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DE102015009308B4 - Method for operating a driver assistance system and motor vehicle - Google Patents

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DE102015009308B4
DE102015009308B4 DE102015009308.8A DE102015009308A DE102015009308B4 DE 102015009308 B4 DE102015009308 B4 DE 102015009308B4 DE 102015009308 A DE102015009308 A DE 102015009308A DE 102015009308 B4 DE102015009308 B4 DE 102015009308B4
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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs (1), welches wenigstens einen die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibende Radardaten aufnehmenden Radarsensor (2) aufweist, wobei für wenigstens einen in den Radardaten detektierten Verkehrsteilnehmer eine wenigstens eine Eigenschaft aller in den Radardaten detektierbaren Felgen (18, 25, 29) des Verkehrsteilnehmers beschreibende Felgeninformation aus den Radardaten ermittelt wird, die Felgeninformation zur Zuordnung einer Fahrzeugtypklasse zu dem Verkehrsteilnehmer mittels eines Klassifikators ausgewertet wird und die zugeordnete Fahrzeugtypklasse durch wenigstens eine Funktion des Fahrerassistenzsystems berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarsensor (2) mit einem durch einen Halbleiterchip (10), insbesondere CMOS-Chip, realisierten Radartransceiver (13) verwendet wird, wobei die Felgeninformation die Reflektionsstärke einer Felge (18, 25, 29), insbesondere aller Felgen (18, 25, 29), umfassend ermittelt wird, wobei der Klassifikator auf unterschiedliche, in der Felgeninformation enthaltene Eigenschaften bezogene Teilkriterien aufweist, deren Ergebnisse zur Ermittlung der Fahrzeugtypklasse kombiniert werden, wobei ein auf die Reflektionsstärke der Felgen (18, 25, 29) bezogenes Teilkriterium wenigstens drei disjunkte Parameterbereiche verwendet, wobei in einem ersten, die geringsten Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Zweiradklasse, insbesondere einer Fahrradklasse, in einem zweiten, mittlere Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Personenkraftwagenklasse und in einem dritten, die größten Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Lastkraftwagenklasse zugeordnet werden.Method for operating a driver assistance system of a motor vehicle (1), which has at least one radar sensor (2) that records radar data describing the area surrounding the motor vehicle (1), wherein for at least one road user detected in the radar data, at least one property of all wheel rims ( 18, 25, 29) the rim information describing the road user is determined from the radar data, the rim information for assigning a vehicle type class to the road user is evaluated by means of a classifier and the assigned vehicle type class is taken into account by at least one function of the driver assistance system, characterized in that a radar sensor ( 2) is used with a radar transceiver (13) realized by a semiconductor chip (10), in particular a CMOS chip, the rim information being the reflection strength of a rim (18, 25, 29), in particular of all rims (18, 25, 29), include end is determined, the classifier having different sub-criteria related to properties contained in the rim information, the results of which are combined to determine the vehicle type class, wherein a sub-criterion related to the reflection strength of the rims (18, 25, 29) uses at least three disjoint parameter ranges, wherein reflection strengths of a two-wheeler class, in particular a bicycle class, lying in a first parameter range comprising the lowest reflection strengths, reflection strengths of a passenger car class lying in a second parameter range comprising medium reflection strengths and reflection strengths of a truck class lying in a third parameter range comprising the greatest reflection strengths are assigned.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, welches wenigstens einen die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Radardaten aufnehmenden Radarsensor aufweist, wobei für wenigstens einen in den Radardaten detektierten Verkehrsteilnehmer eine wenigstens eine Eigenschaft aller in den Radardaten detektierbaren Felgen des Verkehrsteilnehmers beschreibende Felgeninformation aus den Radardaten ermittelt wird, die Felgeninformation zur Zuordnung einer Fahrzeugtypklasse zu dem Verkehrsteilnehmer mittels eines Klassifikators ausgewertet wird und die zugeordnete Fahrzeugtypklasse durch wenigstens eine Funktion des Fahrerassistenzsystems berücksichtigt wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a driver assistance system of a motor vehicle, which has at least one radar sensor that records radar data describing the surroundings of the motor vehicle, wherein for at least one road user detected in the radar data, at least one property of all wheel rims of the road user that is detectable in the radar data is taken from the Radar data is determined, the rim information for assigning a vehicle type class to the road user is evaluated by means of a classifier and the assigned vehicle type class is taken into account by at least one function of the driver assistance system. In addition, the invention relates to a motor vehicle.

Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge wurden im Stand der Technik bereits in einer Vielzahl von Ausgestaltungen vorgeschlagen. Fahrerassistenzsysteme nutzen für wenigstens eine Funktion Eingangsdaten, die Umstände in dem und/oder um das eigene Kraftfahrzeug beschreiben und können diese beispielsweise gegen Maßnahmenkriterien auswerten, bei deren Erfüllung das Fahrerassistenzsystem eine Maßnahme durchführt, beispielsweise einen Fahreingriff, eine Informationsausgabe, insbesondere eine Warnung an den Fahrer, und/oder die Anpassung von Betriebsparametern eines weiteren Fahrzeugsystems. Bei den Eingangsdaten handelt es sich dabei häufig um (gegebenenfalls vorausgewertete) Sensordaten verschiedener Sensoren des Kraftfahrzeugs, bei auf das Umfeld des Kraftfahrzeugs bezogenen Fahrerassistenzsystemen mithin auch von Umgebungssensoren. Ein häufig im Rahmen von Fahrerassistenzsystemen eingesetzter Sensor ist ein Radardaten über die Umgebung des Kraftfahrzeugs liefernder Radarsensor.Driver assistance systems for motor vehicles have already been proposed in a large number of configurations in the prior art. For at least one function, driver assistance systems use input data that describes the circumstances in and/or around one's own motor vehicle and can, for example, evaluate these against action criteria, if these are met, the driver assistance system carries out an action, for example a driving intervention, an information output, in particular a warning to the driver , and/or the adjustment of operating parameters of another vehicle system. The input data are often (possibly pre-evaluated) sensor data from various sensors of the motor vehicle, and in the case of driver assistance systems related to the area surrounding the motor vehicle, therefore also from environmental sensors. A sensor that is frequently used as part of driver assistance systems is a radar sensor that supplies radar data about the surroundings of the motor vehicle.

Die Verwendung von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Radarsensoren werden heutzutage meist als Umfeldsensoren für einen mittleren und größeren Distanzbereich eingesetzt, um andere Verkehrsteilnehmer oder größere Objekte in Distanz, Winkel und Relativgeschwindigkeit bestimmen zu können. Derartige Radardaten können in Umfeldmodelle eingehen oder auch unmittelbar Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden. Nutzen aus Radardaten ziehen im bekannten Stand der Technik beispielsweise Längsführungssysteme, wie ACC, oder auch Sicherheitssysteme.The use of radar sensors in motor vehicles is already widely known in the prior art. Nowadays, radar sensors are mostly used as environment sensors for a medium and large distance range in order to be able to determine the distance, angle and relative speed of other road users or larger objects. Radar data of this type can be included in environment models or also be made available directly to vehicle systems. In the known prior art, longitudinal guidance systems, such as ACC, or also safety systems, for example, benefit from radar data.

Radarsensoren herkömmlicher Bauart weisen meist eine größere Ausdehnung auf und sind eher klobig, nachdem die Antennen sowie die unmittelbar an der Antenne benötigten Elektronikkomponenten, also das Radar-Frontend, in einem Gehäuse integriert sind. Hauptsächlich bilden die Elektronikkomponenten dabei den Radar-Transceiver, der eine Frequenzsteuerung (üblicherweise umfassend eine Phasenregelschleife - PLL), Mischeinrichtungen, einem Low Noise Amplifier (LNA) und dergleichen enthält, oft werden jedoch auch Steuermodule und digitale Signalverarbeitungskomponenten antennennah realisiert, beispielweise um bereits aufbereitete Sensordaten, beispielsweise Objektlisten, auf einen angeschlossenen Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, geben zu können.Radar sensors of conventional design usually have a larger expansion and are rather clumsy, since the antennas and the electronic components required directly on the antenna, i.e. the radar front end, are integrated in one housing. The electronic components mainly form the radar transceiver, which contains a frequency controller (usually including a phase-locked loop - PLL), mixers, a low-noise amplifier (LNA) and the like, but often control modules and digital signal processing components are also implemented close to the antenna, for example around already processed ones To be able to give sensor data, for example object lists, to a connected bus, for example a CAN bus.

Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology“, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746-2755, beschrieben.The realization of semiconductor-based radar components proved difficult for a long time, since expensive special semiconductors, in particular GaAs, were required. Smaller radar sensors were proposed, the entire radar front end of which is implemented on a single chip using SiGe technology, before solutions using CMOS technology became known. Such solutions are the result of the extension of CMOS technology to high-frequency applications, which is also often referred to as RF-CMOS. Such a CMOS radar chip is extremely small and does not use expensive special semiconductors, so it offers significant advantages over other semiconductor technologies, especially in terms of production. An example implementation of a 77 GHz radar transceiver as a CMOS chip is described in the article by Jri Lee et al., "A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), pp. 2746-2755.

Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.After it was also proposed to implement the chip and the antenna in a common package, an extremely inexpensive small radar sensor is possible, which can meet installation space requirements much better and also has a very low signal-to-noise ratio due to the short signal paths high frequencies and larger, variable frequency bandwidths. Such small radar sensors can therefore also be used for short-range applications, for example in the range from 30 cm to 10 m.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.It has also already been proposed to provide such a CMOS transceiver chip and/or a package with a CMOS transceiver chip and antenna on a common printed circuit board with a digital signal processing processor (DSP processor) or to also integrate the functions of the signal processing processor into the CMOS Integrate transceiver chip. A similar integration is possible for control functions.

Gerade bei Sicherheitssystemen als typisches Beispiel von Fahrerassistenzsystemen spielt die Erfassung von dynamischen und statischen Zielen im Umfeld des eigenen Kraftfahrzeugs eine wichtige Rolle. Abhängig von erkannten Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und deren Eigenschaften kann dann eine Bewertung der Verkehrssituation durchgeführt werden, die wiederum, wie bereits angedeutet, zu Maßnahmen führen kann, beispielsweise einer Warnung für den Fahrer. Dabei wurde vorgeschlagen, zur Vermeidung von Falsch- und/oder Fehlwarnungen in komplexeren Verkehrssituationen in einer Vorstufe zur Auswertung von Maßnahmenkriterien eine Situationsanalyse (SITA) der aktuellen Verkehrssituation durchzuführen. Bei der SITA können eine Vielzahl von die aktuelle Verkehrssituation beschreibenden Daten, insbesondere auch Radardaten, herangezogen werden, um eine gute Grundlage für den eigentlichen, Warnkriterien auswertenden Algorithmus zu geben. Especially with safety systems as a typical example of driver assistance systems, the detection of dynamic and static targets in the environment of one's own motor vehicle plays an important role term role. Depending on the detected objects in the area surrounding the motor vehicle and their properties, the traffic situation can then be evaluated, which in turn, as already indicated, can lead to measures, for example a warning for the driver. It was suggested that a situation analysis (SITA) of the current traffic situation should be carried out as a preliminary step to the evaluation of action criteria in order to avoid false and/or incorrect warnings in more complex traffic situations. With the SITA, a large number of data describing the current traffic situation, in particular also radar data, can be used in order to provide a good basis for the actual algorithm evaluating warning criteria.

Insbesondere bei der Betrachtung von möglichen Kollisionsszenarien, aber auch bei anderen Funktionen, ist nicht nur die Position anderer Verkehrsteilnehmer zum eigenen Kraftfahrzeug eine relativ wichtige Information bei der Bewertung einer Verkehrssituation, sondern auch die Klassifizierung des anderen Verkehrsteilnehmers, beispielswiese als PKW, LKW oder Zweirad. Beispielsweise werden eine vorausgesagte Unfallschwere und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit oft in Abhängigkeit einer Klassifizierungsinformation, die den Verkehrsteilnehmertyp beschreibt, ermittelt. Während zur eigentlichen Detektion und Ortsbestimmung des anderen Verkehrsteilnehmers oft Radardaten des Radarsensors eingesetzt werden, werden zur Klassifizierung des Verkehrsteilnehmertyps meist Bilddaten optischer Umgebungssensoren, beispielsweise von Kameras, eingesetzt. Dabei besteht jedoch nicht nur das Problem der Notwendigkeit einer geeigneten Umfeldüberwachung durch die Kameras, sondern diese weisen auch weitere Nachteile auf. So sind optische Umgebungssensoren sehr empfindlich gegenüber Verschmutzungen und Umwelteinflüssen, beispielsweise unterschiedlichen Wetterbedingungen. Hierdurch kann es dazu kommen, dass eine Klassifizierung anderer Verkehrsteilnehmer nicht hinreichend verlässlich möglich ist.Especially when considering possible collision scenarios, but also with other functions, not only is the position of other road users in relation to one's own vehicle relatively important information when evaluating a traffic situation, but also the classification of the other road user, for example as a car, truck or two-wheeler. For example, a predicted accident severity and/or the collision probability are often determined as a function of classification information that describes the type of road user. While radar data from the radar sensor is often used for the actual detection and localization of the other road user, image data from optical surroundings sensors, for example cameras, are usually used to classify the type of road user. In this case, however, there is not only the problem of the need for suitable surveillance of the surroundings by the cameras, but these also have other disadvantages. For example, optical environment sensors are very sensitive to dirt and environmental influences, such as different weather conditions. As a result, it may not be possible to classify other road users with sufficient reliability.

DE 10 2012 021 461 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klassifikation von Fahrzeugen, wobei mittels zumindest eines Radarsensors zumindest ein Rad eines Fahrzeugs erfasst wird. Die Idee ist es, zunächst mittels des Radarsensors aus mehreren Streuzentren des Rades ein superpositioniertes Gesamtsignal zu erzeugen, welches aus einem charakteristischen Verlauf von den Streuzentren reflektierter Radarstrahlung während der Drehung des Rades gebildet wird, so dass eine Signatur entsteht, aus der eine Radgröße abgeleitet werden kann, anhand welcher wiederum eine Fahrzeugkategorie ermittelt werden kann. Zur Ermittlung einer Information über die Radgröße soll der zeitliche Verlauf der Radardaten während einer Drehung des Rades berücksichtigt werden, damit ein bandgespreiztes reflektiertes Zielecho (blade flashing) entsteht. DE 10 2012 021 461 A1 relates to a method and a device for the classification of vehicles, wherein at least one wheel of a vehicle is detected by means of at least one radar sensor. The idea is to first use the radar sensor to generate a superpositioned overall signal from several scatter centers of the wheel, which is formed from a characteristic course of radar radiation reflected from the scatter centers during the rotation of the wheel, so that a signature is created from which a wheel variable can be derived can, which in turn can be used to determine a vehicle category. To determine information about the size of the wheel, the time profile of the radar data during a rotation of the wheel should be taken into account, so that a band-spread reflected target echo (blade flashing) is produced.

DE 10 2008 037 233 A1 betrifft einen Fahrzeugklassifikator mit einer Einrichtung zur Erkennung eines rollenden Rades, bei dem eine Radargeschwindigkeitsmessung einzelner Umfangsabschnitte durchgeführt wird. Es wird davon ausgegangen, dass der Umfangsabschnitt des Rades, der dem Berührungspunkt mit der Unterlage gegenüberliegt, gegenüber dem bewegten System, verkörpert durch die Nabe des Rades, schneller ist als das bewegte System, so dass ein charakteristisches Messsignal entsteht, das nur von einem auf einer Unterlage abrollenden Rad stammen kann. DE 10 2008 037 233 A1 relates to a vehicle classifier with a device for detecting a rolling wheel, in which a radar speed measurement of individual sections of the circumference is carried out. It is assumed that the peripheral section of the wheel, which is opposite the point of contact with the base, is faster than the moving system in relation to the moving system, embodied by the hub of the wheel, so that a characteristic measurement signal arises that is only from one on a base rolling wheel can originate.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur verbesserten Umfeldüberwachung anhand von Radardaten anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a possibility for improved surveillance of the surroundings using radar data.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Dabei ist vorgesehen, dass die Felgeninformation die Reflektionsstärke einer Felge, insbesondere aller Felgen, umfassend ermittelt wird.To solve this problem, the features of claim 1 are provided according to the invention in a method of the type mentioned. In this case, it is provided that the rim information comprehensively determines the reflection strength of a rim, in particular of all rims.

Der Erfindung liegt dabei die Kombination zweier Erkenntnisse zugrunde. Zum einen ist es, insbesondere im Rahmen der eingangs bereits diskutierten modernen Radartechnologien, inzwischen möglich, Radarsensoren in Kraftfahrzeugen zu verwenden, die trotz platzsparender Größe hochaufgelöst den Ort einer Reflektion wiedergeben können. Beispielsweise ist die Verwendung von Radarsensoren im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, die eine Ortsauflösung kleiner als 5 cm, insbesondere kleiner als 3,5 cm bieten. Dies ermöglicht es, in den Radardaten auch kleinere Strukturen aufzulösen und entsprechend zu detektieren. Nachdem also bislang Radardaten hauptsächlich die Präsenz von Objekten, seien es statische oder dynamische Objekte, als solche wiedergegeben haben, ist es nun möglich, auch Eigenschaften, insbesondere Unterstrukturen, dieser Objekte aufzulösen und zweckmäßig zu nutzen.The invention is based on the combination of two findings. On the one hand, it is now possible, particularly within the framework of the modern radar technologies already discussed at the outset, to use radar sensors in motor vehicles which, despite their space-saving size, can reproduce the location of a reflection with high resolution. For example, the use of radar sensors is conceivable within the scope of the present invention, which offer a spatial resolution of less than 5 cm, in particular less than 3.5 cm. This makes it possible to resolve smaller structures in the radar data and to detect them accordingly. After radar data has so far mainly represented the presence of objects, be they static or dynamic objects, it is now possible to resolve properties, in particular substructures, of these objects and to use them appropriately.

Es hat sich gezeigt, dass eine besonders gut detektierbare und nutzbare Unterstruktur anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere anderer Kraftfahrzeuge und Fahrräder, durch die Felgen gegeben ist. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Felgen die Hauptstreuzentren der Reflektionen auf der seitlichen Oberfläche eines Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Zielfahrzeugs, darstellen, so dass sich mithin die Felgeninformation hauptsächlich auf alle Felgen einer Seite des anderen Verkehrsteilnehmers beziehen wird. Durch die Verfügbarkeit moderner Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist es möglich, den Ort dieser hauptsächlichen Streuzentren relativ genau aufzulösen. Dies ermöglicht durch gesonderte Interpretation der Felgenreflektion von Zielfahrzeugen, nicht nur die relative Position des anderen Verkehrsteilnehmers besser aufzulösen, sondern auch die Fahrzeugtypklasse des Verkehrsteilnehmers festzustellen, wobei bevorzugt als Fahrzeugtypklassen für Felgen aufweisende Verkehrsteilnehmer eine Personenkraftwagenklasse und/oder eine Lastkraftwagenklasse und/oder wenigstens eine Zweiradklasse verwendet werden. Eine Zweiradklasse kann noch weiter aufgeschlüsselt werden, da sich beispielsweise Fahrräder und Motorräder weiter unterscheiden. Allgemein kann die so bestimmte Fahrzeugtypklasse von anderen Verkehrsteilnehmern zweckmäßig zur Verbesserung einer Situationsanalyse der aktuellen Verkehrssituation durch ein Fahrerassistenzsystem eingesetzt werden.It has been shown that a substructure of other road users, in particular other motor vehicles and bicycles, which can be detected and used particularly well, is provided by the wheel rims. Studies have shown that the rims represent the main scattering centers of the reflections on the side surface of a road user, in particular a target vehicle, so that the rim information will therefore mainly relate to all rims on one side of the other road user. Due to the availability of modern radar sensors in motor vehicles, it is possible relatively accurately resolve the location of these major scattering centers. This allows, through separate interpretation of the rim reflection of target vehicles, not only to better resolve the relative position of the other road user, but also to determine the vehicle type class of the road user, with road users preferably having a passenger car class and/or a truck class and/or at least one two-wheeler class as vehicle type classes for rims be used. A two-wheeler class can be broken down even further, since bicycles and motorcycles, for example, differ further. In general, the vehicle type class determined in this way can expediently be used by other road users to improve a situation analysis of the current traffic situation by a driver assistance system.

Das hier beschriebene Verfahren erlaubt also durch Berücksichtigung der Fahrzeugtypklassen von anderen Verkehrsteilnehmern eine bessere Interpretation der aktuellen Verkehrssituation, wobei die Nutzung von stärker von den Umgebungsbedingungen abhängigen optischen Sensoren bevorzugt sogar gänzlich vermieden werden kann. Kritische Verkehrssituationen, insbesondere hinsichtlich von drohenden seitlichen Kollisionen, können besser beurteilt werden, so dass eine rechtzeitige und adäquate Maßnahme, insbesondere eine Warnung des Fahrers, erfolgen kann. Selbstverständlich ist auch eine anderweitige Berücksichtigung der Fahrzeugtypklasse des Verkehrsteilnehmers denkbar. Insgesamt wird durch die verbesserte mögliche Situationsanalyse einer aktuellem Verkehrssituation eine verlässlichere Ausführung von Funktionen der Fahrerassistenzsysteme gegeben, die es insbesondere auch ermöglicht, die Falsch- und Fehlalarmrate zu reduzieren.By taking into account the vehicle type classes of other road users, the method described here allows a better interpretation of the current traffic situation, with the use of optical sensors that are more dependent on the environmental conditions preferably being able to be completely avoided. Critical traffic situations, in particular with regard to imminent side collisions, can be better assessed, so that a timely and adequate measure, in particular a warning to the driver, can be taken. Of course, another consideration of the vehicle type class of the road user is also conceivable. Overall, the improved possible situation analysis of a current traffic situation allows functions of the driver assistance systems to be executed more reliably, which in particular also makes it possible to reduce the rate of false alarms and false alarms.

Wie bereits erwähnt wurde, wurde festgestellt, dass die Felgen die hauptsächlich reflektierenden Ziele auf der seitlichen Oberfläche anderer Kraftfahrzeuge, also Verkehrsteilnehmer, darstellen. Mithin können zweckmäßigerweise die Felgen in den Radardaten als Hauptreflexionszentren in einem insbesondere auf eine Seitenansicht bezogenen, Radardaten des Verkehrsteilnehmers enthaltenden Bereich detektiert werden. Dabei ist bereits bekannt, wie einzelne Reflexionsereignisse, die in den Radardaten enthalten sind, insbesondere im Rahmen einer Vorauswertung, einem bestimmten Objekt, hier einem Verkehrsteilnehmer, zugeordnet werden können. Nachdem ein hochauflösender Radarsensor verwendet wird, entsteht mithin ein durch Reflexionen abgedeckter Bereich, in dem die Hauptreflexionszentren (Hauptstreuzentren) leicht durch entsprechende Analysealgorithmen lokalisiert werden können. Übliche Verarbeitungsalgorithmen zur Segmentierung von Verkehrsteilnehmern in Radardaten sind bereits bekannt; zur Detektion der Felgen können insbesondere auch Algorithmen aus der Bildverarbeitung auf die Radardaten übertragen werden, nachdem diese in einer bestimmten räumlichen Auflösung als eine Art „Bild“ des Verkehrsteilnehmers vorliegen. Hauptreflexionszentren können auch durch die Betrachtung von Intensitätsverläufen oder dergleichen bestimmt werden.As already mentioned, it has been found that the rims are the main reflective targets on the side surface of other motor vehicles, ie road users. Consequently, the rims in the radar data can expediently be detected as the main reflection centers in an area containing radar data of the road user, which relates in particular to a side view. It is already known how individual reflection events, which are contained in the radar data, can be assigned to a specific object, here a road user, in particular as part of a pre-evaluation. After a high-resolution radar sensor is used, an area covered by reflections is created in which the main reflection centers (main scattering centers) can be easily localized by appropriate analysis algorithms. Customary processing algorithms for segmenting road users in radar data are already known; In particular, algorithms from image processing can also be transferred to the radar data to detect the wheel rims, after these are available in a specific spatial resolution as a kind of “image” of the road user. Main reflection centers can also be determined by looking at intensity curves or the like.

In konkreter Ausgestaltung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass die Felgeninformation ferner wenigstens eine Position wenigstens einer Felge, insbesondere aller Felgen, und/oder den Abstand wenigstens eines Paares, insbesondere aller benachbarten Paare, von Felgen und/oder eine Ausdehnung wenigstens einer Felge, insbesondere aller Felgen und/oder eine Anzahl von detektierten Felgen umfassend ermittelt wird. Aus den Radardaten können mithin eine Vielzahl unterschiedlicher Eigenschaften abgeleitet werden, die sich von Fahrzeugtypklasse zu Fahrzeugtypklasse unterscheiden und mithin die Grundlage für eine verlässliche Einordnung bieten. Um dies konkret zu realisieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Klassifikator auf unterschiedliche, in der Felgeninformation enthaltene Eigenschaften bezogene Teilkriterien aufweist, deren Ergebnisse zur Ermittlung der Fahrzeugtypklasse kombiniert werden. Es hat sich gezeigt, dass häufig nicht eine einzige Eigenschaft ausreichend ist, um eine hinreichend verlässliche Fahrzeugtypklassifizierung zu erlauben. Beispielsweise kann der Abstand zwischen benachbarten Felgen bei einer Gruppe von Rädern eines Lastkraftwagens ähnlich sein wie bei den zwei Rädern eines Fahrrads, jedoch treten hier deutliche Unterschiede in der Reflektionsstärke/Ausdehnung auf. Eine geeignete Logik kann die Ergebnisse der Teilkriterien bewerten und entsprechende Schlussfolgerungen auf die tatsächlichen Fahrzeugtypklassen ziehen, wobei angemerkt sei, dass es auch denkbar ist, Teilkriterien zur gegenseitigen Plausibilisierung zu verwenden.In a specific embodiment of the invention, it can be provided that the rim information also contains at least one position of at least one rim, in particular all rims, and/or the distance of at least one pair, in particular all adjacent pairs, of rims and/or an extent of at least one rim, in particular all rims and/or a number of detected rims is comprehensively determined. A large number of different properties can therefore be derived from the radar data, which differ from vehicle type class to vehicle type class and thus provide the basis for a reliable classification. In order to realize this in concrete terms, the invention provides that the classifier has sub-criteria related to different properties contained in the rim information, the results of which are combined to determine the vehicle type class. It has been shown that often not a single property is sufficient to allow a sufficiently reliable vehicle type classification. For example, the spacing between adjacent rims on a set of wheels on a truck may be similar to that on the two wheels on a bicycle, but there are significant differences in reflectance/expansion. A suitable logic can evaluate the results of the sub-criteria and draw corresponding conclusions about the actual vehicle type classes, it being noted that it is also conceivable to use sub-criteria for mutual plausibility checks.

Es kann vorgesehen sein, dass ein auf die Ausdehnungen der Felgen bezogenes Teilkriterium wenigstens drei disjunkte Parameterbereiche verwendet, wobei in einem ersten, die geringsten Ausdehnungen umfassenden Parameterbereich liegende Ausdehnungen einer Zweiradklasse, insbesondere einer Fahrradklasse, in einem zweiten, mittlere Ausdehnungen umfassenden Parameterbereich liegende Ausdehnungen einer Personenkraftwagenklasse und in einem dritten, die größten Ausdehnungen umfassenden Parameterbereich liegende Ausdehnungen einer Lastkraftwagenklasse zugeordnet werden. So treten bei Zweirädern, insbesondere bei Fahrrädern, aufgrund der Speichen Reflektionen meist nur von einem kleinen, inneren Bereich in deutlich erkennbarer Menge auf, so dass eine kleine Ausdehnung angenommen werden kann. Lastkraftwagen weisen dabei häufig äußerst große Felgen auf, was sich auch in den Radardaten niederschlägt.It can be provided that a sub-criterion related to the dimensions of the rims uses at least three disjoint parameter ranges, wherein in a first parameter range comprising the smallest extents, extents of a two-wheeler class, in particular a bicycle class, in a second, medium extents parameter range, extents of a passenger car class and in a third parameter range encompassing the largest extents, extents of a truck class are assigned. In the case of two-wheelers, especially bicycles, due to the spokes, reflections usually only occur in a clearly recognizable quantity from a small, inner area, so that a small extent can be assumed. Trucks often have extremely large wheel rims, which is also reflected in the radar data.

Erfindungsgemäß ist hinsichtlich der Reflektionsstärke der Felgen ein Teilkriterium vorgesehen, welches ebenso wenigstens drei disjunkte Parameterbereiche verwendet, wobei in einem ersten, die geringsten Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Zweiradklasse, insbesondere einer Fahrradklasse, in einem zweiten, mittlere Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Personenkraftwagenklasse und in einem dritten, die größten Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Lastkraftwagen klasse zugeordnet werden. Auch hierbei wird ausgenutzt, dass die großen Felgen eines Lastkraftwagens die Radarstrahlen sehr stark reflektieren.According to the invention, a sub-criterion is provided with regard to the reflection strength of the rims, which also uses at least three disjoint parameter ranges, with reflection strengths of a two-wheeler class lying in a first parameter range comprising the lowest reflection strengths, in particular a bicycle class, and reflection strengths of a passenger car class lying in a second parameter range comprising medium reflection strengths and in a third parameter range encompassing the greatest reflection strengths, reflection strengths are assigned to a truck class. Here, too, use is made of the fact that the large wheel rims of a truck reflect the radar beams very strongly.

Eine weitere konkrete Ausgestaltung eines Teilkriteriums sieht vor, dass ein die Anzahl von Felgen auswertendes Teilkriterium eine einen Schwellwert, insbesondere von vier, überschreitende Felgenanzahl einer Lastkraftwagenklasse zugeordnet. Lastkraftwagen weisen häufig eine größere Zahl von Rädern und mithin auch eine größere Zahl von in einer seitlichen Ansicht wahrnehmbaren Felgen auf. Auch dies kann zur Unterscheidung herangezogen werden.A further concrete embodiment of a sub-criterion provides that a sub-criterion evaluating the number of rims assigns a rim number that exceeds a threshold value, in particular four, to a truck class. Trucks often have a larger number of wheels and therefore also a larger number of wheel rims that can be seen from the side. This can also be used for differentiation.

Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass dies nur Beispiele für Teilkriterien sind. Selbstverständlich sind eine Vielzahl weiterer Teilkriterien im Rahmen der vorliegenden Erfindung zusätzlich denkbar, beispielsweise auch solche, die den Abstand von benachbarten Felgen betrachten. Dies zeigt auf, wie nützlich die Kombination mehrerer Teilkriterien sein kann, nachdem beispielsweise bei einem Zweirad die Felgenstreuzentren wie bei einem Lastkraftwagen nahe beieinander liegen, allerdings reflektieren sie nicht so stark wie bei einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, so dass mithin die Reflektionsstärke entscheidend sein kann; alternativ oder zusätzlich auch die Ausdehnung.It should be pointed out once again that these are only examples of sub-criteria. Of course, a large number of other sub-criteria are also conceivable within the scope of the present invention, for example those that consider the distance from adjacent rims. This shows how useful the combination of several sub-criteria can be, since the rim scattering centers on a two-wheeler, for example, are close together like on a truck, but they do not reflect as strongly as on a passenger car or truck, so that the reflection strength can be decisive; alternatively or additionally also the expansion.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn wenigstens eine Eigenschaft aus einem entlang einer durch das Zentrum einer detektierten Felge verlaufenden Linie ermittelten Intensitätsverlauf und/oder Histogramm ermittelt wird. Intensitätsverläufe können durch übliche, bekannte Verfahren zur Kurvenanalyse ausgewertet werden, um Kenngrößen zu ermitteln, die vorliegend unmittelbar Eigenschaften entsprechen, die in der Felgeninformation enthalten sein können. In einem Intensitätsverlauf stellt sich die Felge meist als ein Peak dar, dessen Höhe ein Maß für die Reflektionsstärke ist und dessen Breite die Ausdehnung der Felge wiedergibt. Der Abstand zwischen benachbarten Peaks entspricht dem Abstand zwischen benachbarten Felgen.It has proven particularly expedient if at least one property is determined from an intensity profile and/or histogram determined along a line running through the center of a detected rim. Intensity curves can be evaluated using customary, known methods for curve analysis in order to determine characteristic values that directly correspond to properties that can be contained in the rim information. In an intensity curve, the rim usually appears as a peak, the height of which is a measure of the reflection strength and the width of which reflects the extent of the rim. The distance between adjacent peaks corresponds to the distance between adjacent rims.

Wie bereits erwähnt wurde, nutzt die Erfindung das Bekanntwerden von neuen, hochauflösenden, modernen Radartechnologien aus. Die vorliegende Erfindung sieht dabei vor, dass ein Radarsensor mit einem durch einen Halbleiterchip, insbesondere einem CMOS-Chip, realisierten Radartransceiver verwendet wird. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn neben dem Radartransceiver auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente (DSP) und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors durch den Halbleiterchip realisiert werden und/oder eine Antennenanordnung des Radarsensors mit dem Halbleiterchip als ein Package realisiert ist. Auf diese Weise können äußerst kleinbauende, leicht im Kraftfahrzeug unterbringbare Radarsensoren geschaffen werden, die aufgrund der kurzen Signalwege auch ein hervorragendes Signal-zu-Rausch-Verhältnis erlauben. Mit derartigen Radarsensoren auf Halbleiterbasis, insbesondere CMOS-Basis, lässt sich auch ein Betrieb bei hohen Frequenzen und mit hoher Frequenzbandbreite realisieren.As already mentioned, the invention takes advantage of the emergence of new, high-resolution, modern radar technologies. The present invention provides that a radar sensor with a radar transceiver implemented by a semiconductor chip, in particular a CMOS chip, is used. It is particularly advantageous in this context if, in addition to the radar transceiver, a digital signal processing component (DSP) and/or a control unit of the radar sensor are also implemented by the semiconductor chip and/or an antenna arrangement of the radar sensor is implemented with the semiconductor chip as a package. In this way, extremely compact radar sensors can be created that can easily be accommodated in the motor vehicle and, because of the short signal paths, also allow an excellent signal-to-noise ratio. With such radar sensors on a semiconductor basis, in particular on a CMOS basis, operation at high frequencies and with a high frequency bandwidth can also be implemented.

Insbesondere für den Fall eines innerhalb der Technologie realisierten Radarsensors, aber auch allgemein, ist es in diesem Kontext äußerst zweckmäßig, wenn der Radarsensor in einem Frequenzbereich von 77 bis 81 GHz und/oder mit einer Frequenzbandbreite größer als 1 GHz, insbesondere von 4 GHz, betrieben wird.Particularly in the case of a radar sensor implemented within the technology, but also in general, it is extremely expedient in this context if the radar sensor operates in a frequency range from 77 to 81 GHz and/or with a frequency bandwidth greater than 1 GHz, in particular 4 GHz. is operated.

Durch ein hochauflösendes Radarsystem mit 4 GHz Bandbreite kann eine sehr hohe Abstandsauflösung, beispielsweise von ca. 3,4 cm, relativ zu herkömmlichen, bislang eingesetzten Automotive-Radarsensoren erreicht werden. Die Auflösung korreliert auch mit der Abstandmessgenauigkeit, das bedeutet, mit höherer Auflösung ist auch die Genauigkeit sehr hoch. Hierdurch können beispielsweise die Ausdehnungen der Felgen, aber auch allgemein die Felgeninformation, sehr genau vermessen werden.A high-resolution radar system with a bandwidth of 4 GHz can achieve a very high distance resolution, for example of approximately 3.4 cm, relative to conventional automotive radar sensors used to date. The resolution also correlates with the distance measurement accuracy, which means that with higher resolution, the accuracy is also very high. In this way, for example, the dimensions of the rims, but also the rim information in general, can be measured very precisely.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere, insbesondere acht, Radarsensoren verwendet werden, die die Umgebung des Kraftfahrzeugs in einem 360°-Winkelbereich vollständig abdecken. Beispielsweise ist es möglich, eine Anordnung von acht Radarsensoren zu verwenden, von denen jeweils drei im vorderen und im hinteren Stoßfänger verbaut werden können. Zwei weitere, seitlich ausgerichtete Radarsensoren können beispielsweise in Türen des Kraftfahrzeugs vorgesehen werden, insbesondere, indem ein radardurchlässiges, lackierbares Fenster im Türblech vorgesehen wird. Nachdem es sich bei den mehreren Radarsensoren zweckmäßigerweise um Weitwinkel-Radarsensoren handelt, beispielsweise mit einem Öffnungswinkel von bis zu 170°, beispielsweise 160°, im Azimut und von bis zu 120°, beispielsweise 90°, in der Elevation, wird somit die gesamte Umgebung rund um das Kraftfahrzeug zuverlässig abgedeckt. Dabei sind bei der Betrachtung von auf gleicher Höhe parallel fahrenden Verkehrsteilnehmern die seitlich ausgerichteten Radarsensoren besonders relevant. Allerdings ist selbstverständlich auch ein Einsatz des Verfahrens für sonstige Verkehrsteilnehmer, beispielsweise querende Verkehrsteilnehmer, denkbar, für die dann die vorderen beziehungsweise hinteren Radarsensoren relevanter sind.An expedient development of the invention provides that several, in particular eight, radar sensors are used, which completely cover the surroundings of the motor vehicle in a 360° angular range. For example, it is possible to use an array of eight radar sensors, three of which can be installed in the front and three in the rear bumper. Two further, laterally aligned radar sensors can be provided, for example, in the doors of the motor vehicle, in particular by having a radar-permeable, paintable window in front of the door panel is seen. Since the several radar sensors are expediently wide-angle radar sensors, for example with an opening angle of up to 170°, for example 160°, in azimuth and of up to 120°, for example 90°, in elevation, the entire environment is thus reliably covered around the motor vehicle. The laterally aligned radar sensors are particularly relevant when considering road users driving parallel at the same height. However, it is of course also conceivable to use the method for other road users, for example crossing road users, for whom the front or rear radar sensors are then more relevant.

In zweckmäßiger Ausgestaltung kann als Fahrerassistenzsystem ein Sicherheitssystem verwendet werden, wobei die Fahrzeugtypklasse bei der Ermittlung eines eine mögliche Kollision mit dem jeweiligen Verkehrsteilnehmer beschreibenden Kollisionswertes berücksichtigt wird. Beispielsweise kann also die ermittelte Fahrzeugtypklasse eines anderen Verkehrsteilnehmers genutzt werden, wenn eine Unfallschwere und/oder eine Kollisionswahrscheinlichkeit abgeschätzt werden soll.In an expedient embodiment, a safety system can be used as the driver assistance system, the vehicle type class being taken into account when determining a collision value describing a possible collision with the respective road user. For example, the determined vehicle type class of another road user can be used if an accident severity and/or a collision probability is to be estimated.

Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht zwangsläufig durch ein (ausschließlich) dem Fahrerassistenzsystem zugeordnetes Steuergerät durchgeführt werden muss, sondern insbesondere im Fall mehrerer die Fahrzeugtypklasse nutzender Funktionen unterschiedlicher Fahrerassistenzsysteme ein zentrales Steuergerät vorgesehen sein kann, welches dann bevorzugt die Sensordaten, umfassend auch die Radardaten, verschiedener Umgebungssensoren des Kraftfahrzeugs auswertet, um bereits geeignete Eingangsdaten für die verschiedenen Funktionen zur Verfügung zu stellen, beispielsweise in Form eines Umfeldmodells, wie es im Stand der Technik grundsätzlich bereits vorgeschlagen wurde. Ist das Umfeldmodell objektorientiert, können beispielsweise anderen Verkehrsteilnehmern ihre Fahrzeugtypklassen dort unmittelbar zugeordnet werden. Führt das die Sensordaten derart vorauswertende Steuergerät auch die Funktionen durch, kann auch von einem „zentralen Fahrerassistenzsystem“ gesprochen werden, welches eine Vielzahl von Funktionen einzelner Sub-Fahrerassistenzsysteme realisiert.It should also be noted at this point that the method according to the invention does not necessarily have to be carried out by a control unit assigned (exclusively) to the driver assistance system, but rather, in particular in the case of several functions of different driver assistance systems that use the vehicle type class, a central control unit can be provided, which then prefers the sensor data , also comprising the radar data, evaluates various environmental sensors of the motor vehicle in order to already provide suitable input data for the various functions, for example in the form of an environment model, as has already been proposed in principle in the prior art. If the environment model is object-oriented, the vehicle type classes of other road users can be directly assigned there, for example. If the control unit that pre-evaluates the sensor data in this way also carries out the functions, one can also speak of a “central driver assistance system” which implements a large number of functions of individual sub-driver assistance systems.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens ein Fahrerassistenzsystem und ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildetes Steuergerät. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertagen, mit welchen ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.In addition to the method, the invention also relates to a motor vehicle having at least one driver assistance system and a control unit designed to carry out the method according to the invention. All statements relating to the method according to the invention can be transferred analogously to the motor vehicle according to the invention, with which the advantages already mentioned can also be obtained.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

  • 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
  • 2 einen in dem Kraftfahrzeug eingesetzter Radarsensor,
  • 3 Felgen-Reflektionszentren bei einem Teil eines Lastkraftwagens,
  • 4 einen 3 zugehörigen Intensitätsverlauf,
  • 5 Felgen-Reflektionszentren bei einem Personenkraftwagen,
  • 6 einen 5 zugehörigen Intensitätsverlauf,
  • 7 Felgen-Reflektionszentren bei einem Zweirad, und
  • 8 einen 7 zugehörigen Intensitätsverlauf.
Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawing. show:
  • 1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention,
  • 2 a radar sensor used in the motor vehicle,
  • 3 rim reflection centers on part of a truck,
  • 4 a 3 associated intensity profile,
  • 5 Rim reflection centers on a passenger car,
  • 6 a 5 associated intensity profile,
  • 7 Rim reflection centers on a two-wheeler, and
  • 8th a 7 associated intensity profile.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist vorliegend acht Radarsensoren 2 auf, die als Weitwinkel-Radarsensoren ausgebildet sind und, wie anhand der angedeuteten Erfassungsbereiche 3 ersichtlich ist, eine 360°-Erfassung des Umfelds des Kraftfahrzeugs 1 erlauben. Dabei sind die Radarsensoren 2 basierend auf CMOS-Technologie äußerst kleinbauend realisiert, beispielsweise kleiner als 3 cm mal 3 cm, so dass sie im vorderen bzw. hinteren Stoßfänger 4, 5 des Kraftfahrzeugs 1 verbaut werden können und auch ein Verbau in seitlichen Türen 6 möglich ist, wenn beispielsweise ein radardurchlässiges Fenster im Blech vorgesehen wird. 1 1 shows a schematic diagram of a motor vehicle 1 according to the invention. In the present case, it has eight radar sensors 2, which are designed as wide-angle radar sensors and, as can be seen from the indicated detection areas 3, allow 360° detection of the surroundings of motor vehicle 1. The radar sensors 2 based on CMOS technology are extremely small, for example less than 3 cm by 3 cm, so that they can be installed in the front or rear bumper 4, 5 of the motor vehicle 1 and installation in side doors 6 is also possible is when, for example, a radar-transparent window is provided in the sheet metal.

Die Radardaten der Radarsensoren 2 werden in einem Steuergerät 7 ausgewertet, welches einem Fahrerassistenzsystem, hier einem Sicherheitssystem, zugeordnet und auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.The radar data from the radar sensors 2 are evaluated in a control unit 7, which is assigned to a driver assistance system, here a safety system, and is also designed to carry out the method according to the invention.

2 zeigt in Form einer Prinzipskizze den Aufbau der Radarsensoren 2 genauer. Ein Radarsensor 2 weist ein Gehäuse 8 auf, in dem eine Leiterplatte 9 gehaltert ist, auf der ein Halbleiterchip 10, hier ein CMOS-Chip, angeordnet ist. Der Halbleiterchip 10 ist gemeinsam mit einer Antennenanordnung 11 des Radarsensors 2 als ein Package 12 realisiert, wobei die Antennenanordnung 11 so ausgestaltet ist, dass Winkel zu einem reflektierenden Punkt in zwei zueinander senkrechten Ebenen erfasst werden können. 2 shows the structure of the radar sensors 2 in more detail in the form of a schematic diagram. A radar sensor 2 has a housing 8 in which a printed circuit board 9 is held, on which a semiconductor chip 10, here a CMOS chip, is arranged. The semiconductor chip 10 is realized together with an antenna arrangement 11 of the radar sensor 2 as a package 12, the antenna arrangement 11 being configured such that angles to a reflecting point can be detected in two mutually perpendicular planes.

Durch den Halbleiterchip 10 werden vorliegend neben dem Radartransceiver 13 auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente 14 (DSP) und eine Steuereinheit 15 des Radarsensors 2 realisiert.In addition to the radar transceiver 13 , the semiconductor chip 10 also implements a digital signal processing component 14 (DSP) and a control unit 15 of the radar sensor 2 .

Die Radarsensoren 2 werden in einem Frequenzbereich von 77 bis 81 GHz bei einer Frequenzbandbreite von 4 GHz betrieben, um hochauflösend das Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 beschreibende Radardaten liefern zu können.The radar sensors 2 are operated in a frequency range of 77 to 81 GHz with a frequency bandwidth of 4 GHz in order to be able to supply radar data describing the surroundings of the motor vehicle 1 with high resolution.

Im Steuergerät 7 werden diese Radardaten nun ausgewertet, um die Fahrzeugtypklasse, insbesondere also LKW, PKW oder Zweirad, weiterer Verkehrsteilnehmer bestimmen zu können. Hierzu wird in dem dem jeweiligen Verkehrsteilnehmer zugeordneten Bereich, in dem also Reflektionen des Verkehrsteilnehmers empfangen wurden, nach den Hauptstreuzentren, insbesondere im unteren Bereich, gesucht, welche den Felgen des Zielfahrzeugs als Verkehrsteilnehmer entsprechen. Dabei können verschiedene Arten von Algorithmen eingesetzt werden, die beispielsweise Intensitätsverläufe auswerten oder auch an Bildverarbeitungsalgorithmen angelehnt sind. Nachdem die Radarsensoren 2 eine hohe Ortsauflösung besitzen, insbesondere im Bereich von 3,5 cm, können die Positionen der Felgen und auch deren Ausdehnungen recht genau bestimmt werden. Zudem wird die Reflektionsstärke, der Felgen ermittelt. Auch weitere nützliche Eigenschaften, beispielsweise der Abstand benachbarter Felgen und die Gesamtzahl der Felgen auf der betrachteten Seite des Verkehrsteilnehmers, können ermittelt werden.This radar data is now evaluated in control unit 7 in order to be able to determine the vehicle type class, in particular truck, car or two-wheeler, of other road users. For this purpose, a search is made in the area assigned to the respective road user, in which reflections of the road user were received, for the main scattering centers, particularly in the lower area, which correspond to the wheel rims of the target vehicle as a road user. Various types of algorithms can be used here, which evaluate intensity profiles, for example, or are also based on image processing algorithms. Since the radar sensors 2 have a high spatial resolution, in particular in the range of 3.5 cm, the positions of the rims and also their dimensions can be determined quite precisely. In addition, the reflection strength of the rims is determined. Other useful properties, such as the distance between adjacent rims and the total number of rims on the side of the road user under consideration, can also be determined.

Die 3 und 4 zeigen als erstes konkretes Beispiel den Heckanteil eines Lastkraftwagens 16, der dort drei Achsen mit in der dargestellten Seitenansicht jeweils sichtbaren Rädern 17 aufweist. Die Felgen 18 der Räder 17 stellen die hauptsächlichen Reflektionszentren dar, was durch die einzelnen, durch Sterne angedeutete Reflektionsereignisse in den Radardaten angedeutet werden soll. Der Übersichtlichkeit halber sind Reflektionsereignisse von anderen Teilen des Lastkraftwagens 16 nicht gezeigt.the 3 and 4 show as a first specific example the rear part of a truck 16, which has three axles with wheels 17 that are visible in the side view shown. The rims 18 of the wheels 17 represent the main centers of reflection, which is to be indicated by the individual reflection events in the radar data indicated by stars. For clarity, reflection events from other parts of the truck 16 are not shown.

4 zeigt einen Intensitätsverlauf entlang einer horizontalen Linie durch die Zentren der jeweiligen Felgen 18, worin sich deutlich die Peaks 19, die durch die jeweiligen Felgen 18 erzeugt werden, abzeichnen. Aus dem Intensitätsverlauf der 4 lassen sich für die weitere Auswertung wichtige Eigenschaften der Felgen 18 als Teil der zu ermittelnden Felgeninformation ermitteln. Beispielsweise stellt die Höhe 20 des Peaks 19 ein Maß für die Reflektionsstärke dar, die Breite 21 eines Peaks 19 ist ein Maß für die Ausdehnung der entsprechenden Felge 18 und der Abstand 22 zwischen zwei Peaks entspricht dem Abstand zwischen zwei benachbarten Felgen 18. Ersichtlich reflektieren die Felgen 18 des Lastkraftwagens 16 äußerst stark und sind recht ausgedehnt. Zudem folgen benachbarte Felgen 18 im Heckbereich äußerst dicht aufeinander. Eine weitere bestimmte Eigenschaften als Felgeninformation ist hier die (gesamte) Anzahl der Felgen 18 auf der für die Radarsensoren 2 erfassbaren Seite. 4 shows an intensity curve along a horizontal line through the centers of the respective rims 18, in which the peaks 19, which are generated by the respective rims 18, stand out clearly. From the intensity curve of the 4 properties of the rims 18 that are important for further evaluation can be determined as part of the rim information to be determined. For example, the height 20 of the peak 19 is a measure of the reflection strength, the width 21 of a peak 19 is a measure of the extent of the corresponding rim 18 and the distance 22 between two peaks corresponds to the distance between two adjacent rims 18. It can be seen that the reflect Rims 18 of the truck 16 are extremely strong and quite extensive. In addition, adjacent rims 18 follow one another extremely closely in the rear area. Another specific property as rim information here is the (total) number of rims 18 on the side that can be detected by the radar sensors 2 .

5 zeigt als weiteres Beispiel eines anderen Verkehrsteilnehmers einen Personenkraftwagen 23, der wie üblich zwei Räder 24 und mithin zwei Felgen 25 auf jeder Seite aufweist. Auch hier stellen die Felgen 25 die Hauptreflektionszentren dar, was sich in dem zugehörigen Intensitätsverlauf gemäß 6 deutlich zeigt. Allerdings reflektieren die Felgen, wie anhand der Peaks 26 zu erkennen ist, schwächer (geringere Peakhöhe) und die Felgen 25 sind weniger ausgedehnt (geringere Peakbreite). Ferner ist der Abstand der benachbarten Felgen 25 deutlich höher. Die Anzahl der Felgen 25 ist ersichtlich geringer als die Anzahl der Felgen 18 des Lastkraftwagens 16. 5 1 shows a passenger car 23 as a further example of another road user, which as usual has two wheels 24 and therefore two rims 25 on each side. Here, too, the rims 25 represent the main reflection centers, which can be seen in the associated intensity profile according to FIG 6 clearly shows. However, as can be seen from the peaks 26, the rims reflect weaker (smaller peak height) and the rims 25 are less extended (smaller peak width). Furthermore, the distance between the adjacent rims 25 is significantly greater. The number of rims 25 is evidently less than the number of rims 18 of the truck 16.

7 zeigt als Beispiel für ein Zweirad 27 als weiteren Verkehrsteilnehmer ein Fahrrad mit zwei Rädern 28 und entsprechend zugehörigen Felgen 29. Aufgrund der geringen Reflektion der Speichen sind von den Felgen 29 als Hauptreflektionszentren hauptsächlich die zentralen Anteile zu erkennen, welche dennoch im Vergleich relativ schwach reflektieren, vgl. auch den in 8 zugehörigen Intensitätsverlauf. Die Peaks 30 sind hier äußerst schwach ausgeprägt. 7 shows an example of a two-wheeler 27 as a further road user, a bicycle with two wheels 28 and correspondingly associated rims 29. Due to the low reflection of the spokes, the main reflection centers of the rims 29 are mainly the central parts, which nevertheless reflect relatively weakly in comparison. see also the in 8th associated intensity profile. The peaks 30 are extremely weak here.

Die Felgeninformation kann im erfindungsgemäßen Verfahren durch einen Klassifikator ausgewertet werden, der vorliegend mehrere Teilkriterien kombiniert, die wiederum bestimmte Eigenschaften, die in der Felgeninformation enthalten sind, betreffen. Aus der Feststellung, dass die großen Felgen 18 des Lastkraftwagens 16 die Radarstrahlen sehr stark reflektieren, während beim Personenkraftwagen 23 die Felgen 25 mittelstark reflektieren und bei den Felgen 29 des Zweirads 27 nur eine schwache Reflektion gegeben ist, ergibt sich ein Teilkriterium, das überprüft, ob die Reflektionsstärke, konkret beispielsweise als Wert der Höhe 20 der Peaks 19, 26 und 30 ausgedrückt, innerhalb bestimmter Intervalle (Parameterbereiche) liegen, die den unterschiedlichen Fahrzeugtypklassen zugeordnet sind. Entsprechende Untersuchungen können bezüglich der Ausdehnung, beispielsweise ausgedrückt über die Breite 21 der Peaks 19, 26, 30, formuliert werden. Aus der Anzahl der Felgen 18, 25, 29 kann bei einer zwei Felgen 18, 25, 29 pro Seite überschreitenden Anzahl geschlossen werden, dass es sich vermutlich um einen Lastkraftwagen 16 handelt. Ein Teilkriterium kann auch die Abstände zwischen den Felgen 18, 25, 29 auswerten, die beispielsweise durch die Abstände der Peaks 19, 26, 30 in den Intensitätsverläufen wiedergegeben sein können.In the method according to the invention, the rim information can be evaluated by a classifier which, in the present case, combines a number of partial criteria which in turn relate to specific properties contained in the rim information. From the finding that the large rims 18 of the truck 16 reflect the radar beams very strongly, while the rims 25 of the passenger car 23 reflect moderately strongly and the rims 29 of the two-wheeler 27 only have a weak reflection, there is a partial criterion that checks whether the reflection strength, specifically expressed for example as the value of the height 20 of the peaks 19, 26 and 30, is within certain intervals (parameter ranges) which are assigned to the different vehicle type classes. Corresponding investigations can be formulated with regard to the extent, for example expressed over the width 21 of the peaks 19, 26, 30. From the number of rims 18, 25, 29 it can be concluded that a truck 16 is probably involved if there are more than two rims 18, 25, 29 per side. A sub-criterion can also evaluate the distances between the rims 18, 25, 29, for example, by the Distances between the peaks 19, 26, 30 can be reproduced in the intensity curves.

Nachdem mehrere Teilkriterien zur gegenseitigen Plausibilisierung und besseren Entscheidungsfindung kombiniert werden, liegt letztendlich ein verlässliches Ergebnis vor. Beispielsweise liegen sowohl beim Zweirad 27 als auch beim Lastkraftwagen 16 Felgen 18, 29 dicht beisammen, jedoch stellen die Zahl der Felgen 18, 29, die Reflektionsstärke und die Ausdehnung deutliche Unterscheidungsmerkmale dar.After several sub-criteria are combined for mutual plausibility and better decision-making, a reliable result is finally available. For example, both the two-wheeler 27 and the truck 16 have rims 18, 29 close together, but the number of rims 18, 29, the reflection strength and the extent represent clear distinguishing features.

Als Ergebnis liefert der Klassifikator mithin eine Fahrzeugtypklasse, insbesondere „Personenkraftwagen“, „Lastkraftwagen“ oder „Zweirad“, welche das als Sicherheitssystem ausgebildete Fahrerassistenzsystem zur verbesserten Ermittlung von Kollisionsparametern nutzen kann.As a result, the classifier therefore supplies a vehicle type class, in particular “passenger car”, “truck” or “two-wheeler”, which the driver assistance system designed as a safety system can use for improved determination of collision parameters.

Claims (11)

Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs (1), welches wenigstens einen die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibende Radardaten aufnehmenden Radarsensor (2) aufweist, wobei für wenigstens einen in den Radardaten detektierten Verkehrsteilnehmer eine wenigstens eine Eigenschaft aller in den Radardaten detektierbaren Felgen (18, 25, 29) des Verkehrsteilnehmers beschreibende Felgeninformation aus den Radardaten ermittelt wird, die Felgeninformation zur Zuordnung einer Fahrzeugtypklasse zu dem Verkehrsteilnehmer mittels eines Klassifikators ausgewertet wird und die zugeordnete Fahrzeugtypklasse durch wenigstens eine Funktion des Fahrerassistenzsystems berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarsensor (2) mit einem durch einen Halbleiterchip (10), insbesondere CMOS-Chip, realisierten Radartransceiver (13) verwendet wird, wobei die Felgeninformation die Reflektionsstärke einer Felge (18, 25, 29), insbesondere aller Felgen (18, 25, 29), umfassend ermittelt wird, wobei der Klassifikator auf unterschiedliche, in der Felgeninformation enthaltene Eigenschaften bezogene Teilkriterien aufweist, deren Ergebnisse zur Ermittlung der Fahrzeugtypklasse kombiniert werden, wobei ein auf die Reflektionsstärke der Felgen (18, 25, 29) bezogenes Teilkriterium wenigstens drei disjunkte Parameterbereiche verwendet, wobei in einem ersten, die geringsten Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Zweiradklasse, insbesondere einer Fahrradklasse, in einem zweiten, mittlere Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Personenkraftwagenklasse und in einem dritten, die größten Reflektionsstärken umfassenden Parameterbereich liegende Reflektionsstärken einer Lastkraftwagenklasse zugeordnet werden. Method for operating a driver assistance system of a motor vehicle (1), which has at least one radar sensor (2) that records radar data describing the area surrounding the motor vehicle (1), wherein for at least one road user detected in the radar data, at least one property of all wheel rims ( 18, 25, 29) the rim information describing the road user is determined from the radar data, the rim information for assigning a vehicle type class to the road user is evaluated by means of a classifier and the assigned vehicle type class is taken into account by at least one function of the driver assistance system, characterized in that a radar sensor ( 2) is used with a radar transceiver (13) realized by a semiconductor chip (10), in particular a CMOS chip, the rim information being the reflection strength of a rim (18, 25, 29), in particular of all rims (18, 25, 29), incl send is determined, the classifier having different sub-criteria related to properties contained in the rim information, the results of which are combined to determine the vehicle type class, wherein a sub-criterion related to the reflection strength of the rims (18, 25, 29) uses at least three disjoint parameter ranges, wherein reflection strengths of a two-wheeler class, in particular a bicycle class, lying in a first parameter range comprising the lowest reflection strengths, reflection strengths of a passenger car class lying in a second parameter range comprising medium reflection strengths and reflection strengths of a truck class lying in a third parameter range comprising the greatest reflection strengths are assigned. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeugtypklassen für Felgen (18, 25, 29) aufweisende Verkehrsteilnehmer die Personenkraftwagenklasse und/oder die Lastkraftwagenklasse und/oder die Zweiradklasse verwendet werden.procedure after claim 1 , characterized in that the passenger car class and/or the truck class and/or the two-wheeler class are used as vehicle type classes for road users having rims (18, 25, 29). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Felgeninformation wenigstens eine Position wenigstens einer Felge (18, 25, 29), insbesondere aller Felgen (18, 25, 29), und/oder den Abstand wenigstens eines Paares, insbesondere aller Paare, von Felgen (18, 25, 29) und/oder eine Ausdehnung wenigstens einer Felge (18, 25, 29), insbesondere aller Felgen (18, 25, 29), und/oder eine Anzahl von detektierten Felgen (18, 25, 29) umfassend ermittelt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the rim information includes at least one position of at least one rim (18, 25, 29), in particular all rims (18, 25, 29), and/or the distance between at least one pair, in particular all pairs, of rims (18, 25, 29) and/or an extent of at least one rim (18, 25, 29), in particular all rims (18, 25, 29), and/or a number of detected rims (18, 25, 29) is comprehensively determined. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Ausdehnungen der Felgen (18, 25, 29) bezogenes Teilkriterium wenigstens drei disjunkte Parameterbereiche verwendet, wobei in einem ersten, die geringsten Ausdehnungen umfassenden Parameterbereich liegende Ausdehnungen der Zweiradklasse, insbesondere einer Fahrradklasse, in einem zweiten, mittlere Ausdehnungen umfassenden Parameterbereich liegende Ausdehnungen der Personenkraftwagenklasse und in einem dritten, die größten Ausdehnungen umfassenden Parameterbereich liegende Ausdehnungen der Lastkraftwagenklasse zugeordnet werden.procedure after claim 3 , characterized in that a sub-criterion related to the dimensions of the rims (18, 25, 29) uses at least three disjunctive parameter ranges, wherein in a first parameter range comprising the smallest dimensions, the dimensions of the two-wheeler class, in particular a bicycle class, lie in a second, middle Extensions of the passenger car class that encompass the parameter range and extensions of the truck class that are in a third parameter range that encompasses the largest extents are assigned. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Anzahl von Felgen (18, 25, 29) auswertendes Teilkriterium eine einen Schwellwert, insbesondere von vier, überschreitende Felgenanzahl einer Lastkraftwagenklasse zuordnet.Procedure according to one of claims 3 or 4 , characterized in that a sub-criterion evaluating the number of rims (18, 25, 29) assigns a rim number exceeding a threshold value, in particular four, to a truck class. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Eigenschaft aus einem entlang einer durch das Zentrum einer detektierten Felge (18, 25, 29) verlaufenden Linie ermittelten Intensitätsverlauf und/oder Histogramm ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one property is determined from an intensity profile and/or histogram determined along a line running through the center of a detected rim (18, 25, 29). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Radartransceiver (13) auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente (14) und/oder eine Steuereinheit (15) des Radarsensors (2) durch den Halbleiterchip (10) realisiert werden und/oder eine Antennenanordnung (11) des Radarsensors (2) mit dem Halbleiterchip (10) als ein Package (12) realisiert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the radar transceiver (13), a digital signal processing component (14) and/or a control unit (15) of the radar sensor (2) are also implemented by the semiconductor chip (10) and/or an antenna arrangement (11) of the radar sensor (2) is realized with the semiconductor chip (10) as a package (12). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (2) in einem Frequenzbereich von 77 bis 81 GHz und/oder mit einer Frequenzbandbreite größer als 1 GHz, insbesondere von 4 GHz, betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the radar sensor (2) in a frequency range of 77 up to 81 GHz and/or with a frequency bandwidth greater than 1 GHz, in particular 4 GHz. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere acht, Radarsensoren (2) verwendet werden, die die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) in einem 360°-Winkelbereich vollständig abdecken.Method according to one of the preceding claims, characterized in that several, in particular eight, radar sensors (2) are used which completely cover the surroundings of the motor vehicle (1) in a 360° angular range. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrerassistenzsystem ein Sicherheitssystem verwendet wird, wobei die Fahrzeugtypklasse bei der Ermittlung eines eine mögliche Kollision mit dem jeweiligen Verkehrsteilnehmer beschreibenden Kollisionswertes berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a safety system is used as the driver assistance system, the vehicle type class being taken into account when determining a collision value describing a possible collision with the respective road user. Kraftfahrzeug (1), aufweisend wenigstens einen Radarsensor (2), wenigstens ein Fahrerassistenzsystem und ein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildetes, insbesondere dem Fahrerassistenzsystem zugeordnetes und/oder zentrales, Steuergerät (7).Motor vehicle (1) having at least one radar sensor (2), at least one driver assistance system and a control unit (7) designed to carry out the method according to one of the preceding claims, in particular assigned to and/or central to the driver assistance system.
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