den Zustand der Abstandssensoren zu schließen, also
beispielsweise einen eventuellen Defekt der Sensoren zu erkennen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass die Information über den
Zustand der Abstandssensoren weiter verwendet werden kann, um beispielsweise den
Fahrer im Falle eines defekten oder nur vermindert leistungsfähigen Sensors
zu warnen, oder auch die Schwellkennlinien (Kennlinien zur Definition
der Empfindlichkeit) der Sensoren an deren Leistungsfähigkeit
anzupassen. Eine weitere zentrale Idee der Erfindung ist es, bei
einem solchen Sensortest, oder auch bei der Entscheidung, ob der
Parkassistent eingeschaltet werden soll, die geographische Position des
Fahrzeugs zu berücksichtigen.
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Das
statistische Auswerten der Abstandswerte kann beispielsweise das
Bilden eines Mittelwertes der Vielzahl von Abstandswerten umfassen, wobei
dieser Mittelwert mit einem vorbestimmten Vergleichswert verglichen
wird, und das erzeugte Sensorzustandssignal davon abhängt, ob
der Mittelwert größer oder
kleiner als der vorbestimmte Vergleichswert ist.
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Das
statistische Auswerten der Abstandswerte kann ferner das Ermitteln
der relativen Häufigkeiten
der Vielzahl von Abstandswerten umfassen, wobei diese relativen
Häufigkeiten
mit vorbestimmten Vergleichswerten verglichen werden, und das erzeugte
Sensorzustandssignal davon abhängt,
ob die relativen Häufigkeiten
größer oder
kleiner als die vorbestimmten Vergleichswerte sind. Beispielsweise können die
relativen Häufigkeiten
für bestimmte
Abstandsbereiche in der Art eines Histogramms ermittelt werden.
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Das
statistische Auswerten der Abstandswerte kann ferner das Ermitteln
einer Häufigkeitsverteilung
von Krümmungswerten
einer von den Abstandswerten und dem während des Ermittelns der Abstandswerte
vom Fahrzeug zurückgelegten
Weg definierten Kurve umfassen, und das erzeugte Sensorzustandssignal
davon abhängen,
ob das Verhältnis
des Anteils der unter einem Schwellwert liegenden Krümmungswerte
in der Häufigkeitsverteilung zum
Anteil des oberhalb des Schwellwertes liegenden Krümmungswerte
in der Häufigkeitsverteilung größer oder
kleiner als ein vorbestimmtes Vergleichsverhältnis ist.
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Ferner
kann das statistische Auswerten der Abstandswerte die Klassifizierung
der Seitenbegrenzung in verschiedene Objekttypen und das Ermitteln der
Häufigkeiten
der jeweiligen Objekttypen umfassen, wobei diese Häufigkeiten
der jeweiligen Objekttypen mit vorbestimmten Vergleichswerten verglichen
werden, und das erzeugte Sensorzustandssignal davon abhängt, ob
die relativen Häufigkeiten
größer oder
kleiner als die vorbestimmten Vergleichswerte sind. Beispiele für verschiedene
Objekttypen, in die die Seitenbegrenzungen klassifiziert werden können, sind:
Auto, LKW, Bordstein, Baum, Haus, oder dergl.
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Das
statistische Auswerten der Abstandswerte kann auch einen Vergleich
einer zeitlichen Abfolge von Abstandswerten mit festgelegten Normverläufen umfassen.
Die festgelegten Normverläufe können in
einem Speicher im Fahrzeug abgespeichert sein.
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Das
statistische Auswerten der Abstandswerte kann weiterhin das Bilden
einer Autokorrelation der Abstandswerte umfassen.
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Falls
mindestens zwei Sensoren am Fahrzeug vorgesehen sind, dann kann
das statistische Auswerten der Abstandswerte das Bilden einer Kreuzkorrelation
der zeitlichen Abfolge der Abstandswerte, die aus den von den mindestens
zwei Sensoren erzeugten Sensorsignalen ermittelt wurden, umfassen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
umfasst das statistische Auswerten der Abstandswerte eine Gewichtung
der Abstandswerte in Abhängigkeit von
der Fahrzeuggeschwindigkeit. Beispielsweise ist es möglich, Abstandswerte,
die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von mindestens 30 km/h ermittelt wurden,
zu ignorieren. Dies ermöglicht
eine zuverlässigere
Ermittlung des Sensorzustands, da Abstandswerte, die bei einer derart
hohen Geschwindigkeit ermittelt werden unzuverlässiger sind, als Abstandswerte,
die bei einer niedrigeren Geschwindigkeit ermittelt werden. Alternativ
dazu ist es auch möglich, Abstandswerte,
die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 bis 15 km/h ermittelt
wurden, mit einem Gewichtungsfaktor von 100% (also voll) zu berücksichtigen,
Abstandswerte, die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 15 bis
30 km/h ermittelt wurden, mit einem Gewichtungsfaktor von 50% (also
nur eingeschränkt)
zu berücksichtigen
und Abstandswerte, die bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit über 30 km/h ermittelt
wurden, mit einem Gewichtungsfaktor von 0% zu berücksichtigen
(also zu ignorieren). Eine solche Gewichtung ermöglicht eine noch zuverlässigere Ermittlung
des Sensorzustands.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das statistische
Auswerten der Abstandswerte eine Gewichtung der Abstandswerte in Abhängigkeit
davon, ob ein am Fahrzeug vorgesehener Einparkassistent eingeschaltet
ist.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in Abhängigkeit
vom Sensorzustandssignal ein Warnsignal ausgegeben, welches den
Zustand des Sensors anzeigt. Somit kann dem Fahrer beispielsweise
signalisiert werden, wenn der Sensor defekt oder vermindert leistungsfähig ist.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Ermitteln
der Abstandswerte die folgenden Teilschritte auf:
- – Vergleichen
einer Amplitude des Sensorsignals mit einem Schwellwert;
- – Ermitteln
eines Zeitpunktes des Überschreitens des
Schwellwertes durch das Sensorsignal;
- – Ermitteln
eines Abstandswertes aus dem ermittelten Zeitpunkt des Überschreitens
des Schwellwertes durch das Sensorsignal;
wobei der Schwellwert
in Abhängigkeit
vom Sensorzustandssignal festgesetzt wird. Somit kann der Schwellwert
des Sensors (entspricht der Empfindlichkeit des Sensors) beispielsweise
auf die (vom Verschmutzungsgrad abhängige) Leistungsfähigkeit des
Sensors abgestimmt werden, so dass auch mit verschmutzten Sensoren
akkurate Abstandswerte gemessen werden können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn
für unterschiedliche
Abstandswerte die Amplitude des Sensorsignals mit unterschiedlichen Schwellwerten
verglichen wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird ferner
der in Abhängigkeit
vom Sensorzustandssignal festgesetzte Schwellwert in Korrelation
mit umgebungsabhängigen
Parametern, insbesondere Temperatur, Luftfeuchtigkeit und/oder Ort,
gespeichert. Unter Verwendung dieser gespeicherten Schwellwerte
kann somit der Schwellwert an die momentan vorliegenden Umgebungsparameter angepasst
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist folgender
weiterer Schritt vorgesehen:
Ermitteln der momentanen geographischen
Position des Fahrzeugs;
wobei das Ermitteln der Vielzahl von
zeit- und/oder ortsabhängigen
Abstandswerten in Abhängigkeit
von der ermittelten momentanen geographischen Position des Fahrzeugs
durchgeführt
wird. Dadurch ist es möglich,
ein Ermitteln der Abstandswerte in Umgebungen, die dafür ungeeignet
sind (z.B. Autobahn) zu unterbinden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist folgender
weiterer Schritt vorgesehen:
Ermitteln der momentanen geographischen
Position des Fahrzeugs;
wobei das statistische Auswerten der
gespeicherten Vielzahl von Abstandswerten in Abhängigkeit von der ermittelten
momentanen geographischen Position des Fahrzeugs durchgeführt wird.
Somit ist beispielsweise eine Gewichtung der Abstandswerte in Abhängigkeit
von der ermittelten momentanen geographischen Position des Fahrzeugs
möglich.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Abstandsmessvorrichtung
ferner eine Positionsermittlungsvorrichtung zum Ermitteln der geographischen
Position des Fahrzeugs, und die Auswertevorrichtung wertet die Abstandswerte
in Abhängigkeit
von der von der Positionsermittlungsvorrichtung ermittelten geographischen
Position des Fahrzeugs statistisch aus.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ferner ein Warnsignalgeber
vorgesehen, der in Abhängigkeit
vom Sensorzustandssignal ein Warnsignal ausgibt, welches den Zustand
des Sensors anzeigt. Somit kann dem Fahrer beispielsweise signalisiert
werden, wenn der Sensor defekt oder vermindert leistungsfähig ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Einparkassistenzsystem
eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Ausgabe
von Einparkhinweisen, enthält:
- – einen
Sensor, der ein mit dem Abstand des Fahrzeugs (1) zur Fahrwegbegrenzung
korrelierendes Sensorsignal ausgibt;
- – eine
programmgesteuerten Einrichtung, die den Sensor aktiviert oder deaktiviert
und anhand des vom Sensor ausgegebenen Sensorsignals Parklücken entlang
eines vom Fahrzeug passierten Fahrweges erkennt;
- – einen
Warnsignalgeber, der ein Hinweissignal ausgibt, falls die programmgesteuerten
Einrichtung anhand des Sensorsignal eine Parklücke erkennt; und
- – eine
Positionsermittlungsvorrichtung zur Ermittlung der geographischen
Position des Fahrzeuges, die ein von der geographischen Position
des Fahrzeuges abhängiges
Positionssignal ausgibt,
wobei die programmgesteuerte
Einrichtung den Sensor in Abhängigkeit
vom von der Positionsermittlungsvorrichtung ausgegebenen Positionssignal
aktiviert oder deaktiviert.
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Ein
wesentlicher Vorteil dieses Aspekts der Erfindung ist es, dass unter
Einbeziehung des geographischen Ortes des Fahrzeuges, eine verbesserte Suche
von Parklücken
oder Anzeige von Parklückeninformationen
möglich
ist. Beispielsweise ist es möglich,
die Suche von Parklücken
(also den Betrieb des Sensors) in geographischen Positionen in denen
ein Parken nicht möglich
ist zu unterbinden.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Positionsermittlungsvorrichtung als satellitengestützte Positionsermittlungsvorrichtung,
insbesondere als GPS-System, ausgebildet ist. Ein solches GPS-System
ist bereits in vielen Fahrzeugen vorgesehen und kann somit als Positionsermittlungsvorrichtung
in das Parkassistenzsystem integriert werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen
dabei:
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1 ein
schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einer Abstandsmessvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 den
Signalverlauf (die Hüllkurve)
eines Sensorsignals eines Abstandssensors in Abhängigkeit von der Zeit;
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3A eine
vom Abstandssensor eines Fahrzeugs während der Fahrt (Parkplatzsuche)
erfasste Szene;
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3B der
Szene in 3A entsprechende ermittelte
Abstandswerte in Abhängigkeit
vom zurückgelegten
Weg bei intaktem Sensor;
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3C der
Szene in 3A entsprechende ermittelte
Abstandswerte in Abhängigkeit
vom zurückgelegten
Weg bei defektem oder verschmutztem Sensor;
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4 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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5A ein
Histogramm, welches die statistische Verteilung der ermittelten
Abstandswerte bei intaktem Sensor zeigt; und
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5B ein
Histogramm, welches die statistische Verteilung der ermittelten
Abstandswerte bei defektem oder verschmutztem Sensor zeigt.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In
allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern
nichts anderes angegeben ist – mit
gleichen Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt
ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einer Abstandsmessvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 1 schematisch dargestellt. An einer Fahrzeugvorderseite 2 sind
Abstandssensoren 3 angeordnet. An einer Fahrzeugrückseite 4 sind
ebenfalls Abstandssensoren 5 angeordnet. An einer linken
Fahrzeugseite 6 sind seitliche Abstandssensoren 8a und 8b vorgesehen.
An einer rechten Fahrzeugseite 7 sind seitliche Abstandssensoren 9a und 9b vorgesehen.
Die Abstandssensoren dienen der Messung von Abständen zu Hindernissen in der
Fahrzeugumgebung. Die Abstandssensoren 3, 5, 8, 9 sind
in der vorliegenden Ausführungsform
als Ultraschallsensoren ausgebildet. Sie können jedoch auch auf einem
anderen Messprinzip basierend, z.B. mit optischen Signalen oder
mit Radarsignalen, Abstände
messen. Ferner sind auch Videosensoren möglich, die einen Abstand aus
einer aufgenommenen Bildinformation ermitteln. Die Abstandssensoren 3, 5, 8, 9 liefern
ihre Sensorsignale über
einen Datenbus 10 an eine programmgesteuerte Einrichtung 11 (beispielsweise
ein Mikroprozessor, Mikrocontroller oder dergleichen) mit einem
Speicher 18 im Fahrzeug 1. Die programmgesteuerte
Einrichtung 11 ermittelt anhand der von den Abstandssensoren 3, 5, 8, 9 zugeführten Sensorsignalen
Abstände zu
Hindernissen in der Fahrzeugumgebung und die Lage dieser Hindernisse
in der Fahrzeugumgebung. Zur genauen Bestimmung der Lage der Hindernisse, kann
sich die programmgesteuerte Einrichtung 11 auch das Prinzip
der Triangulation zunutze machen, wobei die von den verschiedenen
Sensoren ermittelten Abstandswerte miteinander abgeglichen werden.
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Ferner
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 dazu ausgelegt,
eine geeignete Parklücke
zu ermitteln und gegebenenfalls eine Fahrtrajektorie in diese Parklücke zu bestimmen.
In diesem Sinne dient die programmgesteuerte Einrichtung 11 auch
als Einparkassistent. Außerdem
bestimmt sie bevorzugt auch Ausgaben an den Fahrer. Für die Ausgabe
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 mit einem Warnsignalgeber
verbunden, der als Anzeige 12 und/oder als Lautsprecher 13 ausgebildet
sein kann. Die Anzeige 12 ist insbesondere als ein Bildschirm
einer Navigationsanzeige in dem Fahrzeug ausgeführt. Ferner können Anweisungen
auch über
eine Anzeige in einem Kombinationsinstrument, über ein Head-Up-Display oder über LED-Anzeigen,
die zusätzlich
an der Armaturentafel zu montieren sind, ausgegeben werden.
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Mit
Hilfe der Anzeige 12 bzw. dem Lautsprecher 13,
können
beispielsweise Hinweise ausgegeben werden, die dem Fahrer beispielsweise
mitteilen, dass das Fahrzeug soeben eine ausreichend große Parklücke passiert
hat.
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Um
eine Bewegung oder auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln,
ist die programmgesteuerte Einrichtung 11 bevorzugt über einen
Datenbus 14, der insbesondere als ein CAN-Bus ausgeführt ist,
mit mindestens einem Geschwindigkeitssensor 15 und einem
Gangsensor 17 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Geschwindigkeitssensor 15 als ein Raddrehzahlsensor
ausgeführt,
der eine Radbewegung des Fahrzeugs misst. Wird eine Radbewegung
detektiert, so wird anhand der Raddrehung und dem Radumfang sowie
dem Verlauf der Zeit die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs
bestimmt. Aus der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann
wiederum in Verbindung mit dem Verlauf der Zeit auf die zurückgelegte
Wegstrecke geschlossen werden.
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Ferner
vorgesehen ist ein Navigationssystem 16 (Positionsermittlungsvorrichtung),
welches über
eine Datenleitung mit der programmgesteuerten Einrichtung 11 verbinden
ist. Das Navigationssystem 16 kann insbesondere als satellitengestützes System,
insbesondere als GPS-System (Global Positioning System), ausgebildet
sein, und verwendet dazu in bekannter Weise Signale, die von Satelliten
ausgesendet werden, zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs mittels
Triangulation. Die somit bestimmten Positionsdaten, die an die programmgesteuerte
Einrichtung 11 ausgegeben werden, werden dazu verwendet,
dem Fahrer auf dem Monitor 12 die aktuelle Position, z.B.
auf einem Kartenausschnitt der Fahrzeugumgebung, darzustellen. Das
Navigationssystem 16 kann ferner eine Fahrtroute zu einem
vom Fahrer eingegebenen Zielort bestimmen (also eine Navigation
durchführen)
und dem Fahrer über
die Anzeige 12 und/oder den Lautsprecher 13 Fahranweisungen
zum Erreichen des Zielortes geben.
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2 zeigt
den Signalverlauf 20 der Hüllkurve eines von einem der
Abstandssensoren ausgegebenen Sensorsignals eines Abstandssensors
in Abhängigkeit
von der Zeit. Ein von den Abstandssensoren ausgegebener Sendeimpuls
(Ultraschallimpuls) wird in jedem Messzyklus ausgesendet. Der von
einem Hindernis reflektierte Schall wird vom Abstandssensor aufgenommen,
und von einem Ultraschallwandler des Abstandssensors in ein elektrisches Sensorsignal
umgewandelt. 2 zeigt einen typischen Signalverlauf
der Hüllkurve
dieses elektrischen Sensorsignals mit der Amplitude A über die Zeitachse
T, mit einem so genannten Anfangsübersprecher 21. Ein
von einem Hindernis reflektierter Echoimpuls 22 tritt zu
einem Zeitpunkt T1 auf wobei dieser Echoimpuls 22 eine
bestimmte Zeitdauer bis zu einem weiteren Zeitpunkt T2 aufweist.
Die Zeitpunkte T1 und T2 sind mittels eines festsetzbaren Schwellwertes 24 definiert,
der einem bestimmten Amplitudenwert entspricht. Bei diesem so genannten Echosignalverfahren
entspricht die Zeitdauer vom Aussenden des Signals bis zum Auftreten
des Echoimpulses 22 der Entfernung des so abgetasteten
Objekts vom Sender (Abstandssensor). Der vom Abstandssensor ausgesandte
Ultraschallimpuls breitet sich mit einer Schallgeschwindigkeit aus,
welche nur geringfügig
von der Temperatur und den Witterungsbedingungen abhängig ist,
und daher als bekannt gelten kann. Die Zeit vom Aussenden des Ultraschallimpulses
bis zum Auftreten des Echoimpulses 22 zum Zeitpunkt T1
entspricht somit (aufgrund der Hin- und Rücklaufzeit) der doppelten Zeit,
die ein Ultraschallimpuls benötigt,
den Weg zwischen dem Ultraschallsensor und dem Hindernis zurückzulegen. Durch
Auswerten des Signalverlaufs 20 kann die programmgesteuerte
Einrichtung 11 somit anhand des Zeitpunktes T1 den Abstand
von einem sich im Messfeld (auch Messkeule genannt) des Abstandssensors befindlichen
Hindernis ermitteln.
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Die
Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 wird als Impulslänge 23 bezeichnet
und kann, insbesondere in Verbindung mit der Amplitude des Echoimpulses 22,
Hinweise auf die Beschaffenheit des Hindernisses geben. So weisen
eine geringe Impulslänge
und Amplitude auf eine geringe Höhe des
vermessenen Objekts hin. In Verbindung mit geeigneten Maßnahmen
zur Plausibilisierung kann somit auch eine Klassifizierung (also
Einteilung in Objekttypen) des Hindernisses getroffen werden. Mit
anderen Worten, der Signalverlauf kann verwendet werden, um zu folgern,
ob es sich bei dem Objekt um ein Auto, einen LKW, einen Bordstein,
eine Wand, einen Baum usw. handelt. Eine Plausibilisierung kann
beispielsweise dadurch erfolgen, dass die in der Vorbeifahrt an
einer Parklücke
klassifizierten Objekttypen während
des darauffolgenden Einparkvorganges überprüft werden. So kann beispielsweise
vom Einparkassistenten ein die Parklücke begrenzendes Hindernis
zunächst
als Bordstein klassifiziert werden. Falls sich dann einer der Hecksensoren
während
des Einparkvorgangs bis auf sehr kurze Distanz (z.B. 15 cm) dem
Hindernis nähert,
dann sollte dieses von diesem Hecksensor nicht mehr erfasst werden,
da die Messkeule des Hecksensors über den Bordstein hinweg ausbreitet.
Wenn nun aber der Hecksensor in dieser Situation trotzdem ein Hindernis
bei diesem Abstand erfasst, dann ist das ein Hinweis darauf, dass
es sich bei dem Hindernis nicht wie ursprünglich vermutet um einen Bordstein
handelt, sondern um ein höheres
Hindernis, wie z.B. eine Wand. Mit anderen Worten die ursprüngliche
Hypothese, dass es sich bei dem Hindernis um einen Bordstein handelt, hat
sich als unplausibel erwiesen. In dieser Situation kann der Einparkassistent
ein Warnsignal ausgeben, dass den Fahrer veranlasst, den Einparkvorgang
abzubrechen und/oder es kann eine neue Einparktrajekektorie ermittelt
werden.
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Die
von der programmgesteuerten Einrichtung 11 ermittelten
Abstandswerte oder Objekte können
für die
Einparkhilfefunktion (Einparkassistent) des Fahrzeuges 1 genutzt
werden. Dies wird anhand von 3 näher erläutert.
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3A zeigt
eine vom seitlichen Abstandssensor 9a des Fahrzeugs 1 während der
Fahrt (Parkplatzsuche) erfasste Szene. Das Fahrzeug 1 bewegt sich
auf einer Strasse entlang derer mehrere Fahrzeuge 31 (Fahrwegbegrenzungen)
geparkt sind. Zwischen zwei dieser Fahrzeuge 31 befindet
sich eine Parklücke 30.
Die Abstandssensoren 9a und 9b bewegen sich dabei
entlang der durch eine gestrichelte Linie dargestellten Trajektorie 32.
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3B ist
eine schematische Darstellung von der Szene in 3A entsprechend
ermittelten Abstandswerten A in Abhängigkeit vom zurückgelegten
Weg W bei intaktem und sauberem Abstandssensor 9a. Die
ermittelten Abstandswerte werden genutzt, um, eventuell mit Hilfe
einer wie oben beschriebenen Plausibilisierung, die Hindernisse
zu identifizieren. Wie in 3B dargestellt,
werden in der Darstellung von links nach rechts (also entlang der
Fahrtrichtung) zunächst
zwei Fahrzeuge 34, dann ein sich in gewissem Abstand befindlicher
Bordstein 35 (Fahrwegbegrenzung), und schließlich noch
ein Fahrzeug 34 identifiziert. Die Abstandswerte und/oder
die identifizierten Objekte werden im Speicher 18 gespeichert.
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3C ist
eine schematische Darstellung von der Szene in 3A entsprechend
ermittelten Abstandswerten in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg
bei verschmutztem Abstandssensor 9a. In der 3C werden
die Fahrzeuge 31 fälschlicherweise als
Bordsteine 36 identifiziert. Eine solche Fehlidentifizierung
kann beispielsweise darin begründet
sein, dass aufgrund der Verschmutzung ein Echoimpuls 22 aufgenommen
wird, der relativ kurzer und/oder eine kleine Amplitude aufweist,
was für
niedrige Hindernisse charakteristisch ist. Weiterhin werden die Ecken
der Fahrzeuge, die bei sauberem Sensor einen parabelförmigen Abstandsverlauf
erzeugen, aufgrund ihrer gegenüber
den Fahrzeugseiten geringeren Reflektivität nicht detektiert. Nur die
Fahrzeugseiten selbst werden detektiert. Die Konsequenz einer solchen
Fehlinterpretation kann sein, dass das Einparkhilfesystem annimmt,
dass Teile des Fahrzeugs (Heck, Frontpartie) ohne Kollision über das
Hindernis ragen dürfen
und daher falsche Warnsignale ausgibt oder das Ausgeben von Warnsignalen
ganz unterlässt.
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Zwischen
dem zweiten und dem dritten Fahrzeug 31 in Fahrtrichtung
befindet sich eine von einem Bordstein begrenzte Parklücke. Der
Bordstein (bzw. die dem Bordstein zugeordneten Abstandswerte) wird
aber nur bruchstückhaft
wahrgenommen, so dass eine korrekte Identifizierung des Bordsteins nicht
erfolgt.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden die Abstandswerte oder die identifizierten Objekte im Speicher
gespeichert und einer statistischen Auswertung unterworfen, anhand
derer der Zustand (z.B. intakt, verschmutzt, defekt usw.) des Abstandssensors
ermittelt werden kann.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren nach einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
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In
Schritt S1 wird ein Sensorsignal erzeugt. Dazu sendet der Abstandssensor 9a ein
Ultraschallsignal aus, welches vom Hindernis reflektiert wird. Das
empfangene Echosignal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt,
welches der programmgesteuerten Einrichtung 11 zugeführt wird.
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Im
Schritt S2 erfolgt die Ermittlung eines Abstandswertes auf Basis
des in 2 skizzierten Verfahrens. Dazu vergleicht die
programmgesteuerte Einrichtung 11 die Amplitude des Signalverlaufs 20 mit
einem Schwellwert 24. Wenn die Amplitude des Signalverlaufs 20 zum
Zeitpunkt T1 den Schwellwert 24 überschreitet, dann schließt die programmgesteuerte
Einrichtung 11 darauf, dass im Messfeld ein Hindernis vorliegt.
Aus der Zeitdauer T1 schließt
die programmgesteuerte Einrichtung 11 dann auf den Abstand
dieses Hindernisses zum Abstandssensor 9a. Der zugehörige Abstandswert
wird im Speicher 18 gespeichert.
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Im
den folgenden Schritten S3 und S4 werden die im Speicher 18 gespeicherten
Abstandswerte statistisch ausgewertet. Dies kann auf verschiedenerlei
Art und Weise geschehen. In der vorliegenden Ausführungsform
wird die relative Häufigkeit
von verschiedenen Abstandsbereichen ermittelt. Dies wird anhand
der 5 näher erläutert.
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5A ist
ein Histogramm, welches die statistische Verteilung der ermittelten
Abstandswerte bei einem intakten, sauberen Abstandssensor 9a zeigt. Dazu
werden die Abstandswerte in verschiedene Abstandsbereiche (z.B.
0–50 cm,
50–100
cm, 100–150 cm,
usw.) eingeteilt. Jedes Mal wenn ein neuer Abstandswert gemessen
wird, wird ermittelt, in welchen Abstandsbereich dieser Abstandswert
fällt,
und ein entsprechender Zähler
wird inkrementiert. In der in 5A gezeigten
Verteilung Gegen vergleichsweise viele Abstandswerte in den Abstandsbereichen
0–50 cm
und 50–100
cm vor. Dies liegt daran, dass in der Straße entlang der sich das Fahrzeug 1 bewegt,
vergleichsweise viele Fahrzeuge 31 geparkt sind, deren Abstand
zum Abstandssensor während
der Vorbeifahrt in der Regel nicht mehr als 1 m beträgt. Ebenfalls
liegen vergleichsweise viele Abstandswerte im Abstandsbereichen
300–350
cm vor. Dieser Abstandsbereich entspricht dem Bordstein 33,
der sich bei der Vorbeifahrt in diesem Abstand zum Abstandssensor 9a befindet.
Im Abstand zwischen 100 und 300 cm hingegen werden weniger Hindernisse
festgestellt. Das in 5A gezeigte Histogramm zeigt somit
eine typische Verteilung von Abstandswerten, die mit einem intakten,
sauberen Sensor entlang einer Straße mit geparkten Autos gemessen
werden.
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5B zeigt
dagegen ein Histogramm, welches die statistische Verteilung der
ermittelten Abstandswerte bei defektem oder verschmutztem Sensor
darstellt. Mit diesem Abstandssensor können Hindernisse im Abstand
bis 50 cm noch wahrgenommen, Hindernisse im Abstand von 50–100 cm
jedoch nur noch bedingt, und Hindernisse im Abstand von mehr als
100 cm gar nicht mehr wahrgenommen werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
erfolgt die statistische Auswertung nun dadurch, dass in Schritt
S3 der Mittelwert (Durchschnittswert oder Median) der Abstandswerte
gebildet wird, dieser Mittelwert in Schritt S4 mit einem vorbestimmten
Vergleichswert verglichen wird, und das erzeugte Sensorzustandssignal
davon abhängt,
ob der Mittelwert größer oder
kleiner als der vorbestimmte Vergleichswert ist. Falls der Mittelwert
der Abstandswerte sehr niedrig ist, dann ist dies ein Hinweis darauf,
dass der Abstandssensor 9a möglicherweise, aufgrund von Verschmutzung,
weiter entfernt liegenden Hindernisse nicht mehr erkennt. Konkret
wird in Schritt S3 der Median der Abstandswerte ermittelt und in
Schritt S4 der ermittelte Median mit dem Vergleichswert 0,5 m verglichen
werden. Falls der ermittelte Median kleiner als der Vergleichswert
0,5 m ist, dann springt die Prozedur zu Schritt S5, in welchem ein
Sensorzustandssignal erzeugt wird, welches signalisiert, dass der
Abstandssensor 9a verschmutzt und/oder defekt ist. Falls
der ermittelte Median größer als
der Vergleichswert ist, dann springt die Prozedur zu Schritt S6,
in welchem ein Sensorzustandssignal erzeugt wird, welches signalisiert,
dass der Abstandssensor 9a nicht verschmitzt und/oder defekt
ist. Danach springt die Prozedur wieder zurück zu Schritt S1.
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Anders
ausgedrückt
wird also in Schritt S4 festgestellt, ob der Anteil der Histogrammwerte
in den 5A und 5B im
Bereich 0–0,5
größer als 50%
ist. Falls dies der Fall ist, dann springt die Prozedur zu Schritt
S5 und anderenfalls springt sie zu Schritt S6. Im in 5A dargestellten
Beispiel beträgt
der Anteil der Abstandswerte größer 0,5
m etwa 80% und ist somit größer als
50%, weshalb die Prozedur von Schritt S4 zu Schritt S6 springt.
Im in 5BA dargestellten Beispiel beträgt der Anteil
der Abstandswerte größer 0,5
m dagegen nur etwa 20% und ist somit kleiner als 50%, weshalb die
Prozedur von Schritt S4 zu Schritt S5 springt. Durch statistisches
Auswerten der ermittelten Abstandswerte kann somit auf den Zustand
des Abstandssensors 9a geschlossen werden.
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Das
statistische Auswerten kann auch auf andere Art und Weise erfolgen.
Beispielsweise wird in einer zweiten Ausführungsform durch Vergleich der
statistischen Verteilung der ermittelten Abstandswerte mit einer
zu erwartenden Verteilung auf den Zustand des Abstandssensors 9a geschlossen.
Dazu wird der Abstand der statistischen Verteilung der ermittelten
Abstandswerte von einer zu erwartenden Normverteilung berechnet.
Dies kann beispielsweise durch Bilden des Mittelwertes der Differenzen
der ermittelten relativen Häufigkeiten
zu den Vergleichswerten der Normverteilung oder ähnliche statistische Methoden
geschehen. Eine geeignete Normverteilung kann beispielsweise empirisch
bestimmt und im Speicher 18 gespeicherten werden. Es ist
auch möglich,
in Abhängigkeit
von der geographischen Position des Fahrzeugs eine von mehreren
im Speicher 18 gespeicherten Normverteilungen heranzuziehen (dies
ist im Zusammenhang mit der achten Ausführungsform näher erläutert).
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In
Schritt S4 wird der so gebildete Mittelwert mit einem geeigneten
Schwellwert verglichen. Falls der Mittelwert über dem Schwellwert liegt,
dann zweigt die Prozedur nach Schritt S5, in welchem ein Sensorzustandssignal
erzeugt wird, welches signalisiert, dass der Abstandssensor 9a verschmutzt und/oder
defekt ist. Falls der Mittelwert nicht über dem Schwellwert liegt,
dann zweigt die Prozedur nach Schritt S6, in welchem ein Sensorzustandssignal
erzeugt wird, welches signalisiert, dass der Abstandssensor 9a nicht
verschmutzt und/oder defekt ist. Danach springt die Prozedur wieder
zurück
zu Schritt S1.
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Die
statistische Auswertung kann auch auf identifizierte Objekte angewendet
werden. In einer dritten Ausführungsform
werden dazu in einem zusätzlichen
Verfahrensschritt aus den Abstandswerten Objekte (Auto, LKW, Bordstein,
Baum, Haus, usw.) identifiziert. Aus der relativen oder auch der
absoluten Häufigkeit
dieser identifizierten Objekte kann ebenfalls auf den Zustand des
Abstandssensors 9a geschlossen werden. Dazu können, ähnlich wie
in der ersten oder der zweiten Ausführungsform, Vergleiche mit,
eventuell von der geographischen Position abhängigen, Erwartungswerten herangezogen werden.
Ungewöhnliche
Signalverläufe
können
nicht nur bei unzureichender Detektionsleistung erfasst werden,
sondern auch, wenn es sich um Objekte handelt, deren charakteristisches
Muster dem System noch unbekannt ist. Wird vor oder hinter einem solchen
Objekt eingeparkt, dann kann die Position des Objekts beispielsweise
mit den Front- und/oder Hecksensoren nachgemessen werden bzw. verifiziert
werden. Stimmt die ermittelte Position gut mit der von den Seitensensoren
ermittelten Position überein,
dann ist eine unzureichende Detektionsleistung der Seitensensoren
unwahrscheinlich. Es ist möglich,
ein solches Objekt dann in der Statistik nicht zu berücksichtigen.
Ferner ist es auch möglich,
solch einen neuen Signalverlauf, eventuell auch erst nach mehrmaliger
Erfassung und Verifikation, im System als neuen Normverlauf zu übernehmen.
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In
einer vierten Ausführungsform
wird die zeitliche Abfolge der ermittelten Abstandswerte analysiert.
Wie aus der 3B ersichtlich ist, korrelieren benachbarte
Abstandswerte sehr stark miteinander. Mit anderen Worten, wenn anhand
des vom Abstandssensor 9a ausgegebenen Sensorsignals ein bestimmter
Abstandswert ermittelt wird, dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr
hoch, dass der im nächsten Messzyklus
ermittelte Abstandswert sich davon nicht oder nur gering unterscheidet.
Eine Ausnahme davon stellen die Kanten von Objekten wie z.B. LKWs oder
Häuserwänden dar;
diese treten aber vergleichsweise selten auf. In dieser Ausbildungsform wird
daher die Autokorrelation der ermittelten Folge von Abstandswerten
bestimmt und daraus auf den Zustand des Abstandssensors 9a rückgeschlossen. Beispielsweise
ist der Wert der Autokorrelation beim Vorbeifahren an der Parklücke 30 in 3A mit
verschmutztem Abstandssensor 9a (siehe 3C)
geringer als bei einem sauberen Abstandssensor 9a (siehe 3B).
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In
einer fünften
Ausführungsform
wird die zeitliche Abfolge der von zwei aufgrund der von den verschiedenen
Abstandssensoren 9a und 9b ausgegebenen Sensorsignalen
ermittelten Abstandswerte analysiert. Wie in 1 dargestellt,
befinden sich die Abstandssensoren 9a und 9b in
einem bekannten Abstand an der rechten Fahrzeugseite 7 des
Fahrzeugs 1. Wenn das Fahrzeug an einem sich auf der rechten
Fahrzeugseite befindlichen Hindernis vorbeifährt, dann tritt das Hindernis
zunächst
in das Messfeld des Abstandssensors 9a ein und nach einem
gewissen (von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen) Zeitraum in das Messfeld
des Abstandssensors 9b ein. Ein Vergleich der auf den Abstandssensoren 9a und 9b basierenden
Abstandswerte lässt
daher, unter Berücksichtigung
der vom Geschwindigkeitssensor 15 gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit, einen
Rückschluss
auf den Zustand der Abstandssensoren 9a und 9b zu.
Dazu wird die Kreuzkorrelation der aufgrund der von den Abstandssensoren 9a und 9b ausgegebenen
Sensorsignale gebildet. Bei ordnungsgemäßer Funktion sollte die Kreuzkorrelation
ein Maximum aufweisen, welches der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit
entspricht. Weist die Kreuzkorrelation kein solches Maximum auf,
dann ist dies ein Hinweis dafür,
dass zumindest einer der beiden Abstandssensoren 9a und 9b defekt
ist.
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In
einer sechsten Ausführungsform
erfolgt eine Gewichtung der der statistischen Auswertung zugrundegelegten
Abstandswerte oder Objekte in Abhängigkeit von der vom Geschwindigkeitssensor 15 gemessenen
momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten
sind die gemessenen Abstandswerte mit einer höheren Ungenauigkeit bzw. Unsicherheit
behaftet als bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten. Daher ist es
sinnvoll, die Abstandswerte, die bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit
gemessen wurden, bei der statistischen Auswertung mit einem größeren Gewicht
zu versehen. Es ist ferner auch möglich Abstandswerte, die oberhalb
einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (z.B. 25 km/h) gemessen
wurden, bei der statistischen Auswertung gar nicht in Betracht zu
ziehen.
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In
einer siebten Ausführungsform
erfolgt eine Gewichtung der der statistischen Auswertung zugrundegelegten
Abstandswerte bzw. Objekte in Abhängigkeit davon, ob ein im Fahrzeug
vorgesehener Einparkassistent eingeschaltet ist. In der Regel wird eine
Verwendung des Einparkassistenten nur dann erfolgen, wenn sich das
Fahrzeug mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit (z.B. 15 oder
20 km/h) bewegt. Ferner wird der Einparkassistent in der Regel nur
in bestimmten Umgebungen eingeschaltet, zum Beispiel typischerweise
in Umgebungen in welchen entlang der Straße mehrere Objekte (insb. Autos)
unterbrochen von mehr oder weniger großen Parklücken geparkt sind. Insbesondere
trifft das bei manuellem Einschalten des Assistenten durch den Fahrer
zu. Daher führt
eine höhere
Gewichtung derjenigen Abstandswerte bzw. Objekte, die bei eingeschaltetem
Einparkassistenten gemessen wurden, zu einer höheren Genauigkeit des ermittelten
Sensorzustandssignals.
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Die
der oben beschriebenen statistischen Auswertung zugrunde liegenden
statistischen Merkmale der gemessenen Abstandswerte sind stark von der
Fahrzeugumgebung abhängig.
So zeigt das in 5A abgebildete Histogramm eine
Verteilung von Abstandswerten, wie sie für die Messung entlang einer
dicht beparkten Straße
typisch ist. Bei anderen Fahrzeugumgebungen, z.B. bei Fahrten auf
Landstraßen
außerhalb
der Stadt oder auf Autobahnen, wird diese Verteilung jedoch anders
aussehen. Insbesondere sind in diesem Fall weniger Messwerte für kleine
Distanzen zu erwarten. Ebenso unterscheidet sich auch die in der
dritten Ausführungsform
verwendete relative oder absolute Häufigkeit der erkannten Objekte
(Auto, LKW, Bordstein, Baum, Haus, usw.) in Abhängigkeit von der geographischen
Position des Fahrzeugs.
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In
einer achten Ausführungsform
wird daher die Erfassung des Sensorzustands ortsabhängig durchgeführt. Dabei
wird ein vom Navigationssystem 16 ausgegebenes Positionssignal
verwendet, um geeignete Vergleichswerte (z.B. eine geeignete Normverteilung)
für den
Schritt S4 in 4 auszuwählen.
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Dazu
wird zunächst
anhand des vom Navigationssystem 16 ausgegebenen Positionssignals die
Position des Fahrzeugs 1 auf einer beispielsweise im Speicher 18 gespeicherten
Navigationskarte bestimmt. Diese Navigationskarte ist in verschiedene geographische
Regionen unterteilt, denen jeweils ein bestimmter Straßentyp (z.B.
Stadtstraße,
Landstraße,
Autobahn, Wohngebiet, etc.) zugeordnet ist. Durch diesen Abgleich
mit den vom Navigationssystem 16 ausgegebenen Positionssignal
kann also erkannt werden, in was für einer Fahrzeugumgebung sich
das Fahrzeug momentan befindet. Anhand dieser Information kann dann
eine geeignete Normverteilung (bzw. geeignete Vergleichswerte) aus
mehreren im Speicher 18 gespeicherten Normverteilungen (bzw.
Vergleichswerten) ausgewählt
werden.
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In
einer alternativen Ausbildung der achten Ausführungsform erfolgt die Erfassung
des Sensorzustands nur in bestimmten Fahrzeugumgebungen. Beispielsweise
ist es möglich,
die Erfassung des Sensorzustands nur in Gebieten durchzuführen, in denen
typischerweise geparkt wird, z.B. in Wohngebieten, und die Erfassung
des Sensorzustands in dazu ungeeigneten Fahrzeugumgebungen (z.B.
auf Autobahnen) zu unterlassen.
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Die
Nutzung der über
das Navigationssystem erhaltenen geographischen Position des Fahrzeugs 1 ist übrigens
nicht nur sinnvoll für
die Entscheidung ob eine Erfassung des Sensorzustands (also ein
Sensortest) durchgeführt
werden soll oder nicht, sondern auch für die Entscheidung ob die Parklückenvermessung
an sich durchgeführt
werden soll oder nicht, mit anderen Worten, ob der Einparkassistent
eingeschaltet werden soll oder nicht. In einer neunten Ausführungsform
erfolgt daher eine automatische Aktivierung eines Einparkassistenten
des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit
von der geographischen Position des Fahrzeugs 1. Dazu wird,
wie in der achten Ausführungsform,
das vom Navigationssystem 16 ausgegebene Positionssignal
verwendet, um zunächst
die Art der Fahrzeugumgebung zu erfassen. Falls erkannt wird, dass
sich das Fahrzeug 1 in einer Umgebung befindet, in der
typischerweise geparkt wird, z.B. in einem Wohngebiet, dann wird der
Einparkassistent automatisch eingeschaltet. Dies hat den Vorteil,
dass der Fahrer den Einparkassistenten nicht manuell einschalten
muss, sondern sich voll auf das Fahrgeschehen konzentrieren kann.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der neunten Ausführungsform
werden die Informationen zur geographischen Position des Fahrzeuges
genutzt, um eine Aktivierung des Einparkassistenten in Gebieten,
in denen Parken unmöglich
ist, zu unterbinden. Falls der Fahrer des Fahrzeugs 1 versucht,
den Einparkassistenten in einer Fahrzeugumgebung zu aktivieren,
in der nicht geparkt werden kann (z.B. auf einer Autobahn, im Parkverbot,
an Straßenkreuzungen),
oder das Fahrzeug 1 sich mit aktiviertem Einparkassistenten
in eine solche Fahrzeugumgebung hineinbegibt, dann wird dies anhand
der mit dem Navigationssystem 16 ermittelten geographischen
Position des Fahrzeugs erkannt, die Aktivierung des Einparkassistenten
wird unterbunden (bzw. der Einparkassistent wird zumindest zeitweise
deaktiviert) und ein entsprechender Warnhinweis, dass an dieser
Position ein Einparken nicht möglich
ist, wird mit dem Warnsignalgeber ausgegeben. Dies hat den Vorteil, dass
vermeintliche Parklücken
(z.B. Parklücken
im Halteverbot) nicht angezeigt werden.
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Die
Information zur geographischen Position des Fahrzeugs 1 kann
auch in anderer Weise für
die Erfassung des Sensorzustands (Sensortest) oder die automatische
Aktivierung/Deaktivierung des Einparkassistenten genutzt werden.
So wird in einer zehnten Ausführungsform
die Erfassung des Sensorzustands bzw. der Einparkassistent automatisch
in der Nähe
von Positionen, in denen bereits zu einem früheren Zeitpunkt geparkt wurde,
aktiviert. Dazu werden alle geographischen Positionen, in denen
das Fahrzeug 1 schon einmal geparkt hat oder in denen der
Einparkassistent bereits einmal manuell aktivier wurde, im Speicher 18 gespeichert.
Nähert
sich das Fahrzeug 1 einer dieser gespeicherten Positionen (z.B.
bis auf 300 m), dann kann z.B. der Einparkassistent automatisch
aktiviert werden. Dies hat den Vorteil, dass in einer Situation,
in der der Fahrerwunsch nach einer Parklückenvermessung wahrscheinlich
ist, das Einschalten des Einparkassistenten automatisch erfolgt,
so dass der Fahrer sich voll auf das Fahrgeschehen konzentrieren
kann. Dabei ist es ferner möglich,
für das
automatische Aktivieren des Einparkassistenten nur geographischen
Positionen zu berücksichtigen,
in deren Nähe
das Fahrzeug 1 schon eine bestimmte Anzahl (z.B. mindestens
10) von Einparkvorgängen
ausgeführt
hat. Durch eine solche Filterung wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass
eine automatische Aktivierung des Einparkassistenten nur in Gegenden
erfolgt, in denen der Fahrer tatsächlich einparken möchte.
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In
einer elften Ausführungsform
der Erfindung wird berücksichtigt,
auf welcher Fahrzeugseite des Fahrzeugs 1 ein Einparkvorgang
möglich
ist. Dazu wird anhand der vom Navigationssystem 16 bestimmten
Information zur geographischen Position bestimmt, auf welcher Seite
ein Einparkvorgang möglich
ist. Wenn das System beispielsweise erkennt, dass sich das Fahrzeug
in einer Einbahnstrasse befindet, dann kann es darauf schließen, dass
ein Einparken auf jeder der beiden Fahrzeugseiten möglich ist.
In diesem Fall werden sowohl die Abstandssensoren 8 auf
der linken Fahrzeugseite 6 als auch die Abstandssensoren 9 auf
der rechten Fahrzeugseite 7 zur Parklückenerkennung auf den jeweiligen Fahrzeugseiten
verwendet. In Straßen
mit Gegenverkehr kann dagegen die Parklückenerkennung auf die rechte
Fahrzeugseite 7 mit den Abstandssensoren 9 beschränkt werden.
Ferner ist es auch möglich, bei
einem einseitigen Parkverbot nur die Sensoren auf der dem Parkverbot
gegenüberliegenden
Seite zu aktivieren. Die mit dem Navigationssystem 16 gewonnenen
Informationen über
die Art der Straße
können
in ähnlicher
Weise auch für
die Erfassung des Sensorzustands verwendet werden. Beispielsweise ist
es möglich,
die Erfassung des Zustands der linksseitigen Abstandssensoren 8 auf
den Fall zu beschränken,
dass das Fahrzeug 1 durch eine Einbahnstraße fährt, da
in dem Fall die gemessenen Signale nicht durch entgegenkommende
Fahrzeuge verfälscht
werden.
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In
einer zwölften
Ausführungsform
der Erfindung wird der Einparkassistent automatisch aktiviert, wenn
eine Navigation mit Hilfe des Navigationssystems 16 endet.
Dazu wird die vom Navigationssystem 16 ermittelte aktuelle
Position mit der vom Fahrer zuvor als Zielort eingegebene Position
verglichen. Falls die aktuelle Position des Fahrzeugs in einem bestimmten
Umkreis (z.B. 300 m) von der Zielposition ist, dann wird automatisch
der Einparkassistent eingeschaltet. Dies hat den Vorteil, dass der
Fahrer am Zielort den Einparkassistenten nicht manuell einschalten
muss, sondern sich voll auf das Fahrgeschehen konzentrieren kann.
In einer vorteilhaften Ausbildung dieser Ausführungsform wird der Einparkassistent
lediglich dann eingeschaltet, wenn die Navigation in einer Straße endet,
in der Parken möglich ist
(z.B. in einem Wohngebiet).
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Im
Folgenden wird ein weiteres konkretes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens
nach der vorliegenden Erfindung erläutert.
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6A zeigt
ein Beispiel für
bei intaktem und sauberem Abstandssensor 9a tatsächlich gemessene
Abstandswerte über
einen Straßenausschnitt
entsprechend der schematischen Darstellung in 3A.
Dabei zeigt 6A die ermittelten Abstandswerten
A (in cm) in Abhängigkeit
vom zurückgelegten
Weg W (in cm) bei intaktem und sauberem Abstandssensor 9a.
Die Abstände
A und der Weg W sind mit unterschiedlichen Maßstäben auf die vertikale bzw.
die horizontale Achse aufgetragen.
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Die
beiden Objekte im Vordergrund (also mit geringerem Abstand) weisen
einen für
die Klasse „PKW" typischen Kurvenverlauf
auf (nahezu gerader Verlauf über
4 bis 6 m mit vorne und hinten anschließender Krümmung) und werden somit korrekt
detektiert und als PKWs 34 klassifiziert. Auch das zwischen
den beiden PKWs 34 liegende Objekt weist einen für die Klasse „Bordstein" typischen Kurvenverlauf
auf und wird somit korrekt detektiert und also Bordstein klassifiziert.
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6B ist
ein Histogramm, welches eine Häufigkeitsverteilung
der Krümmung
k der Abstandswerte (bzw. der von den Abstandswerten definierten Kurve
oder Graphen) in 6A zeigt. Die Krümmung einer
Kurve zeigt die Richtungsänderung
der Kurve pro Längeneinheit
an. Die Krümmungswerte
einer Kurve betragen zwischen 0 und 1, wobei die Krümmung einer
geraden Linie gleich null ist. Im in 6B dargestellten
Histogramm liegt ein Maximum für
den Bereich (0,0–0,05)
vor, welches der Bereich ist, der den absolut oder nahezu geraden
Abschnitten in 6A entspricht. Es liegen aber
auch vergleichsweise viele Werte im Bereich von 0,05–0,35 vor,
was typisch ist für
die in 3A dargestellte Fahrzeugumgebung,
in der vergleichsweise viele „kurvige" bzw. gekrümmte Bereiche
am vorderen und hinteren Ende der am Straßenrand stehenden Fahrzeuge
erfasst werden.
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7A zeigt
ein Beispiel für
bei defektem Abstandssensor 9a tatsächlich gemessene Abstandswerte über einen
Straßenausschnitt
entsprechend der schematischen Darstellung in 3A.
Die beiden PKWs im Vordergrund (also mit geringerem Abstand) weisen
nicht den für
ihre Klass typischen Kurvenverlauf, sondern einen für die Klasse „Bordstein" typischen Kurvenverlauf
(relativ gerader Verlauf ohne anschließende Krümmung) auf und werden somit
fälschlicherweise
als Bordsteine 36 klassifiziert. Der Bordstein 35 zwischen
den PKWs (bzw. die dem Bordstein zugeordneten Abstandswerte) wird dagegen
korrekt detektiert und klassifiziert. Es werden jedoch in diesem
Beispiel wesentlich weniger Abstandswerte gemessen als im in 6A gezeigten
Beispiel, und die kurvigen Abschnitte der Autos werden kaum erfasst.
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7B ist
ein Histogramme, welches die Verteilung der Krümmung k der Abstandswerte (bzw. des
von den Abstandswerten definierten Graphen) in 7A zeigt.
Auch im in 7B dargestellten Histogramm
liegt ein Maximum für
den Bereich (0,0–0,05) vor.
Dieses Maximum ist aber größer als
das Maximum des Histogramms in 6B, da
in 7A mehr gerade Bereiche vorliegen als in 6A.
Ferner weist das Histogramm von 7B kaum
Werte mit einer Krümmung
k > 0,2 auf da diese
Krümmungen
nur unzureichend von dem defekten Sensor erfasst werden.
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Das
statistische Auswerten der gespeicherten Vielzahl von Abstandswerten
erfolgt in diesem Beispiel nun derart, dass ermittelt wird, wie
das Verhältnis
zwischen dem Anteil der unterhalb eines Schwellwertes (vorbestimmter
Vergleichswert) liegenden Werte des aus den ermittelten Abstandswerten
(siehe 6A, 7A) abgeleiteten
Histogramms der Krümmung
k (6B, 7B)) zum Anteil der oberhalb
dieses Schwellwertes liegenden Werte ist. Im vorliegenden Beispiel
ist dieser Schwellwert, wie in 6B und 7B dargestellt,
auf 0,2 gesetzt. Ist dieses Verhältnis
größer als
ein vorbestimmtes Verhältnis
(in diesem Beispiel 50%:50%), dann erzeugt die programmgesteuerte
Einrichtung 11 ein Sensorzustandssignal, welches anzeigt,
dass der Sensor 9a defekt ist, und anderenfalls ein Sensorzustandssignal,
welches anzeigt, dass der Sensor 9a nicht defekt ist.
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Im
Beispiel von 6B beträgt der Anteil der Histogrammwerte
kleiner 0,2 etwa 40% und der Anteil der Histogrammwerte größer 0,2
etwa 60%. Da dieses Verhältnis
40/60 kleiner ist als das vorbestimmte Verhältnis (Vergleichsverhältnis) 50/50,
erzeugt die programmgesteuerte Einrichtung 11 ein Sensorzustandssignal,
welches anzeigt, dass der Sensor 9a nicht defekt ist.
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Im
Beispiel von 7B beträgt der Anteil der Histogrammwerte
kleiner 0,2 etwa 90% und der Anteil der Histogrammwerte größer 0,2
etwa 10%. Da dieses Verhältnis
90/10 größer ist
als das vorbestimmte Verhältnis
50/50 erzeugt die programmgesteuerte Einrichtung 11 ein
Sensorzustandssignal, welches anzeigt, dass der Sensor 9a defekt
ist.
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Die
Entscheidung bezüglich
des Verhältnisses
der Anteile der Werte oberhalb und unterhalb des Schwellwertes und
somit die Erzeugung des Sensorzustandssignals wird erst durchgeführt wenn
eine ausreichende Anzahl von Abstandswerten ermittelt wurde, also
beispielsweise nachdem die Statistik für einen bestimmten Zeitraum
(z.B. 1 min) oder über eine
bestimmte Wegstrecke (z.B. 500 m) aktualisiert wurde.
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Somit
wird eine statistische Auswertung der mit Hilfe des Sensors 9a ermittelten
Abstandswerte vorgenommen, um auf den Zustand des Sensors 9a zu
schließen
und einen Defekt des Sensors 9a zu erkennen. Die Information über den
Zustand des Sensors 9a wird weiter verwendet werden, um
den Fahrer im Falle eines defekten oder nur vermindert leistungsfähigen Sensors 9a mit
Hilfe der Anzeige 12 zu warnen, und/oder um die Schwellkennlinien
(Kennlinien zur Definition der Empfindlichkeit) des Sensors 9a an
dessen Leistungsfähigkeit
anzupassen.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar.
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Beispielsweise
ist das Navigationssystem 15 über die programmgesteuerte
Einrichtung 11 mit dem Monitor 12 verbunden. Es
ist jedoch auch möglich, das
Navigationssystem 15 direkt mit dem Monitor 12 zu
verbinden.
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Ferner
ist im oben beschriebenen Verfahren die Anzeige des Sensorzustands
auf nur zwei verschiedene Zustände
beschränkt.
Es ist jedoch auch möglich,
mit Hilfe einer geeigneten Anzeige beispielsweise den Grad der Verschmutzung
kenntlich zu machen.
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Ferner
ist es auch möglich,
die Verfahren der verschiedenen Ausführungsformen und – beispiele miteinander
zu kombinieren.