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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines seitlich an einem Fahrzeug angeordneten Radarsensors. Der Radarsensor wird verwendet, um Kollisionen mit Hindernissen und ungeschützten Verkehrsteilnehmern zu verhindern.
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Stand der Technik
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Ein seitlich an einem Fahrzeug angeordneter Radarsensor wird auch als Eck-Radarsensor bezeichnet. Es solcher Radarsensor wird verwendet, um beispielsweise den toten Winkel eines Fahrzeugs an dessen Seite abzudecken. Typischerweise findet dies Anwendung bei Gespannen, bei denen der Eck-Radarsensor an einem Zugfahrzeug angeordnet ist und in Richtung eines Anhängers ausgerichtet ist. Allerdings kann der Eck-Sensor auch bei Einzelfahrzeugen, insbesondere bei langen Fahrzeugen, zum Einsatz kommen.
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Im Nutzfahrzeugbereich schließt der Erfassungsbereich des Radarsensors typischerweise auch einen Teil des Fahrzeugs selbst ein. Dies gilt sowohl für Fahrzeuggespanne, bei denen typischerweise der ein- oder mehrachsige Anhänger als Teil des Fahrzeugs im Erfassungsbereich liegen kann, insbesondere, wenn dieser zum Zugfahrzeug beweglich ist, als auch bei Fahrzeugen ohne Anhänger, bei denen ein Aufbau des Fahrzeugs oder ein anderer Teil des Fahrzeugs im Erfassungsbereich liegen kann. Bei Fahrzeuggespannen ergibt sich durch die Relativbewegung des Anhängers gegenüber dem Zugfahrzeug ein Bereich, in dem sich (je nach Bewegungszustand) ein externes Objekt oder der eigene Anhänger befinden kann. Zudem ist durch die verringerte Detektionsleistung an den Rändern des Detektionsbereichs des Radarsensors eine Ausrichtung des Erfassungsbereichs exakt entlang des Fahrzeugs bzw. des Anhängers nicht möglich. Somit kann sich auch bei starren Fahrzeugen ein Teil des Fahrzeugs, insbesondere der Aufbau, im Erfassungsbereich befinden. Eine Sicherheitsmarge gibt an, inwiefern das Fahrzeug vollständig durch die Erfassung des Radarsensors abgedeckt ist und keine toten Winkel vorhanden sind.
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Befindet sich der Teil des Fahrzeugs in einem ungünstigen Winkel zum Radarsensor innerhalb des Erfassungsbereichs, kann es zu Mehrfachreflektionen/Multipfadreflektionen kommen, bei denen das ausgesendete Radarsignal zuerst am Teil des Fahrzeugs und dann an einem Ziel reflektiert wird, bevor das reflektierte Signal vom Radarsensor erfasst wird. Durch die Mehrfachreflektion legt das Radarsignal einen weiteren Weg zurück als ein Radarsignal, welches nur an dem Ziel reflektiert wird. Der Radarsensor oder eine Auswerteeinheit kann allerdings nicht zwischen einem mehrfach reflektierten Radarsignal und einem einfach reflektierten Radarsignal unterscheiden, sodass das mehrfach reflektierte Radarsignal in gleicher Weise wie das einfach reflektierte Radarsignal auswertet wird. Typischerweise erfolgt die Auswertung des Abstandes zu einem Objekt über die Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Radarsignals (Time-of-Flight) und/oder über eine Frequenzverschiebung zwischen Ein- und Ausgangssignal, beispielsweise durch Auswertung einer Chirp-Modulation. Der von dem über Umwege zurückgelegte weitere Weg wird als größerer Abstand des Ziels zum Radarsensor interpretiert. Solche Positionen von Zielen, die aufgrund von Mehrfachreflektionen einen größeren Abstand aufweisen, werden als Geisterpositionen (Ghost Locations) bezeichnet. Geisterpositionen führen bei der Erfassung zu falsch positiven Ergebnissen.
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In der
DE 100 35 223 A1 wird ein Hindernis-Erfassungssystem beschrieben, welche eine Mehrzahl von Erfassungseinrichtungen aufweist, wobei sich die Blickfelder von zwei benachbarten Erfassungseinrichtungen überschneiden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Verfahren zur Steuerung eines seitlich an einem Fahrzeug angeordneten Radarsensors (Eck-Radarsensoren) zeichnet sich dadurch aus, dass der Radarsensor in einen ersten Modus, in dem der Radarsensor einen ersten Erfassungsbereich abdeckt, und in einem zweiten Modus, in dem der Radarsensor einen zweiten Erfassungsbereich abdeckt, betrieben wird. Als Erfassungsbereich wird hier der Aussendebereich und der Detektionsbereich des Radarsensors verstanden. Der Radarsensor umfasst einen Sender, der Radarsignale aussendet, und einen Empfänger, der reflektierte Radarsignale empfängt. Das Fahrzeug, das den Radarsensor aufweist, wird auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet.
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Die Erfassungsbereiche werden so gewählt, dass der zweite Erfassungsbereich näher am Fahrzeug angeordnet ist als der erste Erfassungsbereich und nur der zweite Erfassungsbereich einen Teil des Fahrzeugs beinhaltet, der erste Erfassungsbereich hingegen nicht.
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Im ersten Modus deckt der Radarsensor einen ersten Erfassungsbereich ab, der sich vorzugsweise im Wesentlichen zur Seite (entlang der Querachse) des Fahrzeugs erstreckt. Der erste Erfassungsbereich wird so gewählt, dass er vom Fahrzeug beabstandet ist. Der erste Erfassungsbereich wird möglichst groß gewählt, allerdings sollte er nur so groß sein, dass sich kein Teil des eigenen Fahrzeugs in diesem ersten Erfassungsbereich befindet, auch nicht während einer Kurvenfahrt. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Radarsensor weist der erste Erfassungsbereich eine geringere Sicherheitsmarge auf, da der Erfassungsbereich nicht das Fahrzeug selbst miteinschließt. Der erste Modus bietet folgenden Vorteil: Da sich kein Teil des Fahrzeugs im ersten Erfassungsbereich befindet, findet daran keine Mehrfachreflexion statt und es werden keine Geisterpositionen generiert. Im ersten Modus werden nur Positionen, die innerhalb des ersten Erfassungsbereichs liegen, erfasst. Dies wird entweder durch die Struktur des Radarsensors erreicht oder indem Reflexionen von außerhalb des ersten Erfassungsbereichs verworfen werden. Zusätzlich bietet der im Verglich zum herkömmlichen Radarsensor verkleinerte erste Erfassungsbereich den Vorteil, dass der Emissionswinkel verringert wird, wodurch die gleiche Energie in einem kleineren Bereich konzentriert werden kann. Dadurch kann die Reichweise erhöht werden und/oder die Erkennung schwächer reflektierender Objekte verbessert werden. Im zweiten Modus deckt der Radarsensor einen zweiten Erfassungsbereich ab, der vorzugsweise im Wesentlichen in Rückwärtsrichtung (oder in Vorwärtsrichtung) ausgerichtet ist. Der zweite Erfassungsbereich wird so gewählt, dass ein Teil des Ego-Fahrzeugs, wenn es vom Radarsensor erfasst wird, nur im zweiten Erfassungsbereich liegt. Demnach wird der zweite Erfassungsbereich direkt am Fahrzeug angeordnet und liegt näher als der erste Erfassungsbereich am betroffenen Teil des Fahrzeugs. Der zweite Modus weist eine hohe Sicherheitsmarge auf, da der zweite Erfassungsbereich den Teil das Fahrzeugs voll abdeckt. Dies gilt auch, wenn das Fahrzeug abbiegt. Der zweite Erfassungsbereich sollte möglichst klein gewählt werden. Zur Sicherheit wird der Winkelbereich des zweiten Erfassungsbereich leicht größer gewählt als der Winkelbereich, in dem sich der Teil des Fahrzeugs bewegt. Der gewählte Winkelbereich deckt auch einen Bewegungsspielraum des Teils des Fahrzeugs ab, beispielsweise einen eventuell vorhandenen Knickwinkel zwischen einem Anhänger und einer Zugmaschine. Der zweite Erfassungsbereich kann beispielsweise in einem Winkelbereich von 120° bis 215°, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 145° bis 190° liegen. Die genaue Auswahl eines Winkelbereichs für den zweiten Erfassungsbereich und damit auch für den ersten Erfassungsbereich bleibt einem Fachmann überlassen.
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In der vorliegenden Anmeldung werden Erfassungsbereiche, in denen kein Teil des Fahrzeugs liegt und die sich nur durch ihre Position von anderen ersten Erfassungsbereichen unterscheiden, als gemeinsamer erster Erfassungsbereich interpretiert. Das einfache Aufteilen eines ersten Erfassungsbereichs in zwei kleinere Unterbereiche ohne zusätzliche Änderungen vorzunehmen, soll nicht dazu führen, dass die Größe der Unterbereiche zur Beurteilung herangezogen wird.
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Da der zweite Erfassungsbereich den Teil des Fahrzeugs abdeckt, können im zweiten Modus verstärkt Geisterpositionen generiert werden. Im zweiten Modus werden nur (Geister-)Positionen innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs erfasst. Dies wird entweder durch die Struktur des Radarsensors erreicht oder indem Reflexionen von außerhalb des ersten Erfassungsbereichs verworfen werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil: Da der zweite Erfassungsbereich vergleichsweise klein gewählt wird, tauchen die Geisterpositionen im zweiten Modus in einer im Vergleich zu herkömmlichen Radarsensoren deutlichen kleineren Fläche auf. Dies führt zu einer Reduzierung von Falschdetektionen. Zusätzlich bietet der zweite Erfassungsbereich im Verglich herkömmlichen Radarsensoren den Vorteil, dass die Detektion in dem kleinen Bereich um das Fahrzeug deutlich verbessert ist, sodass beispielsweise sich nähernde Fahrräder besser erkannt werden können. Außerdem kann dadurch die Reichweite des Radarsensors vergrößert werden.
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Die Kombination der beiden Erfassungsbereiche deckt somit den gleichen Winkelbereich wie ein einzelner Gesamterfassungsbereich ab und erfüllt die gleiche Sicherheitsmarge. Geisterpositionen können zwar weiterhin in beiden Erfassungsbereichen auftreten, werden aber im Gegensatz zu einem einzigen Gesamterfassungsbereich deutlich reduziert. Insgesamt wird durch die beiden Modi mit den verschiedenen Erfassungsbereichen der Ausgleich des Zielkonfliktes zwischen wahren positiven und falschen Ergebnissen deutlich verbessert, sodass sich die Gesamtleistung bei der Erkennung von Hindernissen steigert. Außerdem kann die Reichweite des Radarsensors vergrößert werden bzw. die Genauigkeit des Radarsensors in großer Entfernung verbessert werden, ohne den insgesamt abgedeckten Erfassungsbereich zu verkleinern.
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Allein durch die Aufteilung ist der zweite Erfassungsbereich bereits kleiner als Gesamterfassungsbereich. Vorzugsweise wird der zweite Erfassungsbereich kleiner als der erste Erfassungsbereich gewählt, sodass der Bereich, in dem vermehrt Geisterpositionen auftreten, kleiner ist als der Bereich, in dem keine oder nur wenige Geisterpositionen auftreten.
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Die Erfassungsbereiche können durch eine oder mehrere der nachfolgend genannten Möglichkeiten generiert werden. Generell können auch andere Verfahren zur Erzeugung von unterschiedlichen Erfassungsbereichen verwendet werden:
- Die beiden Erfassungsbereiche des Radarsensors können vorzugsweise mittels Beamforming in einfacher Weise realisiert werden, um die Radarsignale in den jeweiligen Bereichen zu fokussieren. Beim Beamforming werden mehrere Antennen verwendet, um das Radarsignal vornehmlich in eine bestimmte Richtung auszusenden. Generell können alle Arten von Beamforming angewendet werden, also analoges Beamforming, digitales Beamforming usw. Vorzugsweise wird digitales Beamforming verwendet, bei dem die mehreren, nahe aneinander angeordneten Antennen Radarwellen zu unterschiedlichen Zeiten aussenden, sodass durch konstruktive Interferenz die Radarwellen in den bestimmten Richtungen verstärkt werden und durch destruktive Interferenz die Radarwellen in anderen Richtungen abgeschwächt werden. Beamforming, insbesondere digitales Beamforming hat zudem den Vorteil, dass in einfacher und schneller Weise zwischen beiden Modi umschaltet werden kann.
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Alternativ können auch mindestens zwei getrennt angesteuerte Antennenpaare oder Antennenbereiche genutzt werden, um die verschiedenen Erfassungsbereiche zu erzeugen und auszuwerten.
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Alternativ kann wechselweise ein Teil des Antennenbereichs abgeschirmt werden, um zwei unterschiedliche Erfassungsbereiche zu generieren. Dabei ist zum Beispiel eine Abdeckung aus reflektierendem oder absorbierendem Material über einem Teil der Antenne angeordnet, die dann mittels eines Antriebs verschoben wird.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, den Radarsensor und/oder zumindest eine darin enthaltene Antenne mechanisch und/oder mikroelektromechanisch zu schwenken, um somit die Erfassungsbereiche zu generieren. Der Radarsensor bzw. die Antenne wird dann mittels eines Antriebs in eine erste Position geschwenkt, dort im ersten Modus betrieben und generiert den ersten Erfassungsbereich. Anschließend wird der Radarsensor in eine zweite Position geschwenkt, dort im zweiten Modus betrieben und generiert den zweiten Erfassungsbereich.
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Eine einfache Art, die verschiedenen Modi auf demselben Radarsensor auszuführen, ist zwischen den beiden Modi umzuschalten und somit die beiden Modi zeitlich hintereinander ablaufen zu lassen. Mit dem vorstehend beschriebenen digitalen Beamforming können die Erfassungsbereiche durch Änderung der Antennenansteuerung während des Betriebes zu ändern. Ein Umschalten zwischen verschiedenen Detektionsbereichen ist somit bei herkömmlichen modernen Radarsensoren möglich. In der Zeit zwischen dem Umschalten zwischen den beiden Modi kann sich die Umgebung um das Fahrzeug herum ändern. Lokationen (und daraus abstrahierte Repräsentationen, beispielsweise Objekte) können mittels Tracking-Algorithmen zwischen den Modi zugeordnet werden, um einheitliche Objekte zu bilden.
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Die Erfassungsbereiche können im Vorhinein festgelegt werden. Hierfür werden die Erfassungsbereiche anhand von typischen Parametern für die Anwendung gewählt. Beispielsweise wird für ein Zugfahrzeug mit Anhänger in typischen Fahrsituationen ein Knickwinkel für den Anhänger von maximal 30° angenommen. Der zweite Erfassungsbereich wird mit einem Sicherheitsbereich von 5° im Winkelbereich von 120° bis 215°, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 145° bis 190°, gewählt. Es können unterschiedliche Fahrsituationen definiert werden, beispielsweise innerorts und außerorts, bei denen andere Parameter bereitgestellt werden. Die Erfassungsbereiche können dann abhängig von den Fahrsituationen gewählt werden.
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Alternativ können die Erfassungsbereiche während der Fahrt in Abhängigkeit von der tatsächlichen Position des Teils des Fahrzeugs gewählt werden. Hierfür wird die Position des Teils des Fahrzeugs mit an sich bekannten Verfahren geschätzt. Bei einem Zugfahrzeug mit Anhänger kann beispielsweise eine Trailer State Estimation (TASTE) durchgeführt werden, um die Position des Anhängers und den Knickwinkel zu bestimmen. Der zweite Erfassungsbereich wird dann abhängig von der geschätzten Position des Teils des Fahrzeugs gewählt. Dadurch kann der zweite Erfassungsbereich besser an die tatsächliche Position des Teils des Fahrzeugs angepasst werden und infolgedessen noch enger gewählt werden. Dies ist besonders für das Zugfahrzeug mit Anhänger beim Abbiegen vorteilhaft, da sich hierbei der Winkel zwischen dem Anhänger und dem Radarsensor ändert. So wird vorteilhafterweise der zweite Erfassungsbereich mit dem Anhänger mitbewegt und der erste Erfassungsbereich entsprechend verkleinert.
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Die Ränder der Erfassungsbereiche sind in der Praxis unscharf ausgebildet. Um in diesem Grenzbereich dennoch eine robuste Erfassung von Zielen durchführen zu können, ist es vorteilhaft vorgesehen, dass sich der erste Erfassungsbereich und der zweite Erfassungsbereich überlappen. Die Positionen, die im ersten Modus aus dem ersten Erfassungsbereich ermittelt wurden, werden den Positionen, die im zweiten Modus aus dem zweiten Erfassungsbereich ermittelt wurden, zugeordnet. Ziele in den unterschiedlichen Erfassungsbereichen können nicht zeitgleich detektiert werden. Durch Verwendung von Tracking-Algorithmen kann dem Abhilfe geschaffen werden, da diese den zeitlichen Versatz der Messungen berücksichtigen. Mittels Tracking erfolgt eine einheitliche Zuordnung eines realen Objekts/Lokation zu einem vom Radarsensor detektierten Objekt/Lokation.
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Generell sind bereits zwei Modi mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen wie vorstehend beschrieben ausreichend. Für eine weitere Verbesserung kann zumindest ein weiterer Modus vorgesehen sein, in dem der Radarsensor einen weiteren Erfassungsbereich abdeckt. Die anderen Erfassungsbereiche können entsprechend angepasst werden. Eine Verwendung von mehr als zwei Erfassungsbereichen erlaubt eine noch stärkere Optimierung des Radarsensors durch die Ausnutzung der oben beschriebenen Effekte. Dabei kann sowohl die Zahl der Erfassungsbereiche, in denen ein Teil des Fahrzeugs liegt als auch die Zahl der Erfassungsbereiche, in denen kein Teil des Fahrzeugs liegt, erhöht werden. Außerdem können auch Erfassungsbereiche vorgesehen sein, in denen nur in bestimmten Fahrsituationen ein Teil des Fahrzeugs liegt. Wird die Zahl der Erfassungsbereiche erhöht, verringert sich die Größe der anderen Erfassungsbereiche.
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Das Prinzip ist nicht auf verschiedene Erfassungsbereiche in der horizontalen Ebene beschränkt. Es sind Fälle denkbar, in denen sich die Leistung des Radarsensors durch Aufteilung in verschiedene vertikale und/oder horizontale (beliebige Raumwinkel) Erfassungsbereiche steigern lässt. Durch die unterschiedliche Höhe kann die Erzeugung von Geisterpositionen verringert werden und der Erfassungsbereich vergrößert werden.
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Es kann vorgesehen sein, die Zahl der Erfassungsbereiche so weit zu erhöhen, dass die Umgebung abgerastert wird, ähnlich dem electric beam steering. Hierfür kann Beamforming, insbesondere digitales Beamforming wie oben beschrieben, verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Radarsensor hierfür mechanisch gedreht wird. Die Rasterung erfolgt mit diskreten Aufnahmezeitpunkten oder einer kontinuierlichen Messung, wobei entsprechend viele Erfassungsbereiche generiert werden.
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Optional ist eine Rückkopplung (feedback loop) vorgesehen. Zu Beginn wird innerhalb eines jeden Erfassungsbereichs gleichmäßig, also mit gleicher Intensität, eingestrahlt. Wenn der Radarsensor nun eine schwache Radarsignatur empfängt, auf dessen Grundlage ein Objekt „erahnt“ werden kann, wird der entsprechende Bereich verstärkt, also mit einer höheren Intensität. Dadurch kann das Objekt sicher erkannt werden. Bewegt sich nun ein Objekt von einem Erfassungsbereich in einen anderen, kann die Rückkopplung vorzugsweise über die mehreren Bereiche erfolgen. Dies ist vor allem bei Beamforming in einfacher Weise umsetzbar.
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Das Verfahren wird bevorzugt bei einem Radarsensor angewendet, der an der Seite eines Fahrzeuggespanns angeordnet ist. Ein Fahrzeuggespann besteht aus einem Zugfahrzeug und zumindest einem Anhänger, der von dem Zugfahrzeug gezogen wird. Beispiele für solche Fahrzeuggespanne sind Lastkraftwagen mit Anhänger wie Gliederzüge oder Sattelzüge (ein Sattelauflieger wird hier ebenfalls als Anhänger interpretiert) oder Personenkraftwagen mit Anhänger wie z. B. einem Wohnwagen. Der Radarsensor ist vorzugsweise am Zugfahrzeug angeordnet und ist so ausgerichtet, dass er zumindest teilweise den Anhänger abdeckt. Der Teil des Fahrzeugs, der nur im zweiten Erfassungsbereich liegt, ist somit der Anhänger des Fahrzeuggespanns. Ein solcher Anhänger bewegt sich bei einer Kurvenfahrt gegenüber dem Zugfahrzeug zur Seite hin, wodurch typischerweise Geisterpositionen generiert werden.
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Generell kann das Verfahren aber bei verschiedenen Fahrzeugen Anwendung finden, insbesondere auch für starre Fahrzeuge mit und ohne Anhänger.
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Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
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Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, den Radarsensor zu steuern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation, bei der ein Radarsensor eine Messung nach Stand der Technik durchführt.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
- 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 4 a und b zeigen eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
- 6 a und b zeigen eine schematische Darstellung der Verkehrssituation, bei der der Radarsensor eine Messung nach noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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In 1 ist eine Verkehrssituation mit einem Fahrzeuggespann 1, welches aus einem Zugfahrzeug 2 und einem Anhänger 3 besteht, sowie einem weiteren Fahrzeug, das fortan als Zielfahrzeug 4 bezeichnet wird, dargestellt. In dieser Verkehrssituation biegt das Fahrzeuggespann 1 nach rechts ab, sodass der Anhänger 3 zum Zugfahrzeugs 2 angewinkelt ist. Ein Radarsensor 5 ist an der Seite des Zugfahrzeugs 2 angeordnet und als Eck-Radarsensor ausgebildet. Gemäß dem Stand der Technik erfasst der Radarsensor 5 den mit E gekennzeichneten Erfassungsbereich, der hier einen Winkelbereich von ca. 205° abdeckt und teilweise den Anhänger 3 einschließt. Der Radarsensor 5 umfasst einen Sender, der Radarsignale in den Erfassungsbereich E abgibt, und einen Empfänger, der die reflektierten Radarsignale aus dem Erfassungsbereich E aufnimmt. Auch wenn der Erfassungsbereich E hier als Kreisausschnitt dargestellt ist, soll dies nur den Winkelbereich repräsentieren, der Radius, in dem die reflektierten Radarsignale empfangen werden, ist deutlich größer. Ebenfalls kann das tatsächliche Antennendiagramm eine andere Form als E aufweisen und muss auch nicht mit derselben Intensität alle Winkel in E ausstrahlen. In diesem Beispiel sind zwei Radarsignale R1 und R2 dargestellt, die vom Radarsensor 5 ausgesendet werden. Ein erstes Radarsignal R1 wird in Richtung des Zielfahrzeugs 4 ausgesendet und von diesem reflektiert. Die reflektierte Welle läuft entlang desselben Pfads zurück und wird vom Radarsensor 5 empfangen. Insgesamt hat das erste Radarsignal R1 zweimal den Abstand d zwischen dem Radarsensor 5 und dem Zielfahrzeug 4 zurückgelegt. Aus dem ausgesendeten und dem entsprechend reflektierten ersten Radarsignal R1 wird mittels Frequenzverschiebung (Chirp-Sequenz-Radar) die Position des Zielfahrzeugs 4 ermittelt. Die aus dem ersten Radarsignal R1 ermittelte Position stellt die wahre Position WP des Zielfahrzeugs 3 im Abstand d dar.
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Des Weiteren wird ein zweites Radarsignal R2 ausgesendet, das im Punkt P auf den Anhänger 3 trifft und von diesem in Richtung des Zielfahrzeugs 4 reflektiert wird. Das zweite Radarsignal R2 legt den Abstand d1 zwischen dem Radarsensor 5 und dem Reflexionspunkt P und den Abstand d2 zwischen dem Reflexionspunkt P und dem Zielfahrzeug 4 zurück. Vom Zielfahrzeug 4 wird das zweite Radarsignal R2 ein weiteres Mal zum Radarsensor 5 reflektiert und von diesem empfangen. Dabei legt das zweite Radarsignal den Abstand d zwischen dem Zielfahrzeug 4 und dem Radarsensor 5 zurück. Der Radarsensor 5 oder eine Auswerteeinheit kann aus dem empfangenen zweiten Radarsignal R2 nicht feststellen, dass dies zuvor am Punkt P reflektiert wurde und somit den im Vergleich zum ersten Radarsignal R1 deutlich längeren Hinweg d1 + d2 zurückgelegt hat. Aus der Frequenzverschiebung wird für die Position ein Abstand d3 in einfachster Form als d3=(d1+d2+d)/2 berechnet. Somit wird eine falsche Position des Zielfahrzeugs 4 berechnet, die als Geisterposition GP bezeichnet wird.
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In 2 ist dieselbe Verkehrssituation wie in 1 dargestellt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst der an der Seite des Zugfahrzeugs 2 angeordnete Radarsensor 5 einen mit E1 gekennzeichneten ersten Erfassungsbereich und einen mit E2 gekennzeichneten zweiten Erfassungsbereich. Ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 dargestellt. Zu Beginn werden die beiden Erfassungsbereiche E1 und E2 gewählt 10. Diese können anhand von typischen Parametern im Vorhinein festgelegt werden. Alternativ kann eine Position des Anhängers 3 z. B mittels Trailer State Estimation (TASTE) geschätzt werden und die beiden Erfassungsbereiche E1 und E2 abhängig von der geschätzten Position des Anhängers 3 gewählt 10 werden. Die Erfassungsbereiche E1, E2 werden mittels Beamforming der vom Radarsensor 5 ausgestrahlten Radarsignale realisiert. Insbesondere wird hierbei digitales Beamforming verwendet. Es kann aber auch analoges Beamforming, ein mechanisches Schwenken des Radarsensors 5 oder andere Arten der Erzeugung von Erfassungsbereichen E1, E2 vorgesehen sein. Der erste Erfassungsbereich E1 erstreckt sich seitlich zum Zugfahrzeug 2 und wird so groß wie möglich gewählt, ohne dass sich ein Teil des Anhängers 3 im ersten Erfassungsbereich E1 befindet, selbst wenn das Fahrzeuggespann 1 abbiegt. In diesem Beispiel deckt der erste Erfassungsbereich E1 einen Winkelbereich von 155° nach hinten ab, wobei der Winkelbereich in Richtung des Anhängers 3 verkleinert wurde. Der zweite Erfassungsbereich E2 wird in Richtung des Anhängers 3 nach hinten und möglichst symmetrisch ausgerichtet. Der zweite Erfassungsbereich E2 schließt an den ersten Erfassungsbereich E1 an und liegt näher am Anhänger 3 als der erste Erfassungsbereich E1. In diesem Beispiel deckt der zweite Erfassungsbereich E2 einen Winkelbereich von 40° ab. Die beiden Erfassungsbereiche E1 und E2 überlappen sich, um unscharfe Ränder der Erfassungsbereiche E1, E2 auszugleichen. Der zweite Erfassungsbereich E2 wird so klein wie möglich gewählt, wobei der Anhänger 3 noch vollständig im zweiten Erfassungsbereich E2 liegt. Der zweite Erfassungsbereich E2 und/oder die obengenannten, in anderen Ausführungsbeispielen vorgesehenen Erfassungsbereiche können zum ersten Erfassungsbereich E1 in der Vertikalen verschoben sein. Auch wenn die Erfassungsbereiche E1 und E2 hier als Kreisausschnitt dargestellt sind, soll dies nur den Winkelbereich repräsentieren, der Radius, in dem die reflektierten Radarsignale empfangen werden, ist deutlich größer.
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Der Radarsensor 5 wird in zwei Modi M1, M2 betrieben, die hintereinander ablaufen. Der erste Modus M1 ist mit dem ersten Erfassungsbereich E1 verbunden und der zweite Modus M2 ist mit dem zweiten Erfassungsbereich E2 verbunden.
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Im ersten Modus M1 wird ein erstes Radarsignal R1 vom Radarsensor 5 unter Verwendung von Beamforming in den ersten Erfassungsbereich E1 ausgesendet 11. Das erste Radarsignal R1 wird in Richtung des Zielfahrzeugs 4 ausgesendet, von diesem reflektiert und läuft entlang desselben Pfads zurück zum Radarsensor 5. Der Radarsensor 5 empfängt 12 das reflektierte erste Radarsignal R1 im ersten Erfassungsbereich E1. Insgesamt hat das erste Radarsignal R1 zweimal den Abstand d zwischen dem Radarsensor 5 und dem Zielfahrzeug 3 zurückgelegt. Aus dem ausgesendeten und dem entsprechend reflektierten ersten Radarsignal R1 wird mittels an sich bekannter Verfahren, wie einer Time-of-Flight-Messung oder einer Frequenzverschiebung einer mit Chirp-Modulation ausgesendeten Radarwelle und der einlaufenden Radarwelle, die Position des Fahrzeugs 4 ermittelt 13. Nun wird in einer Abfrage 14 geprüft, ob die ermittelte Position innerhalb des ersten Erfassungsbereichs E1 liegt. Ist dies der Fall, wird diese als wahre Position WP des Zielfahrzeugs 4 angenommen 15.
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Anschließend wird der Radarsensor 5 im zweiten Modus M2 betrieben. Aufgrund von Beamforming erfolgt das Umschalten in den zweiten Modus M2 so schnell, dass das Zielfahrzeug 4 sich in dieser Zeit kaum bewegt hat und als quasistationär anzusehen ist. Bewegt sich das Zielfahrzeug 4 dennoch, kann ein Tracking-Algorithmus zur Verfolgung des Zielfahrzeugs 4 vorgesehen sein. Wechselt das Zielfahrzeug 4 durch seine Bewegung in einen anderen Erfassungsbereich kann das Fahrzeug durch Rückkopplung weiterverfolgt werden. Im zweiten Modus M2 wird ein zweites Radarsignal R2 vom Radarsensor 5 unter Verwendung von Beamforming in den zweiten Erfassungsbereich E2 ausgesendet 21. Im hier dargestellten Fall wird trifft das zweite Radarsignal R2 am Punkt P auf den Anhänger 3 und wird in Richtung des Zielfahrzeugs 4 reflektiert. Vom Zielfahrzeug 4 wird das zweite Radarsignal R2 ein weiteres Mal zum Radarsensor 5 reflektiert. Der Radarsensor 5 empfängt 22 das reflektierte zweite Radarsignal R2 im zweiten Erfassungsbereich E2. Insgesamt legt das zweite Radarsignal R2 den Abstand d1 zwischen dem Radarsensor 5 und dem Reflexionspunkt P, den Abstand d2 zwischen dem Reflexionspunkt P und dem Zielfahrzeug 4 und den Abstand d zwischen dem Zielfahrzeug 4 und dem Radarsensor 5 zurück. Aus dem ausgesendeten und dem entsprechend reflektierten zweiten Radarsignal R2 wird mittels Dopplerverschiebung in der Frequenz die Position des Fahrzeugs 4 ermittelt 23. Dabei wird für die Position der Abstand d3 in einfachster Form als d3=(d1+d2+d)/2 berechnet, wonach die ermittelte Position eine Geisterposition GP ist. Nun wird in einer Abfrage 24 geprüft, ob die ermittelte Position innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs E2 liegt. Liegt die ermittelte Position, wie es im vorliegenden Fall für die Geisterposition GP der Fall ist, nicht innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs E2, wird diese nicht vom Radarsensor 5 empfangen. Somit wird ein Großteil der Geisterpositionen nicht erfasst. Für den Fall, dass die ermittelte Position innerhalb des zweiten Erfassungsbereichs E2 liegt, wird diese als wahre Position des Zielfahrzeugs 4 angenommen 25.
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Anschließend wird wieder der erste Modus M1 ausgeführt. Optional können die Erfassungsbereiche E1, E2 angepasst werden.
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In den 4 a und b ist eine ähnliche Verkehrssituation wie in 1 bzw. 2 dargestellt, bei der das Fahrzeuggespann 1 in a eine Linkskurve und in b eine Rechtskurve fährt. In dieser Ausführungsform sind drei Erfassungsbereiche E1, E2, E3 vorgesehen, wobei der dritte Erfassungsbereich E3 zwischen dem ersten Erfassungsbereich E1 und dem zweiten Erfassungsbereich E2 angeordnet ist und beide überlappt. Der dritte Erfassungsbereich E3 beinhaltet in der in 4 a dargestellten Fahrsituation, bei der das Fahrzeug 1 nach links abbiegt, nur einen kleinen Teil des Anhängers 3. Somit werden in diesem dritten Erfassungsbereich E3 vernachlässigbar wenige Geisterpositionen GP erzeugt. Bei einer Rechtskurve des Fahrzeugs 1, wie in 4 b dargestellt, befindet sich allerdings ein großer Teil des Anhängers 3 im dritten Erfassungsbereich E3, sodass nun viele Geisterpositionen GP erfasst werden. Der dritte Erfassungsbereich E3 ist so groß wie der zweite Erfassungsbereich E2 und zusammen sind beide in etwa so groß wie der zweite Erfassungsbereich E2 aus 2. Somit wird der Bereich, in dem zumindest beim hier dargestellten Abbiegen nach links Geisterpositionen GP auftreten, nochmals reduziert. Der dritte Erfassungsbereich E3 wird in einem dritten Modus erzeugt, der im Ablauf vor oder nach dem zweiten Modus M2 ablaufen kann. Generell können die Modi M1, M2 in willkürlicher Reihenfolge ablaufen.
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5 zeigt ebenfalls die in 1 bzw. 2 dargestellte Verkehrssituation. Hierbei sind sehr viele, infinitesimal kleine erste Erfassungsbereiche E1 und zweite Erfassungsbereiche E2 vorgesehen, von denen nur einer dargestellt ist. Die Modi werden durch digital Beamforming in schneller Abfolge gewechselt, sodass die Erfassungsbereiche nacheinander ablaufender Reihenfolge generiert werden. Dadurch wird eine Rotation des Radarsensors ähnlich einem electronic beam steering approximiert. Alternativ kann der Radarsensor 5 oder dessen Antennen geschwenkt werden und in kurzer zeitlicher Abfolge jeweils Erfassungsbereiche generiert werden. Da die Erfassungsbereiche sehr klein sind, werden praktisch keine Geisterpositionen GP mehr erzeugt. Dies gilt auch für die zweiten Erfassungsbereiche E2, da hier die für die Geisterpositionen notwenige Doppelreflexion nicht innerhalb des kleinen zweiten Erfassungsbereich E2 erfolgen kann.
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In den 6 a und 6 b ist eine ähnliche Verkehrssituation wie in 1 bzw. 2 dargestellt, bei denen ein Fahrzeug 7 mit starrem Aufbau 8 fährt. In dieser Ausführungsform sind zwei Erfassungsbereiche E1 und E2 bzw. E1* und E2* mit unterschiedlichen Formen vorgesehen. Eine Grenze des ersten Erfassungsbereichs E1, E1* läuft im Wesentlichen parallel zur Seite des Fahrzeugs 7 und des Aufbaus 8 und ist von diesen beabstandet. Der zweite Erfassungsbereich E2, E2* ist kleiner als der erste Erfassungsbereich E1, E1*, überlappt mit dem ersten Erfassungsbereich E1, E1* und deckt den Aufbau 8 ab. In 6 a weisen die Erfassungsbereiche E1, E2 jeweils die Form eines Kreissektors (Bogenausschnitt) auf. In 6 b weisen die Erfassungsbereiche E1*, E2* eine Keulenform auf. Der erste Erfassungsbereich E1* erstreckt sich beispielsweise vornehmlich nach hinten und weist in Querrichtung eine kleine Ausdehnung auf. Die Intensität des durch den Radarsensor 5 ausgestrahlten Signals kann über den vom Erfassungsbereich E1, E2, E1*, E2* abgedeckten Winkelbereich variieren. Auch in den anderen Ausführungsformen kann die Form der Erfassungsbereiche E1*, E2* frei gewählt werden und an die Anforderungen angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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