DE102007035026B4 - Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems - Google Patents

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Abstract

Fahrerassistenzsystem (10) zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (12) miteinem Sensorsystem (14), das ausgebildet ist, um in einem vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld Strahlen (26, 30) in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs (12) auszusenden und von den ausgesendeten Strahlen (26, 30) resultierende Rückstreusignalwerte zu empfangen; undeiner Auswerteeinheit (16), die ausgebildet ist, um empfangene Rückstreusignalwerte einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuzuordnen und um dem Fahrer einen entsprechenden Hinweis auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld (22) liegenden Objektes (28) auszugeben, wobeidie Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, empfangene Rückstreusignalwerte, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuzuordnen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems gemäß Anspruch 10.
  • Für die Längsführung von Kraftfahrzeugen sind eine Reihe unterschiedlicher Systeme bekannt, die durch automatische Brems- und Beschleunigungseingriffe den Fahrer entlasten bzw. die Verkehrssicherheit erhöhen. Ein elementares Beispiel ist der Tempomat, der eine vom Fahrer gewählte Geschwindigkeit konstant hält. Bei höherer Verkehrsdichte bleibt allerdings weiterhin der Eingriff des Fahrers nötig, um auf langsam vorausfahrende oder ihre Spur wechselnde Fahrzeuge zu reagieren. Weiterentwicklungen sind der „intelligente Tempomat“, „Abstandsregeltempomat“, ICC („Intelligent Cruise Control“), AICC („Autonomous Intelligent Cruise Control“) bzw. ACC („Adaptive Cruise Control“). Als Sensorprinzip kommt im Wesentlichen Infrarot-Laser oder Millimeterwellen-Radar zum Einsatz, welches den Bereich vor dem Fahrzeug in einem Entfernungsbereich bis zu 170 m erfasst, um dort befindliche Objekte zu detektieren und ihren Abstand, Geschwindigkeit und Winkelablage in Bezug auf das eigene Fahrzeug zu bestimmen. Dabei werden durch einen Sender elektromagnetische Signale ausgesendet und die Signale nach einer Reflexion durch einen Sensor am Fahrzeug wieder empfangen. Geeignete Auswerteverfahren bewerten dabei die Relevanz der detektierten Objekte bezüglich der eigenen Fahrspur. Auf Grundlage der Auswertung des Sensorsignals wird sodann der Folgeabstand des Kraftfahrzeugs zu einem diesem vorausfahrenden Fahrzeug auf einen bestimmten Sollabstand geregelt.
  • Derartige Abstandsregelsysteme ACC wie beispielsweise das unter dem Markennamen „Distronic“ angebotene System haben sich bereits in Serie am Markt etabliert. Über dieses und ähnliche Abstandsregelsysteme ist dabei bekannt, dass sie helfen, bei langen Autobahnstrecken den Abstand zum Vordermann zu wahren. Ein Radarsensor ermittelt dabei den Abstand und je nach Bedarf nimmt das Abstandsregelsystem automatisch Gas weg, bremst leicht oder beschleunigt auf das ursprünglich gewünschte Tempo. In einem Display des Kombiinstruments werden gleichzeitig beide Fahrzeuge und ihr Abstand zueinander angezeigt. Sollte ein stärkeres Bremsen notwendig werden, ertönt automatisch ein akustisches Warnsignal.
  • Bei Fahrsituationen in Kurven ist es aber oft nicht möglich, Objekte zu erkennen, die durch die Kurvensituation verdeckt sind. Dabei können die Objekte durch den Fahrer oder aber durch optische Sensoren (z.B. Video) nicht gesehen werden. Objekte können andere Fahrzeuge, aber auch auf der Fahrbahn befindliche Gegenstände oder Hindernisse sein. Ein Beispiel für eine derartige Situation ist das Stauende nach einer Kurve.
  • Die derzeitige Technik stellt Möglichkeiten zur Verfügung, wie der Fahrer entlastet werden kann. Beispielsweise beschreibt die DE 4209047 C1 ein Verfahren zur Regelung des Abstandes zwischen fahrenden Fahrzeugen und stellt eine grundlegende Abstandsregelfunktionalität dar, nämlich ein Verfahren zur Regelung des Abstands zwischen einem Frontfahrzeug und einem Folgefahrzeug.
  • In der DE 10316313 A1 wird ein System zur automatischen Abstandsregelung offenbart, wobei ein entsprechendes Abstandsregelsystem auch schon in der DE 4209047 C1 gezeigt wird, bei dem insbesondere der Regelvorgang abgebrochen wird, sobald der Fahrer des Fahrzeugs die Bremse oder das Fahrpedal betätigt.
  • Die DE 10 2004 058 844 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Verkehrssituation mittels eines in einen Abtastbereich Radarstrahlen aussendenden Radargeräts eines Fahrzeugs. Dabei werden virtuelle Reflexionsobjekte, welche durch umgelenkte Radarstrahlen erfasst werden, mittels eines in einen Abtastbereich des Radarstrahlen aussendenden Radargeräts in die Berechnung zur Erkennung der Verkehrssituation miteinbezogen werden, wodurch eine erweiterte Interpretation der aktuellen Verkehrsszene erfolgt.
  • Die DE 196 00 059 A1 beschreibt ein Verfahren zur Signalverarbeitung bei einem Kraftfahrzeugradar, wobei Echosignale ausgewertet werden, welche einem Signalweg mit Umlenkung an der Fahrbahnoberfläche entsprechen.
  • Ferner ist aus der DE 10 2004 036 580 A1 ein Objektdetektionssystem bekannt, welches elektromagnetische Wellen aussendet und an Objekten innerhalb des Detektionsbereichs reflektierte Wellen empfängt, wobei die an einem erkannten Objekt reflektierten Wellen, die zusätzlich an einem entlang der Fahrbahn ausgedehnten Gegenstand reflektiert wurden, ausgewertet werden. Die Auswertung umfasst hierbei eine Plausibilisierung, bei der mit den indirekten Objektreflexionen, die zusätzlich an einem entlang der Fahrbahn ausgedehnten Gegenstand reflektiert wurden, die direkt gemessenen Objektreflexionen, die nicht an einem entlang der Fahrbahn ausgedehnten Gegenstand reflektiert wurden, verifiziert werden.
  • Entscheidender Nachteil am Stand der Technik ist es, dass gefährliche Situationen, wie zum Beispiel ein Stauende oder eine Gefahrsituation durch Hindernisse im nicht einsehbaren Bereich, nicht oder unzureichend erkannt werden können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems zu schaffen, die bessere Eigenschaften gegenüber den im Stand der Technik bekannten Ansätzen haben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein beliebiges Sensorsystem, dass Strahlen z. B. elektromagnetische Strahlung oder Schallwellen aussenden bzw. empfangen und wird im Folgenden beispielhaft anhand eines Radarsensors erläutert.
  • Es ist jedoch für den Fachmann leicht ersichtlich, dass das Funktionsprinzip auch auf andere Sensorsysteme ausgeweitet werden kann.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass moderne Radarsensoren Spiegelungen von nicht sichtbaren Objekte beispielsweise an Fahrspurbegrenzungen wie einer Leitplanke (Spiegelungen an Metall, Reflektoren etc.) erkennen können und Spiegelungen häufig insbesondere in kritischen Situationen wie dem Stauende nach einer Kurve bereits deutlich früher sichtbar sind, als dass das entsprechende Objekt direkt durch den Sensor „gesehen“ wird.
  • Eine solche Spiegelung ist durch einen deutlich schwächeren Rückstreusignalwert des ausgestrahlten Radarsignals zu erkennen, da erstens nur ein sehr kleiner räumlicher Bereich auf einer Fahrspurbegrenzung (z.B. einer Leitplanke) die reflektierten Radarstrahlen zum Radarsensor zurückwirft und weiterhin auch durch die Spiegelung selbst noch ein Leistungsverlust gegenüber einem direkt reflektierten Radarstrahl zu beobachten ist. Mit ausreichend empfindlichen Radarsensoren können jedoch auch diese Reflexionen bzw. die entsprechenden Rückstreusignalwerte hinreichend präzise erkannt werden. Wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein vorbestimmter Schwellenwert angesetzt, kann, wenn der Radarsensor entsprechend empfindlich ist, ein Rückstreusignalwert, der unter diesem Schwellenwert liegt, als Rückstreusignalwert eines hinter einer Kurve liegenden Objektes aufgefasst werden, das nur durch die Reflexion des Radarstrahls an der Fahrbahnbegrenzung erkennbar ist, wogegen ein Rückstreusignalwert, der über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, als Rückstreusignalwert eines Objekts im direkt einsehbaren Bereich gewertet werden kann. Wird ein solches, im optisch einsehbaren Bereich nicht erkennbares Objekt anhand dieser Reflexion doch erkannt, kann ein entsprechend frühzeitiger Hinweis auf dieses Objekt ausgegeben werden. Ferner kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch zusätzlich aus der Laufzeitmessung der Radarstrahlen ein Rückschluss auf das Vorhandensein eines nicht im vom Fahrer einsehbaren Bereichs liegenden Objektes erfolgen, wenn ein Radarstrahl für sich oder gegenüber den anderen Radarstrahlen, die kein passendes Reflexionsobjekt im nichteinsehbaren Bereich haben, eine deutlich längere Laufzeit hat. Diese längere Laufzeit kann als Hinweis auf eine Reflexion an einem Spiegel-Bereich wie der Leitplanke und einer weiteren Reflexion an dem hinter einer Kurve liegenden Objekt gewertet werden.
  • Der erfindungsgemäße Ansatz bietet den Vorteil, dass nun die Erkennung von Objekten nicht mehr allein auf den einsehbaren Bereich beschränkt ist, sondern dass auch durch Zuhilfenahme der Sensordaten des Radarsensors ein „Um-die-Ecke-schauen“ möglich wird. Durch die Ausgabe eines Hinweises auf dieses (noch) nicht sichtbare Objekt außerhalb des einsehbaren Bereichs kann zudem die Fahrsicherheit deutlich erhöht werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft nun gemäß einer Ausführungsform ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs mit einem Radarsensor, der ausgebildet ist, um in einem vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld Radarstrahlen in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs auszusenden und von den ausgesendeten Radarstrahlen resultierende Rückstreusignalwerte zu empfangen; und einer Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, um empfangene Rückstreusignalwerte einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zuzuordnen und um dem Fahrer einen entsprechenden Hinweis auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld liegenden Objektes auszugeben.
  • Die Auswerteeinheit ist derart ausgebildet, dass Rückstreusignalwerte, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zugeordnet werden. Zudem können Rückstreusignalwerte, deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zugeordnet werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Auswerteeinheit ferner ausgebildet ist, um aus den Rückstreusignalwerten eine Fahrspurbegrenzung zu erkennen und diejenigen Rückstreusignalwerte dem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zuzuordnen, die von der erkannten Fahrspurbegrenzung zum Radarsensor reflektiert wurden. Eine solche Ausführungsform der vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass eine zusätzliche Erhöhung der Sicherheit dadurch möglich ist, dass insbesondere diejenigen Rückstreusignalwerte dem außerhalb des Sichtfeldes befindlichen Objekt zugeordnet werden, die aus der Richtung der erkannten Fahrspurbegrenzung zum Radarsensor zurückgeworfen werden. Andere insb. schwache Rückstreusignalwerte werden dann nicht dem verdeckten Objekt zugeordnet.
  • Auch kann in einer anderen Ausführungsform die Auswerteeinheit ausgebildet sein, um die Rückstreusignalwerte, die dem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt zugeordnet sind, zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten zu erfassen und aus den zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Rückstreuwerten eine Position und/oder eine Geschwindigkeit des sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld des Objektes zu bestimmen. Hierdurch kann vorteilhaft eine Nachverfolgung der Position bzw. Detektion der Geschwindigkeit des verdeckten Objekts erfolgen und frühzeitig ein entsprechender Hinweis auf beispielsweise ein Bremsverhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs (verdecktes Objekt) dem Fahrer des Kraftfahrzeugs gegeben werden.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Radarsensor ausgebildet sein, um einen Empfangswinkel der Rückstreusignalwerte zu ermitteln, wobei die Auswerteeinheit ferner ausgebildet sein kann, um aus den Rückstreusignalwerten eine Entfernung einer Fahrspurbegrenzung von dem Kraftfahrzeug zu bestimmen und aus der bestimmten Entfernung der Fahrspurbegrenzung, dem ermittelten Empfangswinkel der Rückstreusignalwerte, die dem sich nicht im Sichtfeld befindenden Objekt zugeordnet sind, der Gierrate des Kraftfahrzeugs und/oder dem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs die Entfernung des sich nicht im Sichtfeld befindenden Objektes zu dem Kraftfahrzeug zu bestimmen. Werden beispielsweise durch die Laufzeitmessung des reflektierten Radarsignals die Entfernung einer Fahrspurbegrenzung von dem Kraftfahrzeug gemessen und dann der Einfallswinkel der reflektierten Radarstrahlen zusammen mit weiteren Parametern, wie dem Lenkwinkel oder der Gierrate des Kraftfahrzeugs kombiniert, kann unter Ausnutzung des physikalischen Reflexionsgesetzes die exakte Entfernung des nicht sichtbaren Objekts hinter einer Kurve bestimmt werden. Dies ermöglicht eine präzise Messung der Position und damit auch bei zeitlich aufeinanderfolgenden Messungen der Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, was zu einer Erhöhung der Fahrsicherheit führt.
  • Auch kann die Auswerteeinheit ferner ausgebildet sein, um ein Warnsignal an den Fahrer auszugeben, wenn die bestimmte Position oder Entfernung des sich nicht im Sichtfeld des Fahrers befindenden Objektes einen vorbestimmten Mindestabstand zum Kraftfahrzeug unterschreitet oder die bestimmte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet. Dies bietet den Vorteil, den Fahrer deutlich auf eine drohende Gefahr hinzuweisen, die durch ein zu langsam fahrendes Fahrzeug oder durch ein anderes Hindernis auf der Straße zu erwarten ist, oder zumindest den Fahrer in eine erhöhte Alarmbereitschaft zu versetzen, um auf den Straßenverlauf nach einer Kurve zu achten. Weiterhin kann durch eine solche (evtl. je nach Mindestabstand bzw. -geschwindigkeit unterschiedliche) Warnung dem Fahrer auch ein Hinweis gegeben werden, wie gefährlich die zu erwartende Situation ist.
  • Auch kann in einer weiteren Ausführungsform die Auswerteeinheit ferner ausgebildet sein, um eine Bremsung einzuleiten, wenn die bestimmte Position oder Entfernung des sich nicht im Sichtfeld befindenden Objektes einen vorbestimmten Mindestabstand zum Kraftfahrzeug unterschreitet oder die bestimmte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet. Dies bietet den Vorteil, dass der Fahrer bei einer überraschenden Situation auch durch das Fahrerassistenzsystem bei der Steuerung des Kraftfahrzeugs unterstützt wird und somit der menschliche Fehlerfaktor nochmals reduziert werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Auswerteeinheit ferner ausgebildet, um auf der Basis der empfangenen Rückstreusignalwerte eine Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das sich nicht im Sichtfeld des Fahrers befindende Objekt durchzuführen. Dies ermöglicht eine weitere Erhöhung des Komforts bei einer längeren Fahrt, da durch die Regelung nicht nur auf sichtbare Fahrzeuge, sondern auch auf Fahrzeuge, die hinter einer Kurve verborgen sind, eine deutlich ruhigere und gleichmäßigere Fahrzeugführung möglich ist, als auch eine Nachführung bei einem „Verschwinden“ eines vorausfahrenden Fahrzeugs durch dessen Einfahrt in die Kurve.
  • Zusätzlich kann das Fahrerassistenzsystem in einer Ausführungsform einen optischen Video-Sensor umfassen, der ausgebildet ist, um ein Video-Bild des einsehbaren Sichtfeldes des Fahrers bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs aufzunehmen; wobei die Auswerteeinheit ferner ausgebildet sein kann, um die Rückstreusignalwerte mit dem aufgenommenen Bild zu vergleichen, um eine Verifikation der Zuordnung der Rückstreusignalwerte, die unterhalb des vorbestimmte Schwellenwertes liegen, zu dem sich nicht im Sichtfeld befindenden Objekt durchzuführen, wenn an derjenigen Position im einsehbaren Sichtfeld, die den jeweiligen Rückstreusignalwerten entspricht, im aufgenommenen Video-Bild kein Objekt detektierbar ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet durch die Verifikation des vom Radarsensor aufgenommenen Szenarios an Hand des Videobildes eine weitere Sicherheit, schwache Rückstreusignalwerte tatsächlich sich nicht im optischen Sichtfeld des Fahrers befindenden Objekten korrekt zuzuordnen. Wird nämlich auch im Videobild ein (wenn auch schwaches) Objekt erkannt, wäre eine Zuordnung zu einem sich nicht im einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt fehlerhaft.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, das folgende Schritte umfasst: Aussenden von Radarstrahlen eines Radarsensors in ein vom Fahrer optisch einsehbares Sichtfeld in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs und Empfangen von Rückstreusignalwerten, die von den ausgesendeten Radarstrahlen resultieren; Zuordnen der empfangenen Rückstreusignalwerte zu einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt durch eine Auswerteeinheit, wobei von Rückstreusignalwerte, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt durch die Auswerteeinheit zugeordnet werden; und Ausgeben eines Hinweises auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld liegenden Objektes an den Fahrer.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können im Schritt des Zuordnens von empfangenen Rückstreusignalwerten Rückstreusignalwerte, deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt durch die Auswerteeinheit zugeordnet werden.
  • Auch umfasst die vorliegende Erfindung gemäß einer Ausführungsform ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen aufgeführten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
  • Die Zeichnungen zeigen in:
    • 1 eine schematische Skizze des Aufbaus und der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems; und
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die im Folgenden angegebenen absoluten Werte und Maßangaben sind nur beispielhafte Werte und stellen keine Einschränkung der Erfindung auf derartige Dimensionen dar.
  • 1 zeigt eine schematische Skizze des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 10. Hierbei ist das Fahrerassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug 12 angeordnet und umfasst einen Radarsensor 14, der mit einer Auswerteeinheit 16 verbunden ist, die beispielsweise mit einem Anzeigeelement 18 verbunden sein kann. Wenn das Kraftfahrzeug 12 auf einer kurvigen Straße 20 fährt, kann der Radarsensor 14 Radarstrahlen aussenden, die beispielsweise einen vom Fahrer einsehbaren Bereich 22 der Straße 20 ausleuchten. Wird die Fahrbahn beispielsweise durch eine an der Fahrbahn angeordnete (metallische) Leitplanke 24 begrenzt, werden Radarstrahlen 26 an der Leitplanke 24 gespiegelt und können in einen Bereich vordringen, der optisch vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 nicht mehr einsehbar ist, da dieser Bereich beispielsweise hinter einer Kurve liegt. Befindet sich nun ein Objekt 28, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, in diesem nicht mehr vom Fahrer einsehbaren Bereich, kann der von der Leitplanke 24 reflektierte Radarstrahl 26 an diesem Objekt 28 wieder reflektiert und auf dem gleichen Weg über die Leitplanke 24 zum Radarsensor 14 zurückgeworfen werden. Mit den heute bereits verfügbaren Radarsensoren kann auch eine schwache Reflexion der ausgesandten Radarstrahlen erkannt werden, so dass das nicht im vom Fahrer einsehbaren Bereich befindliche Objekt 28 durch die Auswertung der Rückstreusignalwerte der ausgesandten Radarstrahlen 26 erkannt werden kann. Bei der Detektion eines solchen Objekts 28 in der Auswerteeinheit 16 kann dann auch über die Anzeigeeinheit 18 ein Hinweis auf dieses Objekt 28 dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 übermittelt werden.
  • Die Detektion des sich im nicht-sichtbaren Bereich befindenden Objekts 28 kann dabei durch Messung der Signalstärke oder durch Laufzeitmessung erfolgen. Der Ansatz der Objektdetektion auf der Basis der Messung der Signalstärke beruht dabei auf die dem physikalischen Effekt, dass mehrfachreflektierte elektromagnetische Strahlen bei jeder Reflexion eine Dämpfung erleiden. Der vom Objekt 28 reflektierte Radarstrahl 26 wird somit nach 2-maliger Reflexion an der Leitplanke 24 deutlich schwächer sein, als ein Radarstrahl 30, der von einem Objekt 32 im vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 einsehbaren Bereich reflektiert wird und der somit lediglich eine einzige Reflexion am Objekt erfährt. Die Auswertung der empfangenen Rückstreusignalwerte kann daher auf der Basis einer Schwellenwertentscheidung erfolgen, so dass alle Rückstreusignalwerte, die unterhalb des Schwellenwertes liegen, als Objekte interpretierbar sind, die nicht im vom Fahrer einsehbaren Bereich liegen. Weiterhin ist anzumerken, dass durch die Leitplanke 24 nur ein kleiner Spiegel-Bereich in einer vorbestimmten Höhe über der Fahrbahn vorliegt, der lediglich einen sehr kleinen Teil der vom Radarsensor 14 aus gesendeten Radarstrahlen 26, 30 zum Objekt 28 lenkt. Folglich ist der vom Objekt 28 reflektierte Radarstrahl 26 aufgrund des kleinen Spiegel-Bereichs an der Leitplanke 24 wesentlich schwächer bzw. in seiner Breite wesentlich kleiner als ein vom Objekt 32 reflektierter Radarstrahl 30. Es kann also auch die Breite/Stärke des reflektierten Radarstrahls einen Hinweis auf das verdeckte Objekt liefern.
  • Der Ansatz der Objektdetektion auf der Basis der Laufzeitmessung beruht auf dem physikalischen Prinzip, dass die von der Leitplanke 24 oder vom Objekt 30 im vom Fahrer einsehbaren Bereich reflektierten Radarstrahlen wesentlich schneller wieder den Radarsensor 14 erreichen, als dies für einen vom Objekt 28 reflektierten Radarstrahl 26 gilt. Die Auswerteeinheit 16 kann daher an Hand der vom Radarsensor 14 empfangenen Rückstreusignalwerte den Verlauf der Leitplanke 24 erkennen und würde bei Annahme geradliniger Strahlausbreitung auf Grund der verzögerten Ankunftszeit des vom Objekt 28 reflektierten Radarstrahls 26 auf eine Position 34 des Objekts 28 hinter der Leitplanke 24 schließen, was jedoch ein Fehler sein muss. Nachdem die anderen Radarstrahlen, die von der Leitplanke 24 reflektiert werden, kein passendes Reflexionsobjekt 28 haben, wird lediglich an der Position 34 hinter der Leitplanke 24 ein solches Reflexionsobjekt 28 erkannt, woraus es der Auswerteeinheit 16 möglich ist, durch die Laufzeitverzögerung des Radarstrahls 26 auf das hinter der Kurve liegende Objekt 28 zu schließen.
  • Die Detektion des im nicht-sichtbaren Bereich liegenden Objekts anhand einer Kombination der Methode der Laufzeitmessung und der Auswertung der Signalstärke der Rückstreusignalwerte führt zu einer verlässlicheren und sichereren Signalauswertung und Objektdetektion.
  • Weiterhin kann die Messung der Stärke der Rückstreusignalwerte oder die Laufzeitmessung auch verwendet werden, um die exakte Position des Objekts 28 hinter der Kurve zu bestimmen. Hierzu kann beispielsweise der Empfangswinkel des reflektierten Radarstahls 26 gemessen und durch Kenntnis des Abstands des Kraftfahrzeugs 12 zur Leitplanke 24 die Position des Objekts 28 hinter der Kurve auf der Basis des optischen Reflexionsgesetzes (Reflexion an der Leitplanke 24) bestimmt werden. Zur höheren Präzision der Bestimmung der Position des Objekts 28 kann auch der Lenkwinkel und/oder eine Gierrate des Kraftfahrzeugs 12 mitberücksichtigt werden.
  • Um eine weitere Erhöhung der Sicherheitsfunktionalität zu ermöglichen, kann auch die Geschwindigkeit des Objekts 28 (beispielsweise durch Auswertung der Doppler-Verschiebung des reflektierten Radarstahls 26 oder durch mehrfache zeitlich aufeinander folgende Positionsbestimmungen des Objekts 28) erfolgen. Somit kann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 12 bereits frühzeitig ein Hinweis auf die Geschwindigkeit des Objekts 28 gegeben werden und bei einer Geschwindigkeit, die niedriger als eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit ist, ein Warnsignal zur Vermeidung eines Auffahrunfalls an den Fahrer ausgegeben werden.
  • Eine weitere Verbesserung der Sicherheitsfunktionalität kann dadurch erreicht werden, dass das Fahrerassistenzsystem mit einer Videoauswertung gekoppelt wird. Durch die Videoauswertung wird dann der vom Fahrer optisch einsehbare Bereich erfasst und mit den vom Radarsensor 14 empfangenen Rückstreusignalwerten verglichen. Wird im optischen Videobild des einsehbaren Bereichs kein Objekt erkannt, das auf Grund eines vom Radarsensor 14 empfangenen Rückstreusignalwerts im einsehbaren Bereich (zum Beispiel an Position 34) vorhanden sein müsste, kann dies als Objekt 28 im nichteinsehbaren Bereich klassifiziert werden. Hierdurch wird durch die Auswertung auf einer alternativen physikalischen Basis eine weitere Möglichkeit zur robusten Auswertung der empfangenen Signale des Radarsensors 14 eröffnet.
  • Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, auf nicht sichtbare Objekte zu regeln, zumindest aber zu warnen. Die Sicherheitsfunktionalität des Adaptive Cruise Control (ACC) wird wesentlich verbessert. Aber auch die Akzeptanz des Fahrers gegenüber dem System kann gesteigert werden. Durch die vorliegende Erfindung ist weiterhin eine Klassifikation möglich, zu der auch ein professioneller menschlicher Fahrer nicht in der Lage sein kann. Im Nachfolgenden werden eine weitere Beschreibung der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen dargestellt, die die weiteren Vorteile der Erfindung zeigen.
  • Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (siehe 2), wobei das Verfahren einen ersten Schritt des Aussendens 50 von Radarstrahlen eines Radarsensors in ein vom Fahrer optisch einsehbares Sichtfeld in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs umfasst und einen zweiten Schritt des Empfangens 52 von Rückstreusignalwerten umfasst, die von den ausgesendeten Radarstrahlen resultieren. Hiernach umfasst das Verfahren einen Schritt des Zuordnens 54 von empfangenen Rückstreusignalwerten, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt oder deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom Fahrer optisch einsehbaren Sichtfeld befindenden Objekt durch eine Auswerteeinheit. Schließlich umfasst das Verfahren in einem nächsten Schritt ein Ausgeben 56 eines Hinweises auf das Vorliegen dieses nicht im optisch einsehbaren Sichtfeld liegenden Objektes an den Fahrer.
  • Zusammenfassend ist anzumerken, dass durch eine entsprechende Situationsanalyse nun das Erkennen von nicht-sichtbaren Objekten in einem Kurvenverlauf ermöglicht werden kann. Dies bewirkt bei den fahrenden Objekten die vorzeitige Erkennung (im Beispiel der Anwendung in einem ACC Fahrerassistenzsystem einer Regelung auf die verdeckten Objekte) oder aber sogar eine Abstandsmessung/Gefahrenwarnung, wenn auf Grund der relativen Geschwindigkeit zu dem Hindernis (eigenen Geschwindigkeit im Vergleich zu der Geschwindigkeit der verdeckten Objekte) eine Gefahrenstation (z.B. bei einem Stauende) erkannt werden kann. Im Extremfall kann auch eine Precrash-Situation erkannt werden und eine Bremsung nur durch das System eingeleitet werden.
  • Objektspiegelungen können über Rückstreuwerte der Radarsensoren ausgewertet und erkannt werden. Punktziele oder Fahrzeuge, die sich nicht verdeckt vor dem Sensoren befinden, liefern grundsätzlich stärkere Rückstreuwerte als verdeckte Ziele (die sich z.B. in einer Kurve befinden und an einer Leitplanke gespiegelt werden).
  • Eine Fusion von Radarsensoren mit einer Videoauswertung würde diese Auswertung weiter vereinfachen, da sich die Objektspiegelungen natürlich nicht im Videobild befinden und von einer Videoauswertung nicht verifiziert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fahrerassistenzsystem
    12
    Kraftfahrzeug
    14
    Radarsensor
    16
    Auswerteeinheit
    18
    Anzeigeeinheit
    20
    Straße
    22
    vom Fahrer einsehbarer Bereich, Sichtfeld
    24
    Leitplanke
    26
    Radarstrahl, reflektierter Radarstrahl
    28
    Objekt, vorausfahrendes Fahrzeug
    30
    weiterer Radarstrahl im vom Fahrer einsehbaren Bereich
    32
    weiteres Objekt im vom Fahrer einsehbaren Bereich
    34
    (imaginäre) Position des Objekts 28 hinter der Leitplanke
    50
    Schritt des Aussendens von Radarstrahlen eines Radarsensors 14 in ein vom Fahrer einsehbares Sichtfeld 22
    52
    Schritt des Empfangens von Rückstreusignalwerten, die von den ausgesendeten Radarstrahlen 26 resultieren
    54
    Schritt des Zuordnens von empfangenen Rückstreusignalwerten, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt oder deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Radarstrahlen 26, 30 über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld 22 befindenden Objekt 28 durch eine Auswerteeinheit 16
    56
    Schritt des Ausgebens eines Hinweises auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld 22 liegenden Objektes 28 an den Fahrer

Claims (11)

  1. Fahrerassistenzsystem (10) zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (12) mit einem Sensorsystem (14), das ausgebildet ist, um in einem vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld Strahlen (26, 30) in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs (12) auszusenden und von den ausgesendeten Strahlen (26, 30) resultierende Rückstreusignalwerte zu empfangen; und einer Auswerteeinheit (16), die ausgebildet ist, um empfangene Rückstreusignalwerte einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuzuordnen und um dem Fahrer einen entsprechenden Hinweis auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld (22) liegenden Objektes (28) auszugeben, wobei die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, empfangene Rückstreusignalwerte, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuzuordnen.
  2. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, empfangene Rückstreusignalwerte, deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Strahlen (26, 30) über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuzuordnen.
  3. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, um aus den Rückstreusignalwerten eine Fahrspurbegrenzung (24) zu erkennen und diejenigen Rückstreusignalwerte dem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuzuordnen, die aus der Richtung der erkannten Fahrspurbegrenzung (24) zum Sensorsystem (14) reflektiert wurden.
  4. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (16) ausgebildet ist, um die Rückstreusignalwerte, die dem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zugeordnet sind, zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten zu erfassen und aus den zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Rückstreuwerten eine Position und/oder eine Geschwindigkeit des sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) des Objektes (28) zu bestimmen.
  5. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (14) ausgebildet ist, um einen Empfangswinkel der Rückstreusignalwerte zu ermitteln, wobei die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, um aus den Rückstreusignalwerten eine Entfernung einer Fahrspurbegrenzung (24) von dem Kraftfahrzeug (12) zu bestimmen und aus der bestimmten Entfernung der Fahrspurbegrenzung, dem ermittelten Empfangswinkel der Rückstreusignalwerte, die dem sich nicht im Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zugeordnet sind, der Gierrate des Kraftfahrzeugs (12) und/oder dem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (12) die Entfernung des sich nicht im Sichtfeld (22) befindenden Objektes (28) zu dem Kraftfahrzeug (12) zu bestimmen.
  6. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, um ein Warnsignal an den Fahrer auszugeben, wenn die bestimmte Position oder Entfernung des sich nicht im Sichtfeld (22) befindenden Objektes (28) einen vorbestimmten Mindestabstand zum Kraftfahrzeug (12) unterschreitet oder die bestimmte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet.
  7. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, um eine Bremsung einzuleiten, wenn die bestimmte Position oder Entfernung des sich nicht im Sichtfeld (22) befindenden Objektes (28) einen vorbestimmten Mindestabstand zum Kraftfahrzeug (12) unterschreitet oder die bestimmte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet.
  8. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, um auf der Basis der empfangenen Rückstreusignalwerte eine Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung des Kraftfahrzeugs (12) in Bezug auf das sich nicht im Sichtfeld (22) befindende Objekt (28) durchzuführen.
  9. Fahrerassistenzsystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (10) einen optischen Video-Sensor umfasst, der ausgebildet ist, um ein Video-Bild des optisch einsehbaren Sichtfeldes des Fahrers bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs (12) aufzunehmen; wobei die Auswerteeinheit (16) ferner ausgebildet ist, um die Rückstreusignalwerte mit dem aufgenommenen Bild zu vergleichen, um eine Verifikation der Zuordnung der Rückstreusignalwerte, die unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertes liegen, zu dem sich nicht im Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) durchzuführen, wenn an derjenigen Position (34) im einsehbaren Sichtfeld, die den jeweiligen Rückstreusignalwerten entspricht, im aufgenommenen Video-Bild kein Objekt (28) detektierbar ist.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (10) zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (12), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Aussenden (50) von Strahlen (26, 30) eines Sensorsystems (14) in ein vom Fahrer einsehbares Sichtfeld (22) in eine Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs (12) und Empfangen (52) von Rückstreusignalwerten, die von den ausgesendeten Radarstrahlen (26, 30) resultierenden; Zuordnen (54) von empfangenen Rückstreusignalwerten zu einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) durch eine Auswerteeinheit (16), wobei die Auswerteeinheit (16) empfangene Rückstreusignalwerte, deren Signalstärke unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) zuordnet; und Ausgeben (56) eines Hinweises auf das Vorliegen dieses nicht im einsehbaren Sichtfeld (22) liegenden Objektes (28) an den Fahrer.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Zuordnens (54) von empfangenen Rückstreusignalwerten Rückstreusignalwerte, deren Laufzeit absolut oder im Vergleich zu anderen Strahlen (26, 30) über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem sich nicht im vom Fahrer einsehbaren Sichtfeld (22) befindenden Objekt (28) durch die Auswerteeinheit (16) zugeordnet werden.
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