DE4242635A1 - Verfahren zur Erkennung von Hindernissen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von
Hindernis sen im Bereich einer Fahrbahn, die von einem
Fahrzeug befahren wird, bei dem berührungslos mittels
eines Senders und eines Signalreflexionen detektieren
den Empfängers das Hindernis geortet wird, insbesondere
unter Verwendung von Schallwellen oder elektro
magnetischen Wellen.
Ein derartiges Verfahren wird insbesondere verwendet,
um bei fahrerlosen Fahrzeugen, die sich auf öffent
lichen Straßen oder Werksstraßen bewegen, einen gefahr
losen Betrieb auch dann zu ermöglichen, wenn auf den
betreffenden Straßen auch andere Verkehrsteilnehmer
anzutreffen sind.
Nach dem Stand der Technik bekannte
Erkennungsverfahren sind meist sehr aufwendig zu
realisieren, da als Ergebnis der Durchführung des Ver
fahrens sowohl Informationen über die Entfernung eines
Hindernisses zum Fahrzeug als auch über die Höhen- und
Seitenlage des Hindernisse bezüglich der Fahrtrasse
gefordert werden. Es muß somit eine dreidimensionale
Auswertung des reflektierten Signalanteiles erfolgen.
Unabhängig von der Art der ausgesendeten Wellen, bei
spielsweise Ultraschall und elektromagnetische Wellen,
ist eine komplexe Signalauswertung erforderlich. Zur
Durchführung dieser komplexen Signalauswertung sind
entweder aufwendige Vorrichtungen erforderlich, oder
die aufzubringende Auswertungszeit nimmt ein erheb
liches Ausmaß an.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein
Verfahren der einleitend genannten Art derart zu ver
bessern, daß der erforderliche Auswertungsaufwand redu
ziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Sender und der Empfänger mit voneinander ab
weichenden örtlichen Sende- und Empfangsbereichen aus
gestattet werden und daß ein Schnittgebiet der Sende-
und Empfangsbereiche derart durch eine Ausrichtung von
Sender und Empfänger dimensioniert wird, daß innerhalb
des Schnittgebietes ausschließlich eine Auslösung eines
Bremsvorganges hervorruf ende Hindernisse detektiert
werden und eine Detektion von Hindernissen, die die
Fahrt des Fahrzeuges nicht behindern, im wesentlichen
unterdrückt wird.
Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, den Detek
tionsbereich derart zu gestalten, daß nur Hindernisse
innerhalb der Fahrtrasse und in einer Entfernung vom
Fahrzeug detektiert werden, die eine Auslösung eines
Bremsvorganges erforderlich machen.
Insbesondere ist es zur Ermöglichung einer einfachen
zeitlichen Auswertung möglich, vom Empfänger impuls
förmige Signale abzustrahlen. Diese werden vom
Empfänger nur dann empfangen, wenn eine Reflexion durch
ein Hindernis im Bereich der Fahrbahn erfolgt. Durch
die kontinuierliche Verschiebung des Sende- und
Empfangsbereiches bei einer Vorwärtsbewegung des Fahr
zeuges ist es möglich, den Sender und den Empfänger in
einer festen Einbauposition anzuordnen.
Zur Ermöglichung einer optimalen Ausnutzung der
Empfindlichkeit des Empfängers wird vorgeschlagen, daß
daß die Empfangscharakteristik des Empfängers mit einer
Begrenzung im wesentlichen entlang mindestens einer
Trassenbegrenzung verläuft.
Eine einfache Auswertung der empfangenen Signale wird
dadurch ermöglicht, daß vom Sender gepulste Signale
generiert werden und vom Empfänger zur Durchführung
einer Auswertung die Laufzeit der reflektierten Signale
gemessen wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird
dadurch bereitgestellt, daß zur Erkennung von Hinder
nissen im Bereich einer Fahrbahn, die von einem Fahr
zeug befahren wird, die mindestens einen Sender und
mindestens einen Signalreflexionen detektierenden
Empfänger aufweist, der Sender im Bereich einer Front
des Fahrzeuges seitlich angeordnet ist und eine in die
Fahrbahn hineinstrahlende Sendekeule aufweist und daß
der Sender derart ausgerichtet ist, daß eine seitliche
Trassenbegrenzung der Fahrbahn im wesentlichen mit
einer seitlichen Begrenzung der Sendekeulen
zusammenfällt und daß der Empfänger auf einer dem
Sender abgewandten Seite der Front des Fahrzeuges
angeordnet ist und mit einer Empfangscharakteristik die
Fahrbahn derart überstreicht, daß eine seitliche
Trassenbegrenzung der Fahrbahn mit einer seitlichen
Begrenzung der Empfangskeule zusammenfällt.
Die Ortungssicherheit in einem Bereich, in dem be
sonders häufig Hindernisse anzutreffen sind, wird
dadurch erhöht, daß der Sender im Bereich einer Seite
des Fahrzeuges bodennah angeordnet ist und daß die
Sendekeule die Oberfläche der Fahrbahn auf der Sender
seite des Fahrzeuges im wesentlichen tangiert und daß
der Empfänger auf der dem Sender entgegengesetzten
Seite des Fahrzeuges bodennah angeordnet ist und die
Empfangskeule die Oberfläche der Fahrbahn und die
Trassenbegrenzung der Fahrbahn auf der Empfängerseite
tangiert.
Eine Verbesserung der Ausnutzung der Energieabstrahlung
des Senders erfolgt dadurch, daß der Sender eine Sende
keule aufweist, die im Bereich mindestens eines seit
lichen Verlaufes im wesentlichen gradlinig ausgebildet
ist.
Eine zusätzliche Verbesserung kann dadurch erfolgen,
daß mindestens eine der Keulen eine Richtcharakteristik
aufweist, die mit zwei etwa rechtwinklig zueinander
verlaufenden und im wesentlichen gradlinig gestalteten
Begrenzungen versehen ist.
Zur Verbesserung der Betriebssicherheit auch bei einem
Ausfall von Komponenten wird vorgeschlagen, daß im
Bereich des Fahrzeuges mindestens zwei Sender angeord
net sind, die relativ zur Fahrbahn seitlich angeordnet
sind und die jeweils korrespondierenden Empfänger in
einem entgegengesetzten Bereich des Fahrzeuges seitlich
angeordnet sind und daß die Sender zur Koordinierung
eines Senderbetriebes mit zeitlich nacheinander gene
rierten Signalen mit einer Steuerung verbunden sind und
die jeweils zugeordneten Empfänger zur Detektion der
zugehörigen Reflexionen ausgerichtet sind.
Insbesondere für eine Verwendung außerhalb von Gebäuden
wird vorgeschlagen, daß der Sender elektromagnetische
Wellen generiert, die eine Wellenlänge in einem Bereich
von Millimetern bis Zentimetern aufweisen. Es können
hierbei sowohl gepulste Signale als auch
frequenzmodulierte Dauersignale verwendet werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin
dung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein im Bereich einer
Fahrtrasse angeordnetes Fahrzeug mit sich
überschneidenden Sende- und Empfangskeulen,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrzeuges gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 eine Frontansicht eines Fahrzeuges, das
jeweils mit Paaren von Sendern und Empfängern
ausgestattet ist,
Fig. 4 eine Frontansicht eines Fahrzeuges mit diago
naler Anordnung von Sender und Empfänger und
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Sende- und Empfangs
einheit mit spezieller Sende- und Empfangs
charakteristik.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeug (1) angegeben, das sich im
Bereich einer Fahrbahn (9) befindet, die von Trassen
begrenzungen (2, 32) definiert ist. Die Fahrbahn (2)
weist eine Trassenbreite (3) sowie eine Trassenhöhe (4)
auf. Im Bereich von Seiten des Fahrzeuges sind ein
Sender (5) und ein Empfänger (6) angebracht. Sowohl der
Sender (5) als auch der Empfänger (6) liegen nahe an
den jeweiligen äußeren Begrenzungen des Fahrzeuges (1).
Eine Sendekeule (7) des Senders (5), die einen Sende
bereich definiert, ist derart ausgerichtet, daß ihre
Begrenzung etwa mit der seitlichen Begrenzung (2) der
Fahrbahn (9) zusammenfällt. Eine Empfangskeule (8) des
Empfängers (6), die einen Empfangsbereich definiert ist
derart ausgerichtet, daß sie mit der seitlichen Begren
zung (32) der Fahrbahn (9) zusammenfällt. Sowohl der
Sender (5) als auch der Empfänger (6) sind zusätzlich
derart ausgerichtet, daß ihre Keulen (7, 8) die Fahrbahn
(9) in etwa tangieren. Diese Anordnung bewirkt, daß ein
Hindernis (10) nur dann zur einer Reflexion führt, wenn
das Hindernis sowohl im Bereich der Sendekeule (7) als
auch im Bereich der Empfangskeule (8) liegt. Dies führt
dazu, daß Hindernisse (11, 12), die eine Vorwärts
bewegung des Fahrzeuges (1) nicht behindern, nicht
detektiert werden, da sie entweder nicht im Bereich der
Sendekeule (7) oder nicht im Bereich der Empfangskeule
(8) liegen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Über
schneidung der jeweiligen Keulen (7, 8) durch eine
schräge Anordnung von Sender (5) und Empfänger (6)
relativ zur Vorwärtsbewegungsrichtung erreicht. Zur
Berücksichtigung, daß Sender (5) und Empfänger (6) in
der Regel in der Nähe der Fahrbahn (9) angeordnet sind,
erfolgt gleichfalls eine relativ zur Horizontalen nach
oben geneigte Ausrichtung, wie dies in Fig. 2 darge
stellt ist.
In Fig. 3 ist eine Frontansicht eines fahrerlosen Fahr
zeuges (1) dargestellt. Der Sender (5) ist hier als ein
Paar von Sendern (13, 14) und der Empfänger (6) ist als
ein Paar von Empfängern (15, 16) ausgebildet. Die Sender
(13, 14) und die Empfänger (15, 16) sind an einem Sicher
heitskörper (17) angeordnet. Ein derartiger Sicher
heitskörper (17) ist auch in Fig. 2 dargestellt. Der
Sicherheitskörper (17) steht mit einer Fahrzeuglenkung
(18) in Verbindung. Aufgrund dieser Verbindung ist es
möglich, die rage der jeweiligen Richtcharakteristik
bei einer Kurvenfahrt an die Krümmung der Trassenbe
grenzungen (2, 32) anzupassen. Die Sender (13, 14) und
die Empfänger (15, 16) sind so ausgerichtet, daß die
Richtcharakteristiken mit ihren jeweiligen Mittellinien
in einer Entfernung (19) vor dem Fahrzeug (1) in etwa
mit einer Mitte (20) aller vier Fahrtrassenbegrenzungen
zusammenfallen. In Fig. 3 ist ein Kreis (21) einge
tragen, der sich aus dem Schnitt (A, B) gemäß Fig. 2
ergibt. Die Verbindung von je zwei Sende- und Empfangs
einheiten ermöglicht es, das System zur Hindernis
erkennung redundant aufzubauen.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform angegeben, bei der
der Sender (5) als eine Sendeeinheit (22) ausgebildet
ist, die in einer unteren Ecke der Fahrzeugfront
montiert ist. Der Empfänger (6) ist als eine Empfangs
einheit (23) ausgebildet, die in der entgegengesetzten
oberen Ecke montiert ist. Die Sende- und Empfangs
charakteristiken sind auch hier wiederum auf eine Mitte
(24) der durch die Trassenbegrenzungen (2, 32)
definierten Fahrbahn (9) ausgerichtet.
Eine spezielle Sende- und Empfangscharakteristik ist
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 vorgesehen. Es
sind hier Begrenzungen (25, 30) und Begrenzungen (26, 31)
realisiert, die von der Sende- und Empfangseinheit (27)
kommend geradlinig und rechtwinklig zueinander ver
laufen. Eine weitere Begrenzung (28, 29) der Sende- und
Empfangscharakteristik kann frei gewählt werden. In der
Sendeeinheit (27) ist der Sender (5) und in einer
analog aufgebauten Empfangseinheit ist der Empfänger
(6) repräsentiert. Durch eine derartige Realisierung
der Sende- und Empfangscharakteristik ist es möglich,
mit nur einem Sender (5) und einem Empfänger (6) einen
sowohl bezüglich seiner Höhe als auch bezüglich seiner
Seitenausdehnung begrenzten Erkennungsbereich zu
realisieren, der der vorgegebenen Fahrtrasse
entspricht.
Claims (10)
1. Verfahren zur Erkennung von Hindernissen im Bereich
einer Fahrbahn, die von einem Fahrzeug befahren
wird, bei dem berührungslos mittels eines Senders
und eines Signalreflexionen detektierenden
Empfängers das Hindernis geortet wird, insbesondere
unter Verwendung von Schallwellen oder elektro
magnetischen Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sender (5) und der Empfänger (6) mit von einan
der abweichenden örtlichen Sende- und Empfangsbe
reichen ausgestattet werden und daß ein Schnittge
biet der Sende- und Empfangsbereiche derart durch
eine Ausrichtung von Sender (5) und Empfänger (6)
dimensioniert wird, daß innerhalb des Schnittge
bietes ausschließlich eine Auslösung eines Brems
vorganges hervorruf ende Hindernisse detektiert
werden und eine Detektion von Hindernissen (11, 12),
die die Fahrt des Fahrzeuges (1) nicht behindern,
im wesentlichen unterdrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Empfangscharakteristik des Empfängers (6)
mit einer Begrenzung im wesentlichen entlang minde
stens einer Trassenbegrenzung (2, 32) verläuft.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß vom Sender (5) gepulste Signale
generiert werden und vom Empfänger (6) zur Durch
führung einer Auswertung die Kaufzeit der reflek
tierten Signale gemessen wird.
4. Vorrichtung zur Erkennung von Hindernissen im Be
reich einer Fahrbahn, die von einem Fahrzeug be
fahren wird, die mindestens einen Sender und min
destens einen Signalreflexionen detektierenden
Empfänger aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (5) im Bereich einer Front des Fahrzeuges
(1) seitlich angeordnet ist und eine in die Fahr
bahn hineinstrahlende Sendekeule (7) aufweist und
daß der Sender (5) derart ausgerichtet ist, daß
eine seitliche Trassenbegrenzung (2, 32) der Fahr
bahn im wesentlichen mit einer seitlichen Be
grenzung der Sendekeulen (7) zusammenfällt und daß
der Empfänger (6) auf einer dem Sender (5) abge
wandten Seite der Front des Fahrzeuges (1) ange
ordnet ist und mit einer Empfangscharakteristik die
Fahrbahn derart überstreicht, daß eine seitliche
Begrenzung der Fahrbahn mit einer seitlichen
Trassenbegrenzung (2, 32) der Empfangskeule (8)
zusammenfällt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sender (5) im Bereich einer Seite
des Fahrzeuges bodennah angeordnet ist und daß die
Sendekeule (7) die Oberfläche der Fahrbahn (9) auf
der Senderseite des Fahrzeuges (1) im wesentlichen
tangiert und daß der Empfänger (6) auf der dem
Sender (5) entgegengesetzten Seite des Fahrzeuges
(1) bodennah angeordnet ist und die Empfangskeule
(8) die Oberfläche der Fahrbahn (9) und die
Trassenbegrenzung (2, 32) der Fahrbahn (9) auf der
Empfängerseite tangiert.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Sender (5) eine
Sendekeule (7) aufweist, die im Bereich mindestens
eines seitlichen Verlaufes im wesentlichen grad
linig ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Empfänger (6) eine
Empfangskeule (8) aufweist, die im Bereich
mindestens einer ihrer seitlichen Begrenzungen
einen gradlinigen Verlauf aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der
Keulen (7, 8) eine Richtcharakteristik aufweist, die
mit zwei etwa rechtwinklig zueinander verlaufenden
und im wesentlichen gradlinig gestalteten Begren
zungen versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß im Bereich des Fahrzeuges
(1) mindestens zwei Sender (5) angeordnet sind, die
relativ zur Fahrbahn (9) seitlich angeordnet sind
und die jeweils korrespondierenden Empfänger (6) in
einem entgegengesetzten Bereich des Fahrzeuges (1)
seitlich angeordnet sind und daß die Sender (5) zur
Koordinierung eines Senderbetriebes mit zeitlich
nacheinander generierten Signalen mit einer Steue
rung verbunden sind und die jeweils zugeordneten
Empfänger (6) zur Detektion der zugehörigen
Reflexionen ausgerichtet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß der Sender (5) elektro
magnetische Wellen generiert, die eine Wellenlänge
in einem Bereich von Millimetern bis Zentimetern
aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4242635A DE4242635A1 (de) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Verfahren zur Erkennung von Hindernissen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4242635A DE4242635A1 (de) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Verfahren zur Erkennung von Hindernissen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4242635A1 true DE4242635A1 (de) | 1994-06-23 |
Family
ID=6475544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4242635A Withdrawn DE4242635A1 (de) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Verfahren zur Erkennung von Hindernissen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4242635A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005081200A2 (de) * | 2004-02-17 | 2005-09-01 | Daimlerchrysler Ag | Erfassungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug |
US7515090B2 (en) * | 2004-12-20 | 2009-04-07 | Balluff Gmbh | High-frequency position/path sensor for detecting the approach of an object and method for detecting the approach of an object |
-
1992
- 1992-12-17 DE DE4242635A patent/DE4242635A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005081200A2 (de) * | 2004-02-17 | 2005-09-01 | Daimlerchrysler Ag | Erfassungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug |
WO2005081200A3 (de) * | 2004-02-17 | 2005-11-10 | Daimler Chrysler Ag | Erfassungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug |
US7515090B2 (en) * | 2004-12-20 | 2009-04-07 | Balluff Gmbh | High-frequency position/path sensor for detecting the approach of an object and method for detecting the approach of an object |
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