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.