Title:
Fußgängererkennung mittels Radar
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor in einem Fahrzeug und ein Verfahren zur Erkennung von Fußgängern. Die aus der Radarwelle ermittelten Informationen über Ausdehnung, Geschwindigkeit und Abstand von Körperteilen eines Fußgängers werden zum Erkennen eines Fußgängers herangezogen.




Inventors:
Abdul-Rahman, Amar (80538, München, DE)
Application Number:
DE102016215102A
Publication Date:
12/07/2017
Filing Date:
08/12/2016
Assignee:
Conti Temic microelectronic GmbH, 90411 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102016001772A1N/A2016-08-11



Other References:
BJÖRKLUND, S. u.a.: Millimeter-Wave Radar Micro-Doppler Signatures of Human Motion. In: Proceedings of the International Radar Symposium (IRS) 2011
CHEN, V.C.: Detection and Analysis of Human Motion by Radar. In: IEEE Radar Conference, 1-4244-1539-X/08, 2008
ROHLING, H. u.a.: Pedestrian Detection Procedure integrated into an 24 GHz Automotive Radar. In: IEEE Radar Conference 2010, S. 1229-1232
RYTEL-ANDRIANIK, R. u.a.: Micro-Range, micro-Doppler joint analysis of pedestrian radar echo. In: Signal Processing Symposium (SPSympo), 2015
Claims:
1. Verfahren zum Erkennung eines Fußgängers mit den Schritten:
– Aussenden und Empfangen einer Radarwelle;
– Ermitteln einer Relativgeschwindigkeit vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle;
– Ermitteln einer Ausdehnung vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle;
– Erkennen des Fußgängers aus den ermittelten Relativgeschwindigkeiten und den Ausdehnungen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ferner ein Abstand zum Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle ermittelt wird und das Erkennen des Fußgängers ferner aus der Differenz dieser beiden Abstände erfolgt.

3. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch Bilden von mindestens einem Mittelwert der ermittelten Relativgeschwindigkeiten und Ausdehnungen erkannt wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch eine Periodizität in der ermittelten Relativgeschwindigkeit erkannt wird.

5. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
wobei der Fußgänger erkannt wird, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
– die Geschwindigkeit eines Oberkörpers unter 15 km/h liegt;
– die Geschwindigkeit eines Beines unter 30 km/h;
– die Geschwindigkeit eines Armes unter 30 km/h; und
– der Abstand von zwei Beinen relativ zueinander weniger als 1 m beträgt.

6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Warnung abhängig von einem erkannten Fußgänger an den Fahrer erfolgt.

7. Radarsensor, eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche.

Description:

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor in einem Fahrzeug und ein Verfahren zur Erkennung von Fußgängern.

Stand der Technik

Die Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen wurde in der Vergangenheit weiter verbessert und dadurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht. Von dieser Entwicklung haben Fußgänger im Allgemeinen wenig profitiert, da sich die Sicherheitseinrichtungen auf die Fahrzeuginsassen beschränkten.

Vorrausetzung für den Schutz von Fußgängern ist zuerst ihre gesicherte Klassifizierung als Fußgänger und damit eine erfolgreiche Unterscheidung von anderen Objekten. Da in Fahrzeugen zunehmend Radarsysteme eingesetzt werden, bietet sich die Nutzung des Radarsensors zum Erkennen von Fußgängern an.

Aus „Detection and analysis of human motion by radar“ von Chen (1-4244-1539-X/08, 2008 IEEE) ist bekannt, dass mittels Radarsensoren die unterschiedlich schnelle Bewegung von Beinen, Armen und Rumpf eines Menschen erfassbar ist.

Aufgabe und Lösung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Fußgängererkennung mittels Radarstrahlen noch weiter zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Erkennung eines Fußgängers folgende Schritte auf, Aussenden und Empfangen einer Radarwelle, Ermitteln einer Relativgeschwindigkeit vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle, Ermitteln einer Ausdehnung vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle, Erkennen des Fußgängers aus den ermittelten Relativgeschwindigkeiten und den Ausdehnungen.

In vorteilhafter Weise weisen die Arm- und Beinbewegungen eine höhere Varianz der Geschwindigkeit auf als der Rumpf des Fußgängers. Die Radarreflexpunkte der Arme und Beine können dadurch einen Mikrodoppler erzeugen, der eine Klassifikation des Objektes als Fußgänger ermöglichen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ferner ein Abstand zum Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle ermittelt werden und das Erkennen des Fußgängers ferner aus der Differenz dieser beiden Abstände erfolgen.

In vorteilhafter Weise können so die unterschiedlen Abstände zwischen dem Radarsensor und zumindest den Armen, Beinen und Rumpf des Fußgängers für eine Klassifikation des Objektes als Fußgänger genutzt werden.

Bevorzugt kann eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch Bilden von mindestens einem Mittelwert der ermittelten Relativgeschwindigkeiten und Ausdehnungen erkannt werden.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die Mittelwertbildung von ermittelten Relativgeschwindigkeiten und/oder Ausdehnungen die Erkennung des Fußgängers weiter zu verbessern. Einzelne Messfehler können somit weniger ins Gewicht fallen.

Weiter Bevorzugt kann eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch eine Periodizität in den ermittelten Relativgeschwindigkeit erkannt werden.

In vorteilhafter Weise kann aus der Periodizität der ermittelten Relativgeschwindigkeit auf einen Fußgänger geschlossen werden, da sich Arme und Beine innerhalb von bestimmten Grenzen mit gleicher Geschwindigkeit bewegen.

Weiter bevorzugt kann der Fußgänger erkannt werden, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt, die Geschwindigkeit eines Oberkörpers unter 15 km/h liegt, die Geschwindigkeit eines Beines unter 30 km/h, die Geschwindigkeit eines Armes unter 30 km/h, und der Abstand von zwei Beinen relativ zueinander weniger als 1 m beträgt.

In vorteilhafter Weise werden damit Grenzen berücksichtigt, die eine Person nicht überschreiten kann. Ein ermittelter Wert außerhalb dieser Grenzen kann somit das Erkennen eines Objekts als Fußgänger ausschließen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Warnung abhängig von einem erkannten Fußgänger an den Fahrer erfolgen.

In vorteilhafter Weise kann der Fahrer vor Fußgängern gewarnt werden und sich somit das Verletzungsrisiko von Fußgängern im Straßenverkehr verringern.

Erfindungsgemäß ist ein Radarsensor zum Durchführen eines der vorherigen Verfahren eingerichtet.

Figurenbeschreibung

1: Micro-Doppler basierend auf Bewegung der einzelnen Körperteile eines Fußgängers

2: Periodische Bewegung des Oberkörpers (Rumpf), Ausschnitt aus der

1 zeigt einen Fußgänger 1, der sich in longitudinaler Richtung fortbewegt. Die x-Achse stellt den Zyklus und die y-Achse die Relativgeschwindigkeit der Radarreflexpunkte in Bezug zum Radarsensor dar (Vrel). Der mittlere Bereich 13 beschreibt die Verteilung der Relativgeschwindigkeiten des Oberkörpers 3, die ein Maß für die Bewegung des Oberkörpers 3 in dessen Bewegungsbereich 5 ist. Im Vergleich dazu zeigen die äußeren Bereiche 11, 15 die Verteilung der Relativgeschwindigkeiten der Extremitäten 9 wie Beine, Hände und Arme in ihrem Bewegungsbereich 7, 8.

Die in 1 gezeigte Mikrodopplerstreuung ist ein Maß für die Dynamik der Objekte an denen die Radarreflexionspunkte reflektiert werden. Anhand der Dynamik lassen sich dann einzelne Objekte als Fußgänger erkennen.

Die Relativgeschwindigkeitsverteilung 11, 15 der Extremitäten weicht von der Relativgeschwindigkeitsverteilung 13 des Oberkörpers 3 ab, sodass eine Unterscheidung zwischen Oberkörper 3 und Extremitäten 9 möglich ist. Aufgrund dessen, dass die Arm- und Beinbewegung wesentlich höher ist als der Oberkörper wird der sogenannte Micro-Doppler erzeugt.

Eine vergrößerte Darstellung der Relativgeschwindigkeitsverteilung 13 des Oberkörpers 9 ist in 2 gezeigt. Die periodische Bewegung des Oberkörpers 3 ist deutlich zu erkennen. Der Oberkörper schwingt vor und zurück, sodass die Relativgeschwindigkeit in periodischen Abständen ein Minimum 17 und ein Maximum erreicht 19.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • 1-4244-1539-X/08, 2008 IEEE [0004]