Title:
Verfahren zum Betreiben einer Entfernungsmessvorrichtung eines Fahrzeugs, Entfernungsmessvorrichtung und Fahrerassistenzsystem
Kind Code:
A1


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.




Inventors:
Rudolf, Thomas (74321, Bietigheim-Bissingen, DE)
Künzler, Frank (74321, Bietigheim-Bissingen, DE)
Hoven, Stefan (74321, Bietigheim-Bissingen, DE)
Application Number:
DE102016115073A
Publication Date:
02/15/2018
Filing Date:
08/15/2016
Assignee:
Valeo Schalter und Sensoren GmbH, 74321 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102006045115A1N/A2007-04-05
DE19749397A1N/A1998-05-14
DE19531632A1N/A1996-03-07



Foreign References:
EP26044782013-06-19
Claims:
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.

11. 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 11, 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 reflektierten 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.

Description:
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 befindlichen 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 Sender-/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 Zielbereichen 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 Fahrwerksregelung 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 Fahrwerksregelung 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 wenigstens 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 Funktionseinrichtung 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

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;

2 das Fahrerassistenzsystem mit der Entfernungsmessvorrichtung aus der 1 in einem Momentzustand, in dem ein Objekt erfasst wird;

3 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betreiben der Entfernungsmessvorrichtung aus den 1 und 2;

4 ein Diagramm, in dem der Verlauf des Signal-Rausch-Verhältnisses eines Radar-Echosignals des Radar-Entfernungsmesssystems aus den 1 und 2 abhängig von einer Entfernung eines Objekts von dem Radar-Entfernungsmesssystem bei Nebel und ohne Nebel dargestellt ist;

5 ein Diagramm, in dem der Verlauf des Signal-Rausch-Verhältnisses eines Laser-Empfangssignals des Laserscanners aus den 1 und 2 abhängig von einer Entfernung eines Objekts von dem Laserscanner bei Nebel und ohne Nebel dargestellt ist;

6 ein Diagramm, in dem eine Differenz des Verlaufs des Signal-Rausch-Verhältnisses des Radar-Entfernungsmesssystems aus der 4 und des Verlaufs des Signal-Rausch-Verhältnisses des Laserscanners aus der

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 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 2 ist beispielhaft ein Objekt 16 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 16 von der Entfernungsmessvorrichtung 12 und eine Richtung des Objektes 16 zu der Entfernungsmessvorrichtung 12, also eine Richtung in der das Objekt 16 bezüglich der Entfernungsmessvorrichtung 12 angeordnet ist, erfasst werden. Die Richtung des Objektes 16 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 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 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 16 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 2 gezeigten Objekt 16 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 2 gezeigt, das Objekt 16. Für das Radar-Entfernungsmesssystem 20 und den Laserscanner 18 kommen von dem Objekt 16 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 16 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 3 erläutert.

Das Verfahren wird mit der elektronischen Funktionseinrichtung 22 während der Fahrt und bei einem Stillstand des Fahrzeugs 10 durchgeführt.

In einem Schritt 110 werden das von dem Objekt 16 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 16 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 16 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 160 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 110 wiederholt. In diesem Fall wird kein Hinweissignal generiert.

Mit dem Steuergerät 30 des Fahrerassistenzsystems 26 werden abhängig von der Entfernungs-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 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 16 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 5 ist ein Verlauf des Laser-Signal-Rausch-Verhältnisses (S/R(Laser)) des Laser-Empfangssignals 38 in Dezibel abhängig von einer Entfernung des Objektes 16 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 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 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.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 19531632 A1 [0004]