EP3374792A1 - Verfahren zum kalibrieren eines sensors eines kraftfahrzeugs zur winkelmessung, recheneinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum kalibrieren eines sensors eines kraftfahrzeugs zur winkelmessung, recheneinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug

Info

Publication number
EP3374792A1
EP3374792A1 EP16784902.5A EP16784902A EP3374792A1 EP 3374792 A1 EP3374792 A1 EP 3374792A1 EP 16784902 A EP16784902 A EP 16784902A EP 3374792 A1 EP3374792 A1 EP 3374792A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
determined
motor vehicle
angle
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16784902.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dheeraj SUDHAKAR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3374792A1 publication Critical patent/EP3374792A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
    • G01S13/4454—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing phase comparisons monopulse, i.e. comparing the echo signals received by an interferometric antenna arrangement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4026—Antenna boresight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4026—Antenna boresight
    • G01S7/403—Antenna boresight in azimuth, i.e. in the horizontal plane
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • G01S7/4082—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using externally generated reference signals, e.g. via remote reflector or transponder
    • G01S7/4091—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using externally generated reference signals, e.g. via remote reflector or transponder during normal radar operation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9323—Alternative operation using light waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93272—Sensor installation details in the back of the vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93274—Sensor installation details on the side of the vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method for calibrating a sensor of a motor vehicle, wherein while the motor vehicle is moved relative to an object, by means of a computing device of two receiving devices of the sensor continuously receiving signal is received, which is a sent by the sensor and the object Reflected sensor signal describes, based on a phase difference of the received signals, a measuring angle between the sensor and the object is determined and based on the received signals continuously a relative position between the sensor and the object is determined.
  • the present invention relates to a computing device for a driver assistance system of a motor vehicle.
  • the present invention relates to a driver assistance system having at least one sensor and such a computing device.
  • the present invention relates to a motor vehicle with such a driver assistance system.
  • the driver assistance system usually comprises a plurality of sensors, which can be arranged distributed to the motor vehicle, for example. These sensors or distance sensors can emit, for example, a sensor signal, which then from an object or an obstacle in the
  • Ambient area of the motor vehicle is reflected and returned to the sensor. Based on the transit time between the emission of the sensor signal and the reception of the sensor signal reflected by the object or the echo of the sensor signal, the distance between the motor vehicle and the object can then be determined.
  • sensors may be, for example, ultrasonic sensors, laser scanners, lidar sensors or radar sensors.
  • the interest is directed in the present case in particular to radar sensors for motor vehicles. These radar sensors are operated, for example, at a frequency of about 24 GHz or about 79 GHz.
  • the radar sensors generally serve to detect an object in an environmental region of the motor vehicle.
  • the radar sensors may be part of different driver assistance systems that assist the driver in driving the motor vehicle.
  • Radar sensors on the one hand measure the distance between the object and the motor vehicle.
  • the radar sensors also measure the relative speed to the object.
  • the radar sensors also measure one Measuring angle or a so-called target angle, ie an angle between an imaginary connecting line to the object and a reference line, such as the vehicle longitudinal axis.
  • Radar sensors are usually placed behind the bumper, for example in the respective corners of the bumper.
  • the radar sensor For detecting the target object, the radar sensor emits a sensor signal in the form of an electromagnetic wave. This sensor signal is then reflected at the object to be detected and is again received by the radar sensor as an echo.
  • the interest is in particular the so-called frequency modulation continuous wave radar sensors, which are also referred to as Frequency Modulated Continuous Wave Radar or as FMCW radar.
  • the sensor signal usually comprises a sequence of frequency-modulated
  • Chipsignals which are sent out in turn.
  • the reflected transmission signal is first mixed down into the baseband and then scanned by means of an analog-to-digital converter. Thus, a series of samples may be provided. These samples of the
  • Receive signal are then by means of an electronic computing device
  • This computing device which includes, for example, a digital signal processor, is integrated in particular in the radar sensor.
  • a relatively wide azimuthal angular range is detected, which may be for example 150 °.
  • Radar sensor thus has a relatively large azimuthal detection angle, so that the field of view or the detection range of the radar sensor in the azimuth direction
  • This azimuthal detection area can be subdivided into smaller partial areas, which are irradiated in sequence by means of the radar sensor.
  • the main lobe of the transmitting antenna is pivoted electronically in the azimuth direction, for example according to the phase array principle.
  • DE 10 2004 046 873 A1 describes a radar sensor and an associated method for distance and speed control of a motor vehicle.
  • a temporal change of a reflection point of the radar radiation is determined on the object and a classification of the detected object as a function of the time change of the reflection point determined.
  • Object position prediction used In particular, the change in the reflection point over a predetermined period of time is detected. This makes it possible by object migrations, which are temporally changeable, to be able to close on the size of the object.
  • DE 10 2012 224 499 A1 describes a method for recognizing a space of a sidereal strip using an ultrasonic wave sensor, a radar and an imaging device.
  • the method in particular fixed objects, such as crash barriers, and moving objects under
  • Using a Doppler effect of the radar can be identified. For example, it can be checked if a distance between a fixed object and the
  • Vehicle is constant for a preset time or longer.
  • the fixed object can then be determined as a guardrail.
  • DE 10 2013 209 530 A1 describes a method for determining an evaluation misalignment angle of a radar sensor of a vehicle. For this purpose, evaluation angles of radar locations with respect to a coordinate system of the
  • a radar sensor is determined, in each case based on radar returns, which are obtained with at least two evaluation in the different direction antenna characteristics, an evaluation angle of a Radarortung is determined.
  • the radar returns which are obtained with at least two evaluation in the different direction antenna characteristics.
  • Evaluation misalignment angle determined based on a frequency distribution of the evaluation angles of at least some of the radar locations.
  • This object is achieved by a method by a
  • An inventive method is used to calibrate a sensor of a
  • a receiving signal is continuously received by means of a computing device from two receiving devices of the sensor, which describes a sensor signal emitted by the sensor and reflected by the object.
  • a measuring angle between the Sensor and the object determined.
  • a relative position between the motor vehicle and the object is determined continuously based on the received signals.
  • a reference time is determined by means of the computing device, to which the relative position of a predetermined reference position corresponds, for which a reference angle between the sensor and the object is known. Further, the measurement angle is determined for the reference time, and the sensor is determined by comparing the measurement angle with the reference time
  • the present method relates to the calibration of a sensor, which can be carried out in particular during the movement of the motor vehicle.
  • the sensor is a sensor with which objects in an environmental region of the motor vehicle can be detected. With the sensor, a distance between the motor vehicle and the object can be determined. In addition, a measuring angle between the motor vehicle and the object can be determined with the sensor.
  • the sensor may be, for example, a radar sensor, a lidar sensor or a laser scanner.
  • the sensor While the motor vehicle is being moved relative to the object, several chronologically successive measuring cycles can be performed with the sensor. For each of the measuring cycles, a sensor signal can be transmitted with a corresponding transmitter unit of the sensor. This sensor signal is then reflected by the object and returned to the sensor.
  • the sensor comprises at least two receiving devices, with each of which a received signal can be provided. It is provided in particular that the at least two
  • Receiving devices have a known distance from each other. Based on the phase difference between the received signals, which are provided with the receiving devices, then the measuring angle between the motor vehicle
  • the measuring angle between the sensor and the object can be determined according to the monopulse method. Alternatively, it may be provided that the so-called digital
  • Beamforming is used to determine the measurement angle. It can be a
  • Coordinate system are given in relation to the sensor or the motor vehicle, relative to which the measuring angle between the sensor and the object is determined.
  • a relative position between the sensor and the object is determined on the basis of the received signals.
  • the distance between the sensor and the object can be determined in the several chronologically successive measuring cycles.
  • the distance between the sensor and the object can are determined based on the duration of the emitted sensor signal with the sensor.
  • the received signals which are provided with the receiving devices of the sensor, are transmitted to a computing device for further processing.
  • This computing device can be formed for example by an electronic control unit of the motor vehicle. By means of the computing device then the received signals can be evaluated accordingly. With the computing device, both the measuring angle between the sensor and the object and the relative position between the sensor and the object can be determined.
  • Reference time is determined at which the relative position between the sensor and the object corresponds to a predetermined reference position.
  • the distance or the relative position between the sensor and the object can be determined for each of the measuring cycles by means of the computing device.
  • the reference time occurs at which the sensor and the object have a predetermined reference position to each other.
  • a reference angle between the sensor and the object is known.
  • the measuring angle is determined for this reference time.
  • the measuring angle is, as explained above, determined on the basis of the phase difference of the received signals.
  • the measurement angle determined at the reference time and the known reference angle can be compared with each other. Depending on the comparison of the measuring angle with the reference angle, the sensor can then be calibrated.
  • the sensor is arranged concealed behind a bumper of the motor vehicle. This is especially true in the case where the sensor is designed as a radar sensor. In this case, the shape of the bumper, the paint and the material of the bumper can have an influence on the angle measurement.
  • Motor vehicle be corrected. It can also be provided that the motor vehicle is moved past the object and in this case the temporally successive
  • Measuring cycles are performed.
  • the received signals determined in the measuring cycles can subsequently be evaluated.
  • the method can be a systematic Angular error, which is for example due to systematic inaccuracies of the sensor itself and / or due to tolerances in the installation of the sensor can be determined.
  • the sensor can be reliably calibrated after installation in the motor vehicle.
  • the reference position is predetermined such that an imaginary
  • Vehicle longitudinal axis of the motor vehicle is arranged.
  • the sensor may be a radar sensor. This can be arranged, for example, on a side rear area of the motor vehicle.
  • Computing device can also have a shell mounting position or a
  • Solleinbauposition be deposited the sensor.
  • the desired installation position may describe the orientation of the sensor to a reference point of the motor vehicle.
  • the detection range of the sensor can be stored in the computing device.
  • the detection area particularly describes the area in which objects can be detected with the sensor.
  • the detection range may be predetermined with respect to an azimuthal angular range.
  • the reference position is predetermined such that a direct connection between the sensor and the object is arranged substantially perpendicular to the vehicle longitudinal axis.
  • the reference position is determined such that it corresponds to the situation in which the object is located directly next to the sensor.
  • Such a reference position can be easily and reliably determined by means of the computing device on the basis of the received signals, which provide information about the distance between the sensor and the object.
  • a plurality of distance values which respectively describe the distance between the sensor and the object, are determined as a function of time for determining the reference time point on the basis of the received signals.
  • time-sequential measuring cycles can be carried out with the sensor. For each of the measuring cycles can then with the
  • Calculating a distance value are determined, which describes the distance between the sensor and the object. This can be determined on the basis of the transit time between the emission of the sensor signal and the reception of the sensor signal reflected by the object. Thus, depending on the time, the relative position between the sensor and the object can be determined. Thus, it can be determined whether the motor vehicle is moving towards the object or whether the
  • a first distance value is determined for determining the reference time, which corresponds to a minimum distance value of the plurality of distance values. The time at which this minimum distance value is reached is then considered to be the reference time. If, for example, the object is static, ie does not move, and the motor vehicle is moved relative to the object, in this case the distance between the sensor and the object first decreases. Having the shortest distance between the sensor and the object
  • the distance between the sensor and the object increases again. This is reflected in the time course of the distance values as a function of time.
  • the time course of the distance values as a function of time initially has a falling course, then a minimum and then a rising course. Thus it can be determined in a simple manner on the basis of the distance values when the reference position is reached.
  • a faulty installation position of the sensor is determined and the sensor is calibrated on the basis of the determined faulty installation position.
  • the measurement angle, which is determined at the reference time, and the known reference angle can be compared with each other.
  • the faulty mounting position can be determined with respect to an azimuthal angular range. If the sensor has a faulty mounting position, this affects all angle measurements in the entire detection range. This can be done at the
  • Calibration of the sensor are taken into account. For this purpose, for example, an offset or a correction value can be determined for the respectively determined measured value. In this way, the measuring angle between the sensor and the object can be determined particularly precisely.
  • a desired angle between the sensor and the object is determined based on the reference angle at least one further time, the target angle is compared with the measurement angle for the at least one further time and the sensor is based on the comparison of the desired angle with the
  • Calibration angle calibrated for the at least one further time may, for example, be later than the reference time.
  • a desired angle between the sensor and the object is determined.
  • the target angle can be determined in particular as a function of the reference angle.
  • For the rest of the time is also based on the received signals
  • the sensor can be calibrated accordingly.
  • a setpoint is determined and the respective measurement angle is determined for the times.
  • Calibration of the sensor can be performed.
  • the times may be selected such that the calibration is performed for different angles within the detection range. It can thus be ensured that the sensor delivers an accurate measurement over the entire detection range, in particular the entire azimuthal detection range.
  • the first distance value which describes the distance between the sensor and the object at the reference time
  • a second distance value which describes the distance between the sensor and the object at the further time
  • the desired angle can be determined on the basis of a right-angled triangle.
  • the first distance value corresponds to the Ankathete and the second distance value corresponds to the
  • the target angle can be determined easily.
  • a distance value which describes a path covered by the motor vehicle between the reference time and the further time is determined. Furthermore, it is advantageous if the distance covered by the motor vehicle is determined by means of odometry. Based on the geometric relationship, the target angle can then be determined based on the first distance value and the second distance value. In other words, the
  • odometry data For this purpose, during the movement of the motor vehicle between the reference time and the other Time the revolutions of at least one wheel are detected with a corresponding sensor. In addition, a current steering angle and / or rate of rotation of the motor vehicle can be determined to determine the direction of travel. These data can be made available to the computing device. Thus, it can determine the movement of the motor vehicle and thus the distance value on the basis of the sensor data by means of odometry.
  • the measuring angle is determined from the received signals on the basis of a predetermined phase curve, and the phase curve is corrected for calibrating the sensor.
  • the two receiving devices of the sensor have a predetermined distance from each other. From the sensor signal reflected from the object, respective components pass to the two
  • Calibration for each vehicle and the respective sensor can be performed precisely. If the motor vehicle has multiple sensors, the calibration for each of the sensors can be performed separately.
  • the object to which the motor vehicle is moved is a stationary object or a moving object.
  • the object that is detected by the sensor can be a stationary object, ie a non-moving object.
  • the object may, for example, be an object which is arranged on the edge of a road on which the motor vehicle is moved.
  • the object may be part of a guardrail.
  • the measurement with the sensor can also be carried out with respect to a predetermined reflection point of the object.
  • the object can also be a moving object.
  • a driver assistance system according to the invention comprises a distance sensor, in particular a radar sensor, and the computing device according to the invention. It can also be provided that the driver assistance system comprises a plurality of distance sensors or radar sensors distributed to the
  • the driver assistance system can be designed, for example, for blind spot monitoring, collision warning or the like.
  • the driver assistance system can also be designed as a lane change assistant.
  • a motor vehicle according to the invention comprises an inventive
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a motor vehicle according to a
  • Embodiment of the present invention which is a Driver assistance system comprising a plurality of radar sensors;
  • Fig. 2 is a schematic representation of a radar sensor with two
  • Fig. 3 is a phase curve for determining a measuring angle between the
  • FIG. 5 shows a distance value, which describes the distance between the radar sensor and the object, as a function of time
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention in a plan view.
  • the motor vehicle 1 is formed in the present embodiment as a passenger car.
  • the motor vehicle 1 comprises a
  • Driver assistance system 2 which may be designed, for example, as Abstandsregeltempomat, blind spot assistant, lane departure warning and / or lane change assistant.
  • the driver assistance system 2 comprises at least one sensor 3, with which at least one object 8 can be detected in a surrounding area 4 of the motor vehicle 1.
  • the driver assistance system 2 comprises four sensors 3, which are each designed as radar sensors. With the radar sensors, a sensor signal in the form of electromagnetic radiation can be emitted, which is reflected by the object 8. The reflected electromagnetic radiation returns as an echo signal back to the respective sensor 3 or radar sensor. Based on the running time, a distance between the sensor 3 and the object 8 can be determined.
  • two radar sensors are arranged in a front region 5 and two radar sensors are arranged in a rear region 6 of the motor vehicle 1.
  • the sensors 3 or the radar sensors for example, can be arranged concealed behind a bumper of the motor vehicle 1.
  • an azimuthal angular range ⁇ can be detected in the horizontal direction, which can lie in a range between 150 ° and 180 °.
  • This azimuthal angular range ⁇ is shown by way of example for the rear-right sensor 3.
  • the radar sensors can detect objects 8 up to a distance of 80 to 100 m.
  • the driver assistance system 2 includes a computing device 7, for example, by a computer, a digital signal processor, a
  • Microprocessor or the like may be formed.
  • the computing device 7 may be formed in particular by an electronic control unit of the motor vehicle 1.
  • the computing device 7 is connected to the sensors 3 for data transmission.
  • Computing device 7 are transmitted.
  • the computing device 7 can then evaluate the sensor data accordingly.
  • the computing device 7 can receive data from further sensors which describe the current speed and / or the current steering angle of the motor vehicle 1.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of one of the sensors 3 in a sectional view.
  • the sensor 3 has a first receiving device 9 and a second receiving device 9 '.
  • Each of the receiving devices 9 comprises a corresponding antenna 10.
  • the centers of the antennas 10 have a known distance d to each other.
  • the two receiving devices 9, 9 ' form, in particular, the two receiving channels of the sensor 3. With the antennas 10, respective portions of the sensor signal reflected by the object 8 can be received. These are illustrated here by the arrows 1 1. With the respective
  • Receiving devices 9, 9 ' in each case a received signal can be provided, which describes the respective proportion of the reflected sensor signal.
  • the first received signal which is provided with the first receiving device 9
  • the second received signal which is provided with the second receiving device 9 '
  • a phase difference ⁇ to each other.
  • the distance d between the receiving means 9, 9 'and the wavelength of the reflected sensor signal a measuring angle ⁇ between the sensor 3 and the object 8 can then be determined.
  • a phase curve 12 is stored in the computing device 7.
  • the measuring angle ⁇ between the sensor 3 and the object 8 can according to the Monopulse method can be determined. Alternatively, it may be provided that the so-called digital beamforming is used to determine the measurement angle ⁇ .
  • phase curve 12 is shown by way of example in FIG. 3.
  • This phase curve 12 can be stored in the computing device 7.
  • the diagram shown there shows the assignment of the determined phase angle ⁇ to the corresponding measurement angle a.
  • the phase curve 12 is shown wound up.
  • the phase curve 12 can be determined from an unwound phase curve having a positive slope.
  • an ideal phase curve 12 may first be deposited, which, for example, has no ripple.
  • FIG. 4 shows the motor vehicle 1 according to FIG. 1, which is moved relative to the object 8.
  • the object 8 is presently a stationary object 8, which therefore does not move.
  • the motor vehicle 1 is moved along the arrow 13.
  • Moving the motor vehicle 1 is the object 8 with the sensor 3, in particular the sensor 3, which is arranged in the right rear area 6 of the motor vehicle 1
  • a predetermined reflection point on an object 8 can also be detected by means of the sensor 3.
  • a so-called tracking function can be provided, by means of which the reflection point can be tracked or tracked as a function of time t.
  • the motor vehicle 1 and the object 8 are in a predetermined reference position to each other.
  • This reference position is defined such that an imaginary connecting line 14 between the sensor 3 and the object 8 is arranged perpendicular to a vehicle longitudinal axis 15.
  • the distance value a which describes the distance between the sensor 3 and the object 8 is determined continuously by means of the computing device 7 in the temporally successive measuring cycles.
  • the point in time at which the motor vehicle 1 and the object 8 have the predetermined reference position relative to each other is referred to as
  • Reference time tO called. 5 shows a diagram which describes the course of the distance value a as a function of the time t.
  • the case is considered in which the motor vehicle 1 is initially moved toward the object 8 and then moves away from the object 8 again.
  • the profile of the distance value a decreases as a function of the time t.
  • the course in a region 17 has a minimum. This minimum corresponds to a first distance value a1 at which the motor vehicle 1 and the object 8 have the reference position relative to each other.
  • a further area 18 results in an increasing course.
  • the course of the distance values a as a function of the time t is substantially parabolic. This results from the fact that the sensor 3 is first moved toward the object 8, and then removed again from this.
  • a reference angle ⁇ between the sensor 3 and the object 8 is known.
  • This reference angle ⁇ can be compared with the measuring angle a, which was determined on the basis of the phase difference ⁇ . If the measuring angle ⁇ and the
  • the sensor 3 can be calibrated.
  • the phase curve 12 can be adjusted accordingly.
  • FIG. 6 shows the motor vehicle 1 according to FIG. 4 at a further time t1
  • a desired angle ⁇ between the sensor 3 and the object 8 is determined.
  • a second distance value a2 is determined, which describes the distance between the sensor 3 and the object 8 at the further time t1.
  • the first distance value a1 which was determined at the reference time tO, is used.
  • the desired angle ⁇ can be determined by means of the computing device 7 on the basis of the geometric relationships between the first distance value a1 and the second distance value a2.
  • the target angle ⁇ can be determined by the following formula:
  • a distance value x can be determined, which describes the path traveled by the motor vehicle 1 between the reference time t0 and the further time t1.
  • This route value x can in particular by means odometry be determined.
  • the measuring angle ⁇ can also be determined. Again, the measurement angle, which was determined at the further time t1, be compared with the desired angle ⁇ . If there is a difference, the
  • Phase curve 12 are corrected accordingly.
  • the method can be carried out for a plurality of times in order to be able to correct the phase curve 12 accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors (3) eines Kraftfahrzeug (1), bei welchem während das Kraftfahrzeugs (1) relativ zu einem Objekt (8) bewegt wird, mittels einer Recheneinrichtung (7) von zwei Empfangseinrichtungen (9, 9') des Sensors (3) fortlaufend jeweils ein Empfangssignal empfangen wird, welches ein von dem Sensor (3) ausgesendetes und von dem Objekt (8) reflektiertes Sensorsignal beschreibt, anhand einer Phasendifferenz (∆φ) der Empfangssignale ein Messwinkel (α) zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) bestimmt wird und anhand der Empfangssignale fortlaufend eine relative Lage zwischen dem Sensor (3) und Objekt (8) bestimmt wird, wobei mittels der Recheneinrichtung (7) ein Referenzzeitpunkt (t0) bestimmt wird, an welchem die relative Lage einer vorbestimmten Referenzlage, für welche ein Referenzwinkel (β) zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) bekannt ist, entspricht, der Messwinkel (α) für den Referenzzeitpunkt (t0) bestimmt wird und der Sensor (3) anhand eines Vergleichs des Messwinkels (α) für den Referenzzeitpunkt (t0) mit dem Referenzwinkel (β) kalibriert wird.

Description

Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors eines Kraftfahrzeugs zur Winkelmessung, Recheneinrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem während das Kraftfahrzeug relativ zu einem Objekt bewegt wird, mittels einer Recheneinrichtung von zwei Empfangseinrichtungen des Sensors fortlaufend jeweils ein Empfangssignal empfangen wird, welches ein von dem Sensor ausgesendetes und von dem Objekt reflektiertes Sensorsignal beschreibt, anhand einer Phasendifferenz der Empfangssignale einen Messwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt wird und anhand der Empfangssignale fortlaufend eine relative Lage zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einem Sensor und einer derartigen Recheneinrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, mit denen ein Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden kann. Zu diesem Zweck umfasst das Fahrerassistenzsystem üblicherweise eine Mehrzahl von Sensoren, die beispielsweise verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein können. Diese Sensoren beziehungsweise Abstandssensoren können beispielsweise ein Sensorsignal aussenden, welches dann von einem Objekt beziehungsweise einem Hindernis in dem
Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektiert wird und wieder zu dem Sensor gelangt. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sensorsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Sensorsignals beziehungsweise des Echos des Sensorsignals kann dann der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. Derartige Sensoren können beispielsweise Ultraschallsensoren, Laserscanner, Lidar-Sensoren oder Radarsensoren sein.
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Radarsensoren für Kraftfahrzeuge. Diese Radarsensoren werden beispielsweise bei einer Frequenz von ca. 24 GHz oder ca. 79 GHz betrieben. Die Radarsensoren dienen im Allgemeinen zur Detektion eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs. Die Radarsensoren können Teil von unterschiedlichen Fahrerassistenzsystemen sein, die den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützen. Radarsensoren messen einerseits den Abstand zwischen dem Objekt und dem Kraftfahrzeug. Andererseits messen die Radarsensoren auch die Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt. Ferner messen die Radarsensoren auch einen Messwinkel beziehungsweise einen sogenannten Zielwinkel, also einen Winkel zwischen einer gedachten Verbindungslinie zu dem Objekt und einer Referenzlinie, etwa der Fahrzeuglängsachse.
Radarsensoren werden üblicherweise hinter dem Stoßfänger platziert, beispielsweise in den jeweiligen Eckbereichen des Stoßfängers. Zur Detektion des Zielobjekts sendet der Radarsensor ein Sensorsignal in Form einer elektromagnetischen Welle aus. Dieses Sensorsignal wird dann an dem zu detektierenden Objekt reflektiert und wird wieder von dem Radarsensor als Echo empfangen. Vorliegend gilt das Interesse insbesondere den sogenannten Frequenzmodulations-Dauerstrich-Radarsensoren, die auch als Frequency Modulated Continous Wave Radar oder als FMCW-Radar bezeichnet werden. Dabei umfasst das Sensorsignal üblicherweise eine Sequenz von frequenzmodulierten
Chipsignalen, welche der Reihe nach ausgesendet werden. Zum Erhalten eines
Empfangssignals wird das reflektierte Sendesignal dabei zunächst in das Basisband herabgemischt und anschließend mittels eines Analog-Digital-Wandlers abgetastet. Somit kann eine Reihe von Abtastwerten bereitgestellt werden. Diese Abtastwerte des
Empfangssignals werden dann mittels einer elektronischen Recheneinrichtung
verarbeitet. Diese Recheneinrichtung, die beispielsweise einen digitalen Signalprozessor umfasst, ist insbesondere in den Radarsensor integriert.
Mit dem Radarsensor wird üblicherweise in horizontaler Richtung ein relativ breiter azimutaler Winkelbereich erfasst, der beispielsweise 150°betragen kann. Der
Radarsensor weist also einen relativ großen azimutalen Erfassungswinkel auf, so dass das Sichtfeld bzw. der Erfassungsbereich des Radarsensors in Azimutrichtung
entsprechend breit ist. Dieser azimutale Erfassungsbereich kann in kleinere Teilbereiche unterteilt sein, welche der Reihe nach mittels des Radarsensors bestrahlt werden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise die Hauptkeule der Sendeantenne elektronisch in Azimutrichtung verschwenkt, beispielsweise nach dem Phase-Array-Prinzip.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 10 2004 046 873 A1 einen Radarsensor und ein zugehöriges Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird eine zeitliche Veränderung eines Reflexionspunkts der Radarstrahlung auf dem Objekt ermittelt und eine Klassifikation des detektierten Objekts in Abhängigkeit der zeitlichen Veränderung des Reflexionspunkts ermittelt. Diese
Objektklassifikation wird vorteilhafterweise auch wieder zur genaueren
Objektpositionsvorhersage genutzt. Dabei wird insbesondere die Veränderung des Reflexionspunkts über einen vorbestimmten Zeitraum erfasst. Hierdurch ist es möglich, durch Objektwanderungen, die zeitlich veränderlich sind, auf die Größe des Objekts schließen zu können.
Ferner ist in der DE 10 2012 224 499 A1 ein Verfahren zum Erkennen eines Raums eines Seitenstreifens unter Verwendung eines Ultraschallwellensensors, eines Radars und einer Abbildungsvorrichtung beschrieben. Mit dem Verfahren sollen insbesondere feststehende Objekte, beispielsweise Leitplanken, und bewegliche Objekte unter
Verwendung eines Dopplereffekts des Radars identifiziert werden. Beispielsweise kann überprüft werden, ob ein Abstand zwischen einem feststehenden Objekt und dem
Fahrzeug für eine voreingestellte Zeit oder länger konstant ist. In diesem Fall kann dann das feststehende Objekt als Leitplanke bestimmt werden.
Zudem beschreibt die DE 10 2013 209 530 A1 ein Verfahren zur Bestimmung eines Evaluations-Dejustagewinkels eines Radarsensors eines Fahrzeugs. Hierzu werden Evaluationswinkel von Radarortungen in Bezug auf ein Koordinatensystem des
Radarsensors bestimmt, wobei jeweils basierend auf Radarechos, die mit wenigstens zwei in Evaluationsrichtung sich unterscheidenden Antennencharakteristiken erhalten werden, ein Evaluationswinkel einer Radarortung bestimmt wird. Zudem wird der
Evaluations-Dejustagewinkel auf Basis einer Häufigkeitsverteilung der Evaluationswinkel von zumindest einigen der Radarortungen bestimmt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Sensor für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Radarsensor, einfacher und zuverlässiger kalibriert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine
Recheneinrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der
Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Kalibrieren eines Sensors eines
Kraftfahrzeugs. Hierbei wird während das Kraftfahrzeug relativ zu einem Objekt bewegt wird, mittels einer Recheneinrichtung von zwei Empfangseinrichtungen des Sensors fortlaufend jeweils ein Empfangssignal empfangen, welches ein von dem Sensor ausgesendetes und von dem Objekt reflektiertes Sensorsignal beschreibt. Zudem wird anhand einer Phasendifferenz der Empfangssignale ein Messwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt. Ferner wird anhand der Empfangssignale fortlaufend eine relative Lage zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass mittels der Recheneinrichtung ein Referenzzeitpunkt bestimmt wird, zu welchem die relative Lage einer vorbestimmten Referenzlage entspricht, für welche ein Referenzwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt bekannt ist. Ferner wird der Messwinkel für den Referenzzeitpunkt bestimmt und der Sensor wird anhand eines Vergleichs des Messwinkels zu dem Referenzzeitpunkt mit dem
Referenzwinkel kalibriert.
Das vorliegende Verfahren betrifft das Kalibrieren eines Sensors, welches insbesondere während der Bewegung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann. Bei dem Sensor handelt es sich um einen Sensor, mit dem Objekte in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Mit dem Sensor kann ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. Zudem kann mit dem Sensor ein Messwinkel zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. Der Sensor kann beispielsweise ein Radarsensor, ein Lidar-Sensor oder ein Laserscanner sein.
Während das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird, können mit dem Sensor mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden. Bei jedem der Messzyklen kann mit einer entsprechenden Sendeeinheit des Sensors ein Sensorsignal ausgesendet werden. Dieses Sensorsignal wird dann von dem Objekt reflektiert und gelangt wieder zu dem Sensor zurück. Vorliegend umfasst der Sensor zumindest zwei Empfangseinrichtungen, mit denen jeweils ein Empfangssignal bereitgestellt werden kann. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die zumindest zwei
Empfangseinrichtungen einen bekannten Abstand zueinander aufweisen. Anhand der Phasendifferenz zwischen den Empfangssignalen, die mit den Empfangseinrichtungen bereitgestellt werden, kann dann der Messwinkel zwischen dem Kraftfahrzeug
beziehungsweise dem Sensor und dem Objekt bestimmt werden. Der Messwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt kann gemäß dem Monopulsverfahren bestimmt werden. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass das sogenannte digitale
Beamforming verwendet wird, um den Messwinkel zu bestimmen. Dabei kann ein
Koordinatensystem in Bezug auf den Sensor oder das Kraftfahrzeug vorgegeben werden, relativ zu dem der Messwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt wird.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass anhand der Empfangssignale eine relative Lage zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt wird. Hierzu kann in den mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils der Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt werden. Der Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt kann dabei anhand der Laufzeit des mit dem Sensor ausgesendeten Sensorsignals bestimmt werden. Die Empfangssignale, die mit den Empfangseinrichtungen des Sensors bereitgestellt werden, werden zur weiteren Verarbeitung an eine Recheneinrichtung übertragen. Diese Recheneinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs gebildet sein. Mittels der Recheneinrichtung können dann die Empfangssignale entsprechend ausgewertet werden. Mit der Recheneinrichtung kann sowohl der Messwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt als auch die relative Lage zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt werden.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass mittels der Recheneinrichtung ein
Referenzzeitpunkt bestimmt wird, an welchem die relative Lage zwischen dem Sensor und dem Objekt einer vorbestimmten Referenzlage entspricht. Hierzu kann die
Recheneinrichtung die Empfangssignale, die in den zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen bestimmt wurden, entsprechend auswerten. Insbesondere kann mittels der Recheneinrichtung für jeden der Messzyklen der Abstand beziehungsweise die relative Lage zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt werden. Somit kann überprüft werden, wann der Referenzzeitpunkt eintritt, an dem der Sensor und das Objekt eine vorbestimmte Referenzlage zueinander aufweisen. Für diese vorbestimmte Referenzlage ist ein Referenzwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt bekannt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass für diesen Referenzzeitpunkt der Messwinkel bestimmt wird. Der Messwinkel wird, wie zuvor erläutert, anhand der Phasendifferenz der Empfangssignale bestimmt. Somit können der Messwinkel, der an dem Referenzzeitpunkt bestimmt wurde und der bekannte Referenzwinkel miteinander verglichen werden. In Abhängigkeit von dem Vergleich des Messwinkels mit dem Referenzwinkel kann dann der Sensor kalibriert werden. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich bei der Messung und insbesondere der Winkelmessung zwischen dem Sensor und dem Objekt, Fehler ergeben können, die beispielsweise durch Montagetoleranzen begründet sind. Ferner können diese durch die Eigenschaften des Fahrzeugs begründet sein. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Sensor verdeckt hinter einem Stoßfänger des Kraftfahrzeug angeordnet ist. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Sensor als Radarsensor ausgebildet ist. In diesem Fall können die Formgebung des Stoßfängers, der Lack und das Material des Stoßfängers einen Einfluss auf die Winkelmessung haben. Diese Toleranzen können vorliegend im eingebauten Zustand des Sensors und während der Fahrt des
Kraftfahrzeugs korrigiert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug an dem Objekt vorbeibewegt wird und hierbei die zeitlich aufeinanderfolgenden
Messzyklen durchgeführt werden. Die in den Messzyklen bestimmten Empfangssignale können anschließend ausgewertet werden. Mit dem Verfahren kann ein systematischer Winkelfehler, welcher beispielsweise durch systematische Ungenauigkeiten des Sensor selbst und/oder durch Toleranzen beim Einbau des Sensors begründet ist, bestimmt werden. Damit kann der Sensor nach dem Einbau in das Kraftfahrzeug zuverlässig kalibriert werden.
Bevorzugt wird die Referenzlage derart vorbestimmt, dass eine gedachte
Verbindungslinie zwischen dem Sensor und dem Objekt senkrecht zu einer
Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem Sensor um einen Radarsensor handeln. Dieser kann beispielsweise an einem seitlichen Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. In der
Recheneinrichtung können zudem eine Solleinbaulage beziehungsweise eine
Solleinbauposition des Sensors hinterlegt sein. Die Solleinbaulage kann insbesondere die Ausrichtung des Sensors zu einem Referenzpunkt des Kraftfahrzeugs beschreiben. Darüber hinaus kann in der Recheneinrichtung der Erfassungsbereich des Sensors hinterlegt sein. Der Erfassungsbereich beschreibt insbesondere den Bereich, in dem mit dem Sensor Objekte erkannt werden können. Insbesondere kann der Erfassungsbereich in Bezug auf einen azimutalen Winkelbereich vorgegeben sein. Vorliegend wird die Referenzlage derart vorbestimmt, dass eine direkte Verbindung zwischen dem Sensor und dem Objekt im Wesentlichen senkrecht zu der Fahrzeuglängsachse angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die Referenzlage derart bestimmt, dass diese der Lage entspricht, bei der sich das Objekt direkt neben dem Sensor befindet. Eine derartige Referenzlage kann mittels der Recheneinrichtung anhand der Empfangssignale, welche eine Auskunft über den Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt liefern, einfach und zuverlässig bestimmt werden.
In einer Ausführungsform wird zum Bestimmen des Referenzzeitpunkts anhand der Empfangssignale eine Mehrzahl von Abstandswerten, welche jeweils den Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt beschreiben, in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt. Wie bereits erläutert, können mit dem Sensor zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden. Für jeden der Messzyklen kann dann mit der
Recheneinrichtung ein Abstandswert bestimmt werden, welcher den Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt beschreibt. Dieser kann anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Sensorsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Sensorsignals bestimmt werden. Somit kann in Abhängigkeit von der Zeit die relative Lage zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt werden. Somit kann ermittelt werden, ob sich das Kraftfahrzeug auf das Objekt zubewegt oder ob sich das
Kraftfahrzeug von dem Objekt wegbewegt. Zudem kann bestimmt werden, ob das Kraftfahrzeug aktuell die vorbestimmte Referenzlage erreicht hat. Der Zeitpunkt, an dem das Kraftfahrzeug die Referenzlage erreicht hat, kann dann als der Referenzzeitpunkt ausgegeben werden, zu welchem auch der Messwinkel bestimmt wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird zum Bestimmen des Referenzzeitpunkts ein erster Abstandswert bestimmt, welcher einem minimalen Abstandswert der Mehrzahl von Abstandswerten entspricht. Der Zeitpunkt, an dem dieser minimale Abstandswert erreicht wird, wird dann als der Referenzzeitpunkt betrachtet. Wenn das Objekt beispielsweise statisch ist, sich also nicht bewegt, und das Kraftfahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird, nimmt in diesem Fall der Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt zunächst ab. Nachdem die kürzeste Entfernung zwischen dem Sensor und dem Objekt
beziehungsweise der minimale Abstandswert erreicht wurde, nimmt der Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt wieder zu. Dies spiegelt sich in dem zeitlichen Verlauf der Abstandswerte in Abhängigkeit von der Zeit wider. Der zeitliche Verlauf der Abstandswerte in Abhängigkeit von der Zeit weist zunächst einen fallenden Verlauf, anschließend ein Minimum und dann einen steigenden Verlauf auf. Somit kann auf einfache Weise anhand der Abstandswerte bestimmt werden, wann die Referenzlage erreicht ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn anhand des Vergleichs des Messwinkels für den Referenzzeitpunkt mit dem Referenzwinkel eine fehlerhafte Einbaulage des Sensors bestimmt wird und der Sensor anhand der bestimmten, fehlerhaften Einbaulage kalibriert wird. Vorliegend können also der Messwinkel, der an dem Referenzzeitpunkt bestimmt wird, und der bekannte Referenzwinkel miteinander verglichen werden. Insbesondere kann die fehlerhafte Einbaulage bezüglich eines azimutalen Winkelbereichs bestimmt werden. Wenn der Sensor eine fehlerhafte Einbaulage aufweist, wirkt sich diese auf alle Winkelmessungen in dem gesamten Erfassungsbereich aus. Dies kann bei der
Kalibrierung des Sensors berücksichtigt werden. Hierzu kann beispielsweise zu dem jeweils ermittelten Messwert ein Offset beziehungsweise ein Korrekturwert bestimmt werden. Auf diese Weise kann der Messwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt besonders präzise bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird zu mindestens einem weiteren Zeitpunkt ein Sollwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt anhand des Referenzwinkels bestimmt, der Sollwinkel wird mit dem Messwinkel für den zumindest einen weiteren Zeitpunkt verglichen und der Sensor wird anhand des Vergleichs des Sollwinkels mit dem
Messwinkel für den zumindest einen weiteren Zeitpunkt kalibriert. Der weitere Zeitpunkt kann beispielsweise zeitlich nach dem Referenzzeitpunkt liegen. Für diesen weiteren Zeitpunkt wird ein Sollwinkel zwischen dem Sensor und dem Objekt bestimmt. Dabei kann der Sollwinkel insbesondere in Abhängigkeit von dem Referenzwinkel bestimmt werden. Für den weiteren Zeitpunkt wird zudem anhand der Empfangssignale
beziehungsweise anhand der Phasendifferenz zwischen den Empfangssignalen der Messwinkel bestimmt. Dieser Messwinkel wird dann mit dem Sollwinkel verglichen. Falls ein Unterschied zwischen dem Messwinkel für den Zeitpunkt und dem Sollwinkel vorliegt, kann der Sensor entsprechend kalibriert werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass für eine Mehrzahl von Zeitpunkten jeweils ein Sollwert bestimmt wird und der jeweilige Messwinkel für die Zeitpunkte bestimmt wird. Somit kann eine besonders präzise
Kalibrierung des Sensors durchgeführt werden. Insbesondere können die Zeitpunkte derart gewählt werden, dass die Kalibrierung für unterschiedliche Winkel innerhalb des Erfassungsbereichs durchgeführt wird. Somit kann sichergestellt werden, dass der Sensor über den gesamten Erfassungsbereich, insbesondere den gesamten azimutalen Erfassungsbereich, hinweg eine genaue Messung liefert.
In einer Ausführungsform wird zum Bestimmen des Sollwinkels der erste Abstandswert, welcher den Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt an dem Referenzzeitpunkt beschreibt, und ein zweiter Abstandswert, welcher den Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt an dem weiteren Zeitpunkt beschreibt, bestimmt werden. Hierbei kann zudem bestimmt werden, ob das Objekt statisch ist oder sich beim Bewegen des
Kraftfahrzeugs zwischen dem Referenzzeitpunkt und dem weiteren Zeitpunkt bewegt. Wenn das Objekt statisch ist und das Kraftfahrzeug zwischen dem Referenzzeitpunkt und dem weiteren Zeitpunkt im Wesentlichen parallel zu dem Objekt bewegt wird, kann der Sollwinkel anhand eines rechtwinkligen Dreiecks bestimmt werden. Dabei entspricht der erste Abstandswert der Ankathete und der zweite Abstandswert entspricht der
Hypotenuse des Dreiecks. Somit kann anhand der geometrischen Beziehungen der Sollwinkel auf einfache Weise bestimmt werden.
Vorzugsweise wird zum Bestimmen des Sollwinkels ein Streckenwert, welcher einen mit dem Kraftfahrzeug zwischen dem Referenzzeitpunkt und dem weiteren Zeitpunkt zurückgelegten Weg beschreibt, bestimmt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Weg mittels Odometrie bestimmt wird. Anhand der geometrischen Beziehung kann dann der Sollwinkel anhand des ersten Abstandswerts und des zweiten Abstandswerts bestimmt werden. Mit anderen Worten wird der
Streckenwert anhand von Odometriedaten bestimmt. Zu diesem Zweck können während des Bewegens des Kraftfahrzeugs zwischen dem Referenzzeitpunkt und dem weiteren Zeitpunkt die Umdrehungen zumindest eines Rades mit einem entsprechenden Sensor erfasst werden. Zudem können ein aktueller Lenkwinkel und/oder eine Drehrate des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, um die Fahrtrichtung zu bestimmen. Diese Daten können der Recheneinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Somit kann diese anhand der Sensordaten mittels Odometrie die Bewegung des Kraftfahrzeugs und somit den Streckenwert bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Messwinkel aus den Empfangssignalen anhand einer vorbestimmten Phasenkurve bestimmt und die Phasenkurve wird zum Kalibrieren des Sensors korrigiert. Die beiden Empfangseinrichtungen des Sensors weisen einen vorbestimmten Abstand zueinander auf. Von dem Sensorsignal, das von dem Objekt reflektiert wird, gelangen jeweilige Anteile zu den beiden
Empfangseinrichtungen. Infolge des Abstands zwischen den Empfangseinrichtungen weisen die Anteile des reflektierten Sensorsignals und somit auch die Empfangssignale, die die jeweiligen Anteile des Sensorsignals beschreiben, einen Phasenversatz zueinander auf. Anhand einer entsprechenden Phasenkurve, welche beschreibt, welchem Messwinkel welche Phasendifferenz zugeordnet ist, kann dann der Messwinkel bestimmt werden. Anstatt einer Phasenkurve kann auch eine entsprechende Look-up-Tabelle verwendet werden. Beim Kalibrieren kann dann diese Phasenkurve entsprechend korrigiert werden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass zunächst eine ideale Phasenkurve in der Recheneinrichtung hinterlegt wird. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs kann diese Phasenkurve dann entsprechend korrigiert werden. Somit kann die
Kalibrierung für das jeweilige Fahrzeug und den jeweiligen Sensor präzise durchgeführt werden. Falls das Kraftfahrzeug mehrere Sensoren aufweist, kann die Kalibrierung für jeden der Sensoren separat durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Objekt, zu welchem das Kraftfahrzeug bewegt wird, ein stationäres Objekt oder ein bewegtes Objekt. Das Objekt, das mit dem Sensor erfasst wird, kann ein stationäres, also ein nicht bewegtes Objekt sein. Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um ein Objekt handeln, das am Rand einer Fahrbahn, auf welcher das Kraftfahrzeug bewegt wird, angeordnet ist. Beispielsweise kann das Objekt ein Teil einer Leitplanke sein. Anstelle eines kompletten Objekts kann die Messung mit dem Sensor auch bezüglich eines vorbestimmten Reflexionspunktes des Objekts durchgeführt werden. Bei dem Objekt kann es sich auch um ein bewegtes Objekt handeln. Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem umfasst einen Abstandssensor, insbesondere einen Radarsensor, und die erfindungsgemäße Recheneinrichtung. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem eine Mehrzahl von Abstandssensoren beziehungsweise Radarsensoren umfasst, die verteilt an dem
Kraftfahrzeug angeordnet sind. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise zur Totwinkelüberwachung, zur Kollisionswarnung oder dergleichen ausgebildet sein. Das Fahrerassistenzsystem kann auch als Spurwechselassistent ausgebildet sein.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes
Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das
erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einer Mehrzahl von Radarsensoren umfasst;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Radarsensor mit zwei
Empfangseinrichtungen;
Fig. 3 eine Phasenkurve zum Bestimmen eines Messwinkels zwischen dem
Radarsensor und einem Objekt;
Fig. 4 das Kraftfahrzeug und das Objekt, welche eine vorbestimmte Referenzlage zueinander aufweisen;
Fig. 5 einen Abstandswert, welcher den Abstand zwischen dem Radarsensor und dem Objekt beschreibt, in Abhängigkeit von der Zeit; und
Fig. 6 das Kraftfahrzeug und das Objekt gemäß Fig. 4 zu einem späteren
Zeitpunkt.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein
Fahrerassistenzsystem 2, welches beispielsweise als Abstandsregeltempomat, Totwinkel- Assistent, Spurhalteassistent und/oder Spurwechselassistent ausgebildet sein kann.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest einen Sensor 3, mit dem zumindest ein Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 vier Sensoren 3, die jeweils als Radarsensoren ausgebildet sind. Mit den Radarsensoren kann ein Sensorsignal in Form von elektromagnetischer Strahlung ausgesendet werden, welches von dem Objekt 8 reflektiert wird. Die reflektierte elektromagnetische Strahlung gelangt als Echosignal wieder zu dem jeweiligen Sensor 3 beziehungsweise Radarsensor zurück. Anhand der Laufzeit kann ein Abstand zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Vorliegend sind zwei Radarsensoren in einem Frontbereich 5 und zwei Radarsensoren in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Sensoren 3 beziehungsweise die Radarsensoren können beispielsweise verdeckt hinter einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Mit den jeweiligen Radarsensoren kann in horizontaler Richtung ein azimutaler Winkelbereich α erfasst werden, der in einem Bereich zwischen 150°und 180°liegen kann. Dieser azimutale Winkelbereich δ ist beispielhaft für den hinteren rechten Sensor 3 gezeigt. Die Radarsensoren können Objekte 8 bis zu einer Entfernung von 80 bis 100 m erfasst werden.
Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Recheneinrichtung 7, die beispielsweise durch einen Rechner, einen digitalen Signalprozessor, einen
Mikroprozessor oder dergleichen gebildet sein kann. Die Recheneinrichtung 7 kann insbesondere durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein. Die Recheneinrichtung 7 ist zur Datenübertragung mit den Sensoren 3 verbunden.
Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Somit können die Empfangssignale, die mit den Sensoren 3 erfasst werden und die den Umgebungsbereich 4 beschreiben, von den Sensoren 3 an die
Recheneinrichtung 7 übertragen werden. Die Recheneinrichtung 7 kann dann die Sensordaten entsprechend auswerten. Zudem kann die Recheneinrichtung 7 Daten von weiteren Sensoren empfangen, welche die aktuelle Geschwindigkeit und/oder den aktuellen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 1 beschreiben.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines der Sensoren 3 in einer geschnittenen Ansicht. Vorliegend ist zu erkennen, dass der Sensor 3 eine erste Empfangseinrichtung 9 und eine zweite Empfangseinrichtung 9' aufweist. Jede der Empfangseinrichtungen 9 umfasst eine entsprechende Antenne 10. Die Mittelpunkte der Antennen 10 weisen einen bekannten Abstand d zueinander auf. Die beiden Empfangseinrichtung 9, 9' bilden insbesondere die beiden Empfangskanäle des Sensors 3. Mit den Antennen 10 können jeweilige Anteile des von dem Objekt 8 reflektierten Sensorsignals empfangen werden. Diese sind vorliegend durch die Pfeile 1 1 veranschaulicht. Mit den jeweiligen
Empfangseinrichtungen 9, 9' kann jeweils ein Empfangssignal bereitgestellt werden, welches den jeweiligen Anteil des reflektierten Sensorsignals beschreibt. Dabei weisen das erste Empfangssignal, das mit der ersten Empfangseinrichtung 9 und das zweite Empfangssignal, das mit der zweiten Empfangseinrichtung 9' bereitgestellt wird, eine Phasendifferenz Δφ zueinander auf. Anhand dieser Phasendifferenz Δφ, des Abstands d zwischen den Empfangseinrichtungen 9, 9' und der Wellenlänge des reflektierten Sensorsignals kann dann ein Messwinkel α zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Hierzu ist in der Recheneinrichtung 7 eine Phasenkurve 12 hinterlegt. Der Messwinkel α zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 kann gemäß dem Monopulsverfahren bestimmt werden. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass das sogenannte digitale Beamforming verwendet wird, um den Messwinkel α zu bestimmen.
Eine derartige Phasenkurve 12 ist beispielhaft in Fig. 3 dargestellt. Diese Phasenkurve 12 kann in der Recheneinrichtung 7 hinterlegt sein. Das dort dargestellte Diagramm zeigt die Zuordnung des bestimmten Phasenwinkels Δφ zu dem korrespondierenden Messwinkel a. Vorliegend ist die Phasenkurve 12 aufgewickelt dargestellt. Die Phasenkurve 12 kann anhand einer unaufgewickelten Phasenkurve bestimmt werden, die eine positive Steigung aufweist. In der Recheneinrichtung 7 kann zunächst eine ideale Phasenkurve 12 hinterlegt sein, die beispielsweise keine Welligkeit aufweist.
Fig. 4 zeigt das Kraftfahrzeug 1 gemäß Fig. 1 , das relativ zu dem Objekt 8 bewegt wird. Das Objekt 8 ist vorliegend ein stationäres Objekt 8, welches sich also nicht bewegt. Vorliegend wird das Kraftfahrzeug 1 entlang des Pfeils 13 bewegt. Während des
Bewegens des Kraftfahrzeugs 1 wird mit dem Sensor 3, insbesondere dem Sensor 3, der im rechten Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, das Objekt 8
kontinuierlich erfasst. Hierzu wird mit der Recheneinrichtung 7 fortlaufend ein
Abstandswert a ermittelt, der den Abstand zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 beschreibt. Anstelle des Objekts 8 kann auch ein vorbestimmter Reflexionspunkt auf einem Objekt 8 mithilfe des Sensors 3 erfasst werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise mittels der Recheneinrichtung 7 eine sogenannte Tracking-Funktion bereitgestellt werden, mittels welcher der Reflexionspunkt in Abhängigkeit von der Zeit t verfolgt beziehungsweise getrackt werden kann. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass mit der Recheneinrichtung 7 eine digitale Umgebungskarte bereitgestellt wird, welche den Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 beschreibt. In dieser digitalen Umgebungskarte können dann die Objekte 8, die mit den Sensoren 3 erfasst werden, eingetragen werden.
Bei der Darstellung von Fig. 4 befinden sich das Kraftfahrzeug 1 und das Objekt 8 in einer vorbestimmten Referenzlage zueinander. Diese Referenzlage ist so definiert, dass eine gedachte Verbindungslinie 14 zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 senkrecht zu einer Fahrzeuglängsachse 15 angeordnet ist. Um diese Referenzlage zu bestimmen, wird mittels der Recheneinrichtung 7 in den zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen jeweils der Abstandswert a, der den Abstand zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 beschreibt, fortlaufend bestimmt. Der Zeitpunkt, an dem das Kraftfahrzeug 1 und das Objekt 8 die vorbestimmte Referenzlage zueinander aufweisen, wird als
Referenzzeitpunkt tO bezeichnet. Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches den Verlauf des Abstandswerts a in Abhängigkeit von der Zeit t beschreibt. Vorliegend ist der Fall betrachtet, bei dem das Kraftfahrzeug 1 zunächst auf das Objekt 8 zubewegt wird und sich anschließend von dem Objekt 8 wieder entfernt. In einem ersten Bereich 16 fällt der Verlauf des Abstandswerts a in Abhängigkeit von der Zeit t ab. Zudem weist der Verlauf in einem Bereich 17 ein Minimum auf. Dieses Minimum entspricht einem ersten Abstandswert a1 , bei dem das Kraftfahrzeug 1 und das Objekt 8 die Referenzlage zueinander aufweisen. In einem weiteren Bereich 18 ergibt sich ein steigender Verlauf. Der Verlauf der Abstandswerte a in Abhängigkeit von der Zeit t ist im Wesentlichen parabelförmig. Dies ergibt sich dadurch, dass der Sensor 3 zunächst auf das Objekt 8 zubewegt wird, und anschließend wieder von diesem entfernt wird.
Wenn sich das Kraftfahrzeug 1 und das Objekt 8 in der Referenzlage zueinander befinden, ist ein Referenzwinkel ß zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 bekannt. Dieser Referenzwinkel ß kann mit dem Messwinkel a, der anhand der Phasendifferenz Δφ bestimmt wurde, verglichen werden. Falls sich der Messwinkel α und der
Referenzwinkel ß voneinander unterscheiden, kann der Sensor 3 kalibriert werden. Zu diesem Zweck kann die Phasenkurve 12 entsprechend angepasst werden.
Fig. 6 zeigt das Kraftfahrzeug 1 gemäß Fig. 4 an einem weiteren Zeitpunkt t1
beziehungsweise einem späteren Zeitpunkt. An diesem weiteren Zeitpunkt wurde das Kraftfahrzeug 1 entlang der Richtung des Pfeils 13 weiter an dem Objekt 8 vorbeibewegt. An diesem weiteren Zeitpunkt t1 wird ein Sollwinkel γ zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 bestimmt. Dazu wird ein zweiter Abstandswert a2 bestimmt, der den Abstand zwischen dem Sensor 3 und dem Objekt 8 zu dem weiteren Zeitpunkt t1 beschreibt.
Außerdem wird der erste Abstandswert a1 , der zu dem Referenzzeitpunkt tO bestimmt wurde, herangezogen. Auf diese Weise kann der Sollwinkel γ anhand der geometrischen Zusammenhänge aus dem ersten Abstandswert a1 und dem zweiten Abstandswert a2 mittels der Recheneinrichtung 7 bestimmt werden. Der Sollwinkel γ kann anhand der nachfolgenden Formel bestimmt werden:
Y = cos"1 (a1 /a2).
Alternativ oder zusätzlich kann ein Streckenwert x bestimmt, der den Weg beschreibt, den das Kraftfahrzeug 1 zwischen dem Referenzzeitpunkt tO und dem weiteren Zeitpunkt t1 zurückgelegt hat. Dieser Streckenwert x kann insbesondere mittels Odometrie bestimmt werden. In diesem Fall kann der Sollwinkel γ anhand des ersten Abstandswerts a1 und des Streckwerts x bestimmt werden: γ = tan"1(x/a1 ).
An dem weiteren Zeitpunkt t1 kann ebenfalls der Messwinkel α bestimmt werden. Auch hier kann der Messwinkel, der zu dem weiteren Zeitpunkt t1 bestimmt wurde, mit dem Sollwinkel γ verglichen werden. Falls sich hier ein Unterschied ergibt, kann die
Phasenkurve 12 entsprechend korrigiert werden. Dabei kann das Verfahren für eine Mehrzahl von Zeitpunkten durchgeführt werden, um somit die Phasenkurve 12 entsprechend korrigieren zu können.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors (3) eines Kraftfahrzeugs (1 ), bei welchem während das Kraftfahrzeug (1 ) relativ zu einem Objekt (8) bewegt wird, mittels einer Recheneinrichtung (7) von zwei Empfangseinrichtungen (9, 9') des Sensors (3) fortlaufend jeweils ein Empfangssignal empfangen wird, welches ein von dem Sensor (3) ausgesendetes und von dem Objekt (8) reflektiertes Sensorsignal beschreibt, anhand einer Phasendifferenz (Δφ) der Empfangssignale ein
Messwinkel (a) zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) bestimmt wird und anhand der Empfangssignale fortlaufend eine relative Lage zwischen dem Sensor (3) und Objekt (8) bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der Recheneinrichtung (7) ein Referenzzeitpunkt (tO) bestimmt wird, an welchem die relative Lage einer vorbestimmten Referenzlage, für welche ein Referenzwinkel (ß) zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) bekannt ist, entspricht, der Messwinkel (a) für den Referenzzeitpunkt (tO) bestimmt wird und der Sensor (3) anhand eines Vergleichs des Messwinkels (a) für den Referenzzeitpunkt (tO) mit dem Referenzwinkel (ß) kalibriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Referenzlage derart vorbestimmt wird, dass eine gedachte Verbindungslinie (14) zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) senkrecht zu einer
Fahrzeuglängsachse (15) des Kraftfahrzeugs (1 ) angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Bestimmen des Referenzzeitpunkts (tO) anhand der Empfangssignale eine Mehrzahl von Abstandswerten (a, a1 , a2), welche jeweils den Abstand zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) beschreiben, in Abhängigkeit von der Zeit (t) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Referenzzeitpunkts (tO) ein erster Abstandswert (a1 ) bestimmt wird, welcher einem minimalen Abstandswert der Mehrzahl von Abstandswerten (a, a1 , a2) entspricht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
anhand des Vergleichs des Messwinkels (a) für den Referenzzeitpunkt (tO) mit dem Referenzwinkel (ß) eine fehlerhafte Einbaulage des Sensors (3) bestimmt wird und der Sensor (3) anhand der bestimmten, fehlerhaften Einbaulage kalibriert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für zumindest einen weiteren Zeitpunkt (t1 ) ein Sollwinkel (γ) zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) anhand des Referenzwinkels (ß) bestimmt wird, der Sollwinkel (γ) mit dem Messwinkel (a) für den zumindest einen weiteren Zeitpunkt (t1 ) verglichen wird und der Sensor (3) anhand des Vergleichs des Sollwinkels (γ) mit dem Messwinkel (a) für den zumindest einen weiteren Zeitpunkt (t1 ) kalibriert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Bestimmen des Sollwinkels (γ) der erste Abstandswert (a1 ), welcher den Abstand zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) zu dem Referenzzeitpunkt (tO) beschreibt, und ein zweiter Abstandswert (a2), welcher den Abstand zwischen dem Sensor (3) und dem Objekt (8) an dem weiteren Zeitpunkt (t1 ) beschreibt, bestimmt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Bestimmen des Sollwinkels (γ) ein Streckenwert (x), welcher einen mit dem Kraftfahrzeug (1 ) zwischen dem Referenzzeitpunkt (tO) und dem weiteren Zeitpunkt (t1 ) zurückgelegten Weg beschreibt, bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Messwinkel (a) aus den Empfangssignalen anhand einer vorbestimmten Phasenkurve (12) bestimmt wird und die Phasenkurve (12) zum Kalibrieren des Sensors (3) korrigiert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Objekt (8), zu welchen das Kraftfahrzeug (1 ) relativ bewegt wird, ein stationäres Objekt oder ein bewegtes Objekt ist.
1 1 . Recheneinrichtung (7) für ein Fahrerassistenzsystem (2) eines Kraftfahrzeugs (1 ), welches zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
12. Fahrerassistenzsystem (2) mit zumindest einem Sensor (3), insbesondere einem Radarsensor, und mit einer Recheneinrichtung (7) nach Anspruch 1 1 .
13. Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 12.
EP16784902.5A 2015-11-13 2016-10-21 Verfahren zum kalibrieren eines sensors eines kraftfahrzeugs zur winkelmessung, recheneinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug Withdrawn EP3374792A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015119660.3A DE102015119660A1 (de) 2015-11-13 2015-11-13 Verfahren zum Kalibrieren eines Sensors eines Kraftfahrzeugs zur Winkelmessung, Recheneinrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
PCT/EP2016/075373 WO2017080791A1 (de) 2015-11-13 2016-10-21 Verfahren zum kalibrieren eines sensors eines kraftfahrzeugs zur winkelmessung, recheneinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3374792A1 true EP3374792A1 (de) 2018-09-19

Family

ID=57184459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16784902.5A Withdrawn EP3374792A1 (de) 2015-11-13 2016-10-21 Verfahren zum kalibrieren eines sensors eines kraftfahrzeugs zur winkelmessung, recheneinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10852422B2 (de)
EP (1) EP3374792A1 (de)
KR (1) KR102179784B1 (de)
DE (1) DE102015119660A1 (de)
WO (1) WO2017080791A1 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11370422B2 (en) * 2015-02-12 2022-06-28 Honda Research Institute Europe Gmbh Method and system in a vehicle for improving prediction results of an advantageous driver assistant system
DE102016202112A1 (de) * 2016-02-12 2017-08-17 Robert Bosch Gmbh Radarsensor für Fahrerassistenzsysteme in Kraftfahrzeugen
JP6304777B2 (ja) * 2016-05-17 2018-04-04 本田技研工業株式会社 移動体
DE102017111860A1 (de) * 2017-05-31 2018-12-06 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Kalibrieren eines Radarsensors eines Kraftfahrzeugs während einer Bewegung des Kraftfahrzeugs, Radarsensor, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
US10809355B2 (en) 2017-07-18 2020-10-20 Veoneer Us, Inc. Apparatus and method for detecting alignment of sensor and calibrating antenna pattern response in an automotive detection system
DE102018206535A1 (de) * 2018-04-27 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh Radarsensoreinrichtung
US10948590B2 (en) * 2018-07-26 2021-03-16 GM Global Technology Operations LLC Estimation and compensation of transceiver position offsets in a radar system for targets at unknown positions
JP6970065B2 (ja) * 2018-09-06 2021-11-24 株式会社Soken 物体検出装置
DE102018216705A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Ibeo Automotive Systems GmbH LIDAR-Messsystem sowie Verfahren für ein LIDAR-Messsystem
DE102018133693B3 (de) * 2018-12-28 2020-06-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Kalibrierung der Ausrichtung eines sich bewegenden Objektsensors
EP3761054A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-06 Veoneer Sweden AB Sensorkalibrierung basierend auf erkennungsreihen
KR102656900B1 (ko) * 2019-08-29 2024-04-11 에스케이텔레콤 주식회사 C-v2x 통신 및 wave 통신을 지원하는 차량의 신호 간섭 방지 방법 및 상기 방법을 이용하는 차량 탑재 장치
KR102266155B1 (ko) * 2019-10-02 2021-06-17 (주)카네비컴 360도 주변을 탐지할 수 있는 라이다 시스템
DE102019216399A1 (de) * 2019-10-24 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Fahrzeugsensors
KR102473714B1 (ko) * 2021-05-07 2022-12-06 현대모비스 주식회사 객체를 감지하기 위한 차량 제어 시스템 및 그에 관한 방법
CN117930160B (zh) * 2024-03-21 2024-06-18 福思(杭州)智能科技有限公司 毫米波雷达的角度补偿方法、装置和存储介质及电子设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7061424B2 (en) 2002-01-18 2006-06-13 Hitachi, Ltd. Radar device
JP4895484B2 (ja) 2004-06-28 2012-03-14 富士通テン株式会社 車載用レーダ装置の軸ずれ量演算方法及び車載用レーダ軸ずれ判定方法
DE102004046873A1 (de) 2004-09-28 2006-04-13 Robert Bosch Gmbh Radarsensor und Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung
JP4790045B2 (ja) 2009-05-19 2011-10-12 本田技研工業株式会社 レーダの軸ずれを判定する装置
DE102009024064A1 (de) * 2009-06-05 2010-12-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Fahrerassistenzeinrichtung zum Bestimmen eines Zielwinkels eines einrichtungsexternen Objektes und Verfahren zum Korrigieren einer Zielwinkel-Parameter-Kennlinie
DE102012018012A1 (de) 2012-09-12 2014-05-15 Lucas Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Umfeldbeobachtungssystems für ein Kraftfahrzeug
KR101927155B1 (ko) 2012-10-19 2018-12-10 현대자동차 주식회사 도로 갓길의 공간 인지 방법 및 시스템
DE102013203574A1 (de) * 2013-03-01 2014-09-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zur Kompensation von Winkelmessfehlern
DE102013209530A1 (de) 2013-05-23 2014-11-27 Robert Bosch Gmbh Bestimmung eines elevations-dejustagewinkels eines radarsensors eines kraftfahrzeugs
JP6432221B2 (ja) * 2014-01-15 2018-12-05 パナソニック株式会社 レーダ装置
JP6365251B2 (ja) * 2014-02-28 2018-08-01 パナソニック株式会社 レーダ装置
US9989633B1 (en) * 2017-03-15 2018-06-05 Cypress Semiconductor Corporation Estimating angle measurements for source tracking using a phased array system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017080791A1 (de) 2017-05-18
US20180321378A1 (en) 2018-11-08
KR20180069020A (ko) 2018-06-22
KR102179784B1 (ko) 2020-11-17
US10852422B2 (en) 2020-12-01
DE102015119660A1 (de) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3374792A1 (de) Verfahren zum kalibrieren eines sensors eines kraftfahrzeugs zur winkelmessung, recheneinrichtung, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug
EP2507649B1 (de) Verfahren zum eindeutigen bestimmen einer entfernung und/oder einer relativen geschwindigkeit eines objektes, fahrerassistenzeinrichtung und kraftfahrzeug
EP2936197B1 (de) Verfahren zum aufrechterhalten eines warnsignals in einem kraftfahrzeug aufgrund der präsenz eines zielobjekts in einem warnbereich, insbesondere einem totwinkelbereich, entsprechendes fahrerassistenzsystem und kraftfahrzeug
DE102018207718A1 (de) Verfahren zur Phasenkalibrierung von Hochfrequenzbausteinen eines Radarsensors
DE102006049879B4 (de) Radarsystem für Kraftfahrzeuge
EP3410145B1 (de) Verfahren zum kalibrieren eines radarsensors eines kraftfahrzeugs während einer bewegung des kraftfahrzeugs, radarsensor, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug
DE102017124756A1 (de) Radarkalibrierung mit bekannter globaler positionierung von statischen objekten
DE102012021973A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug
DE102011015935A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Korrekturwerts für die Messung eines Zielwinkels mit einem Radargerät, Fahrerassistenzsystem und Kraftfahrzeug
DE102018214961A1 (de) Verfahren zur Erkennung von Winkelmessfehlern bei einem Radarsensor
DE102010015723B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen einer Bewegung eines Straßenfahrzeugs
DE102012024998A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer lateralen Geschwindigkeit eines Zielobjekts relativ zu einem Kraftfahrzeug mit Hilfe eines Radarsensors, Fahrerassistenzsystem und Kraftfahrzeug
DE102017209628A1 (de) FMCW-Radarsensor für Kraftfahrzeuge
DE102014218092A1 (de) Erstellen eines Abbilds der Umgebung eines Kraftfahrzeugs und Bestimmen der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und Objekten in der Umgebung
EP2438460B1 (de) Fahrerassistenzeinrichtung und verfahren zum korrigieren einer zielwinkel-parameter-kennlinie
DE102015208901A1 (de) Radarsensor für Kraftfahrzeuge
DE102007038513A1 (de) Monostatischer Mehrstrahlradarsensor für Kraftfahrzeuge
EP3374791A1 (de) Seitliche leitplankenerkennung über einen abstandssensor im kfz
WO2010112261A1 (de) Mehrstrahlradarsensorvorrichtung und verfahren zum bestimmen eines abstandes
EP4211490A1 (de) Verfahren, radarsystem und fahrzeug zur signalverarbeitung von radarsignalen
DE102018202293A1 (de) Schätzung von Quergeschwindigkeiten oder kartesischen Geschwindigkeiten von Punktzielen mit einem Radarsensor
DE102021126142A1 (de) Kalibriervorrichtungsanordnung für eine Kraftfahrzeugradarvorrichtung, Kalibriervorrichtung und Kalibrierverfahren
DE102017102592A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors eines Kraftfahrzeugs mit Speicherung eines Filterkoeffizienten, Radarsensor, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102020007603A1 (de) Kalibrieren von Arrayantennen basierend auf der Signalenergieverteilung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
DE102018202294A1 (de) Schätzung von kartesischen Geschwindigkeiten von ausgedehnten Radarobjekten mit einem Radarsensor

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180423

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20201104

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210515