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DE102020203633A1 - Method and device for determining air temperature and computer program product - Google Patents

Method and device for determining air temperature and computer program product Download PDF

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DE102020203633A1
DE102020203633A1 DE102020203633.0A DE102020203633A DE102020203633A1 DE 102020203633 A1 DE102020203633 A1 DE 102020203633A1 DE 102020203633 A DE102020203633 A DE 102020203633A DE 102020203633 A1 DE102020203633 A1 DE 102020203633A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
distance
sensor
air temperature
sensor system
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020203633.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Reiner
Tanja Holtmann
Sebastian Olbrich
Carola Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020203633.0A priority Critical patent/DE102020203633A1/en
Publication of DE102020203633A1 publication Critical patent/DE102020203633A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Lufttemperatur (t) in der Umgebung eines Fahrzeugs (10), wobei das Fahrzeug (10) zwei unterschiedliche Sensorsysteme (20, 30) zur Abstandserfassung zu Objekten (O) aufweist, ein erstes, lufttemperaturabhängig arbeitendes Sensorsystem (20) und ein zweites lufttemperaturunabhängig arbeitendes Sensorsystem (30), und wobei mittels der beiden Sensorsysteme (20, 30) jeweils ein Abstand (a2, bis a24, a32) zu einem gleichen Objekt (O) erfasst wird.The invention relates to a method for determining the air temperature (t) in the vicinity of a vehicle (10), the vehicle (10) having two different sensor systems (20, 30) for detecting the distance to objects (O), a first sensor system that works as a function of the air temperature (20) and a second sensor system (30) that works independently of the air temperature, and wherein a distance (a2, to a24, a32) to the same object (O) is recorded by means of the two sensor systems (20, 30).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Lufttemperatur in der Umgebung eines Fahrzeugs, wie sie insbesondere zur hochpräzisen Abstandsbestimmung zu Objekten erforderlich ist. Derartige Abstandsbestimmungen sind beispielsweise bei teilautonom oder vollständig autonom fahrenden Fahrzeugen erforderlich, um einen sicheren Fahrbetrieb zu ermöglichen. Auch kann mittels der Temperaturbestimmung auf eine Glatteisgefahr geschlossen werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Computerprogrammprodukt, das dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.The invention relates to a method for determining the air temperature in the vicinity of a vehicle, as is required in particular for high-precision distance determination to objects. Such distance determinations are required, for example, in partially or fully autonomous vehicles in order to enable safe driving. The temperature determination can also be used to infer a risk of black ice. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention and a computer program product which is designed to carry out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2013 206 707 A1 ist es bekannt, bei einem Fahrzeug einen Abstand zu einem Objekt mittels zweier unterschiedlicher Sensorsysteme zu ermitteln. Das erste Sensorsystem ist dabei als lufttemperaturabhängig arbeitendes Sensorsystem auf Ultraschallbasis ausgebildet, während das zweite, lufttemperaturunabhängig arbeitende Sensorsystem insbesondere kamerabasiert arbeitet. Sobald die von den beiden unterschiedlichen Sensorsystemen erfassten Abstände zu einem Objekt eine bestimmte Differenz überschreitet, wird auf die Fehlfunktion eines der beiden Sensorsysteme geschlossen. Eine Kalibrierung des ersten, auf Ultraschallbasis arbeitenden Sensorsystems bzw. eine Erfassung der Temperatur zur Bestimmung der exakten Schallgeschwindigkeit ist in der genannten Schrift jedoch nicht offenbart.From the DE 10 2013 206 707 A1 it is known to determine a distance to an object in a vehicle by means of two different sensor systems. The first sensor system is designed as an ultrasound-based sensor system that works as a function of the air temperature, while the second sensor system, which works independently of the air temperature, works in particular on a camera basis. As soon as the distances to an object detected by the two different sensor systems exceed a certain difference, a conclusion is drawn that one of the two sensor systems is malfunctioning. Calibration of the first, ultrasound-based sensor system or detection of the temperature to determine the exact speed of sound is not disclosed in the cited document.

Weiterhin ist es aus der DE 10 2011 083 998 A1 bekannt, die Lufttemperatur (und somit auch die Schallgeschwindigkeit) eines auf Ultraschallbasis arbeitenden Sensorsystems durch einen Drucksensor, d.h. durch die Erfassung des Atmosphärendrucks, zu kalibrieren. Hier findet jedoch mittels des Drucksensors keine Abstandsmessung statt, sodass lediglich nur ein Sensorsystem zur Abstandserfassung vorhanden ist.Furthermore, it is from the DE 10 2011 083 998 A1 known to calibrate the air temperature (and thus also the speed of sound) of a sensor system operating on the basis of ultrasound by means of a pressure sensor, ie by detecting the atmospheric pressure. Here, however, no distance measurement takes place by means of the pressure sensor, so that there is only one sensor system for distance detection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Lufttemperatur in der Umgebung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es nicht nur eine sehr genaue Bestimmung der Lufttemperatur ohne einen separaten Temperatursensor ermöglicht, sondern darüber hinaus auch die Möglichkeit eröffnet, das lufttemperaturabhängig arbeitende Sensorsystem zu kalibrieren bzw. dessen Funktionalität und Genauigkeit an die aktuelle Lufttemperatur anzupassen. Im Zusammenhang mit den beiden vorgesehenen Sensorsystemen zur Abstandsbestimmung von Objekten wird darüber hinaus in besonders vorteilhafter Art und Weise ein besonders sicherer Betrieb eines insbesondere teilautonom oder vollautonom fahrenden Fahrzeugs ermöglicht, da die beiden Sensorsysteme zur Abstandserfassung von Objekten eine hochpräzise, redundante Abstandsermittlung zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt ermöglicht.The method according to the invention for determining the air temperature in the vicinity of a vehicle with the features of claim 1 has the advantage that it not only enables a very precise determination of the air temperature without a separate temperature sensor, but also opens up the possibility of using the sensor system that works as a function of the air temperature to calibrate or to adapt its functionality and accuracy to the current air temperature. In connection with the two provided sensor systems for determining the distance from objects, a particularly safe operation of a vehicle that drives partially or fully autonomously is made possible in a particularly advantageous manner, since the two sensor systems for distance detection of objects enable a highly precise, redundant determination of the distance between a vehicle and allows an object.

Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen schlägt es daher die Lehre der Erfindung vor, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Lufttemperatur in der Umgebung eines Fahrzeugs derart auszugestalten, dass mittels der beiden Sensorsysteme jeweils ein einbau- bzw. positionsbereinigter Abstand zu einem gleichen Objekt erfasst wird, und dass anhand eines Vergleichs der ermittelten Abstände durch der beiden Sensorsysteme durch einen Algorithmus eine Bestimmung der Lufttemperatur erfolgt, indem diejenige Lufttemperatur ermittelt wird, die bei Berücksichtigung des ermittelten Abstands durch das zweite, lufttemperaturunabhängig arbeitende Sensorsystem den gleichen Abstand durch das erste, lufttemperaturabhängig arbeitende Sensorsystem ergibt. Unter einem einbau- bzw. positionsbereinigten Abstand wird verstanden, dass der Abstand zum Objekt unter Berücksichtigung des Einbauorts des Sensorsystems am Fahrzeug und der Position des Objekts zum Fahrzeug erfolgt.Against the background of the above explanations, the teaching of the invention therefore proposes to design the method according to the invention for determining the air temperature in the vicinity of a vehicle in such a way that the two sensor systems each detect an installation-adjusted or position-adjusted distance to the same object, and that based on a comparison of the determined distances by the two sensor systems by an algorithm, the air temperature is determined by determining that air temperature which, taking into account the determined distance by the second sensor system that works independently of the air temperature, has the same distance by the first sensor system that works depending on the air temperature results. An installation-adjusted or position-adjusted distance is understood to mean that the distance to the object takes into account the installation location of the sensor system on the vehicle and the position of the object in relation to the vehicle.

Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass mittels des zweiten Sensorsystems, das lufttemperaturunabhängig arbeitet, ein Abstand zu einem Objekt erfasst wird und dieser Abstand als richtiger Abstand betrachtet wird. Anhand des von dem ersten, lufttemperaturabhängig arbeitenden Sensorsystems erfassten Abstands ergibt sich dann typischerweise eine Differenz der beiden ermittelten Abstände. Durch einen Algorithmus wird nachfolgend diejenige Lufttemperatur ermittelt, bei der das erste Sensorsystem denselben Abstand zu ein und demselben Objekt ermitteln würde wie das zweite Sensorsystem. Die dabei verwendete bzw. ermittelte Lufttemperatur entspricht dann der tatsächlichen Lufttemperatur.In other words, this means that a distance to an object is detected by means of the second sensor system, which operates independently of the air temperature, and this distance is regarded as the correct distance. On the basis of the distance detected by the first sensor system, which operates as a function of the air temperature, there is then typically a difference between the two determined distances. An algorithm is then used to determine that air temperature at which the first sensor system would determine the same distance to one and the same object as the second sensor system. The air temperature used or determined then corresponds to the actual air temperature.

Da das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch ohne besonderen verfahrenstechnischen Aufwand kontinuierlich angewendet werden kann, wird somit eine stetige Erfassung der Lufttemperatur in der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht, bei der beispielsweise bei schnell sinkender Lufttemperatur auf eine drohende Glatteisgefahr o.ä. geschlossen werden kann.Since the method according to the invention can, in particular, be used continuously without any special procedural effort, continuous detection of the air temperature in the vicinity of the vehicle is made possible, in which, for example, if the air temperature drops rapidly, it can be concluded that there is a risk of black ice or the like.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Lufttemperatur in der Umgebung eines Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the method according to the invention for determining the air temperature in the vicinity of a vehicle are listed in the subclaims.

Mit Blick auf die typischerweise in Fahrzeugen vorgesehenen Sensorsysteme ist es in vorteilhafter Art und Weise vorgesehen, dass der Abstand durch das erste Sensorsystem mittels wenigstens eines, auf Ultraschallbasis arbeitenden Abstandssensors und der Abstand durch das zweite Sensorsystem durch einen optischen Sensor, insbesondere als Bestandteil eines Kamerasystems, oder aber alternativ durch einen Radarsensor oder einen Lidarsensor erfasst wird.With a view to the sensor systems typically provided in vehicles, it is advantageously provided that the distance through the first sensor system using at least one ultrasound-based distance sensor and the distance through the second sensor system using an optical sensor, in particular as part of a camera system , or alternatively is detected by a radar sensor or a lidar sensor.

Um die Möglichkeit zu eröffnen, ggf. vorhandene Differenzen der Messergebnisse beim Vorhandensein mehrerer, auf Ultraschallbasis arbeitender Abstandssensoren des ersten Sensorsystems zu egalisieren bzw. auszugleichen, ist es darüber hinaus in Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags vorgesehen, dass bei mehreren, auf Ultraschallbasis arbeitenden Abstandssensoren des ersten Sensorsystems die erfassten Abstände der Abstandssensoren des ersten Sensorsystems unter Berücksichtigung deren Einbauorte in dem Fahrzeug miteinander verglichen werden.In order to open up the possibility of equalizing or compensating for any differences in the measurement results that may be present in the presence of several ultrasound-based distance sensors of the first sensor system, it is also provided in a further development of the last proposal that, in the case of several ultrasound-based distance sensors of the first sensor system, the detected distances of the distance sensors of the first sensor system are compared with one another, taking into account their installation locations in the vehicle.

Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass ein mittlerer Abstandswert der mehreren Abstandssensoren des ersten Sensorsystems als Abstandswert zur Temperaturbestimmung verwendet wird.In particular, it can be provided that an average distance value of the plurality of distance sensors of the first sensor system is used as the distance value for temperature determination.

Darüber hinaus ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren auf ggf. defekte Abstandssensoren des ersten Sensorsystems zu schließen, wenn bei einer Abweichung eines ermittelten Abstands durch einen der Abstandssensoren des ersten Sensorsystems um einen festgelegten Grenzwert (beispielsweise bei einer Abweichung von 5% von den Abstandswerten der anderen Abstandssensoren) auf einen defekten Abstandssensor geschlossen wird.In addition, the method according to the invention makes it possible to infer any defective distance sensors of the first sensor system if, in the event of a deviation of a distance determined by one of the distance sensors of the first sensor system by a specified limit value (for example, a deviation of 5% from the distance values of the other distance sensors ) it is concluded that there is a defective distance sensor.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es darüber hinaus, dass eine Kalibrierung der Abstandssensoren des ersten Sensorsystems auf Grundlage eines mittleren Abstandswerts der Abstandssensoren erfolgen kann. Dadurch lassen sich die Abstandswerte der einzelnen Abstandssensoren des ersten Sensorsystems aneinander anpassen bzw. ein Abstand zu einem Objekt besonders genau ermitteln.The method according to the invention also makes it possible for the distance sensors of the first sensor system to be calibrated on the basis of an average distance value of the distance sensors. This allows the distance values of the individual distance sensors of the first sensor system to be adapted to one another or a distance to an object to be determined particularly precisely.

Weiterhin ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise, eine Empfindlichkeit des wenigstens einen, auf Ultraschallbasis arbeitenden Abstandssensors temperaturabhängig einzustellen. So muss bei kalten Temperaturen, was eine niedrige Dämpfung der Schallwellen in der Luft zur Folge hat, die Sensitivität reduziert werden, um fehlerhafte Signale zu vermeiden bzw. zu reduzieren. Bei (relativ) hohen Temperaturen, die eine starke Dämpfung der Schallsignale in der Luft zur Folge hat, muss die Sensitivität demgegenüber erhöht werden, um relevante Objekte sicher detektieren zu können.Furthermore, the method according to the invention advantageously enables a sensitivity of the at least one ultrasound-based distance sensor to be set as a function of temperature. At cold temperatures, which results in low attenuation of the sound waves in the air, the sensitivity must be reduced in order to avoid or reduce incorrect signals. At (relatively) high temperatures, which result in strong attenuation of the sound signals in the air, the sensitivity has to be increased in order to be able to reliably detect relevant objects.

Um darüber hinaus nicht nur die Lufttemperatur besonders genau ermitteln zu können, sondern beide Sensorsysteme hochgenau kalibrieren bzw. einstellen zu können, sieht es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Abstandsmessung an einem Referenzort erfolgt, bei dem der Abstand des Fahrzeugs zu dem Referenzobjekt ohne Erfassung des Abstands durch die beiden Sensorsysteme bekannt ist. Die von den beiden Sensorsystemen zu dem Referenzobjekt erfassten Abstände lassen sich somit mit dem bekannten Abstandswert aufgrund des Referenzorts vergleichen und die beiden Sensorsysteme diesbezüglich kalibrieren.In addition, in order to be able to determine not only the air temperature particularly precisely, but also to be able to calibrate or set both sensor systems with high precision, a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the distance measurement takes place at a reference location at which the distance of the vehicle is too is known to the reference object without the distance being detected by the two sensor systems. The distances to the reference object detected by the two sensor systems can thus be compared with the known distance value based on the reference location and the two sensor systems can be calibrated in this regard.

Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere für ein teilautonom oder vollautonom fahrendes Fahrzeug, mit einem ersten lufttemperaturabhängig arbeitenden Sensorsystem zur Abstandsmessung und einem zweiten lufttemperaturunabhängig arbeitenden System zur Abstandsmessung sowie mit einem Algorithmus, der dazu ausgebildet ist, die Lufttemperatur anhand der durch die beiden Sensorsysteme erfassten Abstände zu einem Objekt zu ermitteln.Furthermore, the invention comprises a device for carrying out a method according to the invention as described so far, in particular for a partially autonomous or fully autonomous vehicle, with a first air temperature-dependent sensor system for distance measurement and a second air temperature-independent system for distance measurement, as well as with an algorithm that is designed to To determine the air temperature based on the distances to an object detected by the two sensor systems.

Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt, das dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen oder als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dient.Finally, the invention also includes a computer program product which is designed to carry out a method according to the invention or serves as a component of a device according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments of the invention and with reference to the drawings.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein mit zwei unterschiedlichen Sensorsystemen ausgestattetes Fahrzeug und 1 shows a simplified plan view of a vehicle equipped with two different sensor systems and
  • 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Lufttemperatur in der Umgebung des Fahrzeugs. 2 a flow chart to explain the method according to the invention for determining the air temperature in the vicinity of the vehicle.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der 1 ist stark vereinfacht ein Fahrzeug 10 dargestellt, das insbesondere als teilautonom bzw. vollständig autonom fahrendes Fahrzeug 10 ausgebildet ist. Unter einem teilautonom bzw. vollständig autonom fahrenden Fahrzeug 10 wird verstanden, dass das Fahrzeug 10 ohne Fahrereingriff Fahrmanöver ausführen kann. Hierzu ist es erforderlich, dass das Fahrzeug 10 insbesondere in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 befindliche Objekte o.ä. erfassen kann. Hierzu umfasst das Fahrzeug 10 ein Umfelderkennungssystem, das zwei Sensorsysteme 20, 30 aufweist.In the 1 is very simply a vehicle 10 shown, in particular as a partially autonomous or fully autonomous vehicle 10 is trained. Under a partially or fully autonomous driving vehicle 10 is understood that the vehicle 10 can perform driving maneuvers without driver intervention. For this it is required the vehicle 10 especially in the direction of travel in front of the vehicle 10 can detect objects or the like. To this end, the vehicle includes 10 an environment recognition system that has two sensor systems 20th , 30th having.

Das erste Sensorsystem 20 ist als lufttemperaturabhängig arbeitendes Sensorsystem 20 ausgebildet und weist beispielhaft vier, im Bereich eines vorderen Stoßfängers 12 des Fahrzeugs 10 eingebaute, quer zur Erstreckung des Stoßfängers 12 angeordnete Abstandssensoren 21 bis 24 auf. Mittels der Abstandssensoren 21 bis 24, die als Ultraschallsensoren bzw. Ultraschallwandler ausgebildet sind, lassen sich in bekannter Art und Weise auf Grundlage der Signallaufzeit zwischen ausgesendeten Signalen und reflektieren Signalen Abstände a21 bis a24 der Abstandssensoren 21 bis 24 zu einem Objekt O ermitteln. Der in der 1 eingezeichnete Abstand a entspricht dabei dem geringsten Abstand des Fahrzeugs 10 bzw. dessen Stoßfänger 12 zum Objekt O.The first sensor system 20th is a sensor system that works depending on the air temperature 20th formed and has, for example, four, in the area of a front bumper 12th of the vehicle 10 built-in, across the extension of the bumper 12th arranged distance sensors 21 until 24 on. Using the distance sensors 21 until 24 , which are designed as ultrasonic sensors or ultrasonic transducers, distances a 21 to a 24 of the distance sensors can be determined in a known manner on the basis of the signal transit time between transmitted signals and reflect signals 21 until 24 for an object O. The Indian 1 The distance a shown corresponds to the smallest distance of the vehicle 10 or its bumper 12th to the object O.

Ergänzend wird erwähnt, dass bei der Darstellung in der 1 das Objekt O der Einfachheit halber als ein über die gesamte Breite des Fahrzeugs 10 und parallel zum Fahrzeug 10 verlaufendes Objekt O dargestellt ist, sodass die Signale der Abstandssensoren 21 bis 24 an dem Objekt O jeweils unterschiedliche Reflexionspunkte aufweisen. Demgegenüber weisen die Abstandsensoren 21 bis 24 beispielsweise bei einem Verkehrsschild, einer Säule o.ä. einen gleichen Reflexionspunkt auf (nicht dargestellt). Die Erfindung bzw. Abstandserfassung zum Objekt O soll selbstverständlich grundsätzlich, wie beim Stand der Technik bekannt, unterschiedlich geformte bzw. zum Fahrzeug 10 angeordnete Objekte O umfassen.In addition, it is mentioned that the representation in the 1 the object O for the sake of simplicity as one over the entire width of the vehicle 10 and parallel to the vehicle 10 running object O is shown, so that the signals of the distance sensors 21 until 24 each have different reflection points on the object O. In contrast, the distance sensors 21 until 24 For example, in the case of a traffic sign, a pillar or the like, an identical reflection point (not shown). The invention or the detection of the distance to the object O should, of course, basically, as is known in the prior art, be differently shaped or to be different from the vehicle 10 arranged objects O include.

Die Abstandssensoren 21 bis 24 sind mit einer Steuervorrichtung 50 des Fahrzeugs 10 verbunden, welche wiederum auf nicht dargestellte Art und Weise für einen teilautonom bzw. vollautonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 10 mit Aktoren des Fahrzeugs 10 wie Bremsen, Lenkung usw. zumindest mittelbar verbunden ist.The distance sensors 21 until 24 are with a control device 50 of the vehicle 10 connected, which in turn in a manner not shown for a partially autonomous or fully autonomous driving operation of the vehicle 10 with actuators of the vehicle 10 such as braking, steering, etc. is at least indirectly connected.

Das zweite Sensorsystem 30 ist als lufttemperaturunabhängig arbeitendes Sensorsystem 30 ausgebildet und umfasst beispielhaft im Bereich der Windschutzscheibe o.ä. des Fahrzeugs 10 eine optische Kamera 32 bzw. ein entsprechendes Bilderkennungssystem.The second sensor system 30th is a sensor system that works independently of the air temperature 30th designed and includes, for example, in the area of the windshield or the like of the vehicle 10 an optical camera 32 or a corresponding image recognition system.

Ergänzend wird erwähnt, dass das zweite Sensorsystem 30 auch z.B. in Form wenigstens eines Radarsensors, einer Lidareinrichtung o.ä. ausgebildet sein kann.It is also mentioned that the second sensor system 30th can also be designed, for example, in the form of at least one radar sensor, a lidar device or the like.

Die Kamera 32 ist ebenfalls mit der Steuervorrichtung 50 verbunden, wobei entsprechende Algorithmen bzw. Bilderfassungssysteme zur Ermittlung eines Abstands a32 zwischen der Kamera 32 im Fahrzeug 10 und dem Objekt O vorhanden sind. Unter Berücksichtigung des Einbauorts der Kamera 32 in dem Fahrzeug 10 kann die Steuervorrichtung 50 den Abstand a zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt O ermitteln.The camera 32 is also with the control device 50 connected, with corresponding algorithms or image acquisition systems for determining a distance a 32 between the camera 32 in the vehicle 10 and the object O are present. Taking into account the installation location of the camera 32 in the vehicle 10 can the control device 50 the distance a between the vehicle 10 and the object O determine.

Die Steuervorrichtung 50 weist darüber hinaus einen Algorithmus 60 auf, der dazu ausgebildet ist, eine aktuelle Lufttemperatur t in der Umgebung des Fahrzeugs 10 zu detektieren bzw. festzustellen. Die aktuelle Lufttemperatur t wird dabei unter Berücksichtigung der Abstandsmessungen der beiden Sensorsysteme 20, 30 zu dem Objekt O berechnet, wobei hierzu nachfolgend auf das Ablaufdiagramm der 2 verwiesen wird.The control device 50 also has an algorithm 60 on, which is designed to provide a current air temperature t in the vicinity of the vehicle 10 to detect or determine. The current air temperature t is calculated taking into account the distance measurements of the two sensor systems 20th , 30th calculated for the object O, referring to the flowchart of FIG 2 is referred.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Lufttemperatur t in der Umgebung des Fahrzeugs 10 erfolgt dadurch, dass in einem ersten Schritt 101 mittels der ersten, lufttemperaturabhängig arbeitenden Sensoreinrichtung 20 bzw. der Abstandssensoren 21 bis 24 die Abstände a21 bis a24 zu dem Objekt O unter Berücksichtigung deren Einbauorte im Fahrzeug 10 ermittelt werden. Dies erfolgt in an sich bekannter Art und Weise durch Messung der Signallaufzeiten unter Berücksichtigung des Einbauorts der Abstandssensoren 21 bis 24 in dem Fahrzeug 10. Sollten dabei zwischen den einzelnen Abständen a21 bis a24 der Abstandssensoren 21 bis 24 unterschiedliche Abstände zu dem Objekt O ermittelt werden, so kann beispielsweise ein Mittelwert als Abstand a berechnet bzw. zugrunde gelegt werden. Weiterhin ist es denkbar, dass bei der Erfassung eines Abstands a21 bis a24 eines der Abstandssensoren 21 bis 24, der einbauortbereinigt von einem von den anderen Abstandssensoren 21 bis 24 berechneten Mittelwert um einen bestimmten Grenzwert, beispielsweise um einen Grenzwert von 5% abweicht, auf einen defekten Abstandssensor 21 bis 24 geschlossen wird, und das Ergebnis der Abstandsmessung des entsprechenden Abstandssensors 21 bis 24 für die nachfolgenden Berechnungen nicht berücksichtigt wird.The method according to the invention for determining the air temperature t in the vicinity of the vehicle 10 takes place in that in a first step 101 by means of the first sensor device, which operates as a function of the air temperature 20th or the distance sensors 21 until 24 the distances a 21 to a 24 to the object O taking into account their installation locations in the vehicle 10 be determined. This is done in a manner known per se by measuring the signal propagation times, taking into account the installation location of the distance sensors 21 until 24 in the vehicle 10 . Should be between the individual distances a 21 to a 24 of the distance sensors 21 until 24 different distances from the object O are determined, for example a mean value can be calculated or used as a basis as the distance a. Furthermore, it is conceivable that, when a distance a 21 to a 24 is detected, one of the distance sensors 21 until 24 , the installation location adjusted from one of the other distance sensors 21 until 24 calculated mean value deviates by a certain limit value, for example by a limit value of 5%, to a defective distance sensor 21 until 24 is closed, and the result of the distance measurement of the corresponding distance sensor 21 until 24 is not taken into account for the following calculations.

Zeitgleich mit dem ersten Schritt 101 oder aber zeitlich zuvor oder danach erfolgt in einem Schritt 102 die Erfassung des Abstands a32 zu dem Objekt O mittels des zweiten, lufttemperaturunabhängig arbeitenden Sensorsystems 30 mittels der Kamera 32. Unter Berücksichtigung des Einbauorts der Kamera 32 im Fahrzeug 10 kann dadurch der Abstand a zwischen dem Objekt O und dem Fahrzeug 10 berechnet werden.At the same time as the first step 101 or else before or after it takes place in one step 102 the detection of the distance a 32 to the object O by means of the second sensor system that works independently of the air temperature 30th by means of the camera 32 . Taking into account the installation location of the camera 32 in the vehicle 10 can thereby the distance a between the object O and the vehicle 10 be calculated.

In einem dritten Schritt 103 werden nunmehr bei einer Abweichung zwischen den einbauortberücksichtigten ermittelten Abständen a21 bis a24 und a32 zwischen den beiden Sensorsystemen 20, 30 mittels des Algorithmus 60 Berechnungen durchgeführt, bei denen die zunächst angenommene Lufttemperatur t zur Abstandsmessung durch das erste Sensorsystem 20 derart variiert bzw. verändert wird, dass mittels des ersten Sensorsystems 20 derselbe (einbauortberücksichtigte) Abstand a21 bis a24 zu dem Objekt O berechnet wird wie mittels des zweiten Sensorsystems 30, d.h. der Abstand a32 unter Berücksichtigung des Einbauorts der Kamera 32 im Fahrzeug 10. Die dabei benötigte Temperatur t entspricht der tatsächlichen Lufttemperatur t in der Umgebung des Fahrzeugs 10.In a third step 103 are now in the event of a discrepancy between the determined distances a 21 to a 24 and a 32 between the two sensor systems taken into account 20th , 30th using the algorithm 60 Calculations carried out in which the initially assumed air temperature t for distance measurement by the first sensor system 20th is varied or changed in such a way that by means of the first sensor system 20th the same distance a 21 to a 24 to the object O (taking into account the installation location) is calculated as by means of the second sensor system 30th , ie the distance a 32 taking into account the installation location of the camera 32 in the vehicle 10 . The temperature t required for this corresponds to the actual air temperature t in the vicinity of the vehicle 10 .

Bezüglich der Bestimmung der Lufttemperatur t für Gase unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit wird beispielhaft auf die Internet-Quelle
https://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit?
verwiesen, in der die Zusammenhänge u.a. auch in der Luft als realem Gas beschrieben sind.Regarding the determination of the air temperature t for gases taking into account the speed of sound, the Internet source is an example
https://de.wikipedia.org/wiki/Schall Speed?
referenced, in which the relationships are also described in air as a real gas.

Ergänzend wird erwähnt, dass es sich bei dem Objekt O auch um ein Referenzobjekt bzw. um einen Referenzort handeln kann, bei dem das Fahrzeug 10 in einem definierten, vorbekannten Abstand a zu dem Objekt O angeordnet ist. In diesem Fall ist es möglich, nicht nur die Lufttemperatur t in der Umgebung des Fahrzeugs 10 hochpräzise zu ermitteln, sondern darüber hinaus beide Sensorsysteme 20, 30 in Kenntnis des bekannten Abstands a zu dem Objekt O zu kalibrieren. Dies kann beispielsweise im Rahmen von Fahrzeuginspektionen o.ä. Anlässen erfolgen.In addition, it is mentioned that the object O can also be a reference object or a reference location at which the vehicle is located 10 is arranged at a defined, previously known distance a from the object O. In this case, it is possible not only to check the air temperature t around the vehicle 10 can be determined with high precision, but also both sensor systems 20th , 30th to calibrate knowing the known distance a to the object O. This can be done, for example, as part of vehicle inspections or similar events.

Das soweit beschriebene Verfahren kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The method described so far can be modified or modified in many ways without deviating from the concept of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102013206707 A1 [0002]DE 102013206707 A1 [0002]
  • DE 102011083998 A1 [0003]DE 102011083998 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Bestimmung der Lufttemperatur (t) in der Umgebung eines Fahrzeugs (10), wobei das Fahrzeug (10) zwei unterschiedliche Sensorsysteme (20, 30) zur Abstandserfassung zu Objekten (O) aufweist, ein erstes, lufttemperaturabhängig arbeitendes Sensorsystem (20) und ein zweites lufttemperaturunabhängig arbeitendes Sensorsystem (30), wobei mittels der beiden Sensorsysteme (20, 30) jeweils ein einbau- bzw. positionsbereinigter Abstand (a2, bis a24, a32) zu einem gleichen Objekt (O) erfasst wird, und wobei anhand eines Vergleichs der ermittelten Abstände (a21 bis a24, a32) durch der beiden Sensorsysteme (20, 30) durch einen Algorithmus (60) eine Bestimmung der Lufttemperatur (t) erfolgt, indem diejenige Lufttemperatur (t) ermittelt wird, die bei Berücksichtigung des ermittelten Abstands (a32) durch das zweite Sensorsystem (30) den gleichen Abstand (a2, bis a24) durch das erste Sensorsystem (20) ergibt.A method for determining the air temperature (t) in the vicinity of a vehicle (10), the vehicle (10) having two different sensor systems (20, 30) for detecting the distance to objects (O), a first sensor system (20) that works as a function of the air temperature and a second sensor system (30) that works independently of the air temperature, whereby by means of the two sensor systems (20, 30) in each case an installation or position-adjusted distance (a 2 , to a 24 , a 32 ) to the same object (O) is detected, and where based on a comparison of the determined distances (a 21 to a 24 , a 32 ) by the two sensor systems (20, 30) by an algorithm (60), the air temperature (t) is determined by determining the air temperature (t) that taking into account the distance (a 32 ) determined by the second sensor system (30 ) results in the same distance (a 2 to a 24 ) by the first sensor system (20). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a2, bis a24) durch das erste Sensorsystem (20) mittels wenigstens eines, auf Ultraschallbasis arbeitenden Abstandssensors (21 bis 24) und der Abstand (a32) durch das zweite Sensorsystem (30) durch einen optischen Sensor (32), insbesondere als Bestandteil eines Kamerasystems oder durch einen Radarsensor oder einen Lidarsensor erfasst wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the distance (a 2 , to a 24 ) through the first sensor system (20) by means of at least one ultrasonic-based distance sensor (21 to 24) and the distance (a 32 ) through the second sensor system (30) an optical sensor (32), in particular as part of a camera system or by a radar sensor or a lidar sensor. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren auf Ultraschallbasis arbeitenden Abstandssensoren (21 bis 24) des ersten Sensorsystems (20) die erfassten Abstände (a2, bis a24) der Abstandssensoren (21 bis 24) des ersten Sensorsystems (20) unter Berücksichtigung deren Einbauorte in dem Fahrzeug (10) miteinander vergleichen werden.Procedure according to Claim 2 , characterized in that in the case of several distance sensors (21 to 24) of the first sensor system (20) operating on the basis of ultrasound, the detected distances (a 2 , to a 24 ) of the distance sensors (21 to 24) of the first sensor system (20) taking into account their installation locations are compared with each other in the vehicle (10). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Abstandswert der mehreren Abstandssensoren (21 bis 24) des ersten Sensorsystems (20) als Abstandswert zur Temperaturbestimmung verwendet wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that an average distance value of the plurality of distance sensors (21 to 24) of the first sensor system (20) is used as the distance value for determining the temperature. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung eines ermittelten Abstands (a2, bis a24) durch einen der Abstandssensoren (21 bis 24) des ersten Sensorsystems (20) um einen festgelegten Grenzwert auf einen defekten Abstandssensor (21 bis 24) geschlossen wird.Procedure according to Claim 3 or 4th , characterized in that if a determined distance (a 2 , to a 24 ) deviates by one of the distance sensors (21 to 24) of the first sensor system (20) by a specified limit value, a defective distance sensor (21 to 24) is inferred. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung der Abstandssensoren (21 bis 24) des ersten Sensorsystems (20) auf Grundlage eines mittleren Abstandswerts der Abstandssensoren (21 bis 24) erfolgt.Method according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the distance sensors (21 to 24) of the first sensor system (20) are calibrated on the basis of an average distance value of the distance sensors (21 to 24). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfindlichkeit des wenigstens einen, auf Ultraschallbasis arbeitenden Abstandsensors (21 bis 24) temperaturabhängig eingestellt wird.Method according to one of the Claims 2 until 6th , characterized in that a sensitivity of the at least one ultrasound-based distance sensor (21 to 24) is set as a function of temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung an einem Referenzort erfolgt, bei dem der Abstand (a) des Fahrzeugs (10) zu dem Objekt (O) ohne Erfassung des Abstands (a2, bis a24, a32) durch die beiden Sensorsysteme (20, 30) bekannt ist.Method according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the distance measurement takes place at a reference location at which the distance (a) of the vehicle (10) to the object (O) without detection of the distance (a 2 , to a 24 , a 32 ) by the two sensor systems ( 20, 30) is known. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere in einem teilautonom oder vollautonom fahrenden Fahrzeug (10), mit einem ersten lufttemperaturabhängig arbeitenden Sensorsystem (20) zur Abstandsmessung und einem zweiten, lufttemperaturunabhängig arbeitenden System (30) zur Abstandsmessung, und mit einem Algorithmus (60), der dazu ausgebildet ist, die Lufttemperatur (t) anhand der durch die beiden Sensorsysteme (20, 30) erfassten Abstände (a2, bis a24, a32) zu einem Objekt (O) zu ermitteln.Device for performing a method according to one of the Claims 1 until 8th , in particular in a partially autonomous or fully autonomous vehicle (10), with a first air temperature-dependent sensor system (20) for distance measurement and a second, air temperature-independent system (30) for distance measurement, and with an algorithm (60) which is designed to to determine the air temperature (t) on the basis of the distances (a 2 , to a 24 , a 32 ) to an object (O) detected by the two sensor systems (20, 30). Computerprogrammprodukt, das dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen oder als Bestandteil einer Vorrichtung nach Anspruch 9 dient.Computer program product which is designed to implement a method according to one of the Claims 1 until 8th perform or as part of a device according to Claim 9 serves.
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