-
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen und/oder einen Lastkraftwagen, zur Beförderung von Personen und/oder Lasten im Straßenverkehr. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer Ausdehnung eines Fremdfahrzeugs in einem wenigstens einen Radarsensor aufweisenden Ego-Kraftfahrzeug.
-
Die Verwendung von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Radarsensoren werden heutzutage meist als Umfeldsensoren für einen mittleren und größeren Distanzbereich eingesetzt, um andere Verkehrsteilnehmer oder größere Objekte in Distanz, Winkel und Relativgeschwindigkeit bestimmen zu können. Derartige Radardaten können in Umfeldmodelle eingehen oder auch unmittelbar Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden. Nutzen aus Radardaten ziehen im bekannten Stand der Technik beispielsweise Längsführungssysteme, wie ACC, oder auch Sicherheitssysteme. Auch die Nutzung von Radarsensoren im Innenraum des Kraftfahrzeugs wurde bereits vorgeschlagen.
-
Radarsensoren herkömmlicher Bauart weisen meist eine größere Ausdehnung auf und sind eher klobig, nachdem die Antennen sowie die unmittelbar an der Antenne benötigten Elektronikkomponenten, also das Radar-Frontend, in einem Gehäuse integriert sind. Hauptsächlich bilden die Elektronikkomponenten dabei den Radar-Transceiver, der eine Frequenzsteuerung (üblicherweise umfassend eine Phasenregelschleife - PLL), Mischeinrichtungen, einem Low Noise Amplifier (LNA) und dergleichen enthält, oft werden jedoch auch Steuermodule und digitale Signalverarbeitungskomponenten antennennah realisiert, beispielweise um bereits aufbereitete Sensordaten, beispielsweise Objektlisten, auf einen angeschlossenen Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, geben zu können.
-
Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology“, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746-2755, beschrieben.
-
Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.
-
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.
-
Moderne Fahrerassistenzsysteme, insbesondere Sicherheitssysteme, nutzen immer häufiger die Radartechnologie als Sensorik für die Umfeldüberwachung. Neben radarbasierten Fahrerassistenzsystemen wie ACC (adaptive cruise control), Spurwechselassistent, Abbiegeassistent, Toter-Winkel-Detektion und Ausstiegsassistenten wurde auch eine Radarerfassung bereits für Sicherheitssysteme zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionfolgenminderung, beispielsweise Pre-Crash-Funktionen, vorgeschlagen.
-
Herkömmliche Radarsensoren haben durch die Begrenzung der Frequenzbandbreite und der Antennenfläche eine relative grobe Abstands- und Winkelauflösung. Hochauflösende Radarsysteme, beispielsweise die eingangs beschriebenen CMOS-Systeme, sind zwar performanter, aber teurer.
-
Bei Verwendung klassischer Radarsensoren mit begrenzter Auflösung ist die Breiten- und Höhenvermessung von Fremdfahrzeugen nicht möglich. Durch die Wanderung der Reflektionspunkte auf der Oberfläche des Fremdfahrzeugs und durch die schwachen Reflektionen an den äußeren Rändern des Fremdfahrzeugs kann keine zuverlässige Vermessung der Fremdfahrzeug-Ausdehnung (beim Längsverkehr Breite und Höhe, beim Querverkehr Länge und Höhe) gewährleistet werden. Die Ausdehnung der Fremdfahrzeuge spielt aber bei der Bewertung der Fremdfahrzeuge für die Sicherheit des eigenen Kraftfahrzeugs, beispielsweise bei der Ermittlung von Kollisionswahrscheinlichkeiten, eine wichtige Rolle. Sicherheitsfunktionen, die derartige Kollisionswahrscheinlichkeiten nutzen, ermitteln beispielsweise Ausweichtrajektorien, präkonditionieren passive Sicherheitssysteme (beispielsweise Airbags) oder nehmen sonstige Crashvorbereitungsmaßnahmen vor (Aktivierung der Warnblinkanlage, Schließen der Fenster, Aktivierung der Gurtstraffer und dergleichen).
-
Aktuelle Forschungsbemühungen zielen darauf ab, leichte und nichtmetallische Materialien für Kraftahrzeuge zu verwenden, beispielsweise Materialien aus Kohlefasern, insbesondere im Stoßfängerbereich. Derartige neuartige Materialien sind eher absorbierend für Radarstrahlung als reflektierend. Das hat zur Folge, dass bei der Verwendung neuer, innovativer, radarabsorbierender Materialien Fremdfahrzeuge für Radarsensoren nicht mehr sichtbar sind. Ein weiteres Forschungsgebiet ist die Form von Kraftfahrzeugen, die sich zukünftig verändern könnten. Die Veränderung der Form zielt dabei zum einen auf die Leistungsfähigkeit der Kraftfahrzeuge ab, zum anderen auf ein futuristisches Design, was jedoch einen weiteren Nachteil für die Radarsensierung darstellen kann, da die reflektierenden Flächen kleiner werden beziehungsweise die Radarstrahlen nicht zurückreflektiert werden können, sondern wegreflektiert.
-
Zur Verbesserung der Wahrnehmbarkeit von ohnehin schlecht reflektierenden Verkehrsteilnehmern, insbesondere Fußgängern, Rollstühlen, Fahrrädern und dergleichen, schlägt
WO 02/41448 A1 einen Reflektor für Verkehrsteilnehmer vor, der aufgrund der Unhandlichkeit und Nichtverwendbarkeit von herkömmlichen Winkelreflektoren ein Array von Winkelreflektoren vorschlägt, die im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind. Ein Träger für dieses Array von Winkelreflektoren soll hierbei flexibel sein, wobei zudem bevorzugt der Reflektor als kombinierter optischer und radarsichtbarer Reflektor zur Befestigung an einem Fahrzeug, einem Tier, einer Person oder einem tragbaren Zubehör ausgebildet ist. Derartige Reflektoren zielen jedoch nicht auf die Nutzung an anderen Kraftfahrzeugen im Sinne von Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen ab; zudem ist die Montage dieser Radarreflektoren an Verkehrsteilnehmern nicht geeignet, genauere Informationen über diese Verkehrsteilnehmer zu erhalten.
-
DE 196 10 351 A1 betrifft eine Radarvorrichtung eines Kraftfahrzeugs zum Erzeugen eines genauen Strahlenkorrekturwerts. Ausgehend von einem Stand der Technik, bei dem bei Reflektion von einem speziellen Straßenseitenreflektor das Problem besteht, dass durch die Fehler des Relativabstandes des Straßenseitenreflektors bedingt der Fehler der Strahlemissionsachse, der durch die vorstehende Radarvorrichtung bestimmt wird, groß wird, wird dort vorgeschlagen, eine Gruppe von Fehlern einer Strahlenemissionsachse zur geradlinigen Bahn des Fahrzeugs bezüglich einer Horizontalrichtung zu erzeugen, so dass ein Mittelwert der Fehler bezüglich jedem der Signale aus den erfassten Daten von der Positionserfassungseinrichtung bestimmt wird, wobei eine Korrekturwertbestimmungseinrichtung einen Korrekturwert bestimmt, indem ein Mittelwert der Mittelwerte der Fehler bezüglich allen Signalen gebildet wird.
-
DE 10 2005 019 269 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorhergehenden Fahrzeugs. Hierzu sollen Positionen von zwei Reflektoren, die an einem vorhergehenden Fahrzeug vorgesehen sind, erfasst werden, um die Breite des vorhergehenden Fahrzeugs zu ermitteln, was sogar dann möglich sein soll, wenn nur einer der beiden Reflektoren oder gar kein Reflektor erfasst wird. Zur Erfassung wird ein Laserradar oder ein sonstiges Erfassungsmittel vom Lichterfassungstyp verwendet.
-
US 2015/0145713 A1 offenbart eine retro-reflektive Radar-Patchantenne für das Detektieren eines Anhängers des eigenen Kraftfahrzeugs. Ein Detektionssystem des Hauptfahrzeugs kann ein Detektionssignal ausgeben, das von der Zielvorrichtung am Anhänger reflektiert wird. Im Fall von Radar kann es sich insbesondere eine retro-reflektive Radar-Patchantenne oder eine andere Radarvorrichtung handeln. Auch eine Mehrzahl an Zielvorrichtungen kann vorliegen. Bei Patchantennen können diese kodiert sein.
-
US 6 120 154 betrifft einen Reflektor für ein Fahrzeug, der integral mit einem optischen Reflektor ausgebildet sein soll. Damit wird erreicht, dass durch Integration in den zwangsläufig vorhandenen optischen Reflektor eine signifikante Erhöhung der Kosten und Arbeitsstunden vermieden wird.
-
DE 40 26 489 A1 betrifft einen fahrzeugfesten Reflektor für Radarstrahlung, der durch reflektierende und nichtreflektierende Bereiche der Fahrzeuglackierung in fahrzeugsignifikanter Folge gebildet ist.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug zur Beförderung von Personen und/oder Lasten im Straßenverkehr derart auszugestalten, dass eine verbesserte Informationsgewinnung durch Radarsensoren weiterer Kraftfahrzeuge ermöglicht wird.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, die Radarsichtbarkeit von Kraftfahrzeugen im Hinblick auf deren Vermessung durch Integration bevorzugt von außen unsichtbarer Radarreflektoren zu verbessern, so dass das Kraftfahrzeug durch Fremdradare nicht nur besser detektiert und erkannt werden kann, sondern durch den Einbau mehrerer Radarreflektoren der fremde Radarsensorträger das Kraftfahrzeug auch genauer erfassen kann und wenigstens eine Ausdehnung des Kraftfahrzeugs, insbesondere also Länge, Breite und/oder Höhe vermessen kann. So kann der Radarsensorträger im Fall einer kritischen Verkehrssituation das Kraftfahrzeug mit den On-Board-Radarreflektoren verbessert einschätzen, insbesondere auch die relative Positionierung des Kraftfahrzeugs genauer bestimmen, umso beispielsweise im Fall von Sicherheitssystemen Ausweichtrajektorien schneller und genauer zu berechnen und/oder Kollisionparameter, beispielweise Kollisionswahrscheinlichkeiten, genauer zu bestimmen. Auf diese Weise kann bei Sicherheitssystemen, aber auch anderen Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise eine verfrühte, falsche Auslösung genauso vermieden werden wie eine verspätete Auslösung.
-
Die Nutzung neuartiger, eher radarabsorbierender Materialien wird genau wie innovative Formgebung gefördert, nachdem die Radarsichtbarkeit mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens nicht nur sichergestellt wird, sondern auch im Hinblick auf die Vermessung von Ausdehnungen optimiert wird. Hierzu sind bevorzugt als Punktziele oder kleine, lokale Flächenziele ausgebildete Radarreflektoren an gegenüberliegenden Rändern, also auf gegenüberliegenden Seiten, des Kraftfahrzeugs vorgesehen, so dass nach Erfassung von deren Position mittels eines Radarsensors eines Radarsensorträgers im Straßenverkehr durch Betrachtung des Abstands die entsprechende Ausdehnung, zumindest näherungsweise, ermittelt werden kann, die eine hochrelevante Information für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere von Sicherheitssystemen, darstellt.
-
Durch die räumliche Verteilung der Radarreflektoren im Kraftfahrzeug wird es also ermöglicht, das Kraftfahrzeug dreidimensional von einem externen Radarsensor, insbesondere in einem weiteren Kraftfahrzeug, zu erfassen. Bei den Radarreflektoren handelt es sich bevorzugt um passive Radarreflektoren, wobei es ferner, wie bereits erwähnt, zweckmäßig ist, die Radarreflektoren in dem Kraftfahrzeug von außen zumindest weitgehend unsichtbar zu verbauen. Dies kann ermöglicht werden durch Verbau der Radarreflektoren hinter von Radarstrahlung durchstrahlbaren Bauteilen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise hinter beziehungsweise in einem Stoßfänger, und/oder durch Verbau hinter speziell vorzusehenden radardurchlässigen Fenstern, beispielsweise aus Kunststoff, die in die Karosserie eingelassen werden können. Besonders bevorzugt ist es jedoch, die Radarreflektoren in außenliegende Bauteile des Kraftfahrzeugs vollständig zu integrieren, insbesondere durch eine entsprechende Formgebung ohnehin radarreflektierender Teile und/oder durch Integration von radarreflektierenden Substanzen, insbesondere als Partikel, in außenliegende Materialschichten, beispielsweise den Lack und/oder einen Stoßfänger und/oder Karosseriematerial. Ein besonders geeignetes derartiges radarreflektierendes Material ist Aluminium.
-
Zweckmäßigerweise weist das Kraftfahrzeug wenigstens eine Bestimmung der Breite des Kraftfahrzeugs und eine Bestimmung der Länge des Kraftfahrzeugs erlaubende Radarreflektoren auf. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Kraftfahrzeug zudem auch eine Bestimmung der Höhe des Kraftfahrzeugs erlaubende Radarreflektoren aufweist. Länge, Breite und Höhe sind Ausdehnungen, die bei der Beurteilung der Verkehrssituation, insbesondere bei einer Kollisionsbewertung, eine sehr wichtige Rolle spielen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet hier einen deutlichen Vorteil, da ohne die Nutzung von Radarreflektoren im Kraftfahrzeug, wie durch die vorliegende Erfindung beschrieben, eine radartechnische Ausdehnungserfassung des Kraftfahrzeugs nur durch einen enormen Entwicklungs- und Kostenaufwand in der Abstands- und Winkelauflösung der Radarsensoren überhaupt denkbar wäre.
-
In einer konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass Radarreflektoren an Ecken des Kraftfahrzeugs an oder in einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, insbesondere derart, dass für jede Ecke eine Reflektion wenigstens eines der an der Ecke des Kraftfahrzeugs angeordneten Radarreflektoren in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs und eine Reflektion desselben und/oder wenigstens eines weiteren der an der Ecke des Kraftfahrzeugs angeordneten Radarreflektoren in Querrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Stoßfänger bieten sich für die insbesondere verdeckte Integration von Radarreflektoren aus verschiedenen Gründen besonders an. Zum einen bestehen Stoßfänger häufig aus einem radardurchlässigen Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, so dass es möglich ist, Radarreflektoren hinter dem Stoßfängermaterial zu verbauen, beispielsweise innerhalb des Stoßfängers. Zum anderen stellen Stoßfänger sich meist linear über die Breite des Kraftfahrzeugs erstreckende Bauteile dar, die auch die Ränder entlang der Länge abdecken, so dass in oder an Stoßfängern an den Ecken des Kraftfahrzeugs angeordnete Radarreflektoren bereits eine Erfassung der Breite des Kraftfahrzeugs (bei einer Frontaufsicht) und der Länge des Kraftfahrzeugs (bei einer Seitenansicht) erlauben, wenn die Radarreflektoren so in ihrer Zahl beziehungsweise ihrer Gestaltung ausgebildet sind, dass eine Reflektion sowohl zu den Seiten als auch in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vorliegt.
-
Zweckmäßig kann es ferner sein, wenn jeweils ein Radarreflektor an gegenüberliegenden Außenspiegeln des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Außenspiegel stellen die äußersten Punkte des Kraftfahrzeugs dar, so dass beispielsweise Radarreflektoren in den Außenspiegeln des Kraftfahrzeugs verbaut werden können, die nach vorne reflektieren, so dass in einer Frontansicht des Kraftfahrzeug aus entsprechenden Radardaten die Breite des Kraftfahrzeugs in der maximalen Ausdehnung erfasst werden kann.
-
Bezüglich der Höhenbestimmung sieht eine bevorzugte Ausbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass wenigstens ein Radarreflektor im Bereich des Fahrzeugdaches zur Front und/oder zum Rückraum und/oder zur Seite des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise mittig und/oder hinter einer an das Fahrzeugdach angrenzenden Scheibe des Kraftfahrzeugs, angeordnet ist. Ein derartiger, dachnah, insbesondere unmittelbar benachbart dem Fahrzeugdach und/oder dieses integriert, angeordneter Radarreflektor kann bereits ausreichend sein, um die Höhe des Kraftfahrzeugs (über dem Untergrund) zu bestimmen, wobei es für Analysen der Verkehrssituation, insbesondere im Hinblick auf Kollisionsszenarien, auch vorteilhaft sein, kann, Kenntnis über den unteren Rand des Kraftfahrzeugs zu erhalten, so dass vorgesehen sein kann, dass wenigstens ein weiterer Radarreflektor im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in einem unteren Ende eines Stoßfängers des Kraftfahrzeugs und/oder unterhalb einer Tür, angeordnet sind. Bevorzugt sind zu den Seiten, zu denen eine Höhenvermessung ermöglicht werden soll, die oberen und unteren Radarreflektoren fluchtend entlang einer vertikalen Achse angeordnet. Für die oberen, dachnah vorzusehenden Radarreflektoren kann es zweckmäßig sein, diese hinter einer (insbesondere für Radarstrahlung durchlässigen) Scheibe des Kraftfahrzeugs, beispielsweise hinter der Windschutzscheibe und/oder der Rückscheibe, vorzusehen. Für die Front- und Rückansicht des Kraftfahrzeugs bietet sich ein Verbau eines unteren Radarreflektors am unteren Ende eines Stoßfängers an, nachdem diese, wie bereits dargelegt wurde, ohnehin zweckmäßige Orte für den Verbau von Radarreflektoren darstellen.
-
Vorzugsweise sind wenigstens ein Teil der Radarreflektoren als in Radardaten eines Radarsensors als Punktziele oder lokalisierbare Flächenziele erscheinend ausgebildet. Dabei werden Punktziele bevorzugt, da sie in Radarspektren, insbesondere bei Einsatz geeigneter Detektionsschwellen, besonders einfach zu detektieren sind und entsprechend die Abstände zwischen Radarreflektoren, die Ausdehnungen beschreiben, leicht bestimmt werden können. Doch auch flächig reflektierende Radarreflektoren, die hinreichend lokalisiert sind, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, insbesondere, wenn sich aus den ausgedehnten Radarreflektoren auf besonders einfache Art und Weise Positionen herleiten lassen, aus denen auf die Ausdehnungen schlussgefolgert werden kann.
-
Wenigstens ein Teil der Radarreflektoren kann als Winkelreflektor ausgebildet sein. Winkelreflektoren sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt und stellen eine der bekanntesten Varianten von Radarzielen beziehungsweise Radarmarkern da. Winkelreflektoren bestehen im Grundelement aus zwei oder drei im Winkel von meist 90° zueinander stehenden elektrisch leitenden Flächen, wobei bevorzugt ein triangularer Winkelreflektor verwendet wird. Winkelreflektoren sind vom Verbau aufgrund ihrer Ausdehnung etwas aufwendiger, stellen jedoch verlässliche Punktziele dar. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der Radarreflektoren durch lokalen Zusatz einer radarreflektierenden Substanz, insbesondere von Aluminium, zu einer Karosserie und/oder einem Lack und/oder einem Stoßfängermaterial des Kraftfahrzeugs realisiert ist. So können Radarreflektoren beispielsweise durch Integration von metallischen, insbesondere aluminiumhaltigen, Strukturen im Stoßfängermaterial realisiert werden, wobei alternativ im Lack, insbesondere einem Metalllack, des Kraftfahrzeugs der Anteil von Aluminiumpartikeln lokal variiert werden kann, beispielweise stark erhöht werden kann. Bevorzugt kann eine bestimmte Verteilung der Aluminiumpartikel beziehungsweise sonstigen radarreflektierenden Substanz für das Kraftfahrzeug vorgesehen werden, um das gesamte lackierte Kraftfahrzeug im Radar stärker sichtbar zu machen, dennoch aber lokalisierte, klar erkennbare Radarreflektoren im Kraftfahrzeug vorzusehen.
-
Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Teil der Radarreflektoren durch eine Formgebung eines Karosseriebereichs durch veränderte Gussformen realisiert sind. Insbesondere bei der Ausbildung als Winkelreflektoren können diese in einer metallischen Karosserie des Kraftfahrzeugs eingearbeitet sein, indem die Form des Winkelreflektor an den relevanten Orten in der metallischen Karosserie realisiert ist. Eine derartige Modifikation der Ausgestaltung der Karosserie des Kraftfahrzeug wird durch veränderte Gussformen umgesetzt, wobei zusätzlich nachbearbeitende Maßnahmen vorgesehen sein können, und kann annähernd oder gar gänzlich unsichtbar für einen entsprechenden Betrachter sein, beispielsweise durch entsprechende Grö-ßengebung, Füllelemente und dergleichen. Auf diese Weise ist eine hochintegrierte Lösung zur Realisierung von Winkelreflektoren beziehungsweise allgemein Radarreflektoren im Kraftfahrzeug gegeben.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das Kraftfahrzeug ferner wenigstens einen, insbesondere zur Messung von Winkeln in zwei zueinander senkrechten Ebenen und/oder in Halbleitertechnologie ausgebildeten Radarsensor und eine Steuereinrichtung zur Auswertung der Radardaten des Radarsensors aufweisen, wobei die Steuereinrichtung zur Auswertung der Radardaten eines weiteren Kraftfahrzeugs der erfindungsgemäßen Art, welches mithin zur Bestimmung der Ausdehnung des weiteren Kraftfahrzeugs geeignete Radarreflektoren aufweist, zur Bestimmung wenigstens einer Ausdehnung des weiteren Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Üblicherweise wird das Kraftfahrzeug mithin auch selbst Radarsensoren umfassen, um die Ausdehnungen anderer Kraftfahrzeuge vermessen zu können. Hierzu kann entsprechend eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die wenigstens teilweise einem Fahrzeugssystem, beispielsweise einem Sicherheitssystem oder auch einem zentralen Fahrerassistenzsystem zugeordnet sein kann. Üblicherweise sind dabei mehrere Radarsensoren vorgesehen, insbesondere derart, dass eine 360°-Überwachung des Umfelds des Kraftfahrzeugs durch die Radarsensoren ermöglicht wird. Hierfür können beispielsweise acht Radarsensoren vorgesehen sein. Die Radarsensoren können, um die Position der Radarreflektoren besonders genau ermitteln zu können, in Halbleiter-Technologie ausgebildet sein, insbesondere in CMOS-Technologie. Hierbei können beispielsweise Radarsensoren der einleitend diskutierten Art verwendet werden, beispielsweise solche, in denen der Radartranceiver durch einen Halbleiterchip, insbesondere CMOS-Chip, realisiert ist. Vorzugsweise können durch den Halbleiterchip auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente des Radarsensors und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sein und/oder der Halbleiterchip und eine Antennenanordnung des Radarsensors können als Package realisiert sein. Damit ergibt sich eine äußerst kompakte Bauform bei der Möglichkeit zum Erhalt hochauflösender Radardaten, die äußerst genaue Positionsbestimmung von Radarreflektoren an weiteren Kraftfahrzeugen erlaubt. Durch entsprechende Ausbildung der Antennenanordnung des Radarsensors, beispielsweise in zwei zueinander senkrechten Richtungen aufeinanderfolgende Antennenelemente, ist eine Winkelmessfähigkeit in zwei zueinander senkrechten Ebenen möglich, beispielsweise in Elevation und dem Azimut, was die Bestimmung von Höhenausdehnungen gleichzeitig mit Breitenausdehnungen und Längenausdehnungen ermöglicht.
-
Zweckmäßigerweise kann die Steuereinrichtung ferner zur Ermittlung einer Orientierung des weiteren Kraftfahrzeugs aufgrund der bestimmten Position der Radarreflektoren ausgebildet sein. Aus den Anordnungen der vermessenen Radarreflektoren an dem weiteren Kraftfahrzeug lassen sich nicht nur Schlussfolgerungen hinsichtlich einer Schrägansicht, die selbstverständlich auch bei der Ermittlung von Ausdehnungen herangezogen werden können, ziehen, sondern es ist auch denkbar, die Orientierung des weiteren Kraftfahrzeugs relativ zum eigenen Kraftfahrzeug zu bestimmen, die ebenfalls eine nützliche Information bei der Beurteilung des Verkehrssituation, insbesondere in Sicherheitssystemen darstellt.
-
In diesem Kontext ist es auch zweckmäßig, wenn die Steuereinrichtung ferner zur Nutzung der wenigstens einen ermittelten Ausdehnung zur Ermittlung eines eine potentielle Kollision mit dem weiteren Kraftfahrzeug beschreibenden Kollisionswerts und/oder einer Trajektorie des eigenen und/oder des weiteren Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Wie bereits erwähnt, lässt sich eine ermittelte Ausdehnung eines anderen Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft in Sicherheitssystemen einsetzen, insbesondere bezüglich der Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung, indem beispielsweise Kollisionswahrscheinlichkeiten, Ausweichwahrscheinlichkeiten, Bremswahrscheinlichkeiten, Ausweichtrajektorien und dergleichen exakter und verlässlicher bestimmt werden können.
-
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, die auch unabhängig von der Anordnung von Radarreflektoren derart, dass sich durch externe Radarsensorenträger eine Ausdehnung des Kraftfahrzeugs bestimmen lässt, eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug einen Anhänger aufweist, der ebenso mit wenigstens einem Radarreflektor versehen ist, wobei wenigstens einer der Radarsensoren des Kraftfahrzeugs zur Erfassung von Radardaten des Radarreflektors des Anhängers positioniert ist und die Steuereinrichtung zur Auswertung der Radardaten des Radarreflektors des Anhängers zur Ermittlung einer Positionsinformation und/oder einer Positionsverlaufinformation des Anhängers, insbesondere einer Driftinformation, ausgebildet ist. Denkbar ist es ferner auch, die beschriebenen, insbesondere verdeckt verbaubaren beziehungsweise realisierbaren Radarreflektoren in einem Anhänger des eigenen Kraftfahrzeugs zu realisieren, so dass der Anhänger für das Kraftfahrzeug besser überwacht werden kann. So kann beispielsweise eine Drift des Anhängers sehr schnell mittels Radar detektiert beziehungsweise erkannt werden. Auch Schleuderbewegungen und dergleichen lassen sich feststellen. Bei der Verwendung mehrerer Radarreflektoren auch im Anhänger ist es zudem möglich, Kenngrößen der aktuellen Fahrdynamik und Fahrstatik bezüglich des Anhängers zur ermitteln, beispielsweise relevante Winkel und dergleichen.
-
Neben dem Kraftfahrzeug betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Ermittlung einer Ausdehnung eines Fremdfahrzeugs in einem wenigstens einen, insbesondere zur Messung von Winkeln in zwei zueinander senkrechten Ebenen und/oder in Halbleitertechnologie ausgebildeten, Radarsensor aufweisenden Ego-Kraftfahrzeug, wobei das Fremdfahrzeug ein weiteres Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei aus den Radardaten des Radarsensors Positionsinformationen der Radarreflektoren des Fremdfahrzeugs ermittelt und aus diesen Positionsinformationen wenigstens eine Ausdehnung des Fremdfahrzeugs bestimmt wird. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren anwenden.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschrieben Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung.
-
Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Frontansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 1,
- 3 eine Rückansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 1,
- 4 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs gemäß 1,
- 5 eine Prinzipskizze zur Vermessung eines Kraftfahrzeugs, und
- 6 eine Prinzipskizze zur Ermittlung von Breite und Höhe eines weiteren Kraftfahrzeugs.
-
1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 in einer schematischen Aufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Vielzahl von Radarreflektoren 2-15 versehen, die derart in das Kraftfahrzeug 1 integriert sind, dass sich Ausdehnungen des Kraftfahrzeugs 1, hier die Breite, die Länge und die Höhe, aus Radardaten von Radarsensoren anderer Kraftfahrzeuge, die die Radarreflektoren 2-15 aufnehmen, ermitteln lassen. Auch das Kraftfahrzeug 1 weist im Übrigen hier der Übersichtlichkeit halber nicht an ihrem Verbauort dargestellte Radarsensoren 16 auf, mit denen Radardaten des Umfelds des Kraftfahrzeugs 1, mithin auch weitere Kraftfahrzeuge, die Radarreflektoren 2-15 aufweisen, aufgenommen werden können. Dabei sind die Radarsensoren 16 vorliegend kleinbauend in CMOS-Technologie realisiert und weisen einen den Radartranceiver, eine Signalverarbeitungskomponente und eine Steuereinheit realisierenden Halbleiterchip auf, der in einem Package mit einer Antennenanordnung der Radarsensoren 16 ausgebildet ist. Die Antennenanordnung weist Antennenelemente in einer Konfiguration derart auf, dass Winkel sowohl in Elevation als auch im Azimut vermessen werden können. Die kleinbauenden Radarsensoren 16 sind verdeckt im Kraftfahrzeug 1 verbaut, wobei jeweils drei Radarsensoren 16 im vorderen Stoßfänger 17 beziehungsweise im hinteren Stoßfänger 18, zwei weitere Radarsensoren 16 seitlich in Türen des Kraftfahrzeugs 1 hinter einem radardurchlässigen Fenster verbaut sind.
-
Die Radardaten der Radarsensoren 16 werden durch eine Steuereinrichtung 19 des Kraftfahrzeugs 1 ausgewertet, insbesondere derart, dass die Positionen von Radarreflektoren 2-15 weiterer erfindungsgemäßer Kraftfahrzeuge ermittelt werden und daraus die entsprechenden Ausdehnungen bestimmt werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
-
Die Radarreflektoren 2-15, bei denen es sich allesamt um passive Radarreflektoren 2-15 handelt, sind in dem Kraftfahrzeug von außen unsichtbar verbaut, wobei die Radarreflektoren 2, 3 und 8 in der vorderen Stoßstange 17 des Kraftfahrzeugs 1, die Radarreflektoren 4, 5 und 10 in der hinteren Stoßstange 18 des Kraftfahrzeugs, die Radarreflektoren 6 und 7 in Außenspiegeln 20 des Kraftfahrzeugs 1, die Radarreflektoren 9 und 11 hinter Scheiben 21 und 22 des Kraftfahrzeugs 1, die Radarreflektoren 13 und 15 am Unterboden des Kraftfahrzeugs 1 in der Karosserie und die Radarreflektoren 12 und 14 am oberen Ende der B-Säule in der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 integriert sind.
-
Zur konkreten Realisierung der Radarreflektoren 2-15, welche als Punktziele und/oder lokale Flächenziele, denen eine Position zuordenbar ist, ausgebildet sein können, gibt es unterschiedliche Varianten, die vorliegend ergänzend benutzt sind. So sind bevorzugt ein Teil der Radarreflektoren 2-15 durch Formgebung der Karosserie als Winkelreflektoren ausgebildet, wobei gegebenenfalls entstehende Vertiefungen durch ein radardurchlässiges Material aufgefüllt sind. Dies kann beispielsweise bei den Radarreflektoren 12-15 vorgesehen sein, wobei selbstverständlich auch weitere der Radarreflektoren 2-11 auf diese Art und Weise realisiert werden können.
-
Eine weitere verwendete Möglichkeit zur Realisierung der Radarreflektoren 2-15 ist die Zumischung von Radar stark reflektierenden Partikeln, beispielweise Aluminium-Partikeln, in den Lack des Kraftfahrzeugs 1, wobei lokal hohe Konzentrationen die Radarreflektoren 2-15 bilden. Eine gewisse, niedrige Konzentration von Radarstrahlung stark reflektierenden Partikeln kann dabei im gesamten Lack vorhanden sein, um die Radarsichtbarkeit des Kraftfahrzeugs 1 allgemein zu verbessern.
-
Insbesondere bei den hinter Scheiben 21, 22 angeordneten Radareflektoren 9, 11 beziehungsweise den stoßfängerseitigen Radarreflektoren 2, 3, 4, 5, 8, 10 kann es sich als zweckmäßig erweisen, diese als herkömmliche Winkelreflektoren getrennt herzustellen und zu verbauen, da das Scheibenmaterial beziehungsweise das Stoßfängermaterial entsprechend radardurchlässig ausgestaltet ist.
-
Die 2-4 zeigen verschiedene Ansichten des Kraftfahrzeugs 1, aus denen bereits ersichtlich wird, wie Ausdehnungen des Kraftfahrzeugs 1, hier die Höhe, die Breite und die Länge, aus den Positionen der Radarreflektoren 2-15 abgeleitet werden können, welche sich jeweils an Rändern des Kraftfahrzeugs 1 bezüglich einer Ausdehnungsrichtung befinden; insbesondere befinden sich die Radarreflektoren 2, 3, 4, 5 sogar an Ecken des Kraftfahrzeugs 1 und reflektieren bevorzugt sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung.
-
2 zeigt eine Frontansicht des Kraftfahrzeugs 1. Durch Radarsensoren 16 abgetastet würden im Radarspektrum die Radarreflektoren 2, 3, 6, 7, 8 und 9 zu sehen sein, wie aus 2 ersichtlich ist. Aus dem Abstand der Positionen der Radarreflektoren 2, 3 lässt sich die Breite der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 sicher feststellen. Sind Positionen der Radarreflektoren 6, 7 feststellbar, die in den Seitenspiegeln 20 angeordnet sind, lässt sich die Breite sogar in Bezug auf die Einbeziehung eben dieser Außenspiegel 20 ermitteln. Die Positionen der Radarreflektoren 8, 9 geben Auskunft über die Höhe des Kraftfahrzeugs 1.
-
Entsprechend zeigt 3 eine Rückansicht des Kraftfahrzeugs 1 mit den durch Radarsensoren hier detektierbaren Radarreflektoren 4, 5, 10, 11. Auch hier lassen sich ersichtlich durch die Radarreflektoren 4, 5 die Breite und durch die Radarreflektoren 10, 11 die Höhe des Kraftfahrzeugs 1 als Ausdehnungen bestimmen.
-
4 zeigt schließlich eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs 1, welche deutlich zeigt, dass für Radarsensoren hier die Radarreflektoren 3, 5, 12 und 13 deutlich sichtbar sind, so dass über die Radarreflektoren 3 und 5 die Länge des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt werden kann, über die Radarreflektoren 12 und 13 die Höhe.
-
5 zeigt rein schematisch eine Verkehrssituation mit dem erfindungsgemä-ßen Kraftfahrzeug 1 und einem weiteren erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 1'. Zur Erläuterung sind von dem Kraftfahrzeug 1 nur die Radarsensoren 16 gezeigt, die das Kraftfahrzeug 1' und dessen Radarreflektoren, hier die Radarreflektoren 2, 3, 8 und 9, erfassen können. Der Übersichtlichkeit halber sind die ebenso sichtbaren Radarreflektoren 6 und 7 in den Außenspiegeln 20 hier nicht näher dargestellt.
-
Aus den Radardaten der Radarsensoren 16 ergibt sich in der Situation der 5 ein Bild nach Art der 6, in dem die Positionen der Radarreflektoren 2, 3, 8, 9 deutlich identifiziert werden können, wie auch aus dem schematisch im unteren Teil angedeuteten Spektrum 23 mit dem Detektionsschwellenwert 24 zu erkennen ist. Mit Hilfe der Positionen der Radarreflektoren 2, 3 lässt sich die Breite 25 des Kraftfahrzeugs 1' bestimmen, mit Hilfe der Radarreflektoren 8, 9 die Höhe 26 des Kraftfahrzeugs 1'.
-
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass Radarreflektoren der beschrieben Art auch an Anhängern eines Kraftfahrzeugs 1, 1' verwendet werden können, welche dann im Erfassungsbereich eines der Radarsensoren 16 liegen sollten. Durch Nachverfolgung solcher Radarreflektoren lassen sich Positionsinformationen beziehungsweise Positionsverlaufinformationen, insbesondere Driftinformationen, des Anhängers ermitteln.
