Title:
Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen Radarsensor (2) und eine Auswerteeinheit (3), wobei die Auswerteeinheit (3) derart ausgebildet ist, Doppler-Spektren und Mikrodoppler-Spektren auszuwerten, wobei die Vorrichtung (1) ein Beobachtungsmodell (4) aufweist, das derart ausgebildet ist, um aus den Daten der Auswerteeinheit (3) eine Bewegungsgeschwindigkeit (V) eines Objekts zur ermitteln, wobei ein Situationserkennungsmodul (5) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, anhand der Mikrodoppler-Spektren auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit zu schließen, wobei das Beobachtungsmodell (4) derart ausgebildet ist, die erfasste Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit V durch das Situationserkennungsmodul (5) zu berücksichtigen.




Inventors:
Schmidt, Bastian (30171, Hannover, DE)
Application Number:
DE102016212794A
Publication Date:
01/18/2018
Filing Date:
07/13/2016
Assignee:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, 38440 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102013018751A1N/A2015-05-13
DE102011075725A1N/A2012-11-15
DE102011005567A1N/A2012-09-20
DE19601121A1N/A1997-07-17



Foreign References:
201600039392016-01-07
Claims:
1. Verfahren zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs mittels mindestens eines Radarsensors (2) und mindestens einer Auswerteeinheit (3), wobei in der Auswerteeinheit (3) Doppler-Spektren und Mikrodoppler-Spektren ausgewertet werden, wobei anhand der Doppler-Spektren auf eine Bewegungsgeschwindigkeit (V) des Objekts geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Mikrodoppler-Spektren auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit V geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausbleiben eines Mikrodoppler-Spektrums die Bewegungsgeschwindigkeit (V) des Objekts zu Null gesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Mikrodoppler-Spektren zusätzlich eine Klassifikation eines Objekts durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Objektdaten mindestens einem Fahrerassistenz-System (7) zugeführt werden.

5. Vorrichtung (1) zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen Radarsensor (2) und eine Auswerteeinheit (3), wobei die Auswerteeinheit (3) derart ausgebildet ist, Doppler-Spektren und Mikrodoppler-Spektren auszuwerten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Beobachtungsmodell (4) aufweist, das derart ausgebildet ist, um aus den Daten der Auswerteeinheit (3) eine Bewegungsgeschwindigkeit (V) eines Objekts zur ermitteln, wobei ein Situationserkennungsmodul (5) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, anhand der Mikrodoppler-Spektren auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit zu schließen, wobei das Beobachtungsmodell (4) derart ausgebildet ist, die erfasste Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit V durch das Situationserkennungsmodul (5) zu berücksichtigen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Situationserkennungsmodul (5) derart ausgebildet ist, dass bei einem Ausbleiben eines Mikrodoppler-Spektrums die Bewegungsgeschwindigkeit (V) des Objekts in dem Beobachtungsmodell (4) zu Null gesetzt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Objektklassifikation (6) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass mindestens anhand der Mikrodoppler-Spektren eine Klassifikation der Objekte durchgeführt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Beobachtungsmodell (4) derart ausgebildet ist, Objektdaten einem Fahrerassistenz-System (7) zuzuführen.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs.

Neben der Erfassung von vorausfahrenden Kraftfahrzeugen oder anderen Objekten besteht insbesondere das Bedürfnis, sich im Wesentlichen quer zu einem Kraftfahrzeug bewegende Objekte wie Fußgänger oder Radfahrer zu erfassen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen durchzuführen, um eine Kollision zu vermeiden.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 2016/0003939 A1 bekannt. Üblicherweise werden Abstand und Bewegungsgeschwindigkeit eines Objektes aus Laufzeit und Doppler-Verschiebung der Radarsignale ermittelt. Der Dopplereffekt beschreibt die Veränderung der reflektierten Radarwelle durch die Relativbewegung von Sender und reflektierendem Objekt. Gibt es an dem betrachteten Objekt zusätzlich bewegte Teile wie z.B. Arme und Beine des gehenden Fußgängers oder die Radbewegung des querenden Fahrzeugs, erzeugen diese eine zusätzliche Veränderung des Radarsignals, was als Mikrodoppler bezeichnet wird. Die US 2016/0003939 A1 schlägt nun vor, die Auswertung der Mikrodoppler-Spektren zu benutzen, um ein Objekt zu klassifizieren.

Aus der DE 10 2011 075 725 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen von Gesten einer Person bekannt, bei dem von mindestens einem Radargerät unter Ausnutzung des Mikro-Doppler-Effekts ein Bewegungsablauf der Person erfasst und eine Geste der Person erkannt wird.

Aus der DE 10 2013 018 751 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Bewegungsrichtung eines Fußgängers in einer Umgebung eines Fahrzeugs anhand von mittels zumindest eines Radarsensors erfassten Radardaten bekannt, wobei zur Bestimmung der Bewegungsrichtung aus den Radardaten gebildete Dopplerspektren ausgewertete werden. Dabei wird bei der Auswertung eine radiale Geschwindigkeit des Fußgängers vorzeichenbehaftet in Abhängigkeit eines Winkels eines Positionsvektors in einem zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystem abgetragen, wobei angenommen wird, dass an einem Nulldurchgang der radialen Geschwindigkeit die Bewegungsrichtung des Fußgängers senkrecht zum Winkel des Positionsvektors verläuft. Weiter wird vorzugsweise innerhalb eines Dopplerspektrums anhand einer Armbewegung und/oder Beinbewegung des Fußgängers eine Bewegungsrichtung eines Torsos des Fußgängers vorbestimmt.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, das zuverlässiger eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts ermittelt. Ein weiteres technisches Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Weitre vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Verfahren zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs erfolgt mittels mindestens eines Radarsensors und mindestens einer Auswerteeinheit, wobei in der Auswerteeinheit Doppler-Spektren und Mikrodoppler-Spektren ausgewertet werden, wobei anhand der Doppler-Spektren auf eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts geschlossen wird, wobei anhand der Mikrodoppler-Spektren auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit geschlossen wird. Dabei wird ausgenutzt, dass eine beispielsweise schlagartige Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit nur schwer zuverlässig aus den Doppler-Spektren ermittelbar ist. Der Grund dafür liegt darin, dass dann eine größere Dynamik in den Doppler-.Spektren berücksichtigt werden müsste. Dies wiederum würde dazu führen, dass Messfehler stärker als wirkliche Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit in die Ergebnisse eingehen. Dies könnte dann zu vermehrt falschen Ansteuerungen von Fahrerassistenz-Systemen wie beispielsweise einem Notbrems-System führen. Erfindungsgemäß werden diese abrupten Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit durch die Mikrodoppler-Spektren ermittelt, die hierfür aussagekräftiger sind.

Insbesondere wird bei einem Ausbleiben eines Mikrodoppler-Spektrums die Bewegungsgeschwindigkeit zu Null gesetzt. Bewegt sich beispielsweise ein Fußgänger auf eine Straßenkante zu und bleibt abrupt stehen, so bleiben Arme und Beine still, sodass kein Mikrodoppler-Spektrum mehr erfassbar ist. Gleiches gilt für das scharfe Abbremsen eines Fahrradfahrers. Daher kann die Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit durch das Doppler-Spektrum etwas robuster parametriert werden, da die schnellen Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit über die Mikrodoppler-Spektren erfasst werden. Dies führt insgesamt zu einer zuverlässigen Bestimmung der relevanten Objektdaten für ein Fahrerassistenz-System.

In einer weiteren Ausführungsform wird anhand der Mikrodoppler-Spektren zusätzlich eine Klassifikation durchgeführt. Hierdurch lassen sich besonders gut Fußgänger, Fahrradfahrer oder Tiere voneinander unterscheiden.

In einer weiteren Ausführungsform werden Objektdaten einem Fahrerassistenz-System zugeführt, beispielsweise in ‚Form einer Objektliste mit Klassifikation und Bewegungsgeschwindigkeit. Das Fahrerassistenz-System ist beispielsweise ein Notbremsassistenzsystem.

Die Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs umfasst mindestens einen Radarsensor und eine Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, Doppler-Spektren und Mikrodoppler-Spektren auszuwerten. Dabei weist die Vorrichtung ein Beobachtungsmodell auf, das derart ausgebildet ist, um aus den Daten der Auswerteeinheit eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts zu ermitteln, wobei ein Situationserkennungsmodul vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, anhand der Mikrodoppler-Spektren auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit zu schließen, wobei das Beobachtungsmodell derart ausgebildet ist, die erfasste Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit durch das Situationserkennungsmodul zu berücksichtigen. Vorzugsweise ist das Situationserkennungsmodul derart ausgebildet, dass bei einem Ausbleiben eines Mikrodoppler-Spektrums die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts in dem Beobachtungsmodell zu Null gesetzt wird.

Hinsichtlich der weiteren Ausführungsformen wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erfassung von Objekten im Umfeld eines Kraftfahrzeugs.

In der 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Erfassung von Objekten, insbesondere querbewegten Objekten, im Umfeld eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Radarsensor 2, eine Auswerteeinheit 3, ein Beobachtungsmodell 4, ein Situationserkennungsmodul 5 und eine Objektklassifikation 6. Dabei können einzelne oder alle Elemente in einer Baueinheit integriert sein. Der mindestens eine Radarsensor 2 sendet Radarsignale aus und empfängt die von Objekten reflektierte Radarstrahlung. In der Auswerteeinheit 3 werden die empfangenen Radarstrahlen ausgewertet. Dabei kann aus der Laufzeit die Entfernung d und aus der Doppler-Verschiebung die Relativgeschwindigkeit des Objekts und damit die Bewegungsgeschwindigkeit V des Objekts bestimmt werden. Diese Größen werden dem Beobachtungsmodell 4 zugeführt. Dabei ist das Beobachtungsmodell 4 derart ausgelegt, dass Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit V aufgrund von Änderungen des Doppler-Spektrums begrenzt sind. Aufgrund dieser Begrenzung der Dynamik ist das Beobachtungsmodell 4 robust gegenüber Messfehlern. Die Auswerteeinheit 3 wertet auch Mikrodoppler-Spektren der Radarsignale aus und übermittelt diese an das Situationserkennungsmodul 5 und die Objektklassifikation 6. Die Objektklassifikation 6 klassifiziert dann anhand der Mikrodoppler-Spektren das Objekt, beispielsweise ob es sich um einem Fußgänger, Radfahrer, Tier oder Kraftfahrzeug handelt. Für die Klassifikation kann dabei beispielsweise auch die Größe des Objekts, ermittelt aus den empfangenen Radarstrahlen, berücksichtigt werden. Die klassifizierten Objekte OK werden dann ebenfalls dem Beobachtungsmodell 4 zugeführt. Parallel dazu wertet das Situationserkennungsmodul 5 die Mikrodoppler-Spektren aus, um abrupte Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit V zu ermitteln. Erfasst dabei das Situationserkennungsmodul 5 ein Ausbleiben eines Mikrodoppler-Spektrums, so wird dies als abruptes Abstoppen des Objekts interpretiert und die Bewegungsgeschwindigkeit V im Beobachtungsmodell 4 auf null gesetzt, unabhängig von der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit V aufgrund der Dopplerverschiebung. Das Beobachtungsmodell 4 kann dann eine Objektliste mit Klassifizierung, Bewegungsgeschwindigkeit V und Entfernung d einem Fahrerassistenz-System 7 zur Verfügung stellen, das dann beispielsweise den Kraftfahrzeugführer warnt oder bedarfsweise eine automatische Bremsung und/oder Lenkung vornimmt. Aufgrund der Erfassung abrupter Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit V durch das Situationserkennungsmodul 5 werden dabei Fehlauslösungen minimiert.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 2016/0003939 A1 [0003, 0003]
  • DE 102011075725 A1 [0004]
  • DE 102013018751 A1 [0005]