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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines Fortbewegungsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels und betrifft insbesondere eine Bewertung einer Unterfahrbarkeit des Objektes durch das Fortbewegungsmittel.
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Aus dem Stand der Technik sind Park- und Manövrierassistenzsysteme für Fortbewegungsmittel bekannt, welche u.a. Ultraschallsignale zur Erfassung eines Umfeldes der Fortbewegungsmittel verwenden. Ein Grund für den Einsatz von Ultraschallsignalen liegt in der mit dieser Technologie verbundenen hohen Messgenauigkeit im Nah- bzw. Ultranahbereich. Im Sinne einer besseren Bereichsabdeckung bei der Erfassung eines Umfeldes der Fortbewegungsmittel werden i.d.R. mehrere Ultraschallsensoren in Kombination eingesetzt. Um ggf. vorhandene tote Winkel bei der Erfassung, z.B. im Bereich eines Stoßfängers des Fortbewegungsmittels möglichst vollständig zu schließen, wurden eine minimale Detektionsreichweite und ein Öffnungswinkel, sowie eine Empfindlichkeit der Ultraschallsensoren stetig weiter verbessert. Moderne Ultraschallsensoren können daher einen Detektionsbereich von 10 cm bis 7 m abdecken, wobei gleichzeitig Detektionswinkel von bis zu 85° für große Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels erreicht werden. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit moderner Ultraschallsensoren werden häufig auch für ein Fahrmanöver der Fortbewegungsmittel unkritische bzw. nicht relevante Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels erfasst, wie z.B. Schilderbrücken, Garagenoberkanten oder Deckenträger in einer Tiefgarage, wodurch ein geeignetes Verfahren zu deren Erkennung und Ausblendung erforderlich wird.
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DE102016213377A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtshöhe einer mit einem Fahrzeug zu unterfahrenden vertikalen Engstelle auf Basis einer monokularen Kamera, wobei in der durch die Kamera aufgenommenen Bildfolge markante Merkmale der Fahrzeugumgebung identifiziert werden. Es ist weiter beschrieben, dass aus den identifizierten Merkmalen in Bezug zu einem Fahrzeugkoordinatensystem eine virtuelle 3D-Abildung der Fahrzeugumgebung erzeugt wird, indem deren Verschiebung in der Bilderfolge einen Rückschluss auf deren jeweilige Position erlaubt.
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DE 102011113077A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrbarkeit eines Objekts für ein Fahrzeug mittels einer 3D-Kamera, wobei entsprechende Informationen zur Bestimmung aus Bilddaten der 3D-Kamera ermittelt werden. Es ist weiter beschrieben, dass eine Abmessung und Form einer Fläche oder eines Raumes, welche durchfahren werden sollen, insbesondere unter Berücksichtigung der Bewegung der 3D-Kamera aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs ermittelt werden können. Hierzu kann vorteilhaft aus den Bilddaten der 3D-Kamera eine 3D-Szenen-Rekonstruktion durchgeführt werden, beispielsweise mit der Methode des Optischen Flusses.
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DE 102012211034A1 beschreibt ein Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Hindernis oberhalb eines Fahrzeuges zur Ermittlung einer Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis, wobei der Abstand mittels eines Ultraschallsensors ermittelt werden kann, der bevorzugt derart am Fahrzeug angeordnet ist, dass die Abstandsmessung in vertikaler Richtung durchgeführt wird. Die Abstandsmessung mittels des Sensors erfolgt auf Basis des Echolotverfahrens durch eine Auswertung der Laufzeit des Ultraschallpulses zum Hindernis und des von dem Hindernis reflektierten Echoimpulses zurück zum Sensor. Hierdurch kann der Abstand zum Hindernis bestimmt werden, da die Position des Sensors am Fahrzeug bekannt ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines Fortbewegungsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels und insbesondere eine Bewertung einer Unterfahrbarkeit des Objektes durch das Fortbewegungsmittel vor. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Shuttle, Bus, Motorrad, E-Bike, PKW, Transporter, LKW) oder ein Wasserfahrzeug sein. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine erste Entfernung zwischen dem Objekt und einer ersten Position des Fortbewegungsmittels, bzw. genauer, einer Position des ersten Ultraschallsensors an der ersten Position des Fortbewegungsmittels mittels eines ersten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels ermittelt, wobei die erste Entfernung auf Basis von Direktechos der durch den ersten Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignale gemessen werden kann. Der erste Ultraschallsensor und auch weitere für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Ultraschallsensoren können in diesem Zusammenhang insbesondere hochsensitive Ultraschallsensoren und bevorzugt Ultraschallsensoren mit einem Detektionsbereich von 10 cm bis 7 m und einem Detektionswinkel bis zu 85° sein. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Angaben nicht einschränkend sind und stattdessen sowohl Ultraschallsensoren mit größeren Detektionsbereichen und Detektionswinkeln, als auch kleineren Detektionsbereichen und Detektionswinkeln eingesetzt werden können. Des Weiteren können der erste Ultraschallsensor und ggf. weitere eingesetzte Ultraschallsensoren bevorzugt Teil eines bestehenden Fahrerassistenzsystems des Fortbewegungsmittels sein und an beliebigen geeigneten Positionen am Fortbewegungsmittel angeordnet sein. Bevorzugt können der erste Ultraschallsensor und weitere Ultraschallsensoren im Wesentlichen im Frontbereich des Fortbewegungsmittels und/oder im Heckbereich des Fortbewegungsmittels angeordnet sein, so dass ein Umfeld des Fortbewegungsmittels bei einer Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt mittels der Ultraschallsensoren in geeigneter Weise überwacht werden kann. Dies schließt selbstverständlich nicht aus, dass alternativ oder zusätzlich Ultraschallsensoren an anderen Positionen des Fortbewegungsmittels angeordnet werden können, wie beispielsweise an den Seiten des Fortbewegungsmittels.
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Das Ermitteln der ersten Entfernung und das Ausführen nachfolgend beschriebener Verfahrensschritte kann auf Basis einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit erfolgen, welche eingerichtet ist, Signale des ersten Ultraschallsensors und ggf. weiterer Ultraschallsensoren mittels eines Dateneingangs zu empfangen. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein. Eine Logik zur Ausführung der jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms implementiert sein, welches durch die Auswerteeinheit ausgeführt werden kann. Die Auswerteinheit kann bevorzugt eine informationstechnisch an die Auswerteinheit angebundene interne und/oder externe Speichereinheit umfassen, um beispielsweise durch die Auswerteeinheit erzeugte und/oder empfangene Daten zu speichern. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit bzw. das durch die Auswerteeinheit ausgeführte Computerprogramm Bestandteil eines bestehenden Fahrerassistenzsystems oder eines anderweitigen Steuergerätes des Fortbewegungsmittels sein.
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Ein Wert für die durch den Ultraschallsensor ermittelte erste Entfernung kann mittels der Auswerteeinheit in der Speichereinheit abgelegt werden. Darüber hinaus kann eine Information über die erste Position des Fortbewegungsmittels, an welcher die erste Entfernung gemessen wird, ebenfalls in der Speichereinheit abgelegt werden. Diese Information kann beispielsweise von einem Odometrie-Steuergerät des Fortbewegungsmittels über das Bordnetz des Fortbewegungsmittels durch die Auswerteeinheit empfangen werden. Das Odometrie-Steuergerät kann relative Positionsänderungen beispielsweise auf Basis einer Auswertung von Rotationen eines oder mehrerer Räder des Fortbewegungsmittels in Kombination mit einer Auswertung jeweiliger Lenkwinkel des oder der Räder des Fortbewegungsmittels berechnen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bestimmung der ersten Position auch auf Basis eines GPS-Systems des Fortbewegungsmittels oder auf Basis weiterer Positionsbestimmungsverfahren (z.B. WLAN-Ortung usw.) erfolgen.
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In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zweite Entfernung zwischen dem Objekt und einer von der ersten Position abweichenden zweiten Position des Fortbewegungsmittels mittels des ersten Ultraschallsensors ermittelt. Das Ermitteln der zweiten Entfernung und der zweiten Position kann bevorzugt analog zum Ermitteln der ersten Entfernung und der ersten Position erfolgen. Ein ermittelter Wert für die zweite Entfernung und eine Information über die zweite Position können wiederum in der Speichereinheit abgelegt werden.
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In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich einer Wegstrecke, welche einer zurückgelegten Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position des Fortbewegungsmittels entspricht, berechnet. Für den Fall, dass die erste Position und die zweite Position auf Basis von Odometrie-Daten ermitteln werden, kann die zwischen den beiden Positionen zurückgelegte Wegstrecke durch Subtraktion der jeweiligen Werte für die erste Position und die zweite Position berechnet werden. Eine Änderung der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke kann durch folgende Formel ausgedrückt und berechnet werden: D2d = (d1 - d2) / s, wobei D2d für „Distance to Drive Distance Coefficient“ steht und einen erfindungsgemäßen Quotienten für eine Bewertung einer Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit eines Objektes durch das Fortbewegungsmittel repräsentiert, wobei d1 und d2 jeweils die erste Entfernung und die zweite Entfernung repräsentieren und wobei s die zurückgelegte Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position repräsentiert. Für den Fall, dass sich das bzgl. einer Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit zu bewertende Objekt mehr oder weniger exakt im Bereich der Hauptabstrahlachse bzw. Hauptempfangsachse des ersten Ultraschallsensors (im Folgenden auch als „Sensorachse“ bezeichnet) vor dem Ultraschallsensor bzw. dem Fortbewegungsmittel befindet, entspricht ein Wert für die Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung (d1 - d2) einem Wert für die zurückgelegte Wegstrecke. Somit ergibt der Quotient aus diesen Werten einen Wert von 1 und repräsentiert daher ein maximales Kollisionsrisiko mit einem in Höhe des Fortbewegungsmittels angeordneten Objekt. Je weiter das Objekt von der Sensorachse entfernt ist, desto geringer wird ein Wert für eine Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke zwischen den beiden Messungen für die erste Entfernung und die zweite Entfernung. D.h., je weiter das Objekt in horizontaler und/oder vertikaler Richtung von der Sensorachse entfernt liegt, desto kleiner wird der Quotient D2d und desto geringer kann ein Kollisionsrisiko des Fortbewegungsmittels mit dem Objekt eingestuft werden.
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In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Objekt in Abhängigkeit eines Ergebnisses der oben beschrieben Berechnung im dritten Verfahrensschritt bei der Durchführung des Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels berücksichtigt oder nicht berücksichtigt. Das Fahrmanöver kann beispielsweise ein Einparkvorgang in einem Parkhaus sein, wobei nicht kollisionsrelevante Objekte wie z.B. ein durch den ersten Ultraschallsensor erfasster Deckenträger bevorzugt nicht zur Ausgabe einer Warnmeldung (z.B. eine akustische Warnung über ein Soundsystem des Fortbewegungsmittels und/oder eine optische Warnung in einem Display des Fortbewegungsmittels) führen soll.
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Eine Bewertung einer Kollisionsrelevanz kann durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit bewerkstelligt werden, indem der zuvor ermittelte D2d-Wert für ein jeweiliges erfasstes Objekt im Umfeld des Fortbewegungsmittels mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird, welcher in der Speichereinheit abgelegt sein kann. Dieser vordefinierte Schwellenwert kann bevorzugt ein fahrzeugspezifischer Schwellenwert sein, welcher unter Berücksichtigung einer maximalen Ausdehnung des Fortbewegungsmittels (Höhe, Breite und ggf. auch Länge) und einer Anordnung und Ausrichtung des ersten Ultraschallsensors in Bezug zum Fortbewegungsmittel ermittelt werden kann. Bevorzugt wird der Schwellenwert im Hinblick auf eine vordefinierte Entfernung zwischen der ersten Position und der zweiten Position festgelegt, so dass sämtliche Bezugsgrößen zur Ermittlung einer Kollisionsrelevanz eines jeweiligen Objektes feststehen. D.h., dass das Messen der ersten Entfernung und das Messen der zweiten Entfernung zum jeweiligen Objekt bevorzugt unter Berücksichtigung der vordefinierten Entfernung zwischen der ersten Position und der zweiten Position durchgeführt werden kann.
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Eine auf diese Weise erfolgte Bewertung einer Kollisionsrelevanz eines jeweiligen Objektes kann durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit in Form einer Kollisionsinformation an ein Park- und/oder Manövrierassistenzsystem übertragen werden, so dass dieses Objekt durch das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit der Bewertung berücksichtigt oder nicht berücksichtigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Kollisionsinformation auch an ein Steuergerät für einen teil- oder vollautomatischen Fahrbetrieb des Fortbewegungsmittels übertragen werden, so dass dieses Steuergerät ein aktuell durchzuführendes Fahrmanöver in geeigneter Weise an die Kollisionsinformation anpassen kann.
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Das oben beschriebene Verfahren setzt voraus, dass ein durch den ersten Ultraschallsensor erfasstes Objekt im Umfeld des Fortbewegungsmittels zwischen einer ersten Entfernungsmessung an der ersten Position und einer zweiten Entfernungsmessung an der zweiten Position als ein und dasselbe Objekt identifiziert werden kann, so dass die jeweiligen gemessenen Entfernungen miteinander in Beziehung gebracht werden können. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Verfahren zur Objektidentifikation bzw. Objekterkennung und Objektlokalisierung bekannt, die in diesem Zusammenhang eingesetzt werden können und dementsprechend hier nicht näher ausgeführt werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine horizontale Position des Objektes bezüglich einer Trajektorie des Fortbewegungsmittels auf Basis mindestens eines zweiten Ultraschallsensors und eines Objektlokalisierungsalgorithmus' ermittelt. Der zweite Ultraschallsensor kann beispielsweise in horizontaler Richtung neben dem ersten Ultraschallsensor im Frontbereich des Fortbewegungsmittels angeordnet sein. Durch eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung des ersten und zweiten Ultraschallsensors in Fahrtrichtung des Fortbewegungsmittels können potentiell kollisionsrelevante Objekte i.d.R. sowohl durch den ersten Ultraschallsensor, als auch durch den zweiten Ultraschallsensor erfasst werden. Des Weiteren kann der zweite Ultraschallsensor bevorzugt analog zum ersten Ultraschallsensor mit der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit informationstechnisch verbunden sein. D.h., dass die Auswerteeinheit im Zuge einer Umfelderfassung an einer jeweiligen Position des Fortbewegungsmittels Messsignale des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensor empfangen kann. Mittels eines geeigneten Algorithmus' kann die Auswerteeinheit ein und dasselbe Objekt in den Messsignalen des ersten Ultraschallsensors und in den Messsignalen des zweiten Ultraschallsensors im Idealfall eindeutig identifizieren. Da der Auswerteeinheit darüber hinaus ein Abstand zwischen dem ersten Ultraschallsensor und dem zweiten Ultraschallsensor bekannt ist (z.B. durch in der Speichereinheit abgelegte Werte zur Anordnung und Ausrichtung der Ultraschallsensoren am Fortbewegungsmittel), kann diese durch ein anschließendes Anwenden eines geeigneten Objektlokalisierungsalgorithmus', der beispielsweise ein Laterationsalgorithmus sein kann, eine horizontale Position und eine Abstand eines jeweiligen Objektes bezüglich der Trajektorie des Fortbewegungsmittels ermitteln. Auf Basis der ermittelten Informationen über eine horizontale Position eines jeweiligen Objektes kann auch eine seitliche Passierbarkeit des jeweiligen Objektes bewertet werden und eine daraus abgeleitete Information über eine Kollisionsrelevanz analog zu oben beschriebenen Verfahrensschritten angewendet werden. Verbleibende Objekte, also Objekte, die aufgrund einer aktuellen Trajektorie des Fortbewegungsmittels und aufgrund ihrer horizontalen Position potentiell kollisionsrelevant sind, können anschließend mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte bezüglich einer Unterfahrbarkeit bewertet werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass sämtliche oben beschriebene Verfahrensschritte nicht auf die Verwendung eines ersten und/oder zweiten Ultraschallsensors beschränkt sind, sondern dass auch weitere Ultraschallsensoren (zum Beispiel dritte, vierte oder mehr) eingesetzt werden können, um u.a. eine Objektlokalisierung zu verbessern und/oder einen größeren Erfassungsbereich durch eine Mehrzahl von Ultraschallsensor sicherzustellen.
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Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass das Bewerten der Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit eines Objektes durch das Fortbewegungsmittel bevorzugt auf Basis der für die horizontale Positionsbestimmung verwendeten Messsignale des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensors erfolgt, welche für eine nachgelagerte Bewertung der Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit in der Speichereinheit zwischengespeichert und von dort entsprechend abgerufen werden können. Auf diese Weise ist eine erneute Messung der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung an der ersten und zweiten Position nicht erforderlich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Berechnen der Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich der zurückgelegten Wegstrecke in Abhängigkeit eines Unterschreitens einer vordefinierten Entfernung durch die erste Entfernung und/oder die zweite Entfernung. Mit anderen Worten, kann ein Berechnen des D2d-Wertes durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit für ein spezifisches Objekt ausgelassen werden, wenn eine ermittelte erste und/oder zweite Entfernung größer ist, als die vordefinierte Entfernung. Die vordefinierte Entfernung kann ebenfalls in der Speichereinheit abgelegt sein und einem Wert entsprechen, der beispielsweise eine Entfernung von 6 m oder 7 m repräsentiert. Die vordefinierte Entfernung kann darüber hinaus in Abhängigkeit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels angepasst werden. Auf diese Weise können bezüglich des Fortbewegungsmittels weiter entfernt liegende Objekte durch die Auswerteeinheit als nicht kollisionsrelevant eingestuft werden, solange diese weiter entfernt sind, als die vordefinierte Entfernung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bewegt sich das Fortbewegungsmittel beim Zurücklegen der Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position im Wesentlichen unter Beibehaltung einer aktuellen Fahrtrichtung auf das Objekt zu. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass im Umfeld des Fortbewegungsmittels identifizierte Objekte zuverlässiger bezüglich einer Unterfahrbarkeit und/oder einer Passierbarkeit bewertet werden können, da die Annäherung des Fortbewegungsmittels in einer vordefinierten Weise erfolgt. Häufige Richtungsänderungen des Fortbewegungsmittels können eine Identifikation ein und desselben Objektes in den Messsignalen der ersten Entfernungsmessung und der zweiten Entfernungsmessung erschweren, da sich ein Blickwinkel auf das Objekt und eine Position des Fortbewegungsmittels bezüglich des Objektes zwischen den jeweiligen Messungen entsprechend verändert. Insbesondere für den Fall, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einem autonom fahrenden Fortbewegungsmittel eingesetzt wird, kann das Steuergerät für das autonome Fahren bevorzugt dahingehend angepasst werden, dass eine Annäherung des Fortbewegungsmittels an potentiell kollisionsrelevante Objekte - sofern möglich - mit einer im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Trajektorie des Fortbewegungsmittels einhergeht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Ergebnis der Berechnung eine Information über eine Unterfahrbarkeit und/oder eine Passierbarkeit des Objektes unter Berücksichtigung einer Position des Objektes bezüglich einer Trajektorie und einer Ausdehnung des Fortbewegungsmittels. Diese Information kann durch die Auswerteeinheit an das Park- und/oder Manövrierassistenzsystem übertragen werden, so dass das Park- und/oder Manövrierassistenzsystem entsprechende Warnhinweise für kollisionsrelevante Objekte im Fortbewegungsmittel ausgeben und/oder eine angepasste Trajektorie für das Fortbewegungsmittel vorschlagen und/oder ansteuern kann. Eine Bewertung einer Passierbarkeit eines Objektes kann auch den Fall einschließen, dass ein Objekt direkt auf einer durch das Fortbewegungsmittel befahrenen Fahrbahnoberfläche angeordnet ist und aufgrund einer geringen Höhe (z.B. ein Bordstein) durch das Fortbewegungsmittel überfahren werden kann. Eine solche Information kann ebenfalls auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt und an ein Fahrerassistenzsystem übertragen werden.
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Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren durch den Einsatz zusätzlicher und/oder alternativer Sensoren zur Umfelderfassung unterstützt werden, deren erfasste Umfeldinformationen in die Bewertung einer Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit eines Objektes durch das Fortbewegungsmittel einfließen können. In diesem Zusammenhang kommen u.a. LIDAR- und Radarsensoren, Kameras, und auch weitere Sensortypen in Frage.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Information über eine geänderte Ausdehnung des Fortbewegungsmittels berücksichtigt. Mit anderen Worten kann eine an ein jeweiliges Fortbewegungsmittel angepasste vordefinierte Information über eine maximale Höhe, Breite und Länge, die bevorzugt in der Speichereinheit abgelegt ist, beispielsweise mittels einer Benutzereingabe an eine veränderte Ausdehnung des jeweiligen Fortbewegungsmittels angepasst werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn sich beispielsweise eine Höhe des Fortbewegungsmittels durch Verwendung eines Dachgepäckträgers, oder eine Breite, eine Höhe und eine Länge des Fortbewegungsmittels durch Verwendung eines Anhängers (z.B. ein Wohnwagen) mit dem Fortbewegungsmittel ändert. Im Ansprechen auf die Eingabe solcher veränderter Werte für eine Ausdehnung des Fortbewegungsmittels durch einen Benutzer kann die Auswerteeinheit einen angepassten vordefinierten Schwellenwert für die Bewertung einer Unterfahrbarkeit und/oder Passierbarkeit ermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann die Speichereinheit auch eine Tabelle umfassen, welche zu einer Mehrzahl von Höhen-, Breiten- und Längenkombinationen für eine Ausdehnung des Fortbewegungsmittels entsprechende vordefinierte Schwellenwerte vorhält.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bewertung einer Auswirkung eines Objektes im Umfeld eines Fortbewegungsmittels auf ein Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit mit einem Dateneingang und einem Datenausgang. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein. Eine Logik zur Ausführung der jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kann beispielsweise in Form eines Computerprogramms implementiert sein, welches durch die Auswerteeinheit ausgeführt wird. Die Auswerteinheit kann bevorzugt eine informationstechnisch an die Auswerteinheit angebundene interne und/oder externe Speichereinheit umfassen, um beispielsweise durch die Auswerteeinheit erzeugte und/oder empfangene Daten zu speichern. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit bzw. das durch die Auswerteeinheit ausgeführte Computerprogramm Bestandteil eines bestehenden Fahrerassistenzsystems oder eines weiteren Steuergerätes des Fortbewegungsmittels sein. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit eingerichtet, in Verbindung mit dem Dateneingang eine erste Entfernung zwischen dem Objekt und einer ersten Position des Fortbewegungsmittels mittels eines ersten Ultraschallsensors und eine zweite Entfernung zwischen dem Objekt und einer von der ersten Position abweichenden zweiten Position des Fortbewegungsmittels mittels des ersten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels zu ermitteln. Ferner ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine Änderung zwischen der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung bezüglich einer Wegstrecke zu berechnen, welche einer zurückgelegten Wegstrecke zwischen der ersten Position und der zweiten Position des Fortbewegungsmittels entspricht. In Verbindung mit dem Datenausgang ist die Auswerteeinheit zusätzlich eingerichtet, das Objekt bei der Durchführung des Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens zu berücksichtigen oder nicht zu berücksichtigen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 ein Beispiel zur Ermittlung einer Unterfahrbarkeit eines Objektes durch ein Fortbewegungsmittel; und
- 3 eine Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 100 wird mittels eines ersten Ultraschallsensors 30 und eines zweiten Ultraschallsensors 35 in Verbindung mit einem Objektlokalisierungsalgorithmus eine horizontale Position eines Objektes 40 bezüglich einer aktuellen Trajektorie des Fortbewegungsmittels 80 ermittelt. Das Ermitteln erfolgt auf Basis einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit 10, die in diesem Ausführungsbeispiel ein Mikrocontroller ist. Im Schritt 200 wird eine erste Entfernung d1 zwischen dem Objekt 40 und einer ersten Position 50 des Fortbewegungsmittels 80 auf Basis der durch den ersten Ultraschallsensor 30 erzeugten Messsignale für das Ermitteln der horizontalen Position des Objektes 40 ermittelt. Analog wird im Schritt 300 eine zweite Entfernung d2 zwischen dem Objekt 40 und einer zweiten Position 55 des Fortbewegungsmittels 80 ermittelt. Im Schritt 400 wird eine Änderung zwischen der ersten Entfernung d1 und der zweiten Entfernung d2 bezüglich einer Wegstrecke s berechnet, welche einer zurückgelegten Wegstrecke s zwischen der ersten Position 50 und der zweiten Position 55 des Fortbewegungsmittels 80 entspricht. Die zurückgelegte Wegstrecke s wird auf Basis eines durch die Auswerteeinheit 10 empfangenen Signals eines Odometrie-Steuergerätes des Fortbewegungsmittels 80 berechnet. Im Schritt 500 wird das Objekt 40 bei der Durchführung eines aktuellen Fahrmanövers des Fortbewegungsmittels 80 in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Berechnens berücksichtigt oder nicht berücksichtigt. Für den Fall, dass das Objekt 40 potentiell kollisionsrelevant für das Fortbewegungsmittel 80 ist, wird eine entsprechende Information über das Objekt 40 an ein Park- und Manövrierassistenzsystem des Fortbewegungsmittels 80 übermittelt.
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2 zeigt ein Beispiel zur Ermittlung einer Unterfahrbarkeit eines Objektes 40 durch ein Fortbewegungsmittel 80, wobei sich das Objekt 40 in einer Höhe h bezüglich eines ersten Ultraschallsensors 30 des Fortbewegungsmittels 80 befindet, welche ein Unterfahren des Objektes 40 durch das Fortbewegungsmittel 80 ermöglicht. Der erste Ultraschallsensor 30, der in Fahrtrichtung des Fortbewegungsmittels 80 an einem Stoßfänger des Fortbewegungsmittels 80 angeordnet ist, ist als hochempfindlicher Ultraschallsensor mit einem Detektionsbereich von 10 cm bis 7 m und einem Detektionswinkel bis zu 85° ausgestaltet. Des Weiteren umfasst das Fortbewegungsmittel 80 eine Auswerteeinheit 10, welche mittels eines Dateneingangs 12 informationstechnisch mit dem ersten Ultraschallsensor 30 verbunden ist. Aufgrund der relativ hohen Empfindlichkeit und aufgrund des relativ großen Detektionswinkels des ersten Ultraschallsensors 30 werden durch den ersten Ultraschallsensor 30 auch Objekte 40 im Umfeld des Fortbewegungsmittels 80 erfasst, welche hinsichtlich einer Unterfahrbarkeit und/oder einer Passierbarkeit durch das Fortbewegungsmittel 80 unkritisch bzw. nicht relevant sind. Aus diesem Grund wird mittels der Auswerteeinheit 10 ein erfindungsgemäßer Algorithmus durch die Auswerteeinheit 10 in Form eines Computerprogramms ausgeführt, welcher in der Lage ist, diese unkritischen bzw. nicht relevanten Objekte 40 zu ermitteln, um diese in einer nachgelagerten Verarbeitung durch ein mit der Auswerteeinheit 10 gekoppeltes Fahrerassistenzsystem 90 nicht zu berücksichtigen. Auf diese Weise wird verhindert, dass aufgrund dieser nicht relevanten Objekte 40 durch das Fahrerassistenzsystem 90 unnötige Warnungen und/oder Hinweise an einen Fahrer des Fortbewegungsmittels 80 ausgegeben werden und/oder eine unnötige automatische Anpassung eines Fahrbetriebs (z.B. Bremsen oder Ändern der Fahrtrichtung) des Fortbewegungsmittels 80 ausgeführt wird.
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Zu diesem Zweck empfängt die erfindungsgemäße Auswerteeinheit 10 an einer ersten Position 50, des sich in Bewegung befindlichen Fortbewegungsmittels 80 durch den ersten Ultraschallsensor 30 einen ersten Wert, welcher eine gemessene erste Entfernung d1 zwischen dem Objekt 40 und einer Sensorfläche des ersten Ultraschallsensors 30 repräsentiert. Der erste Wert wird mittels der Auswerteeinheit 10 in einer an die Auswerteeinheit angebundenen externen Speichereinheit 20 abgelegt. Nach Zurücklegen einer vordefinierten Wegstrecke s (z.B. 50 cm) durch das Fortbewegungsmittel 80, wird analog zur Entfernungsmessung des Objektes 40 an einer zweiten Position 55 des Fortbewegungsmittels 80 erneut eine Abstandsmessung zwischen dem Objekt 40 und dem Fortbewegungsmittel 80 unter Verwendung des ersten Ultraschallsensors 30 durchgeführt. Ein auf diese Weise ermittelter und durch die Auswerteeinheit 10 empfangener zweiter Wert für eine zweite Entfernung d2 zwischen dem Objekt 40 und dem Fortbewegungsmittel 80 wird ebenfalls in der Speichereinheit 20 abgelegt. Zusätzlich ist die Auswerteeinheit 10 über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels 80 mit einem Odometrie-Steuergerät verbunden, welches der Auswerteeinheit 10 über ein CAN-Bussystem Informationen über eine durch das Fortbewegungsmittel 80 zurückgelegte Wegstrecke s zur Verfügung stellt. Auf diese Weise ist die Auswerteeinheit 10 in der Lage, einen Wert über die zurückgelegte Wegstrecke s zwischen der ersten Position 50 und der zweiten Position 55 zu ermitteln, um diese ebenfalls in der Speichereinheit 20 abzulegen. Anschließend wird durch die Auswerteeinheit 10 eine Änderung der ersten Entfernung d1 und der zweiten Entfernung d2 in Form eines Wertes d ermittelt: d = d1 - d2. Dieser Wert wird in ein Verhältnis zur zurückgelegten Wegstrecke s zur Berechnung eines erfindungsgemäßen Quotienten D2d („Distance to Drive Distance Coefficient“) gesetzt: D2d = d / s. Der Quotient D2d wird durch die Auswerteeinheit 10 mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen, welcher einen fahrzeugspezifischen Wert für eine Unterfahrbarkeit durch das Fortbewegungsmittel 80 repräsentiert, der in der Speichereinheit 20 abgelegt ist. Für den Fall, dass der der D2d-Wert kleiner oder gleich dem vordefinierten Schwellenwert ist, kann entsprechend von einer Unterfahrbarkeit des Objektes 40 ausgegangen werden. Aufgrund der Unterfahrbarkeit des Objektes 40 wird dieses nicht zur weiteren Verarbeitung an das Fahrerassistenzsystem 90 übertragen und somit für einen aktuellen Fahrbetrieb bzw. ein aktuelles Fahrmanöver des Fortbewegungsmittels 80 nicht verwendet.
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3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteinheit 10, welche in diesem Beispiel ein Mikrocontroller ist. Durch den Mikrocontroller wird ein Computerprogramm ausgeführt, welches in der Lage ist, die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auszuführen. Die Auswerteeinheit 10 verfügt über einen Dateneingang 12, über welchen die Auswerteeinheit 10 informationstechnisch mit einem ersten Ultraschallsensor 30 und einem zweiten Ultraschallsensor 35 verbunden ist. Auf diese Weise ist die Auswerteeinheit 10 eingerichtet, Signale repräsentierend ein Umfeld eines Fortbewegungsmittels 80 zu empfangen und zu verarbeiten. Die empfangenen Signale und/oder Berechnungsergebnisse und ggf. weitere Daten werden in einer informationstechnisch an die Auswerteeinheit 10 angebundenen externen Speichereinheit 20 abgelegt. Darüber hinaus verfügt die Auswerteeinheit 10 über einen Datenausgang 14, über welchen die Auswerteeinheit 10 informationstechnisch mit einem Fahrerassistenzsystem 90 des Fortbewegungsmittels 80 verbunden ist. Die Auswerteeinheit 10 ist eingerichtet, Unterfahrbarkeiten von Objekten 40 im Umfeld des Fortbewegungsmittels 80 zu bewerten und ausschließlich Informationen über kollisionsrelevante Objekte 40 an das Fahrerassistenzsystem 90 weiterzuleiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016213377 A1 [0003]
- DE 102011113077 A1 [0004]
- DE 102012211034 A1 [0005]
