DE10306885A1 - Objekterkennungssystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Objekterkennungssystem für ein Fahrzeug

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Objekterkennungssystem, das dem Fahrzeugführer die Richtung des entdeckten Objekts in bezug auf das Fahrzeug akustisch über die Radioanlage des Fahrzeuges übermittelt. Das System weist eine Sensoranordnung, einen Rechner und eine Lautsprecheranlage auf. Die Sensoranordnung entdeckt ein vom Fahrzeug beabstandetes Objekt und erzeugt bei Erkennen des Objekts ein Signal. Der Rechner empfängt und verarbeitet das Signal der Sensoranordnung. Danach übermittelt der Rechner das verarbeitete Signal an die Lautsprecheranlage. Die Lautsprecheranlage überträgt das verarbeitete Signal akustisch über Radio-Mehrkanalton. Ebenso wird ein Verfahren zur Erkennung eines vom Fahrzeug beabstandeten Objekts beschrieben. Das Verfahren bezieht sich darauf, das vom Fahrzeug entfernt gelegene Objekt zu erkennen, Information in bezug auf das Objekt zu erfassen, zu bestimmen, ob die Information in bezug auf das Objekt bestimmte Kriterien erfüllt und, falls bestimmte Kriterien erfüllt sind, akustische Signale über Radio-Mehrkanalton zu übertragen. Es geht darum, Objektdaten akustisch über die Radioanlage des Fahrzeugs zu übermitteln und ausgegebene akustische Signale zu modulieren, damit der Fahrer Richtungshinweise über die Lage des Objekts erhält.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Objekterkennungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug sowie insbesondere auf ein in einem Fahrzeug verwendetes Objekterkennungssystem mit Übertragung von akustischen Signalen.
    • Stand der Technik
  • Objekterkennungsvorrichtungen, die in Verbindung mit Fahrzeugen Anwendung finden, sind bekannt. Diese Systeme zielen darauf ab, dem Fahrzeugführer dabei zu helfen, Informationen über die Umgebung des Fahrzeuges zu erhalten. Einige bekannte Systeme umfassen Rückwärtsfahrt- Sensorsysteme und Objektbeleuchtungssysteme.
  • Ein gegenwärtig in Fahrzeugen angewandter Typ Rückwärtsfahrt-Sensorsystem hat zum Ziel, ein Objekt im Weg eines sich im Rückwärtsfahren befindlichen Fahrzeugs zu entdecken. In diesem Szenario erkennen auf der Rückseite des Fahrzeuges angeordnete Fahrzeugsensoren ein Objekt, das sich im Weg des Fahrzeuges befindet. Im allgemeinen verfügen diese Systeme separat von der Radioanlage des Fahrzeugs über einen Lautsprecher, aus dem ein Piepton ertönt, falls ein Objekt im Weg des Fahrzeuges entdeckt wird.
  • In vielen dieser Rückwärtsfahrt-Systeme variiert die Frequenz des Pieptons je nach dem, wie weit entfernt sich das detektierte Objekt vom Fahrzeug befindet. Generell gibt es drei Frequenzbereiche. Die erste Frequenz ist die schnellste, die dritte Frequenz ist die langsamste, und die zweite Frequenz rangiert zwischen der ersten und der dritten Frequenz. Weiterhin gibt es üblicherweise drei Abstandsbereiche, die den variierenden Frequenzen des Pieptons zugeordnet sind.
  • Wenn sich beispielsweise das Objekt innerhalb des ersten Abstandsbereichs befindet, wird durch den Lautsprecher ein Piepton in der ersten Frequenz übertragen. Befindet sich das Objekt innerhalb des zweiten Abstandsbereichs, wird ein Piepton in der zweiten Frequenz über den Lautsprecher übertragen. Befindet sich das Objekt innerhalb des dritten Abstandsbereichs, wird ein Piepton in der dritten Frequenz über den Lautsprecher übertragen.
  • Ein Nachteil des genannten Systems besteht darin, dass nur Objekte, die sich direkt im Weg des rückwärts stossenden Fahrzeuges befinden, entdeckt werden. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, dass das System darauf beschränkt ist, Objekte hinter dem Fahrzeug zu detektieren.
  • Ein anderer Typ Objekterkennungssystem wird im U.S. Patent Nr. 6,281,806 beschrieben. Bei diesem System handelt es sich insbesondere um ein Objektbeleuchtungssystem. Die Erfindung bezieht sich darauf, ein Objekt im Abstand vom Fahrzeug zu erkennen und eine geregelte Lichtstelle zu verwenden, um das Objekt kontinuierlich zu beleuchten. Die Lichtquelle ist zur ständigen Beleuchtung des detektierten Objekts ausgebildet, auch bei einer gleichzeitigen Bewegung des Fahrzeugs und des Objekts zueinander. Ein Nachteil dieses Systems besteht darin, dass es einem fehlsichtigen Fahrer nicht dabei helfen kann, ein vom Fahrzeug beabstandetes Objekt zu erkennen. Es ist weiterhin nachteilig bei diesem System-Typ, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers von der Strasse abgelenkt wird.
  • Auf dem Gebiet von Situationswahrnehmungssystemen für Fahrzeuge besteht daher die Notwendigkeit, ein verbessertes, neues und nützliches Situationswahrnehmungssystem für Fahrzeuge mit Übertragung von akustischen Signalen zu entwickeln.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein Objekterkennungssystem zu schaffen, das die in Verbindung mit bekannten Objekterkennungssystemen aufgeführten Nachteile vermeidet.
  • Die Erfindung stellt solch ein verbessertes, neues und nützliches Situationswahrnehmungssystem für Fahrzeuge zu Verfügung.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein zur Verwendung in einem Fahrzeug gedachtes Objekterkennungssystem, das über Mehrkanal-Ton eine akustische Information über ein detektiertes Objekt an den Fahrer weitergibt. Das System weist eine Sensoranordnung, einen Rechner und eine Lautsprecheranlage auf.
  • Die Sensoranordnung erfasst ein vom Fahrzeug beabstandetes Objekt über einen grossen Winkelbereich rund um das Fahrzeug. Des weiteren generiert die Sensoranordnung bei Erfassen des Objekts ein Signal.
  • Der Rechner führt mehrere Funktionen aus. Der Rechner empfängt das Signal der Sensoranordnung, verarbeitet das Signal und übermittelt ein verarbeitetes Sensorsignal.
  • Die Lautsprecheranlage ist innerhalb des Fahrzeugs angeordnet und wird durch den Rechner angesteuert. Im einzelnen empfängt die Lautsprecheranlage das vom Rechner übermittelte verarbeitete Signal. Nach Empfang eines verarbeiteten Signals über die Identifizierung eines Objekts und seiner Merkmale überträgt die Lautsprecheranlage einen Mehrkanal-Ton, um die eingegangene Information akustisch zu übermitteln. Der Rechner moduliert das von den Lautsprechern produzierte akustische Signal, um zur Information eine Raumdimension hinzuzufügen, wodurch das akustische Signal so durch den Fahrer interpretiert wird, dass es aus derselben Richtung wie das in bezug auf das Fahrzeug befindliche Objekt kommt.
  • Die Erfindung beschreibt auch ein Verfahren zum Erkennen eines vom Fahrzeug beabstandeten Objekts. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • A) Erkennen eines Objekts im Abstand von einem Fahrzeug;
    • B) Ermitteln von Informationen bezüglich des Objekts;
    • C) Bestimmen, ob die Informationen bezüglich des Objekts bestimmte Kriterien erfüllen;
    • D) falls bestimmte Kriterien erfüllt sind: Übertragen von akustischen Signalen über Radio-Mehrkanal zur akustischen Übermittlung der Objektinformationen über eine Radioanlage im Fahrzeug; und
    • E) Modulieren der ausgegebenen akustischen Signale, um dem Fahrer Richtungshinweise über die Position des Objekts zu geben.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie über Mehrkanal-Ton die Information bezüglich eines erkannten Objekts an den Fahrer des Fahrzeugs akustisch übermittelt einschliesslich der Richtung des Objekts in bezug auf das Fahrzeug. Daher kann der Fahrer sich weiterhin mit erhöhter Aufmerksamkeit der Strasse zuwenden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung bezieht sich darauf, dass die Sensoren solcherart um das Fahrzeug herum angeordnet sind, dass jedes Objekt erkannt werden kann, das sich an gleich welcher Stelle um das Fahrzeug herum befindet. Auch kann ein größtmögliches Ausmass an Objektinformation erkannt werden. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Lautsprecheranlage vorzugsweise Teil der Fahrzeug- Radioanlage ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Die folgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung stellt keine Einschränkung der Erfindung auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel dar, sondern dient dem Fachmann auf dem Gebiet der Objekterkennungssysteme eher dazu, die Erfindung zu ersinnen und anzuwenden.
  • Wie Fig. 1 zeigt wird das im allgemeinen mit Bezugszeichen 20 dargestellte Objekterkennungssystem in einem Fahrzeug 22 dazu verwandt, einen Fahrer 24 des Fahrzeugs 22 akustisch darüber zu benachrichtigen, dass ein Objekt 26 im Abstand vom Fahrzeug 22 entdeckt worden ist. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des zum Gebrauch in einem Fahrzeug 22 bestimmten Objekterkennungssystems 20 weist eine Sensoranordnung 28 auf, die aussen am Fahrzeug 22 angebracht ist, einen Rechner 30, und eine Lautsprecheranlage 32, die sich im Innern des Fahrzeugs 22 befindet. Die Sensoranordnung 28 erfasst ein Objekt 26 im Abstand vom Fahrzeug 22 und erzeugt bei Erkennung des Objekts 26 ein Signal. Der Rechner 30 empfängt das Signal der Sensoranordnung, verarbeitet das Signal und überträgt das verarbeitete Signal an die Lautsprecheranlage 32. Die Lautsprecheranlage 32 empfängt das verarbeitete Signal vom Rechner 30 und überträgt es akustisch mittels Mehrkanal- Ton.
  • Vorzugsweise verfügt die Sensoranordnung 28 über mindestens vier Sensoren 28(a), 28(b), 28(c), 28(d). Weiterhin hat das Fahrzeug 22 im allgemeinen vier Seiten, eine Vorderseite 34(a), eine linke Seite 34(b), eine rechte Seite 34(c), und eine Rückseite 34(d). Mindestens ein Sensor 28 befindet sich auf jeder der vier Seiten 34 des Fahrzeugs 22. Zum Beispiel ist ein erster Sensor 28(a) auf der Vorderseite 34(a) des Fahrzeugs 22 angeordnet, ein zweiter Sensor 28(b) auf der linken Seite 34(b) des Fahrzeugs 22, ein dritter Sensor 28(c) auf der rechten Seite 34(c) des Fahrzeugs 22, und ein vierter Sensor 28(d) auf der Rückseite 34(d) des Fahrzeugs 22. Obwohl die Verwendung von vier Sensoren gezeigt wird, ist es selbstverständlich möglich, im Rahmen der Erfindung jede Anzahl von Sensoren und zahlreiche Sensorkonfigurationen zu verwenden.
  • Auch können verschiedene Typen von Sensoren in der Sensoranordnung 28 verwandt werden, einschliesslich (aber nicht beschränkt auf) akustische Ultraschall-Sensoren, Radarsensoren und Infrarotsensoren. Die Sensoren 28 erfassen eine Vielzahl von Informationen in bezug auf Objekt 26 inklusive der Richtung des Objekts 26 in bezug auf das Fahrzeug 22. Die Sensoren 28 können ebenso in der Lage sein, den Abstand des Objekts 26 vom Fahrzeug 22 und/oder die Grösse des Objekts 26 zu erfassen.
  • Das Signal der Sensoranordnung beinhaltet alle Informationen von jedem Sensor 28. Das Signal der Sensoranordnung wird zur Verarbeitung zum Rechner 30 gesandt. Sobald der Rechner 30 das Signal der Sensoranordnung erhält, werden alle Daten verarbeitet, um die verschiedenen Merkmale des erfassten Objekts 26 einschliesslich seiner Richtung bezüglich des Fahrzeugs zu bestimmen.
  • Das Fahrzeug 22 verfügt vorzugsweise über eine Radioanlage. Die Lautsprecheranlage 32 ist bevorzugt Teil der Radioanlage des Fahrzeugs. Weiterhin hat die Radioanlage mindestens zwei, doch vorzugsweise vier Lautsprecher 32(a), 32(b), 32(c), 32(d). Der Zweck der Lautsprecher 32 ist es, die Richtung des Objekts 26 in bezug auf das Fahrzeug 22 akustisch zu übertragen. Wenn das Fahrzeug 22 am Objekt 26 vorbeifährt, ändert sich der Lautsprecher 32, der das akustische Signal überträgt, so, dass das akustische Signal in erster Linie durch den dem Objekt 26 nächstgelegenen Lautsprecher 32 übermittelt wird. Mit anderen Worten weist die Lautsprecheranlage Lautsprecher auf, die um den Fahrer herum verteilt angeordnet sind, und die Richtungskomponente zum akustischen Signal wird durch ein "Klangbild" geschaffen.
  • Die Lautsprecheranlage 32 überträgt ein akustisches Signal, das in Abhängigkeit des Abstands des Objekts 26 vom Fahrzeug 22 variiert. Vorzugsweise variiert die Frequenz des durch die Lautsprecheranlage 32 übertragenen akustischen Signals in Abhängigkeit vom Abstand des Objekts 26 vom Fahrzeug 22. In dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das bei Erkennen eines Objekts 26 durch die Lautsprecheranlage 32 übertragene akustische Signal ein Piepton. Je näher sich das Objekt 26 zum Fahrzeug 22 hin befindet, desto mehr Pieptöne pro Zeitraum werden daher durch die Lautsprecheranlage 32 übertragen.
  • Die Lautsprecheranlage 32 überträgt auch ein akustisches Signal, das in Abhängigkeit von der Grösse des Objekts 26 variiert. Der Klang des durch die Lautsprecheranlage 32 übertragenen akustischen Signals ändert sich vorzugsweise je nach der Grösse des Objekts 26. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Klang des über die Lautsprecheranlage 32 übertragenen akustischen Signals tiefer je grösser das erfasste Objekt 26 wird. Mit anderen Worten wird ein akustisches Signal mit tieferem Klang für grosse Objekte übertragen, und ein akustisches Signal mit höherem Klang wird für kleine Objekte übertragen.
  • Fig. 2 stellt das Verfahren zum Erkennen eines vom Fahrzeug beabstandeten Objekts dar. Das im allgemeinen im Kästchen 120 gezeigte Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Ein im Abstand vom Fahrzeug liegendes Objekt wird erfasst, wie im Kästchen 122 dargestellt. Im Kästchen 124 werden Daten bezüglich des Objekts ermittelt. Es wird ermittelt, ob die Daten bezüglich des Objekts bestimmte Kriterien erfüllen (Kästchen 126). Falls bestimmte Kriterien nicht erfüllt sind, fährt das System damit fort, Objekte fern des Fahrzeugs zu erkennen. Falls bestimmte Kriterien erfüllt sind, fährt das System damit fort, erfasste Objektdaten über Mehrkanal-Ton mittels der Radioanlage des Fahrzeugs akustisch zu übertragen, wie in Kästchen 128 dargestellt. Das ausgegebene akustische Signal wird im Kästchen 130 moduliert, um dem Fahrer einen Richtungshinweis zur Lage des Objekts zu geben. Die erfassten Objektdaten können auch den Abstand des Objekts vom Fahrzeug und/oder die Grösse des Objekts beinhalten.
  • Das Objekterkennungssystem kann entweder zur Fahrerunterstützung oder als Sicherheitsvorrichtung Verwendung finden. Als Fahrerunterstützung wird das akustische Warnsignal, wenn die Radioanlage des Fahrzeugs eingeschaltet ist und ein Objekt erfasst wird, die Radioanlage nicht übertönen. Mit anderen Worten wird die Radioanlage des Fahrzeugs weiterhin in Funktion sein, und das akustische Warnsignal wird auch übertragen. Als Sicherheitsvorrichtung wird das akustische Warnsignal, wenn die Radioanlage des Fahrzeugs eingeschaltet ist und ein Objekt erfasst wird, die Radioanlage übertönen. Mit anderen Worten wird sich die Radioanlage ausstellen, so dass der Fahrer nur das akustische Warnsignal der Erkennung hören wird.
  • Weiterhin kann das Objekterkennungssystem der Erfindung im Zusammenhang mit anderen Sicherheitsvorkehrungen im Fahrzeug angewandt werden. Beispielsweise könnte ein Anti- Blockiersystem durch das genannte System aktiviert werden.
  • Ein Fachmann auf dem Gebiet von Objekterkennungssystemen wird aus der obigen detaillierten Beschreibung und aus den Figuren und Ansprüchen erkennen, dass Änderungen an dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich sind, ohne vom in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (18)

1. Objekterkennungssystem für eine Fahrzeug mit
einer Sensoranordnung zur Erkennung eines vom Fahrzeug entfernten Objekts und zum Erfassen der Richtung des Objekts in bezug auf das Fahrzeug, wobei die Sensoranordnung bei Erkennen des Objekts ein Signal generiert;
einer innerhalb des Fahrzeugs angeordneten Lautsprecheranlage; und
einem Rechner zum Empfang eines Signals der Sensoranordnung und Erzeugen eines Ansteuersignals für die Lautsprecheranlage, das durch die Richtung des Objekts moduliert wird und von der Lautsprecheranlage so ausgegeben wird, dass es dem Fahrer des Fahrzeugs akustische Hinweise über die Richtung des Objekts gibt.
2. Objekterkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Fahrzeug-Radioanlage aufweist und die Lautsprecheranlage Teil der Radioanlage ist.
3. Objekterkennungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung ausserhalb des Fahrzeugs angeordnet ist und über mindestens vier Sensoren verfügt, wobei das Fahrzeug eine Vorderseite mit mindestens einem der mindestens vier Sensoren, eine linke Seite mit mindestens einem der mindestens vier Sensoren, eine rechte Seite mit mindestens einem der mindestens vier Sensoren und eine Rückseite mit mindestens einem der mindestens vier Sensoren aufweist.
4. Objekterkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung den Abstand des Objekts vom Fahrzeug erfasst.
5. Objekterkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranlage in Abhängigkeit vom Abstand des Objekts vom Fahrzeug ein akustisches Signal überträgt.
6. Objekterkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des durch die Lautsprecheranlage übertragenen akustischen Signals in Abhängigkeit vom Abstand des Objekts vom Fahrzeug variiert.
7. Objekterkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung die Grösse des Objekts erfasst.
8. Objekterkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranlage ein akustisches Signal überträgt, das in Abhängigkeit von der Grösse des Objekts variiert.
9. Objekterkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klang des durch die Lautsprecheranlage übertragenen akustischen Signals in Abhängigkeit von der Grösse des Objekts variiert.
10. Objekterkennungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranlage mindestens vier Lautsprecher umfasst.
11. Objekterkennungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranlage vornehmlich akustische Signale von einem der mindestens vier Lautsprecher überträgt, der zum Objekt am nächsten gelegen ist.
12. Objekterkennungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorbeifahrt des Fahrzeugs am Objekt sich der Lautsprecher, der das Tonsignal überträgt, so ändert, dass das Tonsignal vornehmlich von dem Lautsprecher übertragen wird, der zum Objekt am nächsten gelegen ist.
13. Objekterkennungssystem zur Verwendung in einem Fahrzeug, um einen Fahrzeugführer über ein vom Fahrzeug entferntes Objekt in Kenntnis zu setzen, wobei das Objekterkennungssystem folgendes umfasst:
eine Sensoranordnung zum Erkennen eines vom Fahrzeug beabstandeten Objekts, zum Erfassen der Richtung des Objekts in bezug auf das Fahrzeug und zum Generieren eines Signals bei Erkennen des Objekts;
einen Rechner zum Empfang eines Signals der Sensoranordnung, zum Verarbeiten des Signals der Sensoranordnung und zur Übermittlung eines verarbeiteten Signals der Sensoranordnung; und
mindestens zwei Lautsprecher, die innerhalb des Fahrzeugs und voneinander getrennt angeordnet sind und die das verarbeitete Signal der Sensoranordnung empfangen und das verarbeitete Signal der Sensoranordnung akustisch übertragen, indem sie akustische Signale so übermitteln, dass der Fahrer akustische Hinweise über die Richtung des Objekts erhält.
14. Objekterkennungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung auch den Abstand des Objekts in bezug auf das Fahrzeug erfasst, und dass die mindestens zwei Lautsprecher akustische Signale so übermitteln, dass der Fahrer akustische Hinweise über den Abstand des Objekts vom Fahrzeug erhält.
15. Objekterkennungssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung auch die Grösse des Objekts erfasst, und dass die mindestens zwei Lautsprecher akustische Signale so übermitteln, dass der Fahrer akustische Hinweise über die Grösse des Objekts erhält.
16. Verfahren zur Erkennung eines von einem Fahrzeug beabstandeten Objekts, das folgende Merkmale umfasst:
A) Erkennen eines Objekts im Abstand von einem Fahrzeug;
B) Ermitteln von Informationen bezüglich des Objekts;
C) Bestimmen, ob die Informationen bezüglich des Objekts bestimmte Kriterien erfüllt;
D) Übertragen von akustischen Signalen über Radio- Mehrkanal zur akustischen Übermittlung der Objektinformation über eine Radioanlage im Fahrzeug, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind; und
E) Modulieren der ausgegebenen akustischen Signale, um dem Fahrer Richtungshinweise über die Position des Objekts zu geben.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Information bezüglich des Objekts auch den Abstand des Objekts in bezug auf das Fahrzeug beinhaltet.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Information bezüglich des Objekts auch die Grösse des Objekts beinhaltet.
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JP (1) JP4278401B2 (de)
DE (1) DE10306885A1 (de)

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