DE102004059706B4

DE102004059706B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102004059706B4
Application number: DE200410059706
Authority: DE
Inventors: Calin Rotaru
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: DE102004059706A1

Abstract

Verfahren zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug, wobei das Sichtsystem mindestens einen Sensor und mindestens eine Anwendung (2, 2') umfasst, wobei mindestens die Daten des Sensors durch mindestens eine zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') gesammelt und über mindestens ein erstes Bussystem (12) verteilt werden, wobei die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') mit einer Schnittstelle zu mindestens einem zweiten Bussystem, das als Fahrzeugbus (11) ausgebildet ist, ausgebildet ist und durch den Fahrzeugbus (11) Daten an die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bussystem (12) als Gigabit Ethernet Bus (12) ausgebildet ist und die Daten in der zentralen Recheneinheit (1, 1', 1'') für eine Übertragung auf dem Gigabit Ethernet Bus (12) aufbereitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug.
Informationen aus einem Sichtsystem werden von mindestens einer Anwendung in einem Fahrzeug benötigt. Informationsquellen eines Sichtsystems sind in erster Linie Kameras. Daneben sind andere Informationsquellen wie Radarsensoren denkbar. Im folgenden werden die Informationsquellen des Sichtsystems allgemein als Sensoren bezeichnet.
Aus der US 2003/0123705 A1 ist ein Verfahren zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug bekannt, wobei das Sichtsystem mindestens einen Sensor und mindestens eine Anwendung umfasst, wobei mindestens die Daten des Sensors durch mindestens eine zentrale Recheneinheit gesammelt und über ein Bussystem verteilt werden.
Aus der US 6 560 529 B1 ist ein gekoppeltes System zur Verkehrszeichenerkennung und Navigation in einem Kraftfahrzeug bekannt. Das gekoppelte System enthält eine Einrichtung zur Verkehrszeichenerkennung, die über Datenaustauschleitungen mit einer Einrichtung zur Navigation gekoppelt ist. Die Einrichtung zur Verkehrszeichenerkennung ist über Sensorleitungen mit Fahrzeugumfeldsensoren verbunden, die beispielsweise als Kamera ausgebildet sind. Die Einrichtungen sind über weitere Datenleitungen mit einer Auswerteeinheit verbunden. Über die Datenleitungen kann die Einrichtung zur Navigation Daten an die Verkehrszeichenerkennungseinrichtung übermitteln, um die Verkehrszeichenerkennungsdaten zu ergänzen. Beispielsweise erfolgt eine Meldung der aktuellen Straßenform, des Wechsels auf eine neue Straßenform, von Ortsein- und -ausgängen. Durch die Kopplung zwischen Verkehrszeichenerkennung und Navigationssystem kann die Relevanz der durch die Einrichtung zur Verkehrszeichenerkennung erkannten Verkehrszeichen bewertet werden. Vorgesehen ist auch eine umgekehrte Informationsflussrichtung, bei der die Einrichtung zur Verkehrszeichenerkennung Informationen an die Einrichtung zur Navigation über die Datenaustauschleitungen übermittelt, wie beispielsweise eine neu erfasste Baustelle. Die Auswerteeinheit dient zur Bereitstellung von Fahrerinformationen oder Steuersignalen aus den Navigationsdaten und den Verkehrszeichenerkennungsdaten.
Bestehende Sichtsysteme weisen ein hohes Maß an mangelnder Flexibilität auf. Die meisten Sensoren sind nicht mit Standardschnittstellen ausgebildet. Die Integration eines neuen Sensors und/oder der Austausch eines Sensors erfordert daher im Regelfall eine aufwendige Anpassung des Systems.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche Informationen aus mindestens einem Sichtsystem unabhängig von einer Technologie des Sichtsystems für lokale und/oder externe Anwendungen zur Verfügung stehen.
Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierfür werden mindestens die Daten eines Sensors eines Sichtsystems durch mindestens eine zentrale Recheneinheit gesammelt und über ein erstes Bussystem verteilt. Die Verteilung kann damit unabhängig von der Technologie des Sensors erfolgen. Die Geschwindigkeit der Verteilung auf dem Bussystem ist damit nicht gebunden an eine Geschwindigkeit der Datenaufnahme. Nachfolgende Anwendungen benötigen keine Informationen über den Sensor. Damit ist ein Austausch und/oder eine Integration eines Sensors ohne Anpassungen der Anwendungen möglich.
Dabei ist die Recheneinheit mit einer Schnittstelle zu mindestens einem zweiten Bussystem, das als Fahrzeugbus ausgebildet ist, ausgebildet. Dadurch werden durch die Recheneinheit weitere Fahrzeug-Informationen den Anwendungen zur Verfügung gestellt, ohne dass diese hierfür mit entsprechenden Schnittstellen auszubilden sind.
Weiter ist das erste Bussystem zur Verteilung der Daten des/der Sensors/Sensoren als Gigabit Ethernet Bus ausgebildet. Der Gigabit Ethernet Bus hat einen Durchsatz von bis zu 0,75M Pixel bei 25 fps (frames per second), 32 Bit Farbe. Dieser Durchsatz ist ausreichend für die Anforderungen bekannter Bildverarbeitungsprogramme.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Sensor des Sichtsystems als Kamera ausgebildet. Kameradaten ermöglichen eine umfassende Beobachtung des Fahrzeugumfelds. Durch die Trennung des Datensammelns von einer Verarbeitung der Bilddaten ist auch die große Datenmenge der Kameradaten ohne Datenverluste verarbeitbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schnittstelle als CAN-Bus-Schnittstelle ausgebildet. Fahrzeug-Informationen werden durch Fahrzeug-Steuergeräte in ein Bussystem gestellt und verteilt. In den letzten Jahren hat sich das CAN-Bussystem als Standard in Fahrzeugen durchgesetzt. Daneben ist es jedoch auch denkbar, die Recheneinheit mit Schnittstellen zu einem Sub-Bussystem wie LIN und/oder einem zeitgesteuerten System wie Time Triggered Protocol oder FlexRay auszubilden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die zentrale Recheneinheit einen Listener. Der Listener überwacht Veränderungen, der durch die zentrale Recheneinheit bereitgestellten Informationen. Bei einer Veränderung der Informationen werden entsprechende Anwendungen benachrichtigt. Informationen werden dabei nicht zyklisch, sondern nur bei Bedarf verteilt. Dadurch kann in bestimmten Fällen eine Busbelastung reduziert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die zentrale Recheneinheit derart ausgebildet, dass mindestens eine Anwendung auf der zentralen Recheneinheit durchführbar ist. Die Integration verschiedener Rechnersysteme für verschiedene Anwendungen ist aufgrund baulicher und/oder energieverbrauchbedingter Rahmenbedingungen vielfach beschränkt. Es ist daher denkbar, einzelne Anwendungen direkt auf der zentralen Recheneinheit zu integrieren. Die Aufnahme und Weiterleitung der Daten durch die zentrale Recheneinheit hat eine Zeitverzögerung als Folge. Anwendungen, welche durch diese Zeitverzögerung negativ beeinflusst werden könnten, sind ebenfalls auf der zentralen Recheneinheit integrierbar.
In einer weitem Ausführungsform ist die zentrale Recheneinheit derart ausgebildet, dass sie dynamisch an angeschlossene Sensoren adaptierbar ist. Eine Adaption oder Anpassung ist beispielsweise in derart denkbar, dass die Datenaufnahmefrequenz des Sensors erfassbar ist. Daneben ist eine Erkennung einer Farbkamera im Unterschied zu einer Graustufenkamera denkbar.
In einer weiteren Ausführungsform senden die Anwendungen ihre Daten an mindestens eine weitere zentrale Recheneinheit, welche mit mindestens einer Schnittstelle zu einem Fahrzeug-Bussystem ausgebildet ist. Dadurch können Ergebnisse der Anwendungen durch ein zweites Bussystem verteilt und an Fahrzeug-Anwendungen übermittelt werden. Das System kann für die Verteilung dieser Daten ausgelegt werden und unterliegt keinen Einschränkungen aufgrund der Anforderungen der Bilddaten. Durch die Ausbildung mit einem zweiten Bussystem können auch Engpässe auf den Bussystemen vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine zentrale Recheneinheit als Computer ausgebildet. Daneben ist es auch denkbar, die zentrale Recheneinheit als System mit geringerem Energieverbrauch auszubilden, beispielsweise als niederfrequentes „Computer an board” System.
In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Anwendung mit einer Anzeigeeinheit ausgebildet. Durch die Anzeigeeinheit werden die Daten für einen Nutzer geeignet aufbereitet. Die Anzeigeeinheit ist beispielsweise mit der zentralen Recheneinheit als Einheit ausbildbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines Sichtsystems mit einer zentralen Recheneinheit für Datenerfassung und -ausgabe,
2: eine schematische Darstellung eines Sichtsystems mit einer zentralen Recheneinheit für Datenerfassung und einer weiteren zentralen Recheneinheit zur Datenausgabe und
3: eine schematische Darstellung einer zentralen Recheneinheit für Datenerfassung und -ausgabe mit integrierter Anwendung.
1 zeigt schematisch eine Architektur zur Einbindung mindestens eines Sensors eines Sichtsystems in einem Fahrzeug umfassend eine zentrale Recheneinheit 1 für eine Datenerfassung und eine Datenausgabe und Anwendungen 2, 2' für die Daten der Sensoren. Die Anwendung 2' ist dabei mit einer graphischen Ausgabeeinheit ausgebildet.
Die zentrale Recheneinheit 1 ist mit einer Schnittstelle 10 zu einem nicht dargestellten Sensor, beispielsweise einer Kamera, ausgebildet. Die Schnittstelle 10 ist an den Sensor anpassbar. Daneben ist die zentrale Recheneinheit 1 mit einer Schnittstelle zu einem Fahrzeug-Bussystem 11 ausgebildet. Über die Schnittstelle kann die Recheneinheit 1 Daten aus dem Fahrzeug-Bussystem 11 aufnehmen und Daten in das Fahrzeug-Bussystem 11 einstellen. Die Daten des Sensors und des Fahrzeug-Bussystems 11 werden durch die zentrale Recheneinheit 1 aufbereitet und auf ein Bussystem 12 gestellt. Das Bussystem 12 ist als Gigabit Ethernet Bussystem ausgebildet, so dass eine schnelle Verteilung der Daten auf dem Bussystem 12 realisierbar ist. Die Anwendungen 2, 2' greifen auf das Bussystem 12 zu. Die Daten des Sensors stehen somit den Anwendungen 2, 2' zur Verfügung. Die Anwendungen 2, 2' können weiter die Daten des Fahrzeug-Bussystems 11 nutzen ohne selbst mit entsprechenden Schnittstellen ausgebildet zu werden. Die Anwendungen 2, 2' können ihrerseits Ergebnisse einer Datenauswertung anderen Anwendungen zur Verfügung stellen. Dabei kann es sich um Anwendungen 2, 2' handeln, welche auf den Datenbus 12 zugreifen. Daneben können über die zentrale Recheneinheit 1 auch Daten an Fahrzeug-Anwendungen übermittelt werden, welche auf das Bussystem 11 zugreifen.
2 zeigt schematisch eine Architektur zur Einbindung mindestens eines Sensors eines Sichtsystems in einem Fahrzeug umfassend eine zentrale Recheneinheit 1' für eine Datenerfassung und eine weitere zentrale Recheneinheit 3 für eine Datenausgabe. Gleiche Bauteile werden dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die zentrale Recheneinheit 1' ist dabei mit einer Schnittstelle zu einem Fahrzeug-Bussystem 11 ausgebildet. Die Schnittstelle ist als unidirektionale Schnittstelle ausgebildet, so dass über die Schnittstelle lediglich Daten aus dem Fahrzeug-Bussystem 11 empfangen werden. Die Daten des nicht dargestellten Sensors und des Fahrzeug-Bussystems 11 werden durch die zentrale Recheneinheit 1' aufbereitet und auf das Bussystem 12 gestellt. Die Anwendungen 2, 2' greifen auf das Bussystem 12 für einen Empfang der Daten zu. Die Daten des Sensors und des Fahrzeug-Bussystems 11 stehen somit den Anwendungen 2, 2' zur Verfügung. Ergebnisse einer Datenauswertung durch die Anwendungen 2, 2' werden über ein Bussystem 12' verteilt. Da auf dem Bussystem 12' im Regelfall keine Bilddaten zu übertragen sind, kann es an andere Anforderungen geeignet angepasst werden. Das Bussystem 12' ist mit der zentralen Recheneinheit 3 verbunden. Über die zentrale Recheneinheit 3 können Daten der Anwendungen 2, 2' an Fahrzeug-Anwendungen übermittelt werden, welche auf das Bussystem 11 zugreifen. Anwendungen 2, 2' sind dabei sowohl auf der Recheneinheit 1' als auch auf der Recheneinheit 3 integrierbar.
3 zeigt schematische eine zentrale Recheneinheit 1'' für Datenerfassung und -ausgabe mit einer integrierten Anwendung 102. Die Recheneinheit 1'' umfasst eine Anwendung 101 zum Sammeln der Daten aus einem Fahrzeug-Bussystem und der Daten mindestens eines Sensors des Sichtsystems, eine Anwendung 102 zur Verarbeitung der Daten, sowie eine Anwendung 103, durch welche die verarbeiteten Daten dem Fahrzeug-Bussystem und/oder einer nicht dargestellten Ausgabeeinheit zur Verfügung gestellt werden.

Claims

Verfahren zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug, wobei das Sichtsystem mindestens einen Sensor und mindestens eine Anwendung (2, 2') umfasst, wobei mindestens die Daten des Sensors durch mindestens eine zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') gesammelt und über mindestens ein erstes Bussystem (12) verteilt werden, wobei die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') mit einer Schnittstelle zu mindestens einem zweiten Bussystem, das als Fahrzeugbus (11) ausgebildet ist, ausgebildet ist und durch den Fahrzeugbus (11) Daten an die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bussystem (12) als Gigabit Ethernet Bus (12) ausgebildet ist und die Daten in der zentralen Recheneinheit (1, 1', 1'') für eine Übertragung auf dem Gigabit Ethernet Bus (12) aufbereitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens einen Sensor Kameradaten an die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schnittstelle CAN-Daten empfangen werden.
Verfahren nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') einen Listener umfasst, wobei der Listener Veränderungen der durch die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') bereitgestellten Informationen überwacht und bei einer Veränderung der Informationen entsprechende Anwendungen benachrichtigt werden.
Verfahren nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zentralen Recheneinheit (1, 1', 1'') mindestens eine Anwendung (2, 2', 102) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') an Sensoren dynamisch adaptiert.
Verfahren nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgabedaten der Anwendungen (2, 2', 102) durch mindestens eine zweite zentrale Recheneinheit (3) in das Fahrzeug-Bussystem (11) gestellt werden.
Vorrichtung zum Austauschen von Informationen eines Sichtsystems in einem Fahrzeug, wobei das Sichtsystem mindestens einen Sensor und mindestens eine Anwendung umfasst, wobei die Vorrichtung mindestens eine zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') umfasst, wobei mindestens die Daten des Sensors durch die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') erfassbar und über mindestens ein erstes Bussystem (12) verteilbar sind, wobei die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') mit einer Schnittstelle zu mindestens einem weiteren Bussystem, das als Fahrzeugbus (11) ausgebildet ist, ausgebildet ist und durch den Fahrzeugbus (11) Daten an die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bussystem (12) als Gigabit Ethernet Bus ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor als Kamera ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbussystem (11) als CAN-Bussystem ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') einen Listener umfasst, wobei durch den Listener Veränderungen der durch die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') bereitgestellten Informationen überwachbar und bei einer Veränderung der Informationen entsprechende Anwendungen (2, 2') benachrichtigbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zentralen Recheneinheit (1, 1', 1'') mindestens eine Anwendung (2, 2', 102) ausführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'') an die Sensoren dynamisch adaptierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgabedaten der Anwendungen (2, 2', 102) durch mindestens eine zweite zentrale Recheneinheit (3) in das Fahrzeug-Bussystem (11) gestellt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zentrale Recheneinheit (1, 1', 1'', 3) als Computer ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, das mindestens eine Anwendung (2', 102) mit einer Anzeigeeinheit ausgebildet ist.