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WO2018033412A1 - Verfahren zum betreiben einer entfernungsmessvorrichtung eines fahrzeugs, entfernungsmessvorrichtung und fahrerassistenzsystem - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer entfernungsmessvorrichtung eines fahrzeugs, entfernungsmessvorrichtung und fahrerassistenzsystem Download PDF

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Publication number
WO2018033412A1
WO2018033412A1 PCT/EP2017/069799 EP2017069799W WO2018033412A1 WO 2018033412 A1 WO2018033412 A1 WO 2018033412A1 EP 2017069799 W EP2017069799 W EP 2017069799W WO 2018033412 A1 WO2018033412 A1 WO 2018033412A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
radar
distance measuring
optical
combination
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/069799
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Rudolf
Frank Künzler
Stefan Hoven
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of WO2018033412A1 publication Critical patent/WO2018033412A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4039—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of sensor or antenna obstruction, e.g. dirt- or ice-coating

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a distance measuring device of a vehicle, wherein at least one optical transmission signal is transmitted into at least one target area by means of at least one optical distance measuring system and at least one reflected optical transmission signal coming from the at least one target area is detected as an optical reception signal.
  • the invention further relates to a distance measuring device of a vehicle comprising at least one optical distance measuring system with at least one transmitter for transmitting at least one optical transmission signal in at least one target area and at least one receiver for detecting at least one reflected optical transmission signal coming from the at least one target area as an optical reception signal.
  • the invention relates to a driver assistance system of a vehicle having at least one distance measuring device with at least one optical distance measuring system with at least one transmitter for transmitting at least one optical transmission signal into at least one destination area and with at least one receiver for detecting at least one reflected optical transmission signal coming from the at least one destination area optical received signal.
  • a distance measuring device for motor vehicles which outputs laser pulses at predetermined angular intervals over an object detection zone and receives a signal generated by reflection from one of the output signals on a reflecting object in order to determine the distance to this object.
  • the rangefinder according to the invention further comprises an object type determination function for determining the respective type of the object detection zone in the object detection zone. to determine the object.
  • the invention has for its object to design a method, a distance measuring device and a driver assistance system of the type mentioned, in which a functional accuracy, in particular a detection of the environment, can be improved.
  • At least one radar transmission signal is transmitted by means of at least one radar range finding system and at least one reflected radar transmission signal coming from the radar range finding system detects at least one target area as the at least one received optical signal as a radar echo signal If at least one variable determined from or with the at least one radar echo signal is combined with at least one variable determined from or with the at least one optical received signal to form at least one combination variable, or with at least one combination variable a distance and / or a direction of at least one any object is determined to the distance measuring device and / or from or with at least one combination size of any disturbances in the environment and / or the distance measuring device is closed.
  • information from at least one optical received signal of at least one optical distance measuring system is combined or fused with information from at least one radar echo signal of at least one radar range finding system.
  • the optical measurement technology and the radar technology work in different frequency ranges, so that there is no direct interaction between the optical signals and the radar signals.
  • the optical signals and the radar signals, in particular the at least one optical received signal and the at least one radar echo signal, and / or possibly the respective object data, in particular distance and direction, can be combined or fused, generalized in terms of content and / or evaluated for at least one fault warning.
  • a monitoring area can be monitored in particular simultaneously for objects or obstacles as well as for disturbances in the surroundings, which can lead to visual impairments.
  • the disturbances in the environment may be environmental, in particular weather-related, optical visual impairments, in particular fog, rain, snow, smoke or the like.
  • both the distance and the direction can be determined, and the surroundings and the distance measuring device can be checked for any disturbances.
  • different combination sizes can be used for the determination of the distance and / or the direction on the one hand and the examination of the environment and / or the distance measuring device for possible disturbances.
  • fusion functions can be realized by analyzing detected objects in the target area Generalized and fused signals, in particular variables, which characterize distances and / or directions of at least one object to the distance measuring device, in particular object angle signals, and to a corresponding one
  • the generalized merged signals may also be transmitted without information indicating which of the at least two ranging systems the signals are based on.
  • At least one variable can be determined from or with at least one radar echo signal, which characterizes a distance and / or a direction of at least one object to the distance measuring device, in particular to the at least one radar range finding system.
  • at least one variable can be determined from or with at least one optical received signal, which characterizes a distance and / or a direction of at least one object to the distance measuring device, in particular to the at least one optical distance measuring system.
  • At least one variable determined from or with at least one radar echo signal and at least one variable determined from or with at least one optical received signal can be combined to form at least one combination variable.
  • This at least one combination variable can be used to determine a distance and / or a direction of at least one object to the distance measuring device.
  • the distance measuring device can detect objects at a distance of less than 1 m to more than 200 m, in particular between 5 m and 120 m.
  • an active redundancy can be realized.
  • corresponding object data can still be detected.
  • the reliability and safety of the distance measuring device can be improved. If only one of the distance measuring systems detects an object, at least one combination variable may indicate a corresponding fault.
  • the at least one optical received signal and the at least one radar echo signal can be detected in parallel, in particular simultaneously, and / or processed.
  • snapshots of the ambient situation in particular the distance and / or the direction of at least one object and / or the presence of visual impairments, can be made with the distance measuring device.
  • the at least one radar range finding system and the at least one optical rangefinder system may be modular. In this way, corresponding components of both distance measuring systems can be shared. Thus, a cost of materials, assembly costs and / or a space requirement can be reduced.
  • the at least one optical ranging system can operate on optical signals in frequency ranges between about 300 THz and 700 THz.
  • the wavelength of the optical signals can be between about 900 nm and 430 nm. This corresponds to light in the spectral range between infrared and blue.
  • the at least one optical distance measuring system can be tuned to a restricted frequency range, in particular a single frequency.
  • the at least one optical distance measuring system can advantageously have a range of up to 200 m and more.
  • the visibility conditions in the environment, in particular in the at least one corresponding target area can influence measurement results of the at least one optical distance measuring system accordingly.
  • the measurement results can be greatly influenced by environmental visual impairments.
  • Optical beams, in particular optical transmission beams and receiving beams can be correspondingly damped by such environmental visual impairments.
  • the at least one optical distance measuring system therefore makes it possible to check the surroundings for visual impairments.
  • the visual impairment warning is particularly useful for a driver of the vehicle.
  • the at least one radar rangefinder system can operate on radar signals in frequency ranges between about 20 GHz and about 100 GHz, preferably at 24 GHz or 79 GHz.
  • the wavelengths can be between about 15 mm and about 3 mm.
  • such radar range finding systems are not impaired or less affected by environmental visual impairments than the at least one optical distance measuring system.
  • fog optical signals are attenuated stronger than radar signals.
  • the method and the distance measuring device can be used for the detection of environmental optical visual impairments.
  • the function of the at least one optical distance measuring system can also be impaired by soiling in the region of entrance and / or exit windows through which the optical signals must pass.
  • the at least one radar rangefinder system is less sensitive. In this way, the presence of such contaminants can be detected by the inventive combination of at least one radar echo signal and at least one optical received signal, which can lead to disturbances of the distance measuring device.
  • the target area of the at least one optical distance measuring system in the sense of the invention is the space to which the optical distance measuring system is aligned or sensitized, to which it "aims."
  • the target area can be roughly illustrated as a cone with a round or elliptical base area, the apex
  • the target area may be defined by the direction of a transmit beam of the at least one optical rangefinder system Alternatively or additionally, the target area may be defined by an orientation of a receive direction of a receiver of the optical rangefinder a radar rangefinding system, the space to which the at least one radar rangefinder system is aligned, the target ranges of the at least one radar rangefinder system and the at least one optical rangefinder system k can at least partially coincide.
  • a respective surveillance area can be scanned. enriched.
  • a monitoring area of the distance measuring device can be defined.
  • the respective monitoring areas can overlap each other.
  • the distance measuring device can be operated while driving and / or when the vehicle is at a standstill.
  • object data can be determined at different operating conditions of the vehicle and / or disturbances can be detected.
  • At least one combination variable and / or optionally at least one notification signal may be supplied to at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device.
  • the electronic control device can influence, in particular control and / or regulate, a corresponding function of the vehicle.
  • Driving functions of the vehicle in particular a steering system, a brake system and / or a motor, can be controlled with the driver assistance system.
  • the chassis control can be used to set an active chassis of the vehicle.
  • With the driver information device visual and / or audible cues or warnings can be issued to a driver.
  • the control of the driver assistance system, the chassis control and / or the driver information device can be combined with one another and / or integrated in a common control, in particular a control device.
  • the distance measuring device may advantageously be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control and / or a driver information device.
  • At least one optical distance measuring system and / or at least one radar range finding system can be a scanning system.
  • there can be scanned with transmitted beams a surveillance area, so scanned be.
  • the corresponding transmission beams can be pivoted with respect to their direction over the monitoring area.
  • At least one optical distance measuring system may be a laser-based distance measuring system.
  • the laser-based distance measuring system has at least one laser, in particular a diode laser, as the light source.
  • pulsed transmission beams can be transmitted with the at least one laser. With the laser transmission beams can be emitted in visible or invisible to the human eye frequency ranges.
  • the laser-based distance measuring system can advantageously be a laser scanner. With a laser scanner, a surveillance area can be scanned with a particular pulsed laser beam.
  • a different type of optical distance measuring system in particular at least one camera distance measuring system or the like, may be provided.
  • camera-based measurements of signal-to-noise ratios can be carried out with a camera range finding system.
  • a distance measuring device can be arranged in the front region of the vehicle.
  • a distance measuring device may be arranged in the rear region of the vehicle. In this way, a corresponding monitoring area in the direction of travel in front of the vehicle and / or behind the vehicle can be monitored.
  • the invention is used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can be used in a land vehicle, in particular a passenger car, truck, a bus, a motorcycle or the like.
  • At least one combination variable can be compared with at least one predefinable desired combination variable range, and if the at least one combination variable is outside the minimum range. is at least a desired combination range, at least one indication signal can be generated for the presence of an environmental and / or device-related fault. It can be concluded from the at least one combination variable that there are environmental optical visual impairments. Additionally or alternatively, it can be concluded that there is a disturbance of the distance measuring device, in particular of at least one radar range finding system and / or at least one optical range finding system. Additionally or alternatively, it can be concluded that there is contamination of at least one exit and / or entrance window of the distance measuring device, in particular of the optical distance measuring system.
  • At least one indication signal may be supplied to at least one electronic control device of the vehicle.
  • the at least one indication signal can be processed directly with an electronic control device of the vehicle.
  • At least one variable determined from or with at least one radar echo signal can have at least one combination variable with at least one variable determined by means of subtraction, addition, division, multiplication and / or a different function from at least one optical received signal be combined.
  • the combination method can be advantageously chosen depending on the type of sizes used.
  • the combination method can be realized by means of at least one algorithm.
  • the combination method can be realized by means of electronic components, devices or assemblies.
  • At least one signal strength, at least one signal-to-noise ratio and / or at least one noise level of at least one radar echo signal having at least one signal strength, at least one signal-to-noise ratio and / or at least one noise level can be at least one optical reception signal to be combined into at least one combination size.
  • different quantities based on the at least one radar echo signal and the at least one received optical signal can be used.
  • most suitable output size can be used.
  • At least one variable can be used which can directly or indirectly characterize an attenuation of the corresponding signal by ambient conditions.
  • a signal strength of the at least one radar echo signal can be combined with a signal strength of the at least one received signal to form at least one combination variable.
  • a signal-to-noise ratio of the at least one radar echo signal can be combined with a signal-to-noise ratio of the at least one received signal to form at least one combination variable.
  • a noise level of the at least one radar echo signal can be combined with a noise level of the received signal to form at least one combination variable.
  • a plurality of variables determined from or with at least one radar echo signal can be combined with a plurality of variables determined from or with at least one optical received signal to form at least one combination variable. In this way, an accuracy of the distance and / or direction determination and / or a review of the environment and / or the distance measuring device can be improved.
  • the signal strengths can be combined to form a combination variable, the signal-to-noise ratios to another combination variable, and / or the noise levels to a further combination variable.
  • the combination sizes can be processed separately from one another according to the method according to the invention. Alternatively or additionally, the different combination sizes can be combined to form at least one further superordinate combination size.
  • At least one variable determined from or with at least one radar echo signal and / or at least one variable determined from or with at least one optical received signal and / or at least one combination variable can be normalized, normalized and / or standardized. In this way, the sizes and / or combination sizes can be made comparable in particular with regard to dimension and / or order of magnitude.
  • respective radar echo signals and / or optical reception signals can be detected and processed from a plurality of target areas. In this way, the monitoring of objects or obstacles and / or the inspection of the environment and / or the distance measuring device can be improved for any disturbances.
  • radar echo signals reflected by a plurality of objects and / or optical reception signals can be detected and processed.
  • a light transit time method can be performed with at least one optical distance measuring system. Distances can be accurately determined with a time of flight method.
  • an optical distance measuring system can advantageously be used a LiDAR and / or LaDAR rangefinding system.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • LaDAR Laser Detection and Ranging
  • the object is achieved in the distance measuring device according to the invention in that the distance measuring at least one radar rangefinding system with at least one transmitter for transmitting at least one radar transmission signal and at least one receiver for detecting at least one of the same for the radar rangefinding system at least one target area as the at least an optical received signal reflected radar transmission signal as a radar echo signal and at least one electronic function direction, wherein the at least one electronic functional device has at least one combination unit for combining at least one variable determined from or with at least one radar echo signal with at least one variable determined from or with at least one optical received signal to form at least one combination variable.
  • the information of the at least one radar range finding system can be combined or merged with the information of the at least one optical rangefinder system. In this way, accuracy and reliability of the distance measuring device can be improved.
  • At least one electronic functional device may have at least one signal processing unit for determining at least one variable from or with a radar echo signal and / or for determining at least one variable from or with an optical received signal.
  • the distance measuring device can have at least one connection for corresponding power supply lines and / or data lines. With the power supply lines, the distance measuring device can be powered. With the data lines, a data transfer to the distance measuring device and the distance measuring device can be realized.
  • the distance measuring device can be connected to at least one data and / or signal lines of the vehicle.
  • data and / or signal lines can be realized by CAN bus systems, Flexray, Ethernet or the like.
  • At least one electronic functional device can have at least one comparison unit for comparing at least one combination variable with at least one predetermined desired combination range and for generating at least one advisory signal if the at least one combination variable is outside the at least one desired combination variable range.
  • at least one indication signal can be generated. The distance measuring device can thus realize a means of checking for disturbances in the environment and / or the distance measuring device.
  • At least one electronic functional device can be realized with at least one integrated component, a processor or an assembly.
  • the at least one electronic functional device can have electrical and electronic components.
  • At least one electronic functional device may have corresponding algorithms for realizing at least one signal processing unit, at least one combination unit and / or at least one comparison unit.
  • At least one electronic functional device may comprise a plurality of components or modules.
  • the components or modules may each be associated with one or more radar ranging systems and / or one or more optical ranging systems.
  • the components or modules can be operated separately, in particular if required, in particular if one of the distance measuring systems fails.
  • the components or modules may be powered by the same or different power supplies.
  • At least one radar range finding system and at least one optical rangefinder system can optionally be arranged with at least one electronic functional device in a common housing.
  • the measuring device can be realized in a space-saving and / or material-saving and / or cost-effective manner.
  • corresponding openings in / on the vehicle for the distance measuring device in particular entrance and / or exit windows for radar signals and optical signals, can be shared.
  • a better, in particular larger, overlap of the respective target areas can be achieved by the spatial proximity of the distance measuring systems achieved in this way.
  • a common reference for the distance and / or the direction of an object can be defined more easily.
  • At least one optical distance measuring system and at least a radar rangefinder system may be arranged in separate housings.
  • At least one electronic functional device may be arranged separately from the distance measuring systems.
  • At least one radar range finding system and at least one optical rangefinder system can be operated independently of one another. In this way, if one of the distance measuring systems fails, the respective other distance measuring system can continue to be available. In particular, a driver assistance system can continue to be operated using the still available distance measuring system.
  • At least one radar rangefinding system and at least one optical distance measuring system can be connected to separate power supply devices. In this way, if the power supply of one of the distance measuring systems fails, the respective other distance measuring system can continue to be operated. Thus, the risk of a total failure of the distance measuring device in the event of a failure in the power supply can be reduced.
  • at least one power supply device may be an electrical power source.
  • the object according to the invention in the driver assistance system is achieved in that at least one distance measuring at least one radar rangefinding system with at least one transmitter for transmitting at least one radar transmission signal and at least one receiver for detecting at least one of the same for the radar rangefinding system at least one target area the at least one received optical signal reflected radar transmission signal as a radar echo signal and at least one electronic functional device, wherein the at least one electronic functional means comprises at least one combination unit for combining at least one determined from or with at least one radar echo signal magnitude with at least one of or with at least one optical received signal determined size to at least one combination size.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle with a distance measuring device comprising
  • Radar distance measuring system and a laser scanner, the information of which is combined with each other, wherein the distance measuring device is part of a driver assistance system;
  • FIG. 1 shows a momentary state in which an object is detected
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method for operating the distance measuring device from FIGS. 1 and 2;
  • Figure 4 is a diagram in which the course of the signal-to-noise ratio of a
  • Radar echo signal of the radar range finding system of Figures 1 and 2 is shown depending on a distance of an object from the radar rangefinder system in fog and without fog;
  • Figure 5 is a diagram in which the course of the signal-to-noise ratio of a
  • Laser receiving signal of the laser scanner of Figures 1 and 2 is shown depending on a distance of an object from the laser scanner in fog and without fog;
  • Figure 6 is a diagram in which a difference in the course of the signal-to-noise ratio of the radar rangefinding system of Figure 4 and the curve of the signal-to-noise ratio of the laser scanner from FIG. 5 is plotted as a function of the distance in the case of fog and without fog.
  • a vehicle 10 is shown in the form of a passenger car in front view.
  • the vehicle 10 includes a distance measuring device 12 which is disposed in an opening of a front bumper of the vehicle 10.
  • a monitoring area 14 in the direction of travel in front of the vehicle 10 is monitored for objects and obstacles.
  • an example 1 6 is indicated.
  • objects at a distance from the vehicle 10 of, for example, between 5 m and 120 m can be detected.
  • a distance of the object 1 6 from the distance measuring device 12 and a direction of the object 1 6 to the distance measuring device 1 2, that is, a direction in which the object 1 6 is arranged with respect to the distance measuring device 12 are detected.
  • the direction of the object 1 6 is exemplified by corresponding angular sizes.
  • the monitoring area 14 is monitored for visual impairments in the environment, such as fog, snow, rain, smoke or the like.
  • the distance measuring device 12 comprises an optical distance measuring system in the form of a laser scanner 18, a radar distance measuring system 20 and an electronic functional device 22.
  • the radar range finding system 20, the laser scanner 18 and the functional device 22 are implemented as a module in a common housing 24.
  • the housing 24 has, on its side facing the monitoring area 14, an entry and exit window for transmission beams and reception beams of the distance measuring device 12.
  • the distance measuring device 12 is part of a driver assistance system 26, which is indicated in FIG.
  • the distance measuring device 12 has a connection 28, via which it is connected by means of appropriate signal lines and power lines to a control unit 30 of the driver assistance system 26.
  • the laser scanner 18 and the radar range finding system 20 are connected via separate power lines each with separate power supplies.
  • the data lines can be realized by way of example by CAN bus systems, Flexray, Ethernet or the like.
  • the control unit 30 in turn is signal-technically connected to functional systems 32 of the vehicle 10, for example a steering control, an engine control, a braking system and a driver information device.
  • functional systems 32 of the vehicle for example a steering control, an engine control, a braking system and a driver information device.
  • functional systems 32 for example a steering control, an engine control, a braking system and a driver information device.
  • one of the functional systems 32 is indicated in FIG.
  • the information from the distance measuring device 12 is used to control driving functions of the vehicle 10 and signaling devices of the vehicle 10, for example, to output visual and / or audible warning signals to a driver.
  • the laser scanner 18 has, for example, a transmitter, a receiver, a deflecting mirror arrangement and a control unit.
  • the transmitter has a diode laser as the light source. With the diode laser, a pulsed laser transmission signal 34 is generated.
  • the laser transmission signal 34 is transmitted via the deflecting mirror arrangement into the monitoring area 14 of the distance measuring device 12.
  • An object 1 6 reflected by the object 1 6 located in the monitoring area 14 is passed as a laser received signal 38 via the deflecting mirror arrangement and received by the receiver.
  • the laser scanner 18 operates according to a light pulse transit time method.
  • the laser scanner 18 is a so-called LaDAR distance measuring system. In this case, a distance of the object 16 reflecting the light pulses to the laser scanner 18 is determined in a manner known per se by measurements of the transit times of light pulses.
  • the receiver of the laser scanner 18 With the receiver of the laser scanner 18, the received from a target area 36 laser received signal 38 is received.
  • the target area 36 of the laser scanner 18 is the space to which the laser scanner 18 is currently aligned.
  • the target area 36 is defined by the direction of the laser transmit signal 34.
  • the target area 36 is pivoted in the horizontal. In this way, the monitoring area 14 is scanned with the laser scanner 18.
  • the laser scanner 18 operates by way of example with optical signals in the infrared range.
  • the laser scanner 18 has a range of up to 200 m depending on the visibility. In poorer visibility conditions, such as fog, rain, snow, smoke or the like, the range of the laser scanner 18 is correspondingly lower.
  • the radar range finding system 20 has a transmitter for transmitting radar transmission signals 40 and a receiver for detecting reflected radar transmission signals 40 coming from a target area 42 as radar echo signals 44.
  • the target area 42 of the radar rangefinding system 20 is the space to which the radar rangefinder system 20 is aligned.
  • the surveillance area 14 is scanned.
  • the radar echo signal 44 reflected by the object 1 6 shown in FIG. 2 is detected.
  • the common target area 46 is currently located, as shown in Figure 2, the object 16.
  • the laser scanner 18 receives radar echo signals 44 reflected from the object 16 and laser received signals from the same target area, namely the common target area 46.
  • the radar range finding system 20 is exemplified as a per se known modulated continuous wave radar system (FMCW radar system).
  • the radar rangefinder system 20 operates with radar signals at the frequency of 24 GHz or 79 GHz. Ambient visual impairments affect the radar rangefinding system 20 less than they would the laser scanner 18.
  • the electronic functional device 22 is implemented as an electronic assembly with processors, in which appropriate algorithms for executing individual, further explained below process steps are included.
  • the functional device 22 has inter alia a signal processing unit 48, a combination unit 50 and a comparison unit 52.
  • the signal processing unit 48, the combination unit 50 and the comparison unit 52 are implemented with components and algorithms in the functional device 22.
  • the signal processing unit 48 is used to determine corresponding quantities, for example a corresponding signal-to-noise ratio, a distance and a direction of the object 1 6 to the distance measuring device 12, from the radar echo signal 44 and from the laser received signal 38.
  • the combination unit 50 serves to combine the variables determined from the radar echo signal 44 with the corresponding variables determined from the laser received signal 38 to form corresponding combination variables.
  • the comparison unit 52 is used to compare some combination variables, each with a corresponding predetermined desired combination range.
  • a reference signal can be generated with the comparison unit 52 if the corresponding combination variable (s) is outside the corresponding target value.
  • Combination size range is. With the electronic functional device 22 so ambient and device-related disorders are detected.
  • the method is performed with the electronic functional device 22 while driving and at a standstill of the vehicle 10.
  • a step 1 10 the laser received signal reflected by the object 1 6 38 and detected by the object 16 radar echo signal 44 detected.
  • the laser received signal 38 and the radar echo signal 44 are detected and processed simultaneously in parallel.
  • a size for a distance (radar distance size) and a size for a direction (radar direction size) of the object 1 6 to the distance measuring device 12 are determined from the radar echo signal 44. Further, a size for a distance (laser distance size) and a size for a direction (laser direction size) of the object 16 to the distance measuring device 12 are determined from the laser received signal 38.
  • the radar range size and the laser range size are combined into a range combination size. Accordingly, the radar direction amount and the laser direction amount are combined into a direction combining amount.
  • the smaller of the two distance variables or an average of the two distance variables can be combined to the distance combination variable.
  • the directional combination size can be combined, for example, as an average of the two directional size.
  • a step 140 the distance combination variable and the direction combination are transmitted to the control unit 30 of the driver assistance system 26.
  • a radar signal-to-noise ratio is determined from the radar echo signal 44, and a laser signal-to-noise ratio from the laser received signal 38 is determined in each case as a variable.
  • Step 150 and the following steps may be performed after, before, in parallel, and / or independently of steps 130 and 140. Overall, in the method, the order of individual steps may also be changed appropriately.
  • step 1 60 the radar signal-to-noise ratio and the laser signal-to-noise ratio are normalized, respectively.
  • a step 170 the normalized radar signal-to-noise ratio and the normalized laser signal-to-noise ratio by means of subtraction combined to a difference signal-to-noise ratio as a combination size.
  • a step 180 the difference signal-to-noise ratio is compared with a predefinable target range for the difference signal-to-noise ratio at the distance determined in step 120.
  • the target range for the difference signal-to-noise ratio is stored in a given table as a function of the distance.
  • the table has been prepared by way of example by way of calibration for the distance measuring device 12 in advance.
  • a warning signal is generated in step 190 for the presence of an environmental and / or device-related fault.
  • the hint signal gives an indication of the presence of fog.
  • the notification signal is transmitted to the control unit 30 of the driver assistance system 26 and processed there directly.
  • step 190 If the check in step 190 shows that the difference signal-to-noise ratio is within the target range, the method is repeated from step 1 10. In this case, no alert signal is generated.
  • the control unit 30 of the driver assistance system 26 controls the corresponding driving functions of the vehicle 10, for example the steering system, the engine and / or the brake system, depending on the distance combination and the direction combination. If an advisory signal is generated, the controller 30 of the driver assistance system 26 causes the issuing of an optical and / or acoustic warning signal to the driver.
  • FIG. 4 shows a diagram in which a profile of the radar signal-to-noise ratio (S / R (radar)) of the radar echo signal is shown in decibels as a function of a distance D of the object 1 6 from the radar range finding system 20 ,
  • the lower curve shows the course of the radar signal-to-noise ratio in fog, the upper curve without fog.
  • FIG. 5 shows a profile of the laser signal-to-noise ratio (S / R (laser)) of the laser received signal 38 in decibels as a function of a distance of the object 1 6 from the laser scanner 18.
  • the lower curve shows the curve of the laser signal-to-noise ratio in fog, the upper curve without fog.
  • FIG. 6 shows a variation of the difference signal-to-noise ratio (S / R (radar) -S / R (laser)) from the difference between the corresponding radar signal-to-noise ratios and laser signal-to-noise ratios shown in Figures 4 and 5 depending on the distance.
  • the upper curve shows the course of the difference signal-to-noise ratio in fog, the lower curve without fog.

Landscapes

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Betreiben einer Entfernungsmessvorrichtung (12) eines Fahrzeugs (10), eine Entfernungsmessvorrichtung (12) und ein Fahrerassistenzsystem (26) beschrieben. Bei dem Verfahren wird mittels wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem (18) wenigstens ein optisches Sendesignal (34) in wenigstens einen Zielbereich (46) gesendet und wenigstens ein aus dem wenigstens einen Zielbereich (46) kommendes reflektiertes optisches Sendesignal (34) als optisches Empfangssignal (38) erfasst. Mittels wenigstens einem Radar-Entfernungsmesssystem (20) wird wenigstens eine Radar-Sendesignal (40) gesendet und wenigstens ein aus für das Radar-Entfernungsmesssystem (20) demselben wenigstens einen Zielbereich (46) wie das wenigstens eine optische Empfangssignal (38) kommendes reflektiertes Radar-Sendesignal (40) als Radar-Echosignal (44) erfasst. Wenigstens eine aus oder mit dem wenigstens einen Radar-Echosignal (44) ermittelte Größe wird mit wenigstens einer aus oder mit dem wenigstens einen optischen Empfangssignal (38) ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert. Aus oder mit wenigstens einer Kombinationsgröße wird eine Entfernung und/oder eine Richtung wenigstens eines etwaigen Objektes (16) zu der Entfernungsmessvorrichtung (12) ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird aus oder mit wenigstens einer Kombinationsgröße auf etwaige Störungen in der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung geschlossen.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Entfernungsmessvorrichtung eines Fahrzeugs, Entfernungsmessvorrichtung und Fahrerassistenzsystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Entfernungsmessvorrichtung eines Fahrzeugs, bei dem mittels wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem wenigstens ein optisches Sendesignal in wenigstens einen Zielbereich gesendet wird und wenigstens ein aus dem wenigstens einen Zielbereich kommendes reflektiertes optisches Sendesignal als optisches Empfangssignal erfasst wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Entfernungsmessvorrichtung eines Fahrzeugs aufweisend wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines optischen Sendesignals in wenigstens einen Zielbereich und mit wenigstens einem Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus dem wenigstens einen Zielbereich kommenden reflektierten optischen Sendesignals als optisches Empfangssignal.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs aufweisend wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung mit wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines optischen Sendesignals in wenigstens einen Zielbereich und mit wenigstens einem Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus dem wenigstens einen Zielbereich kommenden reflektierten optischen Sendesignals als optisches Empfangssignal.
Stand der Technik
Aus der DE 195 31 632 A1 ist ein Entfernungsmessgerät für Kraftfahrzeuge bekannt, das Laserimpulse in vorgegebenen Winkelintervallen über eine Objekterfassungszone ausgibt und ein durch Reflexion von einem der ausgegebenen Signale an einem reflektierenden Objekt erzeugtes Signal empfängt, um die Entfernung zu diesem Objekt zu ermitteln. Das erfindungsgemäße Entfernungsmessgerät enthält ferner eine Objekttyp- Ermittlungsfunktion, um den jeweiligen Typ des in der Objekterfassungszone befindli- chen Objekts zu ermitteln. Wenn eine Vielzahl der durch Streuung eines einzelnen Impulses der Laserimpulssignale erzeugten Signale vorhanden sind, und wenn die anhand der aus dem Großteil der Objekterfassungszone reflektierten Signale ermittelten Entfernungen vorgegebene kürzere Entfernungswerte anzeigen, wird das in der Objekterfassungszone befindliche Objekt als ein in der Luft schwebendes Teilchen wie beispielsweise Schnee oder Nebel identifiziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Entfernungsmessvorrichtung und ein Fahrerassistenzsystem der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Funktionsgenauigkeit, insbesondere eine Erfassung der Umgebung, verbessert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mittels wenigstens einem Radar-Entfernungsmesssystem wenigstens eine Radar-Sendesignal gesendet wird und wenigstens ein aus für das Radar-Entfernungsmesssystem demselben wenigstens einen Zielbereich wie das wenigstens eine optische Empfangssignal kommendes reflektiertes Radar-Sendesignal als Radar-Echosignal erfasst wird, wenigstens eine aus oder mit dem wenigstens einen Radar-Echosignal ermittelte Größe mit wenigstens einer aus oder mit dem wenigstens einen optischen Empfangssignal ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert wird, aus oder mit wenigstens einer Kombinationsgröße eine Entfernung und/oder eine Richtung wenigstens eines etwaigen Objekts zu der Entfernungsmessvorrichtung ermittelt wird und/oder aus oder mit wenigstens einer Kombinationsgröße auf etwaige Störungen in der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung geschlossen wird.
Erfindungsgemäß werden Informationen aus wenigstens einem optischen Empfangssignal wenigstens eines optischen Entfernungsmesssystems mit Informationen aus wenigstens einem Radar-Echosignal wenigstens eines Radar-Entfernungsmesssystems kombiniert oder fusioniert. Auf diese Weise können die jeweiligen Vorteile der optischen Messtechnik und der Radarmesstechnik miteinander kombiniert werden. Die optische Messtechnik und die Radarmesstechnik arbeiten in unterschiedlichen Frequenzbereichen, so dass es keine direkte Wechselwirkung zwischen den optischen Signalen und den Radarsignalen gibt. Die optischen Signale und die Radarsignale, insbesondere das wenigstens eine optische Empfangssignal und das wenigstens eine Radar-Echosignal, und/oder gegebenenfalls die jeweilige Objektdaten, insbesondere Entfernung und Richtung, können kombiniert oder fusioniert, inhaltlich verallgemeinert und/oder zu wenigstens einer Störungswarnung ausgewertet werden.
Vorteilhafterweise kann mit der Entfernungsmessvorrichtung ein Überwachungsbereich insbesondere gleichzeitig sowohl auf Objekte oder Hindernisse als auch auf Störungen in der Umgebung, welche zu Sichtbeeinträchtigungen führen können, hin überwacht werden. Bei den Störungen in der Umgebung kann es sich um umgebungsbedingte, insbesondere wetterbedingte, optische Sichtbeeinträchtigungen, insbesondere Nebel, Regen, Schnee, Rauch oder dergleichen, handeln.
Vorteilhafterweise kann mit einer Kombinationsgröße sowohl die Entfernung und die Richtung ermittelt als auch die Umgebung und die Entfernungsmessvorrichtung auf etwaige Störungen hin überprüft werden. Alternativ können für die Ermittlung der Entfernung und/oder der Richtung einerseits und der Überprüfung der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung auf etwaige Störungen hin andererseits unterschiedliche Kombinationsgrößen verwendet werden.
Es besteht die Möglichkeit, detektierte externe Objekte mit Erkennungsinformationen des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems direkt mit Informationen aus Radar-Reflexionen zu versehen. Durch Analyse von detektierten Objekten im Zielbereich können zusätzlich„Fusions-Funktionen" realisiert werden. Es können verallgemeinerte und fusionierte Signale, insbesondere Größen, welche Entfernungen und/oder Richtung wenigstens eines Objektes zu der Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere Objekt-Winkelsignale, charakterisiert und an eine entsprechende Steuervorrichtung des Fahrzeugs übermittelt werden. Die verallgemeinernden fusionierten Signale können auch ohne Informationen übermittelt werden, aus denen hervorgeht, auf welches der wenigstens zwei Entfernungsmesssysteme die Signale basieren.
Vorteilhafterweise kann aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal wenigstens eine Größe ermittelt werden, welche eine Entfernung und/oder eine Richtung wenigstens eines Objektes zu der Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere zu dem wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystem, charakterisiert. Zusätzlich oder alternativ kann vorteilhafterweise aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal wenigstens eine Größe ermittelt werden, welche eine Entfernung und/oder eine Richtung wenigstens eines Objektes zu der Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere zu dem wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystem, charakterisiert.
Vorteilhafterweise können wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem Radar- Echosignal ermittelte Größe und wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal ermittelte Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Diese wenigstens eine Kombinationsgröße kann zur Ermittlung einer Entfernung und/oder einer Richtung wenigstens eines Objektes zu der Entfernungsmessvorrichtung verwendet werden.
Vorteilhafterweise können mit der Entfernungsmessvorrichtung Objekte in einer Entfernung von weniger als 1 m bis mehr als 200 m, insbesondere zwischen 5 m und 120 m, detektiert werden.
Durch die Kombination von unterschiedlichen Entfernungsmesssystemen kann eine aktive Redundanz realisiert werden. So können bei einer Störung oder einem Ausfall eines der Entfernungsmesssysteme mit dem jeweils anderen Entfernungsmesssystem entsprechende Objektdaten weiterhin erfasst werden. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit und die Sicherheit der Entfernungsmessvorrichtung verbessert werden. Falls nur mit einem der Entfernungsmesssysteme ein Objekt erkannt wird, kann wenigstens eine Kombinationsgröße auf eine entsprechende Störung hinweisen.
Vorteilhafterweise können das wenigstens eine optische Empfangssignal und das wenigstens eine Radar-Echosignal parallel, insbesondere simultan, erfasst und/oder verarbeitet werden. Auf diese Weise können mit der Entfernungsmessvorrichtung Momentaufnahmen der Umgebungssituation, insbesondere der Entfernung und/oder der Richtung wenigstens eines Objektes und/oder über das Vorhandensein von Sichtbeeinträchtigungen, gemacht werden. Vorteilhafterweise können das wenigstens eine Radar-Entfernungsmesssystem und das wenigstens eine optische Entfernungsmesssystem modular aufgebaut sein. Auf diese Weise können entsprechende Bauteile von beiden Entfernungsmesssystemen gemeinsam genutzt werden. So kann ein Materialaufwand, ein Montageaufwand und/oder ein Platzbedarf verringert werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine optische Entfernungsmesssystem mit optischen Signalen in Frequenzbereichen zwischen etwa 300 THz und 700 THz arbeiten. Die Wellenlänge der optischen Signale kann dabei zwischen etwa 900 nm und 430 nm liegen. Dies entspricht Licht im Spektralbereich zwischen Infrarot und Blau. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine optische Entfernungsmesssystem auf einen eingeschränkten Frequenzbereich, insbesondere eine einzige Frequenz, abgestimmt sein.
Das wenigstens eine optische Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise eine Reichweite von bis zu 200 m und mehr aufweisen. Die Sichtverhältnisse in der Umgebung, insbesondere in dem wenigstens einen entsprechenden Zielbereich, können Messergebnisse des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems entsprechend beeinflussen. So können die Messergebnisse durch umgebungsbedingte optische Sichtbeeinträchtigungen stark beeinflusst werden. Optische Strahlen, insbesondere optische Sendestrahlen und Empfangsstrahlen, können durch derartige umgebungsbedingte Sichtbeeinträchtigungen entsprechend gedämpft werden. Das wenigstens eine optische Entfernungsmesssystem ermöglicht daher eine Überprüfung der Umgebung auf Sichtbeeinträchtigungen hin. Die Warnung bei Sichtbeeinträchtigungen sind insbesondere für einen Fahrer des Fahrzeugs von großem Nutzen.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Radar-Entfernungsmesssystem mit Radarsignalen in Frequenzbereichen zwischen etwa 20 GHz und etwa 100 GHz, vorzugsweise bei 24 GHz oder 79 GHz, arbeiten. Die Wellenlängen können dabei zwischen etwa 15 mm und etwa 3 mm liegen. Derartige Radar-Entfernungsmesssysteme werden durch umgebungsbedingte Sichtbeeinträchtigungen in der Regel nicht oder weniger beeinträchtigt als das wenigstens eine optische Entfernungsmesssystem. Insbesondere durch Nebel werden optische Signale stärker gedämpft als Radarsignale. Insofern können mit dem wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystem etwaige Objekte oder Hindernisse auch bei umgebungsbedingten Sichtbeeinträchtigungen erfasst werden. Außerdem können das Verfahren und die Entfernungsmessvorrichtung zur Detektion von umgebungsbedingten optischen Sichtbeeinträchtigungen eingesetzt werden.
Ferner kann die Funktion des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems auch durch Verschmutzungen im Bereich von Eintritts- und/oder Austrittsfenstern, durch die die optischen Signale hindurch treten müssen, beeinträchtigt werden. Diesbezüglich ist das wenigstens eine Radar-Entfernungsmesssystem unempfindlicher. Auf diese Weise kann durch die erfindungsgemäße Kombination wenigstens eines Radar- Echosignals und wenigstens eines optischen Empfangssignals auch das Vorhandensein von derartigen Verschmutzungen erkannt werden, welche zu Störungen der Entfernungsmessvorrichtung führen können.
Der Zielbereich des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems im Sinne der Erfindung ist der Raum, auf den das optische Entfernungsmesssystem ausgerichtet oder sensibilisiert ist, auf den es also„zielt". Der Zielbereich kann grob als Kegel mit runder oder elliptischer Grundfläche veranschaulicht werden, wobei die Spitze des Kegels aufseiten des optischen Entfernungsmesssystems angeordnet ist. Der Zielbereich kann durch die Richtung eines Sendestrahls des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems definiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Zielbereich durch eine Ausrichtung einer Empfangsrichtung eines Empfängers des optischen Entfernungsmesssystems definiert werden. Entsprechend ist der Zielbereich des wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystems der Raum, auf den das wenigstens eine Radar-Entfernungsmesssystem ausgerichtet ist. Die Zielbereiche des wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystems und des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems können zumindest abschnittsweise zusammenfallen. Je näher die Sen- der-/Empfänger des wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystems und des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems räumlich beieinander liegen, umso größer kann die Überlappung der jeweiligen Zielbereiche sein.
Durch Veränderung der jeweiligen„Zielrichtung" des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems und des wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystems kann ein jeweiliger Überwachungsbereich abgetastet werden. Die jeweiligen Überwachungsbereiche werden aus den sich ändernden Zielbereichen zusammengesetzt. Durch schwenken der Zielrichtungen können die Überwachungsbereiche mit den Ziel- bereichern abgefahren werden. Durch die Überwachungsbereiche des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems und des wenigstens einen Radar- Entfernungsmesssystems, insbesondere deren Überlappung, kann ein Überwachungsbereich der Entfernungsmessvorrichtung definiert werden. Dabei können die jeweiligen Überwachungsbereiche sich gegenseitig überlappen.
Vorteilhafterweise kann die Entfernungsmessvorrichtung während der Fahrt und/oder beim Stillstand des Fahrzeugs betrieben werden. Auf diese Weise können bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs Objektdaten ermittelt und/oder Störungen erkannt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Kombinationsgröße und/oder gegebenenfalls wenigstens ein Hinweissignal wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksrege- lung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung, zugeführt werden. Mit der elektronischen Steuervorrichtung kann abhängig von der wenigstens einen Kombinationsgröße und/oder dem etwaigen wenigstens einen Hinweissignal eine entsprechende Funktion des Fahrzeugs beeinflusst, insbesondere gesteuert und/oder geregelt, werden. Mit dem Fahrerassistenzsystem können Fahrfunktionen des Fahrzeugs, insbesondere ein Lenksystem, ein Bremssystem und/oder ein Motor, gesteuert werden. Mit der Fahr- werksregelung kann ein aktives Fahrwerk des Fahrzeugs eingestellt werden. Mit der Fahrer-Informationseinrichtung können optische und/oder akustische Hinweise oder Warnungen an einen Fahrer ausgegeben werden. Die Steuerung des Fahrerassistenzsystems, die Fahrwerksregelung und/oder die Fahrer-Informationseinrichtung können miteinander kombiniert und/oder in einer gemeinsamen Steuerung, insbesondere einem Steuergerät, integriert sein.
Die Entfernungsmessvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung, verbunden oder Teil einer solchen sein.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem und/oder wenigstens ein Radar-Entfernungsmesssystem ein scannendes System sein. Dabei kann mit Sendestrahlen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die entsprechenden Sendestrahlen bezüglich ihrer Richtung über den Überwachungsbereich geschwenkt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem ein laserbasiertes Entfernungsmesssystem sein. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem weist als Lichtquelle wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, auf. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Sendestrahlen gesendet werden. Mit dem Laser können Sendestrahlen in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereichen emittiert werden. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit einem insbesondere gepulsten Laserstrahl abgetastet werden.
Alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem laserbasierten optischen Entfernungsmesssystem kann ein andersartiges optisches Entfernungsmesssystem, insbesondere wenigstens ein Kamera-Entfernungsmesssystem oder dergleichen, vorgesehen sein. Mit einem Kamera-Entfernungsmesssystem können insbesondere Kamera-basierte Messungen von Signal-Rausch-Verhältnissen ausgeführt werden.
Vorteilhafterweise kann eine Entfernungsmessvorrichtung im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Entfernungsmessvorrichtung im Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein entsprechender Überwachungsbereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug und/oder hinter dem Fahrzeug überwacht werden.
Die Erfindung wird bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine Kombinationsgröße mit wenigstens einem vorgebbaren Soll-Kombinationsgrößenbereich verglichen werden und falls die wenigstens eine Kombinationsgröße außerhalb des wenigs- tens einen Soll-Kombinationsgrößenbereichs liegt, kann wenigstens ein Hinweissignal auf das Vorhandensein einer umgebungsbedingten und/oder vorrichtungsbedingten Störung generiert werden. Aus der wenigstens einen Kombinationsgröße kann darauf geschlossen werden, dass umgebungsbedingte optische Sichtbeeinträchtigungen vorliegen. Zusätzlich oder alternativ kann darauf geschlossen werden, dass eine Störung der Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere wenigstens eines Radar- Entfernungsmesssystems und/oder wenigstens eines optischen Entfernungsmesssystems, vorliegt. Zusätzlich oder alternativ kann darauf geschlossen werden, dass eine Verschmutzung von wenigstens einem Austritts- und/oder Eintrittsfenster der Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere des optischen Entfernungsmesssystems, vorliegt.
Wenigstens ein Hinweissignal kann wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung des Fahrzeugs zugeleitet werden. Das wenigstens eine Hinweissignal kann mit einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs direkt verarbeitet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal ermittelte Größe mit wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal ermittelten Größe mittels Subtraktion, Addition, Division, Multiplikation und/oder einer andersartigen Funktion zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Die Kombinationsmethode kann vorteilhafterweise abhängig von der Art der verwendeten Größen gewählt werden.
Vorteilhafterweise kann die Kombinationsmethode mittels wenigstens einem Algorithmus realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Kombinationsmethode mittels elektronischer Bauteile, Geräte oder Baugruppen realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können wenigstens eine Signalstärke, wenigstens ein Signal-Rausch-Verhältnis und/oder wenigstens ein Rauschpegel wenigstens eines Radar-Echosignals mit wenigstens einer Signalstärke, wenigstens einem Signal-Rausch-Verhältnis und/oder wenigstens einem Rauschpegel wenigstens eines optischen Empfangssignals zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Auf diese Weise können unterschiedliche auf das wenigstens eine Radar-Echosignal und das wenigstens eine optische Empfangssignal basierende Größen verwendet werden. So kann je nach Art der zu ermittelten Kombinationsgröße die am besten geeignete Ausgangsgröße verwendet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Größe verwendet werden, welche direkt oder indirekt eine Dämpfung des entsprechenden Signals durch Umgebungsbedingungen charakterisieren kann.
Vorteilhafterweise kann eine Signalstärke des wenigstens einen Radar-Echosignals mit einer Signalstärke des wenigstens einen Empfangssignals zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Signal-Rausch- Verhältnis des wenigstens einen Radar-Echosignals mit einem Signal-Rausch- Verhältnis des wenigstens einen Empfangssignals zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Rauschpegel des wenigstens einen Radar-Echosignals mit einem Rauschpegel des Empfangssignals zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Mehrzahl aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal ermittelten Größen mit einer Mehrzahl aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal ermittelten Größen zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Auf diese Weise kann eine Genauigkeit der Entfernungs- und/oder Richtungsbestimmung und/oder eine Überprüfung der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung verbessert werden.
Vorteilhafterweise können mehrere Größen gleicher Art jeweils zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert werden. Insbesondere können die Signalstärken zu einer Kombinationsgröße, die Signal-Rausch-Verhältnisse zu einer anderen Kombinationsgröße und/oder die Rauschpegel zu einer weiteren Kombinationsgröße kombiniert werden. So entstehen mehrere Kombinationsgrößen, insbesondere wenigstens eine Kombinationsgröße für die Signalstärke, wenigstens eine Kombinationsgröße für ein Signal-Rausch-Verhältnis und/oder wenigstens eine Kombinationsgröße für einen Rauschpegel. Die Kombinationsgrößen können getrennt voneinander entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet werden. Alternativ oder zusätzlich können die unterschiedlichen Kombinationsgrößen zu wenigstens einer weiteren übergeordneten Kombinationsgröße kombiniert werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal ermittelte Größe und/oder wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal ermittelte Größe und/oder wenigstens eine Kombinationsgröße normiert, normalisiert und/oder standardisiert werden. Auf diese Weise können die Größen und/oder Kombinationsgrößen insbesondere bezüglich Dimension und/oder Größenordnung vergleichbar gemacht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können aus einer Mehrzahl von Zielbereichen jeweilige Radar-Echosignale und/oder optische Empfangssignale erfasst und verarbeitet werden. Auf diese Weise kann die Überwachung auf Objekte oder Hindernisse und/oder die Überprüfung der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung auf etwaige Störungen hin verbessert werden.
Vorteilhafterweise können von mehreren Objekten reflektierte Radar-Echosignale und/oder optische Empfangssignale erfasst und verarbeitet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann mit wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem ein Lichtlaufzeitverfahren durchgeführt werden. Mit einem Lichtlaufzeitverfahren können Entfernungen genau bestimmt werden.
Als optisches Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein LiDAR- und/oder LaDAR-Entfernungsmesssystem verwendet werden. Mit LiDAR (Light Detection and Ranging)-Entfernungsmesssystemen und LaDAR (Laser Detection and Ranging) - Entfernungsmesssystemen können Entfernungen zu Objekten nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren erfasst werden.
Die Aufgabe wird bei dem Entfernungsmessvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Entfernungsmessvorrichtung wenigstens ein Radar- Entfernungsmesssystem mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines Radar-Sendesignals und wenigstens einen Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus für das Radar-Entfernungsmesssystem demselben wenigstens einen Zielbereich wie das wenigstens eine optische Empfangssignal kommenden reflektierten Radar- Sendesignals als Radar-Echosignal und wenigstens eine elektronische Funktionsein- richtung umfasst, wobei die wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung wenigstens eine Kombinationseinheit aufweist zum Kombinieren wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal ermittelten Größe mit wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße. Mit der wenigstens einen elektronischen Funktionseinrichtung können die Informationen des wenigstens einen Radar-Entfernungsmesssystems mit den Informationen des wenigstens einen optischen Entfernungsmesssystems kombiniert oder fusioniert werden. Auf diese Weise kann eine Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Entfernungsmessvorrichtung verbessert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung wenigstens eine Signalverarbeitungseinheit aufweisen zur Ermittlung wenigstens einer Größe aus oder mit einem Radar-Echosignal und/oder zur Ermittlung wenigstens einer Größe aus oder mit einem optischen Empfangssignal.
Vorteilhafterweise kann die Entfernungsmessvorrichtung wenigstens einen Anschluss für entsprechende Energieversorgungsleitungen und/oder Datenleitungen aufweisen. Mit den Energieversorgungsleitungen kann die Entfernungsmessvorrichtung mit Energie versorgt werden. Mit dem Datenleitungen kann ein Datentransfer zu der Entfernungsmessvorrichtung und von der Entfernungsmessvorrichtung realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann die Entfernungsmessvorrichtung mit wenigstens einer Daten- und/oder Signalleitungen des Fahrzeugs verbunden sein. Derartige Daten- und/oder Signalleitungen können durch CAN-Bussysteme, Flexray, Ethernet oder dergleichen realisiert sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung wenigstens eine Vergleichseinheit aufweisen zum Vergleichen wenigstens einer Kombinationsgröße mit wenigstens einem vorgegebenen Soll- Kombinationsgrößenbereich und zur Generierung wenigstens eines Hinweissignals, falls die wenigstens eine Kombinationsgröße außerhalb des wenigstens einen Soll- Kombinationsgrößenbereichs liegt. Auf diese Weise kann mit der Entfernungsmessvorrichtung im Falle einer Störung in der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung wenigstens ein Hinweissignal generiert werden. Die Entfernungsmessvorrichtung kann so ein Überprüfungsmittel für Störungen in der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung realisieren.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung mit wenigstens einem integrierten Bauteil, einem Prozessor oder einer Baugruppe realisiert sein. Die wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung kann dabei elektrische und elektronische Bauteile aufweisen. Wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung kann entsprechende Algorithmen aufweisen zur Realisierung wenigstens einer Signalverarbeitungseinheit, wenigstens einer Kombinationseinheit und/oder wenigstens einer Vergleichseinheit.
Wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung kann mehrere Komponenten oder Module aufweisen. Die Komponenten oder Module können jeweils einem oder mehreren Radar-Entfernungsmesssystemen und/oder einem oder mehreren optischen Entfernungsmesssystemen zugeordnet sein. Die Komponenten oder Module können insbesondere bei Bedarf, insbesondere beim Ausfall eines der Entfernungsmesssysteme, getrennt voneinander betrieben werden. Die Komponenten oder Module können mit demselben oder verschiedenen Energieversorgungseinrichtungen gespeist werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein Radar- Entfernungsmesssystem und wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem gegebenenfalls mit wenigstens einer elektronischen Funktionseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung platzsparend und/oder materialsparend und/oder kostengünstig realisiert werden.
Ferner können so entsprechende Öffnungen im/am Fahrzeug für die Entfernungsmessvorrichtung, insbesondere Eintritts- und/oder Austrittsfenster für Radarsignale und optischen Signale, gemeinsam genutzt werden. Außerdem kann durch die so erreichte räumlichen Nähe der Entfernungsmesssysteme eine bessere, insbesondere größere, Überlappung der jeweiligen Zielbereiche erreicht werden. Im Übrigen kann auf diese Weise eine gemeinsame Referenz für die Entfernung und/oder die Richtung eines Objekts einfacher definiert werden.
Alternativ können wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem und wenigstens eine Radar-Entfernungsmesssystem in getrennten Gehäusen angeordnet sein. Wenigstens ein elektronische Funktionseinrichtung kann getrennt von den Entfernungsmesssystemen angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein Radar- Entfernungsmesssystem und wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem unabhängig voneinander betreibbar sein. Auf diese Weise kann bei dem Ausfall eines der Entfernungsmesssysteme das jeweils andere Entfernungsmesssystem weiter zur Verfügung stehen. So kann insbesondere ein Fahrerassistenzsystem mithilfe des noch zur Verfügung stehenden Entfernungsmesssystems weiterbetrieben werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Radar- Entfernungsmesssystem und wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem mit gesonderten Energieversorgungseinrichtungen verbunden sein. Auf diese Weise kann beim Ausfall der Energieversorgung eines der Entfernungsmesssysteme das jeweils andere Entfernungsmesssystem weiterbetrieben werden. So kann das Risiko eines Totalausfalls der Entfernungsmessvorrichtung im Falle eines Fehlers in der Energieversorgung verringert werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Energieversorgungseinrichtung eine elektrische Stromquelle sein.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung wenigstens ein Radar- Entfernungsmesssystem mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines Radar-Sendesignals und wenigstens einem Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus für das Radar-Entfernungsmesssystem demselben wenigstens einen Zielbereich wie das wenigstens eine optische Empfangssignal kommenden reflektierten Radar- Sendesignals als Radar-Echosignal und wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung aufweist, wobei die wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung wenigstens eine Kombinationseinheit aufweist zum Kombinieren wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal ermittelten Größe mit wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße. Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Entfernungsmessvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Entfernungsmessvorrichtung aufweisend ein
Radar-Entfernungsmesssystem und einen Laserscanner, deren Informationen miteinander kombiniert werden, wobei die Entfernungsmessvorrichtung Teil eines Fahrerassistenzsystems ist;
Figur 2 das Fahrerassistenzsystem mit der Entfernungsmessvorrichtung aus der
Figur 1 in einem Momentzustand, in dem ein Objekt erfasst wird;
Figur 3 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betreiben der Entfernungsmessvorrichtung aus den Figuren 1 und 2;
Figur 4 ein Diagramm, in dem der Verlauf des Signal-Rausch-Verhältnisses eines
Radar-Echosignals des Radar-Entfernungsmesssystems aus den Figuren 1 und 2 abhängig von einer Entfernung eines Objekts von dem Radar- Entfernungsmesssystem bei Nebel und ohne Nebel dargestellt ist;
Figur 5 ein Diagramm, in dem der Verlauf des Signal-Rausch-Verhältnisses eines
Laser-Empfangssignals des Laserscanners aus den Figuren 1 und 2 abhängig von einer Entfernung eines Objekts von dem Laserscanner bei Nebel und ohne Nebel dargestellt ist;
Figur 6 ein Diagramm, in dem eine Differenz des Verlaufs des Signal-Rausch- Verhältnisses des Radar-Entfernungsmesssystems aus der Figur 4 und des Verlaufs des Signal-Rausch-Verhältnisses des Laserscanners aus der Figur 5 abhängig von der Entfernung bei Nebel und ohne Nebel aufgetragen ist.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Entfernungsmessvorrichtung 12, welche in einer Öffnung einer vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet ist.
Mit der Entfernungsmessvorrichtung 12 wird ein Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte und Hindernisse überwacht. In der Figur 2 ist beispielhaft ein Objekt 1 6 angedeutet. Mit der Entfernungsmessvorrichtung 12 können Objekte in einer Entfernung von dem Fahrzeug 10 von beispielsweise zwischen 5 m und 120 m detektiert werden. Mit der Entfernungsmessvorrichtung 12 können eine Entfernung des Objektes 1 6 von der Entfernungsmessvorrichtung 12 und eine Richtung des Objektes 1 6 zu der Entfernungsmessvorrichtung 1 2, also eine Richtung in der das Objekt 1 6 bezüglich der Entfernungsmessvorrichtung 12 angeordnet ist, erfasst werden. Die Richtung des Objektes 1 6 wird beispielhaft durch entsprechende Winkelgrößen charakterisiert.
Außerdem wird mit der Entfernungsmessvorrichtung 12 der Überwachungsbereich 14 auf Sichtbeeinträchtigungen in der Umgebung, beispielsweise Nebel, Schnee, Regen, Rauch oder dergleichen, hin überwacht.
Die Entfernungsmessvorrichtung 12 umfasst ein optisches Entfernungsmesssystem in Form eines Laserscanners 18, ein Radar-Entfernungsmesssystem 20 und eine elektronische Funktionseinrichtung 22. Das Radar-Entfernungsmesssystem 20, der Laserscanner 18 und die Funktionseinrichtung 22 sind als Modul in einem gemeinsamen Gehäuse 24 realisiert. Das Gehäuse 24 weist auf seiner dem Überwachungsbereich 14 zugewandten Seite ein Eintritts- und Austrittfenster für Sendestrahlen und Empfangsstrahlen der Entfernungsmessvorrichtung 12 auf. Die Entfernungsmessvorrichtung 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 26, welches in der Figur 2 angedeutet ist. Die Entfernungsmessvorrichtung 12 verfügt über einen Anschluss 28, über den sie mittels entsprechender Signalleitungen und Stromleitungen mit einem Steuergerät 30 der Fahrerassistenzsystems 26 verbunden ist. Dabei sind der Laserscanner 18 und das Radar-Entfernungsmesssystem 20 über getrennte Stromleitungen jeweils mit separaten Stromversorgungen verbunden. Die Datenleitungen können beispielhaft durch CAN-Bussysteme, Flexray, Ethernet oder dergleichen realisiert sein.
Das Steuergerät 30 seinerseits ist signaltechnisch mit Funktionssystemen 32 des Fahrzeugs 10, beispielsweise einer Lenkungssteuerung, einer Motorsteuerung, einem Bremssystem und einer Fahrer-Informationseinrichtung, verbunden. Beispielhaft ist in der Figur 2 eines der Funktionssysteme 32 angedeutet.
Die Informationen der Entfernungsmessvorrichtung 12 werden zur Steuerung von Fahrfunktionen des Fahrzeugs 10 und von Signaleinrichtungen des Fahrzeugs 10, beispielsweise zur Ausgabe von optischen und/oder akustischen Warnsignalen für einen Fahrer, verwendet.
Der Laserscanner 18 weist beispielhaft einen Sender, einen Empfänger, eine Umlenkspiegelanordnung und eine Steuereinheit auf. Der Sender weist als Lichtquelle einen Diodenlaser auf. Mit dem Diodenlaser wird ein gepulstes Laser-Sendesignal 34 erzeugt. Das Laser-Sendesignal 34 wird über die Umlenkspiegelanordnung in den Überwachungsbereich 14 der Entfernungsmessvorrichtung 12 gesendet. Ein von dem im Überwachungsbereich 14 befindlichen Objekt 1 6 reflektiertes Laser-Sendesignal 34 wird als Laser-Empfangssignal 38 über die Umlenkspiegelanordnung geleitet und von dem Empfänger empfangen.
Der Laserscanner 18 arbeitet nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren. Der Laserscanner 18 ist ein so genanntes LaDAR-Entfernungsmesssystem. Dabei wird in an sich bekannter Weise über Messungen der Laufzeiten von Lichtpulsen eine Entfernung des die Lichtpulse reflektierenden Objektes 16 zu dem Laserscanner 18 bestimmt. Mit dem Empfänger des Laserscanners 18 wird das aus einem Zielbereich 36 kommende Laser-Empfangssignal 38 empfangen. Der Zielbereich 36 des Laserscanners 18 ist der Raum, auf den der Laserscanner 18 momentan ausgerichtet ist. Der Zielbereich 36 wird durch die Richtung des Laser-Sendesignals 34 definiert. Durch Veränderung der Einstellung der Umlenkspiegelanordnung wird der Zielbereich 36 in der Horizontalen geschwenkt. Auf diese Weise wird mit dem Laserscanner 18 der Überwachungsbereich 14 abgetastet.
Der Laserscanner 18 arbeitet beispielhaft mit optischen Signalen im Infrarotbereich. Der Laserscanner 18 hat eine Reichweite von bis zu 200 m abhängig von den Sichtverhältnissen. Bei schlechteren Sichtverhältnissen, beispielsweise bei Nebel, Regen, Schnee, Rauch oder dergleichen, ist die Reichweite des Laserscanners 18 entsprechend geringer.
Das Radar-Entfernungsmesssystem 20 weist einen Sender zum Aussenden von Radar- Sendesignalen 40 und einen Empfänger zur Erfassung von aus einem Zielbereich 42 kommenden reflektierten Radar-Sendesignalen 40 als Radar-Echosignale 44 auf. Der Zielbereich 42 des Radar-Entfernungsmesssystems 20 ist der Raum, auf den das Radar-Entfernungsmesssystem 20 ausgerichtet ist. Durch Veränderung der Zielrichtung des Radar-Entfernungsmesssystems 20 wird der Überwachungsbereich 14 abgetastet. Mit dem Radar-Entfernungsmesssystem 20 wird das von dem in der Figur 2 gezeigten Objekt 1 6 reflektierte Radar-Echosignal 44 erfasst.
Der Zielbereich 42 des Radar-Entfernungsmesssystems 20 und der Zielbereich 36 des Laserscanners 18 überlappen sich in einem gemeinsamen Zielbereich 46. In dem gemeinsamen Zielbereich 46 befindet sich momentan, wie in der Figur 2 gezeigt, das Objekt 16. Für das Radar-Entfernungsmesssystem 20 und den Laserscanner 18 kommen von dem Objekt 1 6 reflektierte Radar-Echosignale 44 und Laser-Empfangssignale aus demselben Zielbereich, nämlich dem gemeinsamen Zielbereich 46.
Das Radar-Entfernungsmesssystem 20 ist beispielhaft als an sich bekanntes moduliertes Dauerstrich-Radarsystem (FMCW-Radarsystem) ausgestaltet. Das Radar- Entfernungsmesssystem 20 arbeitet mit Radarsignalen mit der Frequenz 24 GHz oder 79 GHz. Umgebungsbedingte Sichtbeeinträchtigungen wirken sich auf das Radar- Entfernungsmesssystem 20 weniger störend aus als auf den als der Laserscanner 18.
Die elektronische Funktionseinrichtung 22 ist als elektronische Baugruppe mit Prozessoren realisiert, in denen entsprechende Algorithmen zur Ausführung einzelner, weiter unten näher erläuterter Verfahrensschritte enthalten sind. Die Funktionseinrichtung 22 weist unter anderem eine Signalverarbeitungseinheit 48, eine Kombinationseinheit 50 und eine Vergleichseinheit 52 auf. Die Signalverarbeitungseinheit 48, die Kombinationseinheit 50 und die Vergleichseinheit 52 sind mit Bauteilen und Algorithmen in der Funktionseinrichtung 22 realisiert.
Die Signalverarbeitungseinheit 48 dient zur Ermittlung von entsprechenden Größen, beispielhaft einem entsprechenden Signal-Rausch-Verhältnis, einer Entfernung und einer Richtung des Objektes 1 6 zu der Entfernungsmessvorrichtung 12, aus dem Radar-Echosignal 44 und aus dem Laser-Empfangssignal 38.
Die Kombinationseinheit 50 dient zum Kombinieren der aus dem Radar-Echosignal 44 ermittelten Größen mit den entsprechenden aus dem Laser-Empfangssignal 38 ermittelten Größen zu entsprechenden Kombinationsgrößen.
Die Vergleichseinheit 52 dient zum Vergleichen einiger Kombinationsgrößen jeweils mit einem entsprechenden vorgegebenen Soll-Kombinationsgrößenbereich. Mit der Vergleichseinheit 52 kann ein Hinweissignal generiert werden, falls die entsprechende Kombinationsgröße(n) außerhalb des entsprechenden Soll-
Kombinationsgrößenbereichs liegt. Mit der elektronischen Funktionseinrichtung 22 werden so umgebungsbedingte und vorrichtungsbedingte Störungen erkannt.
Beispielhaft wird im Folgenden ein Verfahren zum Betreiben der Entfernungsmessvorrichtung 12 anhand eines Ablaufdiagramms aus der Figur 3 erläutert.
Das Verfahren wird mit der elektronischen Funktionseinrichtung 22 während der Fahrt und bei einem Stillstand des Fahrzeugs 10 durchgeführt.
In einem Schritt 1 10 werden das von dem Objekt 1 6 reflektierte Laser-Empfangssignal 38 und das von dem Objekt 16 reflektierte Radar-Echosignal 44 erfasst. Das Laser- Empfangssignal 38 und das Radar-Echosignal 44 werden parallel simultan erfasst und verarbeitet.
In einem Schritt 120 wird aus dem Radar-Echosignal 44 eine Größe für eine Entfernung (Radar-Entfernungsgröße) und eine Größe für eine Richtung (Radar-Richtungsgröße) des Objektes 1 6 zu der Entfernungsmessvorrichtung 12 ermittelt. Ferner wird aus dem Laser-Empfangssignal 38 eine Größe für eine Entfernung (Laser-Entfernungsgröße) und eine Größe für eine Richtung (Laser-Richtungsgröße) des Objektes 1 6 zu der Entfernungsmessvorrichtung 12 ermittelt.
In einem Schritt 130 werden die Radar-Entfernungsgröße und die Laser- Entfernungsgröße zu einer Entfernungs-Kombinationsgröße kombiniert. Entsprechend werden die Radar-Richtungsgröße und die Laser-Richtungsgröße zu einer Richtungs- Kombinationsgröße kombiniert. Beispielhaft kann die kleinere der beiden Entfernungsgrößen oder ein Mittelwert aus den beiden Entfernungsgrößen zu der Entfernungs- Kombinationsgröße kombiniert werden. Die Richtungs-Kombinationsgröße kann beispielhaft als Mittelwert aus dem beiden Richtungsgröße kombiniert werden.
In einem Schritt 140 werden die Entfernungs-Kombinationsgröße und die Richtungs- Kombinationsgröße an das Steuergerät 30 des Fahrerassistenzsystems 26 übermittelt.
In einem Schritt 150 werden aus dem Radar-Echosignal 44 ein Radar-Signal-Rausch- Verhältnis und aus dem Laser-Empfangssignal 38 ein Laser-Signal-Rausch-Verhältnis jeweils als Größe ermittelt.
Der Schritt 150 und die folgenden Schritte können nach, vor, parallel und/oder unabhängig von den Schritten 130 und 140 ausgeführt werden. Insgesamt kann bei dem Verfahren die Reihenfolge von einzelnen Schritten auch zweckmäßig verändert sein.
In einem Schritt 1 60 werden das Radar-Signal-Rausch-Verhältnis und das Laser- Signal-Rausch-Verhältnis jeweils normalisiert.
In einem Schritt 170 werden das normalisierte Radar-Signal-Rausch-Verhältnis und das normalisierte Laser-Signal-Rausch-Verhältnis mittels Subtraktion zu einem Differenz- Signal-Rausch-Verhältnis als Kombinationsgröße kombiniert.
In einem Schritt 180 wird das Differenz-Signal-Rausch-Verhältnis mit einem vorgebbaren Sollbereich für das Differenz-Signal-Rausch-Verhältnis bei der in Schritt 120 ermittelten Entfernung verglichen. Der Sollbereich für das Differenz-Signal-Rausch- Verhältnis ist in einer vorgegebenen Tabelle in Abhängigkeit von der Entfernung gespeichert. Die Tabelle ist beispielhaft im Wege einer Kalibrierung für die Entfernungsmessvorrichtung 12 vorab erstellt worden.
Falls das Differenz-Signal-Rausch-Verhältnis außerhalb des Sollbereichs liegt, wird in einem Schritt 190 ein Hinweissignal auf das Vorhandensein einer umgebungsbedingten und/oder vorrichtungsbedingten Störung generiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt das Hinweissignal einen Hinweis auf das Vorhandensein von Nebel.
In einem Schritt 200 wird das Hinweissignal an das Steuergerät 30 des Fahrerassistenzsystems 26 übermittelt und dort direkt verarbeitet.
Falls die Überprüfung im Schritt 190 ergibt, dass das Differenz-Signal-Rausch- Verhältnis innerhalb des Sollbereichs liegt, wird das Verfahren ab dem Schritt 1 10 wiederholt. In diesem Fall wird kein Hinweissignal generiert.
Mit dem Steuergerät 30 des Fahrerassistenzsystems 26 werden abhängig von der Ent- fernungs-Kombinationsgröße und der Richtungs-Kombinationsgröße die entsprechende Fahr-Funktionen des Fahrzeugs 10, beispielsweise das Lenkungssystem, der Motor und/oder das Bremssystem, gesteuert. Falls ein Hinweissignal generiert wird, wird mit dem Steuergerät 30 des Fahrerassistenzsystems 26 die Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Warnsignals an den Fahrer veranlasst.
Die Figur 4 zeigt ein Diagramm, in dem ein Verlauf des Radar-Signal-Rausch- Verhältnisses (S/R(Radar)) des Radar-Echosignals in Dezibel abhängig von einer Entfernung D des Objektes 1 6 von dem Radar-Entfernungsmesssystem 20 dargestellt ist. Die untere Kurve zeigt dabei den Verlauf des Radar-Signal-Rausch-Verhältnisses bei Nebel, die obere Kurve ohne Nebel. In der Figur 5 ist ein Verlauf des Laser-Signal-Rausch-Verhältnisses (S/R(Laser)) des Laser-Empfangssignals 38 in Dezibel abhängig von einer Entfernung des Objektes 1 6 von dem Laserscanner 18 dargestellt. Die untere Kurve zeigt dabei den Verlauf des Laser-Signal-Rausch-Verhältnisses bei Nebel, die obere Kurve ohne Nebel.
In der Figur 6 ist ein Verlauf des Differenz-Signal-Rausch-Verhältnisses (S/R(Radar)- S/R(Laser)) aus der Differenz der entsprechenden Radar-Signal-Rausch-Verhältnisse und Laser-Signal-Rausch-Verhältnisse aus den Figuren 4 und 5 abhängig von der Entfernung dargestellt. Die obere Kurve zeigt dabei den Verlauf des Differenz-Signal- Rausch-Verhältnisses bei Nebel, die untere Kurve ohne Nebel.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer Entfernungsmessvorrichtung (12) eines Fahrzeugs (10), bei dem mittels wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem (18) wenigstens ein optisches Sendesignal (34) in wenigstens einen Zielbereich (46) gesendet wird und wenigstens ein aus dem wenigstens einen Zielbereich (46) kommendes reflektiertes optisches Sendesignal (34) als optisches Empfangssignal (38) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einem Radar- Entfernungsmesssystem (20) wenigstens eine Radar-Sendesignal (40) gesendet wird und wenigstens ein aus für das Radar-Entfernungsmesssystem (20) demselben wenigstens einen Zielbereich (46) wie das wenigstens eine optische Empfangssignal (38) kommendes reflektiertes Radar-Sendesignal (40) als Radar-Echosignal (44) erfasst wird, wenigstens eine aus oder mit dem wenigstens einen Radar- Echosignal (44) ermittelte Größe mit wenigstens einer aus oder mit dem wenigstens einen optischen Empfangssignal (38) ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert wird, aus oder mit wenigstens einer Kombinationsgröße eine Entfernung und/oder eine Richtung wenigstens eines etwaigen Objektes (16) zu der Entfernungsmessvorrichtung (12) ermittelt wird und/oder aus oder mit wenigstens einer Kombinationsgröße auf etwaige Störungen in der Umgebung und/oder der Entfernungsmessvorrichtung geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kombinationsgröße mit wenigstens einem vorgebbaren Soll- Kombinationsgrößenbereich verglichen wird und falls die wenigstens eine Kombinationsgröße außerhalb des wenigstens einen Soll-Kombinationsgrößenbereichs liegt, wenigstens ein Hinweissignal auf das Vorhandensein einer umgebungsbedingten und/oder vorrichtungsbedingten Störung generiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal (44) ermittelte Größe mit wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal (38) ermittelten Größe mittels Subtraktion, Addition, Division, Multiplikation und/oder einer andersartigen Funktion zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert wird.
4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalstärke, wenigstens ein Signal-Rausch-Verhältnis und/oder wenigstens ein Rauschpegel wenigstens eines Radar-Echosignals (44) mit wenigstens einer Signalstärke, wenigstens einem Signal-Rausch-Verhältnis und/oder wenigstens einem Rauschpegel wenigstens eines optischen Empfangssignals (38) zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert wird.
5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal (44) ermittelten Größen mit einer Mehrzahl aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal (38) ermittelten Größen zu wenigstens einer Kombinationsgröße kombiniert wird.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal (44) ermittelte Größe und/oder wenigstens eine aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal (38) ermittelte Größe und/oder wenigstens eine Kombinationsgröße normiert, normalisiert und/oder standardisiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von Zielbereichen jeweilige Radar-Echosignale (44) und/oder optische Empfangssignale erfasst und verarbeitet werden.
8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem (18) ein Lichtlaufzeitverfahren durchgeführt wird.
9. Entfernungsmessvorrichtung (12) eines Fahrzeugs (10), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem (18) mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines optischen Sendesignals (34) in wenigstens einen Zielbereich (46) und mit wenigstens einem Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus dem wenigstens einen Zielbereich (46) kommenden reflektierten optischen Sendesignals (34) als optisches Empfangssignal (38), dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungsmessvorrichtung (12) wenigstens ein Radar-Entfernungsmesssystem (20) mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines Radar-Sendesignals (40) und wenigstens einen Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus für das Radar-Entfernungsmesssystem (20) demselben wenigstens einen Zielbereich (46) wie das wenigstens eine optische Empfangssignal (38) kommenden reflektierten Radar-Sendesignals (40) als Radar-Echosignal (44) und wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung (22) umfasst, wobei die wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung (22) wenigstens eine Kombinationseinheit (50) aufweist zum Kombinieren wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal (44) ermittelten Größe mit wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal (38) ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße.
10. Entfernungsmessvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung (22) wenigstens eine Vergleichseinheit (52) aufweist zum Vergleichen wenigstens einer Kombinationsgröße mit wenigstens einem vorgegebenen Soll-Kombinationsgrößenbereich und zur Generierung wenigstens eines Hinweissignals, falls die wenigstens eine Kombinationsgröße außerhalb des wenigstens einen Soll-Kombinationsgrößenbereichs liegt.
1 1 . Entfernungsmessvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radar-Entfernungsmesssystem (20) und wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem (18) gegebenenfalls mit wenigstens einer elektronischen Funktionseinrichtung (22) in einem gemeinsamen Gehäuse (24) angeordnet sind.
12. Entfernungsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radar-Entfernungsmesssystem (20) und wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem (18) unabhängig voneinander betreibbar sind.
13. Entfernungsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radar-Entfernungsmesssystem (20) und wenigstens ein optisches Entfernungsmesssystem (18) mit gesonderten Energieversorgungseinrichtungen verbunden sind.
14. Fahrerassistenzsystem (26) eines Fahrzeugs (10) aufweisend wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung (12), insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 13, mit wenigstens einem optischen Entfernungsmesssystem (18) mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines optischen Sendesignals (34) in wenigstens einen Zielbereich (46) und mit wenigstens einem Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus dem wenigstens einen Zielbereich (46) kommenden reflektier- ten optischen Sendesignals (34) als optisches Empfangssignal (38), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entfernungsmessvorrichtung (12) wenigstens ein Radar-Entfernungsmesssystem (20) mit wenigstens einem Sender zur Sendung wenigstens eines Radar-Sendesignals (40) und wenigstens einem Empfänger zur Erfassung wenigstens eines aus für das Radar-Entfernungsmesssystem (20) demselben wenigstens einen Zielbereich (46) wie das wenigstens eine optische Empfangssignal (38) kommenden reflektierten Radar-Sendesignals (40) als Radar- Echosignal (44) und wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung (22) aufweist, wobei die wenigstens eine elektronische Funktionseinrichtung (22) wenigstens eine Kombinationseinheit (50) aufweist zum Kombinieren wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem Radar-Echosignal (44) ermittelten Größe mit wenigstens einer aus oder mit wenigstens einem optischen Empfangssignal (38) ermittelten Größe zu wenigstens einer Kombinationsgröße.
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