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Dokumentenidentifikation DE102004005960A1 18.08.2005
Titel Hindernisdetektionsvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
Anmelder Valeo Schalter und Sensoren GmbH, 74321 Bietigheim-Bissingen, DE
Erfinder Hänger, Jochen, 74382 Neckarwestheim, DE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 02.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004005960
Offenlegungstag 18.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.08.2005
IPC-Hauptklasse G01S 7/40
IPC-Nebenklasse G01S 13/93   G01S 15/93   G01S 7/52   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Hindernisdetektionsvorrichtung, insbesondere eine Einparkhilfe. Sie umfasst eine Sensoreinrichtung zum Aussenden eines Sendesignals und zum Empfangen eines Echosignals, welches das an einem Hindernis reflektierte Sendesignal repräsentiert. Darüber hinaus umfasst die Hindernisdetektionsvorrichtung eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des empfangenen Echosignals im Hinblick auf das Vorhandensein des Hindernisses. Um einen Betrieb der Hindernisdetektionsvorrichtung mit einer gewünschten Empfindlichkeit auch bei nicht optimalen Rahmenbedingungen zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hindernisdetektionsvorrichtung eine Justiereinrichtung aufweist. Diese Justiereinrichtung ist ausgebildet zum automatischen Nachjustieren der Sensoreinrichtung und/oder der Auswerteeinrichtung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Hindernisdetektionsvorrichtung, insbesondere eine Einparkhilfe auf Ultraschallbasis. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Computerprogramm zu deren Betrieb.

Hindernisdetektionsvorrichtungen, insbesondere Einparkhilfen auf Ultraschall- oder Radarbasis, sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Eine einwandfreie Funktionsweise einer derartigen Hindernisdetektionsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Hindernisse im Detektionsbereich der Hindernisdetektionsvorrichtung, welche für einen jeweiligen Anwendungsfall, zum Beispiel eine Einparksituation, unerheblich sind, nicht von der Hindernisdetektionsvorrichtung erfasst und angezeigt werden dürfen. Andererseits sollte die Hindernisdetektionsvorrichtung bei einwandfreier Funktion Hindernisse, welche für den jeweiligen Anwendungsfall relevant sind, zum Beispiel Mauern oder parkende Fahrzeuge bei einer Einparksituation, detektieren und anzeigen.

Diese beiden genannten Forderungen sind zumindest teilweise gegensätzlich. In der Praxis muss deshalb ein Kompromiss in Form einer bei der Hindernisdetektionsvorrichtung einzustellenden gewünschten Detektionsempfindlichkeit gefunden und eingegangen werden, um die beiden Forderungen so weit wie möglich zu erfüllen.

Das Detektionsverhalten, sprich die tatsächliche Empfindlichkeit einer konkreten Hindernisdetektionsvorrichtung hängt von zahlreichen Faktoren ab. Diese Faktoren unterliegen zumindest teilweise auch einer zeitlichen Veränderung. Die Faktoren beziehungsweise Ursachen können einerseits in der Hindernisdetektionsvorrichtung selber begründet sein; Beispiele für derartige Faktoren sind Fertigungstoleranzen oder Alterungsprozesse. Andererseits können die Faktoren jedoch auch nicht in der Hindernisdetektionsvorrichtung selber, sondern zum Beispiel in deren konkreter Einbausituation in ein Fahrzeug oder in der von der Hindernisdetektionsvorrichtung zu beobachtenden Umgebung, zum Beispiel der jeweiligen Straßenoberfläche liegen.

Serienmäßig in Fahrzeuge eingebaute Hindernisdetektionsvorrichtungen sind typischerweise mit auf das Fahrzeug angepassten Werten voreingestellt. Diese Werte können jedoch Alterungsprozesse, Fertigungstoleranzen, die aktuelle Beladung des Fahrzeugs, Anhängerlasten und den aktuellen Untergrund des Fahrzeugs nicht berücksichtigen. Die Werte sind in der Regel nur suboptimal und führen deshalb auch nur zu einer suboptimalen, das heißt nicht einwandfreien Funktionsweise der Hindernisdetektionsvorrichtung.

Eine nicht optimale Funktionsweise der Hindernisdetektionsvorrichtung aufgrund eines nur suboptimalen Einbaus der Detektionsvorrichtung stellt sich oftmals dann, wenn die Hindernisdetektionsvorrichtung zum Beispiel als Nachrüstsatz erworben und nachträglich in zum Beispiel den Stoßfänger eines Fahrzeugs eingebaut wurde.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine bekannte Hindernisdetektionsvorrichtung sowie ein Verfahren und ein Computerprogramm zu deren Betrieb so weiterzubilden, dass ein Betrieb der Hindernisdetektionsvorrichtung auch in den beschriebenen problematischen Situationen mit einer gewünschten beziehungsweise optimalen Empfindlichkeit gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist gekennzeichnet durch eine Justiereinrichtung zum automatischen Nachjustieren der Sensoreinrichtung und/oder der Auswerteeinrichtung so, dass die Auswerteeinrichtung das Hindernis mit der gewünschten Empfindlichkeit detektiert.

Der Begriff "automatisch" im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Justiereinrichtung nach einer Aktivierung die Nachjustierung in vollem Umfange selbsttätig durchführt. Typischerweise umfasst die Nachjustierung eine Vielzahl von iterativen Einzelschritten.

Die Justiereinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine optimale Anpassung der Hindernisdetektionsvorrichtung, genauer gesagt von deren Komponenten Sensoreinrichtung und/oder Auswerteeinrichtung an die reale Einbau- beziehungsweise Umgebungssituation. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Funktionsweise der Hindernisdetektionsvorrichtung auch bei diesen realen, in der Regel nicht normgerechten Umgebungssituationen gewährleistet. Dabei meint eine einwandfreie Funktionsweise die Funktion der Justiereinrichtung mit der gewünschten optimalen Empfindlichkeit. Die erfindungsgemäße Nachjustierung der Hindernisdetektionsvorrichtung auf die gewünschte Empfindlichkeit gewährleistet, dass die Hindernisdetektionsvorrichtung in ihrer konkreten Einbausituation für einen konkreten Anwendungsfall unerhebliche Hindernisse nicht, relevante Hindernisse jedoch sicher detektiert.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Aktivierung der Justiereinrichtung, die vorzugsweise in Form eines Justier-Betriebsmodus der Hindernisdetektionsvorrichtung realisiert ist, durch Aktivierung von außen, zum Beispiel durch ein Schalt- oder Tastelement.

Alternativ dazu kann die Justiereinrichtung auch ausgebildet sein, eine Abweichung der aktuellen Empfindlichkeit, mit welcher die Hindernisdetektionsvorrichtung aktuell arbeitet, von der gewünschten Empfindlichkeit festzustellen und erforderlichenfalls selbsttätig eine Nachjustierung durchzuführen. Vorteilhafte Beispiele zur Durchführung der Nachjustierung sind Gegenstand der Unteransprüche. Besonders hervorgehoben sei an dieser Stelle, dass die Justiereinrichtung vorteilhafterweise auch ausgebildet sein kann, Anweisungen an eine die Nachjustierung betreuende Person auszugeben, geeignete Rahmenbedingungen für die Nachjustierung zu schaffen, insbesondere wenn die Hindernisdetektionsvorrichtung in den Stoßfänger eines Fahrzeugs eingebaut ist.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Betreiben der Hindernisdetektionsvorrichtung gelöst. Die Vorteile dieser Lösungen entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Hindernisdetektionsvorrichtung genannten Vorteilen.

Der Beschreibung sind insgesamt zwei Figuren beigefügt, wobei

1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Hindernisdetektionsvorrichtung; und

2 die Umgebung einer Hindernisdetektionsvorrichtung zeigt, insbesondere wenn diese in ein Fahrzeug eingebaut ist.

Die Erfindung wird nachfolgend in Form verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiden Figuren detailliert beschrieben.

1 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Hindernisdetektionsvorrichtung 100. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um eine Einparkhilfe auf Ultraschall- oder Radarbasis, die in den Stoßfänger eines Fahrzeugs eingebaut ist. Die Hindernisdetektionsvorrichtung 100 umfasst eine Sensoreinrichtung 110 zum Aussenden eines Sendesignals und zum Empfangen eines Echosignals, wobei das Echosignal das insbesondere an einem in dem Detektionsbereich der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 vorhandenen Hindernis 200 reflektierte Sendesignal repräsentiert. Weiterhin umfasst die Hindernisdetektionsvorrichtung 100 eine Auswerteeinrichtung 120 zum Auswerten des empfangenen Echosignals im Hinblick auf das Vorhandensein des Hindernisses 200. Die Güte der Funktion der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 ist jedoch von zahlreichen Faktoren abhängig, die teilweise die Hindernisdetektionsvorrichtung selber, aber auch deren Umgebung betreffen. Mögliche Einflussfaktoren, die das konkrete Verhalten der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 bestimmten, sind beispielsweise Fertigungstoleranzen oder alterungsbedingte Änderungen in der von der Sendeeinrichtung 110 abgestrahlten Energie des Sendesignals oder in der Empfindlichkeit der in die Empfangseinrichtung 110 eingestrahlten Energie des Empfangssignals oder Veränderungen von Schwellenwerten innerhalb der Auswerteeinrichtung 120. Diese Schwellenwerte können beispielsweise die erforderliche Mindestenergie oder die erforderliche Mindestamplitude des Echosignals definieren, die jeweils erforderlich ist, um aus dem empfangenen Echosignal auf ein vorhandenes Hindernis 200 in der Umgebung der Detektionsvorrichtung 100 rückschließen zu können. Andere, externe Einflussfaktoren, welche das Verhalten beziehungsweise die Empfindlichkeit der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 beeinflussen, sind der konkrete Einbauwinkel der Hindernisdetektionsvorrichtung, der sich zum Beispiel aufgrund der Beladung des Fahrzeugs oder aufgrund von dessen Anhängerlast ändern kann oder ist der Untergrund beziehungsweise die jeweilige Straßenoberfläche, die in dem Detektionsbereich der Hindernisdetektionsvorrichtung jeweils gegeben ist.

Um für eine jeweils reale Einbausituation und eine jeweils reale, durch die obigen Faktoren definierte Umgebung dennoch jeweils ein optimales Detektionsverhalten der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 mit einer gewünschten Empfindlichkeit gewährleisten zu können, umfasst die Hindernisdetektionsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung eine Justiereinrichtung 130 beziehungsweise einen entsprechenden Justiermodus. Dieser dient zum automatischen Nachjustieren der Sensoreinrichtung 110 und/oder der Auswerteeinrichtung 120 so, dass die Auswerteeinrichtung 120 das Hindernis 200 mit der gewünschten Empfindlichkeit detektiert. Die Justiereinrichtung 130 kann entweder von außen, das heißt insbesondere durch eine Person aktiviert werden oder sich selber aktivieren. Die Aktivierung durch die Person kann zum Beispiel in der Weise erfolgen, dass die Person ein Schaltelement oder einen Taster betätigt, wodurch ein Startsignal an ein Steuergerät 140 der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 ausgegeben wird, welches die Aktivierung der Justiereinrichtung bewirkt. Eine selbsttätige Aktivierung der Justiereinrichtung 130 kann zum Beispiel in periodischen Zeitabständen oder jeweils dann erfolgen, wenn vorzugsweise die Justiereinrichtung 130 eine Abweichung der eingestrahlten Energie, die von der Auswerteeinrichtung 120 ermittelt wird, für Bereiche feststellt, in denen kein Hindernis vorhanden ist.

Nach ihrer Aktivierung führt die Justiereinrichtung die Nachjustierung in der Weise aus, dass sie für jeweils einen ausgewählten Entfernungsbereich zunächst eine suboptimale, das heißt zu empfindliche Einstellung einstellt, um dann nachfolgend automatisch sukzessive die eingestellte Empfindlichkeit so lange zu verändern, insbesondere zu erhöhen, bis die gewünschte optimale Empfindlichkeit erreicht ist. In jedem sukzessiven Nachjustierungsschritt wird jeweils ein Sendesignal von der Sensoreinrichtung 110 ausgesendet und werden die beispielsweise vom Fahrbahnbelag reflektierten Anteile des Sendesignals als Echosignal von der Auswerteeinrichtung 120 empfangen, siehe 2. In der Regel wird sich die optimale Empfindlichkeit nur dadurch finden lassen, dass man am Ende der beschriebenen sukzessiven Veränderung der Empfindlichkeit feststellt, dass die im letzten und/oder vorletzten Schritt vorgenommenen Einstellungen wieder zu einer Verschlechterung der Detektion gegenüber der in einem der vorangegangenen Schritte durchgeführten Einstellungen. In diesem Fall sind dann die zuletzt durchgeführten Einstellungen wieder rückgängig zu machen und durch die herausgefundenen optimalen Einstellungen zu ersetzen.

Die Auswerteeinrichtung wertet dann das empfangene Echosignal vorzugsweise mit Hilfe eines Schwellenwertvergleiches im Hinblick auf das Vorhandensein des Hindernisses 200 aus. Bei jedem durchgeführten Nachjustierungsschritt werden jedoch vorteilhafterweise Einstellungen in der Sensoreinrichtung 110 und/oder der Auswerteeinrichtung 120 vorgenommen. In der Sensoreinrichtung 110 kann. beispielsweise die Energie des ausgestrahlten Sendesignals und in der Auswerteeinrichtung 120 können insbesondere die bei dem Schwellenwertvergleich verwendeten Schwellenwerte sukzessive eingestellt beziehungsweise angepasst werden.

Das soeben beschriebene Verfahren zum sukzessiven Herausfinden der optimalen Einstellungen für die Sensor- und Auswerteeinrichtung im Hinblick auf eine gewünschte optimale Empfindlichkeit werden vorzugsweise für unterschiedliche Entfernungsbereiche innerhalb des gesamten Detektionsbereich der Hindernisdetektionsvorrichtung individuell beziehungsweise separat vorgenommen. Das individuelle Einstellen für unterschiedliche Entfernungsbereiche führt zu einer weiteren Optimierung des Detektionsverhaltens im Vergleich zum Vorsehen von lediglich einer optimierten Einstellung, die für die gesamte Tiefe des Detektionsbereiches der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 Gültigkeit haben würde.

Verbesserte Ergebnisse lassen sich auch dadurch realisieren, dass vorzugsweise die Justiereinrichtung 130 selber Anweisungen an eine die Nachjustierung betreuende Person ausgibt, um geeignete Rahmenbedingungen für die Nachjustierung zu schaffen. Bei diesen Anweisungen kann es sich um Anweisungen handeln, die die Bewegung des Fahrzeugs betreffen, den Untergrund, auf dem das Fahrzeug steht oder gefahren wird oder welche die Beladung beziehungsweise die Anhängerlast des Fahrzeugs betreffen. Für die Nachjustierung am besten geeignet sind Bedingungen, welche die Hindernisdetektionsvorrichtung dazu veranlassen, ein Hindernis zu detektieren, und zwar möglichst frühzeitig, obwohl das Hindernis selber gar nicht existent ist. Zu einem solchen Verhalten wird die Hindernisdetektionsvorrichtung 100 zum Beispiel durch einen sehr groben Untergrund beziehungsweise eine sehr grobe Straßenoberfläche, wie zum Beispiel Schotter im Detektionsbereich oder durch eine besonders hohe Beladung oder Anhängerlast veranlasst. Derartige Situationen repräsentieren die in der Praxis möglichen Extremfälle. Für die Nachjustierung empfiehlt es sich, von derartigen Extremfällen auszugehen, das heißt zu Beginn eines sukzessiven Nachjustierungsvorganges die Einstellungen in der Sensor- oder Auswerteeinrichtung beziehungsweise die Empfindlichkeit der Hindernisdetektionsvorrichtung so unempfindlich einzustellen, dass die Vorrichtung 100 selbst bei diesen Extremsituationen kein Hindernis anzeigt, wenn keines vorhanden ist.

Das soeben beschriebene Verfahren für den Betrieb der Hindernisdetektionsvorrichtung 100 und insbesondere der Justiereinrichtung 130 wird vorzugsweise in Form eines Computerprogramms realisiert. Das Computerprogramm kann gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen für die Hindernisdetektionsvorrichtung auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert werden. Bei dem Datenträger kann es sich um eine Diskette, eine Compact Disc, einen sogenannt Flash-Memory oder dergleichen handeln. Das auf dem Datenträger abgespeicherte Computerprogramm kann dann als Produkt an einen Kunden übertragen oder verkauft werden. Alternativ zu einer Übertragung per Datenträger besteht auch die Möglichkeit, das Computerprogramm über ein elektronisches Kommunikationsnetzwerk, insbesondere das Internet zu übertragen.


Anspruch[de]
  1. Hindernisdetektionsvorrichtung (100), insbesondere Einparkhilfe, umfassen:

    eine Sensoreinrichtung (110) zum Aussenden eines Sendesignals und zum Empfangen eines Echosignals, welches das insbesondere an einem im Detektionsbereich der Hindernisdetektionsvorrichtung (100) vorhandenen Hindernis (200) reflektierte Sendesignal repräsentiert;

    und

    eine Auswerteeinrichtung (120) zum Auswerten des empfangenen Echosignals im Hinblick auf das Vorhandensein des Hindernisses (200);

    gekennzeichnet durch

    eine Justiereinrichtung (130) zum automatischen Nachjustieren der Sensoreinrichtung (110) und/oder der Auswerteeinrichtung (120) so, dass die Auswerteeinrichtung (120) das Hindernis mit einer gewünschten Empfindlichkeit detektiert.
  2. Hindernisdetektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (130) unabhängig von der Sensoreinrichtung (110) oder der Auswerteeinrichtung (120) beispielsweise über ein Schalt- oder Tastelement zumindest temporär aktivierbar ist.
  3. Hindernisdetektionsvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (130) ausgebildet ist, ihrerseits selbständig eine Abweichung der aktuellen Empfindlichkeit, mit welcher die Auswerteeinrichtung (120) das Hindernis (200) erkennt, von der gewünschten Empfindlichkeit festzustellen und erforderlichenfalls selbständig eine Nachjustierung durchzuführen.
  4. Hindernisdetektionsvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (130) ausgebildet ist, die Nachjustierung bei der Auswerteeinrichtung (120), bei welcher die Detektion des Hindernisses (200) vorzugsweise durch mindestens einen durchgeführten Schwellenwertvergleich erfolgt, in der Weise vorzunehmen, dass der mindestens eine Schwellenwert in geeigneter Weise angepasst wird.
  5. Hindernisdetektionsvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (130) ausgebildet ist, die Nachjustierung bei der Sensoreinrichtung (110) in der Weise vorzunehmen, dass sie die Energie des Sendesignals in geeigneter Weise einstellt.
  6. Hindernisdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 4–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (130) ausgebildet ist zum Auffinden der optimalen Einstellung für den Schwellenwert oder für die Energie des Sendesignals durch automatisches sukzessives/iteratives Verändern dieser Einstellungen, vorzugsweise beginnend bei einer möglichst unempfindlichen Einstellung, so lange bis die gewünschte optimale Empfindlichkeit erreicht ist.
  7. Hindernisdetektionsvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (130) ausgebildet ist, Anweisungen an eine die Nachjustierung betreuende Person auszugeben, geeignete Rahmenbedingungen für die Nachjustierung zum Beispiel in Form einer geeigneten Beladung oder eines geeigneten Untergrundes zu schaffen, wenn die Hindernisdetektionsvorrichtung (100) in ein Fahrzeug, insbesondere dessen Stoßfänger eingebaut ist.
  8. Verfahren zum Detektieren eines eventuell vorhandenen Hindernisses (200), umfassend die folgenden Schritte:

    Aussenden eines Sendesignals und Empfangen eines Echosignals, welches das insbesondere an dem Hindernis (200) reflektierte Steuersignal repräsentiert, mit Hilfe einer Sensoreinrichtung (110);

    Auswerten des empfangenen Echosignals im Hinblick auf das Vorhandensein des Hindernisses mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung (120); und

    gekennzeichnet durch

    erforderlichenfalls automatisches Nachjustieren der Sensoreinrichtung (110) und/oder der Auswerteeinrichtung (120) so, dass die Auswerteeinrichtung (120) das Hindernis (200) zukünftig mit einer gewünschten Empfindlichkeit detektiert.
  9. Computerprogramm mit Programmcode für eine Hindernisdetektionsvorrichtung (100), insbesondere für deren Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode insbesondere ausgebildet ist zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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