DE102013218813A1

DE102013218813A1 - Verfahren zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem fahrzeugexternen Objekt und entsprechendes Verfahren

Info

Publication number: DE102013218813A1
Application number: DE201310218813
Authority: DE
Inventors: Young-Jae Cho; Dominik Schnieders
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: DE102013218813B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs (6) mit einem Objekt (12), durch Bereitstellen eines Sensormoduls (2) an und/oder in dem Fahrzeug (6), wobei das Sensormodul (2) einen Sensor (17, 18) umfasst, mittels welchem eine zur Detektion der Kollision geeignete mechanische Größe erfasst wird; durch Empfangen von durch den zumindest einen Sensor (17, 18) bereitgestellten Messwerten der mechanischen Größe durch eine Kollisionserkennungseinrichtung (3); durch Empfangen von durch zumindest einen von dem Sensormodul (2) separaten Fahrzeugsensor (7, 8, 10, 11, 14) des Fahrzeugs (6) bereitgestellten Fahrzeugdaten durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3), wobei die Messwerte der mechanischen Größe jeweils einem Teil der Fahrzeugdaten zeitlich zuordenbar sind; und durch Detektieren der Kollision anhand der Messwerte der mechanischen Größe und unter Berücksichtigung der Fahrzeugdaten durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3). Die durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) empfangenen Fahrzeugdaten umfassen durch zumindest einen Umfeldsensor (7, 8, 10, 11) des Fahrzeugs (6) zu der Umgebung (23) erfasste Umfeldinformationen, und durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) werden die Messwerte der mechanischen Größe mit abgelegten Referenzwerten verglichen, die abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Umfeldinformationen festgelegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem in einer Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Objekt. Es wird ein Sensormodul an und/oder in dem Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Sensormodul zumindest einen Sensor umfasst, mittels welchem eine zur Detektion der Kollision geeignete mechanische Größe erfasst wird. Eine elektronische Kollisionserkennungseinrichtung empfängt durch den zumindest einen Sensor bereitgestellte Messwerte der mechanischen Größe einerseits sowie Fahrzeugdaten andererseits, die durch zumindest einen von dem Sensormodul separaten Fahrzeugsensor des Fahrzeugs bereitgestellt werden, wobei die Messwerte der mechanischen Größe jeweils einem Teil der Fahrzeugdaten zeitlich zugeordnet werden können. Die Kollision wird dann anhand der Messwerte der mechanischen Größe sowie unter Berücksichtigung der Fahrzeugdaten durch die Kollisionserkennungseinrichtung detektiert. Die Erfindung betrifft außerdem ein System mit einem Sensormodul zur Befestigung an einem Fahrzeug, wie auch mit einer Kollisionserkennungseinrichtung, wobei das System zum Durchführen eines derartigen Verfahrens ausgebildet ist.
Es ist häufig erforderlich, den technischen Zustand eines Fahrzeugs nach dessen Benutzung ermitteln und hierbei insbesondere Schäden, Mängel und Veränderungen an der Außenfläche des Fahrzeugs feststellen und gegebenenfalls dokumentieren zu können. Vorliegend richtet sich das Interesse vorzugsweise auf die Ermittlung des Zustands von Mietfahrzeugen, welche durch eine Vielzahl von Personen im Rahmen einer Autovermietung oder aber im Rahmen des so genannten „Car-Sharing” genutzt werden. „Car-Sharing” bedeutet dabei die organisierte gemeinschaftliche Nutzung eines oder mehrerer Fahrzeuge, wobei im Unterschied zur Autovermietung die Fahrzeugnutzung auch für kürzere Zeit, zum Beispiel stundenweise, möglich ist. Die Ermittlung von durch leichte Kollisionen verursachten Schäden bzw. Mängeln an Mietfahrzeugen erfolgt heute üblicherweise durch ein zuständiges Personal, indem das Fahrzeug bei der Übergabe manuell auf Schäden überprüft wird. Eine derartige manuelle Vorgehensweise ist dabei lediglich bei einer herkömmlichen Autovermietung, nicht jedoch bei dem Car-Sharing möglich, da hier ein entsprechendes Personal für die technische Überprüfung des Fahrzeugs nach jeder Benutzung in der Regel nicht zur Verfügung steht. Andererseits erweist sich auch die manuelle Überprüfung der Mietfahrzeuge bei einer herkömmlichen Autovermietung als besonders aufwändig und wenig praktikabel. Es wäre wünschenswert, gäbe es eine Möglichkeit, die Überprüfung auf eine Kollision zumindest teilweise automatisiert durchzuführen.
Eine gewisse Abhilfe kann hier ein Verfahren darstellen, wie es in dem Dokument US 4 638 289 beschrieben ist. Dieses System dient zur Aufzeichnung von Kollisionsdaten eines Kraftfahrzeugs und umfasst ein Sensormodul mit einem Beschleunigungssensor, welcher Beschleunigungswerte bereitstellt. Das Sensormodul beinhaltet andererseits auch einen Mikroprozessor sowie einen internen Speicher. Zur Detektion einer Kollision werden hier zum einen die Beschleunigungswerte des Beschleunigungssensors ausgewertet; andererseits werden auch Fahrzeugdaten berücksichtigt, wie insbesondere Sensordaten von Radsensoren des Fahrzeugs. Es können somit Situationen detektiert werden, in denen die Räder des Kraftfahrzeugs beispielsweise blockiert sind oder durchrutschen. Die Detektion der Kollision findet dabei intern in dem Sensormodul statt. Als nachteilig an diesem Stand der Technik ist der Umstand anzusehen, dass eine Kollision nicht immer plausibel detektiert werden kann. Es kann hier nämlich nicht zwischen tatsächlichen Kollisionen einerseits und Fällen andererseits unterschieden werden, in denen die durch den Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungswerte zum Beispiel wegen eines schlechten Fahrbahnzustands auf eine Kollision hindeuten.
Aus dem Dokument DE 101 38 264 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung von Beschädigungen eines Kraftfahrzeugs, einschließlich Dokumentation und Meldung, bekannt. Mittels einer Kamera werden hier Bilder der Fahrzeugumgebung aufgenommen und an eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt, die infolge einer durch einen Kollisionssensor ermittelten Kollision das Kennzeichen oder weitere Daten des schädigenden Fahrzeugs ermittelt und gemeinsam mit anderen Hilfsdaten abspeichert oder an eine Informationsausgabeeinrichtung weiterleitet.
Ein System zur Detektion und Dokumentation einer Kollision ist des Weiteren aus dem Dokument US 2010/0019892 A1 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein System zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Objekt bereitzustellen, bei denen Maßnahmen getroffen sind, die eine möglichst präzise Aussage darüber gewährleisten, ob eine Kollision tatsächlich stattgefunden hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie durch ein System mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt eines Personenkraftwagens, mit einem in einer Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Objekt, etwa einem anderen Fahrzeug. An und/oder in dem Fahrzeug wird ein Sensormodul bereitgestellt und beispielsweise an einem Karosserieteil des Fahrzeugs befestigt. Das Sensormodul umfasst zumindest einen Sensor, mittels welchem eine zur Detektion der Kollision geeignete mechanische Größe erfasst wird. Beispielsweise kann das Sensormodul einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyrosensor umfassen. Eine Kollisionserkennungseinrichtung empfängt durch den zumindest einen Sensor bereitgestellte Messwerte der mechanischen Größe. Zusätzlich empfängt die Kollisionserkennungseinrichtung auch durch zumindest einen von dem Sensormodul separaten Fahrzeugsensor des Fahrzeugs bereitgestellte Fahrzeugdaten, wobei die Messwerte der mechanischen Größe und die Fahrzeugdaten so abgespeichert werden, dass die Messwerte der mechanischen Größe jeweils einem Teil der Fahrzeugdaten hinsichtlich eines Erfassungszeitpunkts zeitlich zuordenbar sind. Die Detektion der Kollision erfolgt dann anhand der Messwerte der mechanischen Größe und unter Berücksichtigung der Fahrzeugdaten durch die Kollisionserkennungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung empfangenen Fahrzeugdaten Umfeldinformationen des Fahrzeugs umfassen, welche durch zumindest einen Umfeldsensor als Fahrzeugsensor des Fahrzeugs zu der Umgebung des Fahrzeugs erfasst wurden, wobei das Detektieren der Kollision umfasst, dass durch die Kollisionserkennungseinrichtung die Messwerte der mechanischen Größe mit abgelegten Referenzwerten verglichen werden, die abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Umfeldinformationen festgelegt bzw. dynamisch angepasst, also adaptiert werden.
Eine besonders präzise Feststellung, ob eine Kollision stattgefunden hat oder nicht, kann also dadurch getroffen werden, dass die Referenzwerte, welche zur Feststellung der Kollision mit den Messwerten der mechanischen Größe verglichen werden, nicht stets konstant gehalten, sondern abhängig von den Umfeldinformationen des Fahrzeugs parametrisiert werden, die auch zum Zeitpunkt des Erfassens der aktuell überprüften Messwerte der mechanischen Größe erfasst wurden und somit zeitlich zu den überprüften Messwerten zugeordnet sind. Auf diese Art und Weise kann eine situationsabhängige und bedarfsgerechte Überprüfung vorgenommen werden, ob die Kollision auch tatsächlich stattgefunden hat oder nicht. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass für unterschiedliche Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs auch unterschiedliche Muster bzw. unterschiedliche zeitliche Verläufe der mechanischen Größe beobachtet werden können. Dies kann an folgendem Beispiel veranschaulicht werden: Die Messwerte einer Beschleunigung, die mittels eines Beschleunigungssensors erfasst werden, sind zum Beispiel abhängig von dem technischen Zustand der Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet. Die Referenzwerte bzw. Referenzmuster, mit denen die Messwerte der mechanischen Größe verglichen werden, können also abhängig von den Umgebungsbedingungen angepasst werden, um stets eine zuverlässige und plausible Aussage darüber zu ermöglichen, ob zum Zeitpunkt des Erfassens der überprüften Messwerte eine Kollision stattgefunden hat oder aber die erhöhten Messwerte beispielsweise auf einen schlechten Fahrbahnzustand zurückzuführen sind. Diese Detektion der Kollision kann dabei in einer Ausführungsform in Echtzeit und somit anhand der jeweils aktuellen Messwerte vorgenommen werden. Ergänzend oder alternativ können die Messwerte der mechanischen Größe aber auch zeitlich zugeordnet zu den Fahrzeugdaten bzw. den Umfeldinformationen des Fahrzeugs in einer Speichereinrichtung abgelegt und dann nachträglich ausgewertet werden. Eine solche Vorgehensweise erweist sich insbesondere bei einer Autovermietung oder aber bei dem so genannten Car-Sharing als besonders vorteilhaft. Wird hier beispielsweise ein Schaden des Fahrzeugs durch ein entsprechendes Personal festgestellt, so kann auch nachträglich überprüft werden, ob und wann genau eine mögliche Kollision stattgefunden hat. Dazu können die Messwerte der mechanischen Größe und auch die zugeordneten Fahrzeugdaten mit einem so genannten Zeitstempel versehen und mit diesem auch in der Speichereinrichtung abgelegt werden.
Das Festlegen der Referenzwerte abhängig von den Umfeldinformationen bedeutet insbesondere, dass die momentan genutzten Referenzwerte abhängig von den Umfeldinformationen als eine Teilmenge aus einer Gesamtmenge von möglichen, abgelegten Referenzwerten ausgewählt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Referenzwerte jeweils neu – abhängig von den Umfeldinformationen – anhand vorgegebener Algorithmen zu berechnen.
Bei den Referenzwerten handelt es sich bevorzugt um Referenzmuster für die mechanische Größe. Die tatsächlich gemessenen Messwerte der mechanischen Größe bzw. der zeitliche Verlauf dieser Größe kann also mit einem abgelegten zeitlichen Referenzmuster verglichen werden, und abhängig von diesem Vergleich kann festgestellt werden, ob die Kollision stattgefunden hat oder nicht.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung empfangenen Umfeldinformationen durch einen Navigationsempfänger als Umfeldsensor des Fahrzeugs erfasste Positionsdaten umfassen, die eine geographische Position des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe angeben. Die Referenzwerte bzw. Referenzmuster können dann abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Positionsdaten festgelegt werden. Eine solche Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, da anhand der Positionsdaten und einer abgelegten digitalen Karte die Kollisionserkennungseinrichtung sehr präzise die Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs bestimmen kann, welche zum Zeitpunkt des Erfassens der mechanischen Größe gegeben waren bzw. herrschten. Die Positionsdaten ermöglichen also genaue Rückschlüsse auf die jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen. Dies ist auch deshalb vorteilhaft, da – wenn die Kollisionserkennungseinrichtung in Form eines Internet-Servers bereitgestellt ist – das so genannte „Crowd Sourcing” durchgeführt werden kann, bei welchem Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen durch die Kollisionserkennungseinrichtung empfangen und in einer gemeinsamen Speichereinrichtung abgelegt und ausgewertet werden. Wird durch die Kollisionserkennungseinrichtung beispielsweise festgestellt, dass in einer bestimmten geographischen Position bzw. auf einem bestimmten Streckenabschnitt die Messwerte der mechanischen Größe bei mehreren Fahrzeugen eine bestimmte Schwelle überschreiten, so kann dies zur Plausibilisierung dahingehend ausgewertet werden, dass auf diesem Streckenabschnitt üblicherweise höhere Messwerte auftreten, die nicht unbedingt als eine Kollision interpretiert werden müssen. Die Referenzwerte können also entsprechend angepasst werden.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn durch die Kollisionserkennungseinrichtung anhand der empfangenen Positionsdaten und der oben erwähnten abgelegten digitalen Karte – diese kann sonst beispielsweise zur Berechnung von Navigationshinweisen genutzt werden – zumindest einer der folgenden Parameter bestimmt wird, in dessen Abhängigkeit die Referenzwerte festgelegt werden:

– ein Straßentyp eines Fahrbahnabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der mechanischen Größe befand, und/oder
– ein technischer Zustand des Fahrbahnabschnitts und/oder
– eine für den Fahrbahnabschnitt geltende Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder
– ein Kurvenradius einer Kurve des Fahrbahnabschnitts.

All diese Parameter haben Einfluss auf die Messwerte der mechanischen Größe und können daher vorteilhaft bei der Festlegung der Referenzwerte berücksichtigt werden.
Ergänzend oder alternativ zu den Positionsdaten können die durch die Kollisionserkennungseinrichtung empfangenen Umfeldinformationen durch einen Abstandssensor als Umfeldsensor des Fahrzeugs erfasste Abstandswerte umfassen, welche einen Abstand des Fahrzeugs zu dem Objekt und/oder einem anderen Objekt zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe angeben. Die Referenzwerte können dann auch abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Abstandswerten festgelegt werden. Die Auswertung der Abstandswerte kann also einer weiteren Plausibilisierung dienen. So kann eine Kollision beispielsweise dann ausgeschlossen werden, wenn anhand der Abstandswerte festgestellt wird, dass zum Zeitpunkt der Erfassung der fraglichen Messwerte der mechanischen Größe sich gar kein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs befand oder der Abstand zu diesem Objekt relativ groß war. Es können somit fehlerhafte Detektionen verhindert werden.
Weiterhin ergänzend oder alternativ können die durch die Kollisionserkennungseinrichtung empfangenen Umfeldinformationen auch Bilder der Umgebung umfassen, die durch eine Kamera als Umfeldsensor des Fahrzeugs aufgenommen wurden. Die Referenzwerte können in dieser Ausführungsform abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Bildern bzw. abhängig von einer Auswertung dieser Bilder festgelegt werden. Dies kann beispielsweise so aussehen, dass mittels der Kollisionserkennungseinrichtung überprüft wird, ob in den Bildern ein fahrzeugexternes Objekt abgebildet ist oder nicht. Wird kein Objekt detektiert, so kann dies einen Hinweis darauf darstellen, dass zu diesem Zeitpunkt keine Kollision stattgefunden hat.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die durch die Kollisionserkennungseinrichtung empfangenen Fahrzeugdaten zusätzlich zu den Umfeldinformationen auch eine Information darüber umfassen, ob zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der mechanischen Größe eine Feststellbremse des Fahrzeugs aktiviert oder deaktiviert war. Die Referenzwerte können auch abhängig von dieser Information festgelegt werden. Ist die Feststellbremse aktiviert, so deuten auch sehr geringe Messwerte der mechanischen Größe nämlich auf eine mögliche Kollision hin, während die Detektionsschwelle bei einer deaktivierten Feststellbremse deutlich höher liegt. Die Referenzmuster können also entsprechend abhängig davon angepasst werden, ob die Feststellbremse aktiviert oder deaktiviert war. Das System kann also auch genutzt werden, wenn das Fahrzeug geparkt ist und hauptsächlich das Sensormodul verwendet wird, um Fremdeinflüsse zu detektieren.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des Sensormoduls können folgende Ausführungsformen vorgesehen sein:
Insgesamt kann das Sensormodul ein Modulgehäuse aufweisen, in welchem die Komponenten untergebracht sind, wie insbesondere der zumindest eine Sensor und optional auch weitere Komponenten. Es handelt sich dabei also um ein geschlossenes Modul, welches an einem Fahrzeugbauteil befestigt werden kann und somit insbesondere ganz unabhängig von fahrzeugseitigen Fahrzeugsensoren ist. Dieses Sensormodul hat somit vorzugsweise keinen Einfluss auf die Funktionsweise der fahrzeuginternen Einrichtungen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Sensormodul im Bereich des Schwerpunkts des Fahrzeugs angebracht wird, etwa an einer Fahrzeugkarosserie. Der Aufwand bei der Auswertung der Messwerte kann somit reduziert werden.
Das Sensormodul umfasst vorzugsweise einen Beschleunigungssensor, mittels welchem eine Beschleunigung als mechanische Größe erfasst wird. Dieser Beschleunigungssensor kann so ausgebildet sein, dass er die Beschleunigung in drei verschiedenen Richtungen erfassen kann. Beispielsweise sind dies Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems. Anhand von Messwerten der Beschleunigung lässt sich besonders präzise feststellen, ob eine Kollision stattgefunden hat oder nicht.
Ergänzend oder alternativ kann das Sensormodul mit einem Gyrosensor – einem so genannten Gyroskop – bereitgestellt werden, mittels welchem eine Drehrate als mechanische Größe erfasst wird. Die Drehrate kann auch um drei Achsen erfasst werden, beispielsweise um die Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. Auch die Auswertung der Drehrate ermöglicht zuverlässige Rückschlüsse auf eine Kollision.
Basierend auf den Messwerten der Beschleunigung und/oder der Drehrate lassen sich insgesamt negative Impulse – Krafteinwirkung und/oder Richtung – bezüglich der Fahrtrichtung und/oder Drehraten bezüglich der Fahrzeugkarosserie erfassen. Anhand von Fahrzeugdaten lässt sich wiederum feststellen, welche Fahrtrichtung bzw. Vorzugsrichtung das Fahrzeug haben sollte und welche Fahrmanöver der Fahrer ausführt.
Es ist auch möglich, dass abhängig von dem Vergleich der Messwerte der mechanischen Größe mit den Referenzwerten eine Stelle der Kollision an dem Fahrzeug – d. h. eine Kollisionsstelle des Fahrzeugs – durch die Kollisionserkennungseinrichtung bestimmt wird. Kollisionen an unterschiedlichen Stellen der Fahrzeugkarosserie verursachen nämlich unterschiedliche Messwerte bzw. Muster. Beispielsweise wird ein Rempler bzw. eine Kollision hinten rechts dazu führen, dass zum einen der Beschleunigungssensor in der Längs- und Querachse ein bestimmtes Beschleunigungsmuster, als auch der Gyrosensor ein Nicken in der Längsachse bzw. um die Querachse, wie auch ein charakteristisches Hin- und Herdrehen um die Längsachse ausgibt. Abhängig von dem zeitlichen Verlauf der Messwerte der mechanischen Größe kann also zuverlässig die Kollisionsstelle am Fahrzeug ermittelt werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kollisionserkennungseinrichtung eine von dem Sensormodul separate Einrichtung ist und das Sensormodul mit einer Kommunikationseinrichtung bereitgestellt wird, über welche die Messwerte der mechanischen Größe, insbesondere drahtlos, an die Kollisionserkennungseinrichtung übertragen werden. Die Detektion der Kollision anhand der Messwerte kann also örtlich getrennt von dem Sensormodul, und insbesondere auch von dem Fahrzeug selbst, vorgenommen werden.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kollisionserkennungseinrichtung durch einen Internet-Server gebildet ist und die Messwerte der mechanischen Größe von der Kommunikationseinrichtung des Sensormoduls über das Internet an den Internet-Server übertragen werden. Wie bereits ausgeführt, ist diese Ausführungsform besonders vorteilhaft, da auf dem Internet-Server auch Daten von anderen Fahrzeugen gesammelt und statistisch ausgewertet werden können. Im Rahmen des „Crowd Sourcing” kann eine digitale Karte bereitgestellt werden, in welcher beispielsweise auch für unterschiedliche Fahrbahnabschnitte verschiedene Referenzwerte abgelegt sind, welche mit den Messwerten der mechanischen Größe verglichen werden und gegebenenfalls auch abhängig von anderen Fahrzeugdaten angepasst werden können.
Vorzugsweise umfasst das Sensormodul auch eine interne Recheneinheit, mittels welcher eine Vorverarbeitung der Messwerte der mechanischen Größe vorgenommen wird. Diese Vorverarbeitung der Messwerte kann beinhalten, dass die Messwerte mit einer Schwelle verglichen werden, sodass von dem Sensormodul an die Kollisionserkennungseinrichtung nur diejenigen Messwerte übertragen werden, welche diese Schwelle überschreiten. Dies reduziert die Menge der zu übertragenden Daten auf ein Minimum bzw. lediglich auf die tatsächlich relevanten Messwerte. Diese von den Referenzwerten separate Schwelle hat also die Aufgabe, Messwerte herauszufiltern, die relativ gering sind und somit höchstwahrscheinlich keine Rückschlüsse auf eine Kollision ermöglichen.
Auch diese Schwelle kann dynamisch angepasst werden: In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schwelle durch die Kollisionserkennungseinrichtung abhängig von den Fahrzeugdaten, insbesondere den Umfeldinformationen, eingestellt und dann an das Sensormodul übermittelt wird. Diese Schwelle kann beispielsweise bei aktivierter Feststellbremse deutlich geringer als bei deaktivierter Feststellbremse sein.
Zusätzlich zu den Umfeldinformationen können durch die Kollisionserkennungseinrichtung – insbesondere in Gestalt eines Internet-Servers – auch folgende Informationen als Fahrzeugdaten empfangen werden:

– eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder
– ein zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe eingelegter Gang des Fahrzeugs und/oder
– ein Lenkwinkel des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder
– eine Lenkwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder
– eine Motordrehzahl des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder
– eine Gaspedalstellung zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder
– ein Bremsdruck in einem Bremszylinder des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe.

Optional können auch diese Fahrzeugdaten dazu genutzt werden, um die Referenzwerte zur Detektion der Kollision anzupassen. Ergänzend oder alternativ können diese Informationen jedoch auch lediglich in einer Speichereinrichtung abgelegt werden, um dann eine nachträgliche Ermittlung des Fahrverhaltens des Fahrers zu ermöglichen, falls eine Kollision tatsächlich detektiert wird. Dies erweist sich beispielsweise bei einer Autovermietung bzw. dem Car-Sharing als vorteilhaft, da hier beispielsweise das Verschulden des Fahrers festgestellt werden kann.
Die Erfindung betrifft außerdem ein System, welches zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 ein Blockdiagramm eines Sensormoduls des Systems.
Ein in 1 dargestelltes System 1 umfasst ein Sensormodul 2 sowie eine Kollisionserkennungseinrichtung 3, die im Ausführungsbeispiel als Internet-Server 4 ausgebildet ist, der an das Internet 5 angebunden ist. Das Sensormodul 2 kann in einem Kraftfahrzeug 6 installiert werden und hierbei beispielsweise an einer Fahrzeugkarosserie befestigt werden. Vorzugsweise kann das Sensormodul 2 zerstörungsfrei und reversibel lösbar an dem Kraftfahrzeug 6 befestigt werden.
Optional kann das System 1 auch das Kraftfahrzeug 6 selbst umfassen.
Das Kraftfahrzeug 6 beinhaltet verschiedene Fahrzeugsensoren. So umfasst das Kraftfahrzeug 6 einen Navigationsempfänger 7, beispielsweise einen GPS-Empfänger, mittels welchem Positionsdaten bereitgestellt werden, die die jeweils aktuelle geographische Position des Kraftfahrzeugs 6 angeben. Des Weiteren kann das Kraftfahrzeug 6 einen Sensor 8 umfassen, mittels welchem Daten mit Informationen darüber bereitgestellt werden, ob eine Feststellbremse 9 des Kraftfahrzeugs 6 aktiviert oder deaktiviert ist. Des Weiteren kann das Kraftfahrzeug 6 auch eine Kamera 10 sowie zumindest einen Abstandssensor 11 umfassen, mittels welchem Abstände zu einem fahrzeugexternen Objekt 12 erfasst werden können. In 1 ist der Abstandssensor 11 lediglich in abstrakter Darstellung gezeigt, wobei es sich bei dem Abstandssensor 11 beispielsweise um einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsensor und/oder einen Lidarsensor handeln kann. Die Kamera 10 kann eine CCD- oder eine CMOS-Kamera sein.
Das Kraftfahrzeug 6 kann auch weitere Sensoren 14 beinhalten, mittels denen folgende Informationen erfasst werden:

– eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 6 und/oder
– ein aktuell eingelegter Gang des Fahrzeugs 6 und/oder
– ein Lenkwinkel des Fahrzeugs 6 und/oder
– eine Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder
– eine Motordrehzahl des Fahrzeugs 6 und/oder
– eine Gaspedalstellung und/oder
– ein Bremsdruck in einem Bremszylinder des Fahrzeugs 6.

Alle Fahrzeugsensoren können an einen Kommunikationsbus 13 angeschlossen sein, sodass die Sensordaten jeweils an dem Kommunikationsbus 13 bereitgestellt werden. Der Kommunikationsbus 13 kann zum Beispiel ein CAN-Bus sein.
Ein Blockdiagramm des Sensormoduls 2 ist schematisch in 2 gezeigt. Das Sensormodul kann ein geschlossenes Gehäuse 15 aufweisen, welches über Verbindungsmittel 16 an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden kann. In das Sensormodul 2 sind ein Beschleunigungssensor 17 sowie ein Gyrosensor 18 integriert. Der Beschleunigungssensor 17 erfasst als mechanische Größe die Beschleunigung in drei verschiedenen Richtungen, beispielsweise in drei Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems. Der Gyrosensor 18 erfasst die Drehrate um drei verschiedene Achsen, beispielsweise die Achsen desselben kartesischen Koordinatensystems. Von den Sensoren 17, 18 erfasste Messwerte werden an eine interne Recheneinheit 19 des Sensormoduls 2 übermittelt, welche zum Beispiel über einen Mikroprozessor 20 sowie einen Speicher 21 verfügt. Die Recheneinheit 19 ist mit einer internen Kommunikationseinrichtung 22 des Sensormoduls 2 gekoppelt. Es sind bezüglich der Kommunikationseinrichtung 22 folgende Ausführungen möglich:
Einerseits kann das Sensormodul 2 über die Kommunikationseinrichtung 22 an den Kommunikationsbus 13 des Kraftfahrzeugs 6 angeschlossen werden. Optional kann somit dann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit 19 die Sensordaten der Fahrzeugsensoren empfängt, die an dem Kommunikationsbus 13 bereitgestellt werden.
Andererseits kann die Kommunikationseinrichtung 22 zur Kommunikation mit der Kollisionserkennungseinrichtung 3 ausgelegt sein. Diese Kommunikation erfolgt drahtlos entweder direkt oder unter Vermittlung eines in dem Kraftfahrzeug 6 fest verbauten Mobilfunkmoduls oder aber über ein Mobiltelefon des Fahrers. Die Kommunikation mit dem Mobilfunkmodul bzw. dem Mobiltelefon kann drahtlos oder drahtgebunden erfolgen.
Von dem Sensormodul 2 werden die Messwerte der Sensoren 17, 18 an die Kollisionserkennungseinrichtung 3 übertragen. Auch die Sensordaten der Fahrzeugsensoren werden an die Kollisionserkennungseinrichtung 3 übermittelt. Dies kann entweder direkt über das genannte Mobilfunkmodul/Mobiltelefon oder aber zusätzlich unter Vermittlung des Sensormoduls 2 vorgenommen werden, sodass diese Sensordaten zunächst durch das Sensormodul 2 empfangen werden. Letzteres hat den Vorteil, dass die Messwerte der Sensoren 17, 18 einerseits und die Sensordaten bzw. Fahrzeugdaten der Fahrzeugsensoren andererseits mit gleichen Zeitstempeln versehen werden können.
Nachfolgend wird ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Das Verfahren gilt im Allgemeinen zur Detektion einer Kollision des Kraftfahrzeugs 6 mit einem in einer Umgebung 23 des Kraftfahrzeugs 6 befindlichen Objekt 12. Diese Detektion kann in Echtzeit und somit im Betrieb des Kraftfahrzeugs 6 und/oder nachträglich anhand von abgespeicherten Daten erfolgen. Die Detektion wird durch die entfernte Kollisionserkennungseinrichtung 3 vorgenommen.
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 6 und auch im Stillstand des Kraftfahrzeugs 6 stellen die Sensoren 17, 18 jeweilige Messwerte bereit, die in Echtzeit durch die Recheneinheit 19 des Sensormoduls 2 vorverarbeitet werden. Die Recheneinheit 19 überprüft dabei, ob die Messwerte der Beschleunigung und/oder die Messwerte der Drehrate eine Schwelle überschreiten oder nicht. Diese Schwelle kann auch dynamisch angepasst werden, insbesondere durch die Kollisionserkennungseinrichtung 3 selbst. Die Messwerte, welche die Schwelle überschreiten, werden in dem Speicher 21 gesammelt, mit einem Zeitstempel versehen und an die Kollisionserkennungseinrichtung 3 übermittelt.
Die Kollisionserkennungseinrichtung 3 empfängt auch folgende Fahrzeugdaten:

– die durch den Navigationsempfänger 7 bereitgestellten Positionsdaten des Kraftfahrzeugs 6 zum Zeitpunkt des Erfassens der empfangenen Messwerte – die Positionsdaten stellen Umfeldinformationen des Fahrzeugs 6 dar; und/oder
– die durch den Abstandssensor 11 erfassten Abstandswerte, welche einen Abstand zum Objekt 12 zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der Sensoren 17, 18 angeben – auch diese Abstandswerte stellen Umfeldinformationen des Fahrzeugs 6 dar; und/oder
– die durch die Kamera 10 zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der Sensoren 17, 18 erfassten Bilder der Umgebung 23 – auch diese Bilder sind Umfeldinformationen des Fahrzeugs 6; und/oder
– die durch den Sensor 8 zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der Sensoren 17, 18 erfasste Information, ob zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte die Feststellbremse 9 aktiviert oder deaktiviert war.

Zusätzlich empfängt die Kollisionserkennungseinrichtung 3 optional auch die oben bereits beschriebenen Sensordaten bzw. Fahrzeugdaten der weiteren Fahrzeugsensoren 14.
Selbstverständlich können von dem Fahrzeug 6 bzw. von dem Sensormodul 2 an die Kollisionserkennungseinrichtung 3 auch Daten übermittelt werden, welche das Fahrzeug 6 eindeutig identifizieren, sodass in der Kollisionserkennungseinrichtung 3 eine Zuordnung der empfangenen Daten zu dem konkreten Fahrzeug 6 möglich ist.
Die Detektion der Kollision durch die Kollisionserkennungseinrichtung 3 erfolgt folgendermaßen: Um eine Kollision des Fahrzeugs 6 mit dem Objekt 12 feststellen zu können, vergleicht die Kollisionserkennungseinrichtung 3 die empfangenen Messwerte der Sensoren 17, 18 mit jeweiligen Referenzwerten bzw. zeitlichen Referenzmustern. Diese Referenzwerte können beispielsweise Detektionsschwellen umfassen, welche die Feststellung der Kollision ermöglichen. Die Festlegung und somit dynamische Anpassung der Referenzwerte erfolgt dabei abhängig von den empfangenen Fahrzeugdaten, also insbesondere von den empfangenen Umfeldinformationen des Fahrzeugs 6 einerseits sowie abhängig von der Information über den Betriebszustand der Feststellbremse 9 andererseits. So kann die Kollisionserkennungseinrichtung 3 beispielsweise anhand der empfangenen Positionsdaten des Fahrzeugs 6 sowie einer abgelegten und im Rahmen des „Crowd Sourcing” bereitgestellten digitalen Karte folgende Parameter bestimmen und abhängig davon dann die Referenzwerte entsprechend anpassen:

– einen Straßentyp eines Fahrbahnabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug 6 zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der mechanischen Größe befand, und/oder
– einen technischen Zustand des Fahrbahnabschnitts und/oder
– eine für den Fahrbahnabschnitt geltende Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder
– einen Kurvenradius einer Kurve des Fahrbahnabschnitts.

Unterschiedliche Umgebungsbedingungen bewirken nämlich auch unterschiedliche Muster der Messwerte der Sensoren 17, 18.
Dies gilt entsprechend für den Betriebszustand der Feststellbremse 9.
Eine weitere Plausibilisierung kann auch abhängig von den Abstandswerten des Abstandssensors 11 sowie anhand der Bilder der Kamera 10 vorgenommen werden. Wird anhand dieser Umfeldinformationen festgestellt, dass in der Umgebung 23 des Kraftfahrzeugs 6 gar kein Objekt 12 vorhanden war oder sich das Objekt 12 in einem größeren Abstand zum Fahrzeug 6 befand, so kann dies ein Ausschlusskriterium für die Detektion der Kollision darstellen.
Anhand der Messwerte der Sensoren 17, 18 ist es auch möglich, eine Kollisionsstelle bzw. eine Stelle der Kollision an dem Kraftfahrzeug 6 zu bestimmen. Abhängig davon, an welcher Stelle die Kollision stattfindet, erfahren die Messwerte der Sensoren 17, 18 nämlich unterschiedliche Muster.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4638289 [0003]
DE 10138264 A1 [0004]
US 2010/0019892 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs (6) mit einem in einer Umgebung (23) des Fahrzeugs (6) befindlichen Objekt (12), folgende Schritte umfassend: – Bereitstellen eines Sensormoduls (2) an und/oder in dem Fahrzeug (6), wobei das Sensormodul (2) zumindest einen Sensor (17, 18) umfasst, mittels welchem eine zur Detektion der Kollision geeignete mechanische Größe erfasst wird, – Empfangen von durch den zumindest einen Sensor (17, 18) bereitgestellten Messwerten der mechanischen Größe durch eine Kollisionserkennungseinrichtung (3), – Empfangen von durch zumindest einen von dem Sensormodul (2) separaten Fahrzeugsensor (7, 8, 10, 11, 14) des Fahrzeugs (6) bereitgestellten Fahrzeugdaten durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3), wobei die Messwerte der mechanischen Größe jeweils einem Teil der Fahrzeugdaten zeitlich zuordenbar sind, und – Detektieren der Kollision anhand der Messwerte der mechanischen Größe und unter Berücksichtigung der Fahrzeugdaten durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) empfangenen Fahrzeugdaten durch zumindest einen Umfeldsensor (7, 8, 10, 11) als Fahrzeugsensor (7, 8, 10, 11, 14) des Fahrzeugs (6) zu der Umgebung (23) erfasste Umfeldinformationen des Fahrzeugs (6) umfassen und das Detektieren der Kollision umfasst, dass durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) die Messwerte der mechanischen Größe mit abgelegten Referenzwerten verglichen werden, die abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Umfeldinformationen festgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) empfangenen Umfeldinformationen durch einen Navigationsempfänger (7) als Umfeldsensor (7, 8, 10, 11) des Fahrzeugs (6) erfasste Positionsdaten umfassen, welche eine geographische Position des Fahrzeugs (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe angeben, wobei die Referenzwerte abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Positionsdaten festgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) anhand der Positionsdaten und einer abgelegten digitalen Karte zumindest einer der folgenden Parameter bestimmt wird, in dessen Abhängigkeit die Referenzwerte festgelegt werden: – ein Straßentyp eines Fahrbahnabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der mechanischen Größe befand, und/oder – ein technischer Zustand des Fahrbahnabschnitts und/oder – eine für den Fahrbahnabschnitt geltende Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder – ein Kurvenradius einer Kurve des Fahrbahnabschnitts.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) empfangenen Umfeldinformationen durch einen Abstandssensor (11) als Umfeldsensor (7, 8, 10, 11) des Fahrzeugs (6) erfasste Abstandswerte umfassen, welche einen Abstand des Fahrzeugs (6) zu dem Objekt (12) und/oder einem anderen Objekt zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe angeben, wobei die Referenzwerte abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Abstandswerten festgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) empfangenen Umfeldinformationen durch eine Kamera (10) als Umfeldsensor (7, 8, 10, 11) des Fahrzeugs (6) erfasste Bilder der Umgebung (23) umfassen, wobei die Referenzwerte abhängig von den zu den Messwerten zeitlich zugeordneten Bildern festgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) empfangenen Fahrzeugdaten eine Information umfassen, ob zum Zeitpunkt des Erfassens der Messwerte der mechanischen Größe eine Feststellbremse (9) des Fahrzeugs (6) aktiviert oder deaktiviert war, und die Referenzwerte abhängig von dieser Information festgelegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (2) mit einem Beschleunigungssensor (17) bereitgestellt wird, mittels welchem eine Beschleunigung als mechanische Größe erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (2) mit einem Gyrosensor (18) bereitgestellt wird, mittels welchem eine Drehrate als mechanische Größe erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem Vergleich der Messwerte der mechanischen Größe mit den Referenzwerten eine Stelle der Kollision an dem Fahrzeug (6) durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserkennungseinrichtung (3) eine von dem Sensormodul (2) separate Einrichtung ist und das Sensormodul (2) mit einer Kommunikationseinrichtung (22) bereitgestellt wird, über welche die Messwerte der mechanischen Größe, insbesondere drahtlos, an die Kollisionserkennungseinrichtung (3) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserkennungseinrichtung (3) durch einen Internet-Server (4) gebildet ist und die Messwerte der mechanischen Größe von der Kommunikationseinrichtung des Sensormoduls (2) über das Internet (5) an den Internet-Server (4) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (2) mit einer internen Recheneinheit (19) bereitgestellt wird, mittels welcher die Messwerte der mechanischen Größe vorverarbeitet werden, wobei das Vorverarbeiten der Messwerte umfasst, dass die Messwerte mit einer Schwelle verglichen werden, und wobei von dem Sensormodul (2) an die Kollisionserkennungseinrichtung (3) nur diejenigen Messwerte übertragen werden, welche die Schwelle überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) abhängig von den Fahrzeugdaten eingestellt und an das Sensormodul (2) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Umfeldinformationen durch die Kollisionserkennungseinrichtung (3) auch folgende Informationen als Fahrzeugdaten empfangen werden: – eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder – ein zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe eingelegter Gang des Fahrzeugs (6) und/oder – ein Lenkwinkel des Fahrzeugs (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder – eine Lenkwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder – eine Motordrehzahl des Fahrzeugs (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder – eine Gaspedalstellung zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe und/oder – ein Bremsdruck in einem Bremszylinder des Fahrzeugs (6) zum Zeitpunkt des Erfassens der jeweiligen Messwerte der mechanischen Größe.
System (1) zur Detektion einer Kollision eines Fahrzeugs (6) mit einem in einer Umgebung (23) des Fahrzeugs (6) befindlichen Objekt (12), umfassend ein Sensormodul (2) zum Befestigen an und/oder in dem Fahrzeug (6), wobei das Sensormodul (2) zumindest einen Sensor (17, 18) zum Erfassen einer zur Detektion der Kollision geeigneten mechanischen Größe umfasst, und umfassend eine Kollisionserkennungseinrichtung (3) zur Detektion der Kollision anhand von Messwerten der mechanischen Größe und unter Berücksichtigung von durch zumindest einen von dem Sensormodul (2) separaten Fahrzeugsensor (7, 8, 10, 11, 14) des Fahrzeugs (6) bereitgestellten Fahrzeugdaten, wobei das System (1) dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.