DE10302052A1

DE10302052A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10302052A1
Application number: DE10302052A
Authority: DE
Inventors: Michael Schlick; Christian Fuchs; Werner Uhler; Dirk Schmid; Joerg Heckel; Peter Haag
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-07-29
Also published as: WO2004067308A1

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung werden Maßnahmen vorgeschlagen, mit denen sich die Zuverlässigkeit von Systemen zur Überwachung der Fahrzeugumgebung steigern lässt. DOLLAR A Eine Vorrichtung zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs (1; 2), die insbesondere im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems eingesetzt werden kann, wird dazu mit mindestens zwei Sensoren (4, 5; 4, 6) zum Erfassen von Objekten und deren Position in Bezug auf das Fahrzeug ausgestattet. Diese beiden Sensoren (4, 5; 4, 6) arbeiten erfindungsgemäß nach unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien. Außerdem überlappen sich die Erfassungsbereiche (40, 50; 40, 60) der beiden Sensoren (4, 5; 4, 6) zumindest teilweise.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems, und ein Verfahren zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe einer solchen Vorrichtung.

Zum frühzeitigen Erkennen von Gefahrensituationen und zum Vermeiden von Kollisionen werden in der Praxis Warnsysteme eingesetzt, mit denen Objekte in der Fahrzeugumgebung automatisch detektiert werden können und auch deren Entfernung und Geschwindigkeit relativ zum detektierenden Fahrzeug automatisch bestimmt werden können. Auf der Basis dieser Informationen werden dann ebenfalls automatisch situationsbezogene Warnmeldungen für den Fahrer ausgegeben. So sind beispielsweise Tote-Winkel-Detektions(TWD)-Systeme bekannt, mit denen Objekte im toten Winkel eines Fahrzeugs automatisch erfasst werden, die der Fahrer ohne entsprechende Warnmeldung nur durch seitliches Drehen des Kopfes wahrnehmen könnte. Derartige TWD-Systeme sind insbesondere dann von Nutzen, wenn ein anderes Fahrzeug mit geringer Differenzgeschwindigkeit überholt und dabei länger als einen Augenblick in den toten Winkel rechts oder links des eigenen Fahrzeugs eintaucht. Dadurch kann die Unfallgefahr durch Übersehen anderer Fahrzeuge beispielsweise beim Spurwechsel auf mehrspurigen Schnellstraßen verringert werden.

Die bekannten Warnsysteme umfassen in der Regel einen oder mehrere Radarsensoren. Anhand des Verlaufs der Messwerte wird das Vorhandensein von Objekten im Überwachungsbereich geschätzt. Eine zuverlässige Klassifizierung des detektierten Objekts ist damit allerdings nicht möglich, so dass das Warnsystem nicht unterscheiden kann, ob es sich bei dem Objekt um einen Pkw, einen Lkw, einen Fahrradfahrer, einen Fußgänger oder beispielsweise eine Leitplanke handelt. Bei den bekannten TWD-Systemen kommt hinzu, dass sehr kurze Fahrzeuge, wie z.B. Motorradfahrer, die längere Zeit mit gleicher Geschwindigkeit neben dem eigenen Fahrzeug herfahren oder seitlich einscheren, nicht zuverlässig detektiert werden können. Auch die vollständige Abdeckung des Tote-Winkel-Bereichs mit Hilfe von Radarsensoren erweist sich als problematisch. Außerdem können widrige Umweltbedingungen die Verfügbarkeit einschränken, beispielsweise wenn die Radarsensoren mit Schneematsch oder feuchtem Schmutz bedeckt sind.

Vorteile der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung werden Maßnahmen vorgeschlagen, mit denen sich die Zuverlässigkeit von Systemen zur Überwachung der Fahrzeugumgebung steigern lässt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs ist mit mindestens zwei Sensoren zum Erfassen von Objekten und deren Position in Bezug auf das Fahrzeug ausgestattet. Diese beiden Sensoren arbeiten nach unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien. Außerdem sind die beiden Sensoren so am Fahrzeug angeordnet, dass sich die Erfassungsbereiche der beiden Sensoren zumindest teilweise überlappen.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass sich durch Kombination mehrerer Sensoren, deren räumliche Erfassungsbereiche sich überlappen, eine Redundanz der Messergebnisse und damit eine größere Detektionssicherheit erzielen lässt. Durch die gemeinsame Auswertung der Messdaten unterschiedlicher Sensoren kann die Auflösung und Zuverlässigkeit der Detektion im Überlappungsbereich verbessert werden, so dass auch kleinere Objekte, wie z.B. Fahrradfahrer oder Motorradfahrer, detektiert werden können. Entsprechend der Anzahl der Sensoren erhöht sich auch die Verfügbarkeit bzw. Ausfallsicherheit des Systems. Der Ausfall eines Sen sors oder die vorübergehende „Blindheit" eines Sensors führt nicht zum Totalausfall des Systems. Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, dass Sensoren miteinander kombiniert werden, bei denen sich Umwelteinflüsse, wie Lichtverhältnisse und Witterung, unterschiedlich auf die Detektionsleistung der einzelnen Sensoren auswirken.

Die Ausfallsicherheit des Systems kann außerdem noch dadurch erhöht werden, dass die beiden Sensoren an unterschiedlichen Einbauorten am Kraftfahrzeug positioniert sind. Durch diese Maßnahme lässt sich die Wahrscheinlichkeit für einen gleichzeitigen Ausfall beider Sensoren, beispielsweise durch widrige Umwelteinflüsse oder Beschädigungen, einfach verringern.

Wie bereits voranstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen verwiesen.
1 zeigt eine Verkehrssituation mit einem ersten Fahrzeug, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen des toten Winkels ausgestattet ist, und
2 zeigt eine vergleichbare Verkehrssituation mit einem zweiten Fahrzeug, das ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen des toten Winkels ausgestattet ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die beiden in den 1 und 2 dargestellten Fahrzeuge 1 und 2 sind jeweils mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Überwachen des toten Winkels, einem sogenannten Tote-Winkel-Detektions(TWD)-System, ausgestattet. Das TWD-System ist Teil eines Fahrerassistenzsystems und erzeugt Warnmeldungen für den Fahrer, wenn ein Objekt im Bereich des toten Winkels detektiert worden ist. Dazu umfasst das TWD-System in beiden hier beschriebenen Ausführungsbeispielen zwei Radarsensoren 3 und 4, die seitlich, auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 1 bzw. 2 im vorderen und im hinteren Endbereich angeordnet sind. Der im vorderen Endbereich angeordnete Radarsensor 3 ist nach vorne orientiert, was mit Hilfe des dazugehörigen Erfassungsbereichs 30 angedeutet ist, während der im hinteren Endbereich angeordnete Radarsensor 4 eher nach hinten orientiert ist, so dass ihm der Erfassungsbereich 40 zuzuordnen ist.
Beide TWD-Systeme umfassen neben den Radarsensoren 3 und 4 jeweils einen Videosensor 5 bzw. 6. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Videosensor 5 im Rückspiegel auf der Fahrerseite beispielsweise hinter halbdurchlässigem Glas oder im Spiegelhalter angeordnet. Beide Varianten ermöglichen eine einfache Modulbauweise mit einem Anzeigeelement der TWD-Funktion im Innenteil des Außenspiegels. Im Unterschied dazu ist der Videosensor 6 bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel an dem im Innenraum positionierten Rückspiegel angeordnet, wo beispielsweise auch weitere Videosensoren zur Innenraumüberwachung angeordnet werden können. Die Videosensoren 5 und 6 sind jeweils so ausgerichtet, dass sich ihre Erfassungsbereiche 50 und 60 zumindest teilweise mit dem Erfassungsbereich 40 des nach hinten orientierten Radarsensors 4 überlappen.
Der Bereich des toten Winkels ist in beiden Figuren mit einer gestrichelten Linie umrissen und mit 70 bezeichnet. In diesem Tote-Winkel-Bereich 70 befindet sich ein Fahrzeug 10, das zum Überholen ansetzt. Die Erfassungsbereiche 40 und 50 des Radarsensors 4 und des Videosensors 5 (1) bzw. die Erfassungsbereiche 40 und 60 des Radarsensors 4 und des Videosensors 6 (2) decken jeweils den Bereich des toten Winkels 70 weitgehend ab, so dass das Fahrzeug 10 sicher detektiert wird. Der Erfassungsbereich eines Videosensors kann sich auch wesentlich weiter über den hier dargestellten Bereich des toten Winkels 70 erstrecken. In diesem Falle können mit Hilfe des Videosensors herannahende Fahrzeuge frühzeitig detektiert werden und entsprechende Warnmeldungen für den Fahrer abgesetzt werden, noch ehe das detektierte Fahrzeug im Bereich des toten Winkels verschwindet.
Die gemeinsame Auswertung der Messdaten des Radarsensors 4 und des Videosensors 5 bzw. 6 ermöglicht eine Verbesserung der Auflösung und Zuverlässigkeit im Überlappungsbereich 80 der Erfassungsbereiche 40 und 50 bzw. 40 und 60, so dass auch kleinere Objekte, wie z.B. Fahrradfahrer oder Motorradfahrer, zuverlässig detektiert werden können. Außerdem wird durch die Redundanz der Sensordaten eine höhere Verfügbarkeit des Systems insgesamt erreicht, da der Ausfall eines Sensors – Radarsensor 4 oder Videosensor 5 bzw. 6 – nicht zum Totalausfall des Systems führt. Beispielsweise ist bei Dunkelheit oder schlechter Sicht durch Schneefall, Nebel, etc. nur die Detektionsleistung des Videosensors 5 bzw. 6 stark eingeschränkt, während diese Bedingungen auf die Detektionsleistung des Radarsensors 4 keinen Einfluss haben. Andererseits könnte der Radarsensor aufgrund seiner Anordnung durch Bedeckung mit Schneematsch oder feuchtem Schmutz vorübergehend blockiert sein, während das Sichtfeld des an anderer Position eingebauten Videosensors frei ist. Schließlich sei noch angemerkt, dass im Rahmen der Auswertung der vom Videosensor erfassten Daten auch eine zuverlässige Klassifizierung bzw. Erkennung von Objekten im Erfassungsbereich des Videosensors vorgenommen werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs (1; 2), insbesondere im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems, mit mindestens zwei Sensoren (4, 5; 4, 6) zum Erfassen von Objekten und deren Position in Bezug auf das Fahrzeug, wobei die beiden Sensoren (4, 5; 4, 6) nach unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien arbeiten und sich die Erfassungsbereiche (40, 50; 40, 60) der beiden Sensoren (4, 5; 4, 6) zumindest teilweise überlappen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoren (4, 5; 4, 6) an unterschiedlichen Einbauorten am Kraftfahrzeug (1; 2) positioniert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit mindestens einem Radarsensor (4) und mindestens einem Videosensor (5; 6).
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur automatischen Überwachung des toten Winkels bei einem Kraftfahrzeug.
Verfahren zum Überwachen der Umgebung eines Kraftfahrzeugs (1; 2) mit Hilfe mindestens eines Radarsensors (4) und mindestens eines Videosensors (5; 5), dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Auswertung der vom Videosensor (5; 6) erfassten Daten eine Klassifizierung bzw. Erkennung von Objekten im Erfassungsbereich des Videosensors (5; 6) vorgenommen wird.