Umgebungssensor

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs mit einem Umgebungssensor, wobei der Umgebungssensor in einer Sensorposition an einem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht ist.

Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug mit einem Umgebungssensor, der in einer Sensorposition an einem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht ist, wobei das Fahrunterstützungssystem ausgeführt ist, das obige Verfahren zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs durchzuführen.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem obigen Fah ru nterstützu ng ssystem .

Bei aktuellen Fahrunterstützungssystemen ist ein wichtiger Bestandteil eine Erkennung von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs. Darauf basierend können beispielsweise Trajektorien zum Fahren des Fahrzeugs ermittelt werden, wobei die Objekte zum Schutz des Fahrzeugs sowie der Objekte selber vermieden werden können. Auch ist ein einfacher Kollisionsschutz beispielsweise als Abstandskontrolle verbreitet. Dabei wird eine Warnung erzeugt, wenn ein Abstand zwischen dem

Fahrzeug und einem Objekt in dessen Umgebung zu gering wird. Basierend auf der Warnung kann beispielsweise ein Fahrer gewarnt werden, um eine Gegenmaßnahme einzuleiten, oder das Fahrzeug leitet selbsttätig eine Gegenmaßnahme wie ein Bremsmanöver oder ein Ausweichmanöver ein.

Als Umgebungssensoren werden aktuell unterschiedliche Arten von Sensoren verwendet, beispielsweise Ultraschallsensoren, radarbasierte Sensoren, lidarbasierte Sensoren, oder auch Kameras. Insbesondere Ultraschallsensoren sind weit verbreitet, da sie kostengünstig verfügbar sind und insbesondere eine nahe Umgebung des Fahrzeugs zuverlässig überwachen können. Die Umgebungssensoren werden an dem Fahrzeug angebracht, so dass basierend auf einer Sensorposition des Umgebungssensors an dem Fahrzeug von diesem

Umgebungssensor erfasste Objekte einer genauen Position zugeordnet werden können. Bei der Verwendung von Ultraschallsensoren als Umgebungssensoren ist eine umlaufende Anordnung entlang einer Außenkontur des Fahrzeugs üblich. Durch eine große Anzahl von Ultraschallsensoren mit entsprechender Anordnung an dem Fahrzeug kann eine 360 Grad Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs realisiert werden.

Die Anbringung der Ultraschallsensoren erfolgt üblicherweise an nicht beweglichen Teilen der Karosserie des Fahrzeugs und nicht an beweglichen Fahrzeugteilen wie Türen oder beispielsweise einer Kofferraumklappe. Dies schränkt teilweise die

Anbringung der Ultraschallsensoren ein, da die Fahrzeugteile einen größeren Teil einer Außenhaut des Fahrzeugs bilden. Umgekehrt wird die Gestaltung der beweglichen Fahrzeugteile eingeschränkt, indem die Anforderungen zur Anbringung der

Ultraschallsensoren an nicht beweglichen Fahrzeugteilen zu berücksichtigen sind.

Entsprechendes gilt beispielsweise für die Anbringung von Kameras an dem Fahrzeug. Um eine 360 Grad Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs zu gewährleisten, können beispielsweise vier Kameras an dem Fahrzeug angebracht werden, nämlich an der Front, dem Fleck und den beiden Seiten. Für die beiden Seiten ist dabei eine Anbringung an den Seitenspiegeln, die meist an einer jeweiligen Seitentür montiert sind, verbreitet.

Bei den beweglichen Fahrzeugteilen kann es nicht nur im Stillstand des Fahrzeugs, beispielsweise beim Ein- und Austeigen wie auch beim Beladen, sondern auch beim Fahren durch eine Beladung, die ein vollständiges Schließen beispielsweise der Fleckklappe verhindert, dazu kommen, dass die Umgebungssensoren sich nicht in ihrer gewünschten Normalposition befinden. Entsprechendes gilt, wenn sich die beweglichen Fahrzeugteile durch eine Fehlbedienung nicht in ihrer vordefinierten Position befinden, d.h. die Fahrzeugtür oder die Fleckklappe sind nicht korrekt geschlossen.

Somit gestaltet sich beispielsweise ein Aufbau einer 2D-Umgebungskarte unter

Verwendung von Ultraschallsensor-Messungen, die einen Zeitstempel beinhalten können, schwierig. Eine solche 2D-Umgebungskarte wird üblicherweise unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Fahrzeugposition inkl. deren Zeitstempel erstellt bzw. aktualisiert.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 41 19 579 A1 Eine Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen im nicht direkt einsehbaren Sichtfeld eines Kraftfahrzeugs bekannt mit einer berührungslos in das Sichtfeld gerichteten Abstandsmessvorrichtung und mit einer davon gesteuerten Einrichtung, wobei die Einrichtung eine Türbremse ist, die vor bzw. während der Bewegung der Tür bei Annäherung eines Gegenstandes an das Kraftfahrzeug aktivierbar ist.

Außerdem sind aus der DE 10 2012 014 939 A1 eine Kollisionsvermeidungsvorrichtung und ein Kollisionsvermeidungsverfahren bekannt, wobei vorgesehen ist, einen oder mehrere erste Umfeldsensoren, deren Messdaten eine Information über einen Abstand von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs liefern, eine Auswerte- und Fusionseinrichtung, die anhand der Messdaten des einen oder der mehreren ersten Umfeldsensoren eine Umfeldkarte des Fahrzeugs ermittelt, anhand welcher für einzelnen Bereiche in dem Umfeld des Fahrzeugs Wahrscheinlichkeitsangaben für eine Existenz eines Objekts in diesem einzelnen Bereich ableitbar ist sowie eine Prädiktionseinrichtung, welche ausgebildet ist, Steuer- und/oder Warninformationen für eine kollisionsfreie prädizierte Bewegung einer Fahrzeugkomponente anhand der Umfeldkarte zu ermitteln und bereitzustellen, wobei die Kollisionsfreiheit der prädizierten Bewegung von der

Existenzwahrscheinlichkeit eines Objekts in dem mindestens einen ausgezeichneten Bereich abhängig ist, wobei mindestens ein zweiter Umfeldsensor mit der Auswerte- und Fusionseinrichtung gekoppelt ist, welcher ausgebildet ist, bei einem Stillstand des Fahrzeugs eine Bewegung eines Objekts relativ zu dem Fahrzeug zumindest in einem Gebiet des Umfelds des Fahrzeugs zu erfassen, welches den mindestens einen ausgezeichneten Bereich umfasst, und die Auswerte- und Fusionseinrichtung ausgebildet ist, die Umfeldkarte bei einer erkannten Bewegung in dem einen Gebiet so zu verändern, dass zumindest die aus der Umfeldkarte für den mindestens einen ausgezeichneten Bereich ableitbare Wahrscheinlichkeit verändert wird.

Die DE 10 2014 1 18 318 A1 betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Öffnungsbereich einer ersten Tür eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines ersten Abstandssensors, wobei der zumindest eine erste Abstandssensor in und/oder an der ersten Tür angeordnet ist und einen Erfassungsbereich aufweist, bei welchem ein aktueller Öffnungswinkel der ersten Tür erfasst wird und der Erfassungsbereich in Abhängigkeit von dem erfassten Öffnungswinkel angepasst wird. Es wird eine

Zustandsgröße zumindest eines von der ersten Tür verschiedenen Bauteils des Kraftfahrzeugs bestimmt, wobei die Zustandsgröße eine Position und/oder eine

Betriebseinstellung des zumindest einen Bauteils beschreibt. Der Erfassungsbereich des zumindest einen ersten Abstandssensors wird zusätzlich in Abhängigkeit von der bestimmten Zustandsgröße angepasst.

Aus der DE 10 2014 223 742 A1 ist ein Türassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Verhinderung von Türbeschädigungen von Fahrzeugtüren und/oder Fahrzeugklappen durch externe Objekte beim Öffnen von Fahrzeugtüren und/oder Fahrzeugklappen bekannt mit einer Berechnungseinheit, die ein sensorisch erfasstes Umfelddatenmodell der Fahrzeugumgebung des Fahrzeuges zur Ermittlung eines von externen Objekten freien Raumbereichs um das Fahrzeug herum auswertet und maximal zulässige Öffnungsstellungen der verschiedenen Fahrzeugtüren und/oder Fahrzeugklappen des Fahrzeuges innerhalb des ermittelten freien Raumbereichs berechnet und mit einer Arretiereinheit, die eine Fahrzeugtür und/oder Fahrzeugklappe des Fahrzeuges bei deren Öffnen an der entsprechenden berechneten maximal zulässigen Öffnungsstellung der jeweiligen Fahrzeugtür und/oder Fahrzeugklappe zur Vermeidung einer Berührung eines externen Objektes und/oder zur Bereitstellung einer Ein- oder Ausstiegshilfe arretiert.

Aus der EP 1 002 920 B1 ist ein automatisches Türöffnungssystem für Kraftfahrzeuge bekannt mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung von Objekten in einem

vorgegebenen Bereich um das Fahrzeug und einer zumindest einer Türzugeordneten Vorrichtung, die das Eindringen des Objektes in den vorgegebenen Bereich anzeigt, wobei die Sensoreinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Flöhe des sich in dem vorgegebenen Bereich befindlichen Objektes relativ zu einem vorgegebenen

Bezugskoordinatensystem erfassbar ist. Die Sensoreinrichtung weist mindestens zwei Antennen zum Bestimmen der Flöhe des Objektes auf, welche auf verschiedenen Flöhen am Fahrzeug angeordnet sind.

In der EP 1 562 054 B1 wird eine Fahrerassistenzvorrichtung zur Vermeidung einer Kollision einer Fahrzeugtüre mit einem Hindernis bei einem Öffnen der Fahrzeugtüre vorgeschlagen, bei der eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Informationen zur Türöffnung dient. Eine Messeinheit ermittelt den Abstand des Fahrzeugs zu

Hindernissen, um diese Informationen ausgeben zu können. Bei einer Vorbeifahrt an dem Hindernis wird hierbei das Messergebnis einer Position an dem Fahrweg des Fahrzeugs zugeordnet. Die Ausgabeeinheit dient zur Ausgabe eines Anhaltepunkts zum Öffnen der Fahrzeugtüre.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erfassen einer Umgebung eines Fahrzeugs, ein Fahrunterstützungssystem zur Durchführung des obigen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einem obigen Fahrunterstützungssystem anzugeben, die eine zuverlässige

Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs mit einem an einem beweglichen Fahrzeugteil angebrachten Umgebungssensor unabhängig von dessen Bewegungszustand ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der

unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Erfassen von Objekten in einer

Umgebung eines Fahrzeugs mit einem Umgebungssensor angegeben, wobei der Umgebungssensor in einer Sensorposition an einem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht ist, umfassend die Schritte Empfangen von Sensorinformationen des Umgebungssensors aus der Umgebung des Fahrzeugs, Bestimmen einer

Relativposition wenigstens eines Objekts zu dem Umgebungssensor basierend auf den Sensorinformationen, Erfassen einer Bewegungsposition des beweglichen

Fahrzeugteils, und Bestimmen einer Absolutposition des wenigstens eines Objekts in Bezug auf das Fahrzeug basierend auf der Relativposition des wenigstens einen Objekts, der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils und der Sensorposition des Umgebungssensors an dem beweglichen Fahrzeugteil.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug angegeben mit einem Umgebungssensor, der in einer Sensorposition an einem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht ist, und einem Bewegungssensor zum Erfassen einer Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils, wobei das Fahrunterstützungssystem ausgeführt ist, das obige Verfahren zum Erfassen von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs durchzuführen.

Weiter ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug mit einem obigen Fahrunterstützungssystem angegeben

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, basierend auf der Kenntnis der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils auch einen an diesem beweglichen Fahrzeugteil angebrachten Umgebungssensor zur Bestimmung von einer

Absolutposition des erfassten Objekts zu verwenden. Es kann optional in einem

Zwischenschritt eine Position des Umgebungssensors ermittelt werden, um dann unter zusätzlicher Berücksichtigung der Sensorinformationen des Umgebungssensors die Absolutposition des wenigstens einen Objekts zu bestimmen. Diese Schritte können auch gemeinsam durchgeführt werden. Die Erfassung von Objekten kann somit in beliebigen Bewegungszuständen des beweglichen Fahrzeugteils durchgeführt werden. Eine generelle Funktion der Erfassung von Objekten wird unabhängig von der

Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils sichergestellt, und Beschränkungen gegenüber einer statischen Position des Umgebungssensors an dem Fahrzeug können überwunden werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Verwendung der

Sensorinformationen für verschiedene Bewegungspositionen des beweglichen

Fahrzeugteils ein vergrößerter Detektionsbereich abgedeckt werden kann.

Entsprechendes gilt ebenfalls für die Verwendung der Sensorinformationen für bereits eine zusätzliche Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils gegenüber seiner Normalposition, beispielsweise gegenüber einer geschlossenen Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe.

Die Objekte können prinzipiell beliebige statische oder sich bewegende Objekte sein, beispielsweise Fahrzeuge, Personen, Bäume oder andere.

Der Umgebungssensor dient zur Ermittlung von Positionen von Objekten relativ zu dem Umgebungssensor. Der Umgebungssensor hat typischerweise einen Erfassungswinkel, in dem die Objekte erfasst werden können. Die von dem Umgebungssensor

bereitgestellten Sensorinformationen können Rohdaten oder vorverarbeitete Daten sein. So kann der Umgebungssensor selber beispielsweise Entfernungsdaten von Objekten bereitstellen, oder die Entfernungsdaten werden beispielsweise in einer zentralen oder dezentralen Steuerungseinheit aus den Sensorinformationen bestimmt. Die

Entfernungsdaten geben die Relativposition der Objekte zu dem Umgebungssensor an.

Die Sensorposition gibt die Position des Umgebungssensors an dem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs an. Die Sensorposition wird somit als konstant erachtet. Demgegenüber kann sich die Position des Umgebungssensors in Bezug auf das Fahrzeug durch die Bewegung des beweglichen Fahrzeugteils ändern.

Verschiedene Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils sind durch die Art der Bewegung definiert, beispielsweise eine Schwenkbewegung um eine beliebig orientierte Schwenkachse oder eine translatorische Bewegung.

Die Absolutposition des wenigstens eines Objekts in Bezug auf das Fahrzeug stellt eine Position beispielsweise in einem Koordinatensystem des Fahrzeugs dar. Die

Absolutposition des wenigstens eines Objekts ist unabhängig von einer jeweiligen Position des Umgebungssensors bzw. der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Empfangen von

Sensorinformationen des Umgebungssensors aus der Umgebung des Fahrzeugs ein Aussenden von Ultraschallpulsen und ein Empfangen von Reflektionen der

ausgesendeten Ultraschallpulse. Der Abstand zu Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs wird somit nach dem Time-of-flight-Prinzip bestimmt, d.h. es wird die Zeit zwischen dem Aussenden der Ultraschallpulse und dem Empfangen der Reflektionen der ausgesendeten Ultraschallpulse von den Objekten ermittelt, woraus unter

Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit der Abstand ermittelt werden kann.

Entsprechende Ultraschallsensoren sind kostengünstig verfügbar, so dass sie für aktuelle Fahrzeuge häufig verwendet werden, um die Umgebung zu erfassen. Dabei sind Ultraschallsensoren besonders geeignet zur Überwachung eines Nahbereichs des Fahrzeugs, da sie üblicherweise Objekte in einem Bereich von maximal fünf bis zehn Metern erfassen können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Erfassen einer

Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils ein Erstellen eines

Bewegungsmodells des beweglichen Fahrzeugteils. Das Bewegungsmodell ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung einer jeweils aktuellen Position des Umgebungssensors bezogen auf das Fahrzeug. Unter Berücksichtigung des Bewegungsmodells und der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils kann somit eine zuverlässige Position des Umgebungssensors bestimmt werden. Das Bewegungsmodell erleichtert insbesondere bei komplexen Bewegungen des beweglichen Fahrzeugteils die

Bestimmung der Position des Umgebungssensors.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Erfassen einer

Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils ein ermitteln einer Winkelposition des beweglichen Fahrzeugteils an einer Karosserie des Fahrzeugs. Eine Winkelposition kann bei einem beweglichen Fahrzeugteil, das eine Verschwenkbewegung durchführt, für eine einfache Bestimmung der Position des Umgebungssensors verwendet werden. Auch wenn die Bewegung des Umgebungssensors an dem beweglichen Fahrzeugteil nicht exakt einer daraus resultierenden Kurvenbahn entspricht, kann die Position des Umgebungssensors dadurch oft hinreichend genau angenähert werden. Der

Winkelsensor kann beispielsweise an einem Scharnier angebracht sein. Als Karosserie des Fahrzeugs werden hier nicht bewegliche Teile erachtet, die Ihre Position relativ zueinander nicht ändern.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Erfassen einer

Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils ein Bestimmen einer

Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Fahrzeugteils, und das Bestimmen einer Absolutposition des wenigstens eines Objekts in Bezug auf das Fahrzeug erfolgt unter zusätzlicher Berücksichtigung der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Fahrzeugteils. Basierend auf der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen

Fahrzeugteils kann die Absolutposition des wenigstens eines Objekts mit einer höheren Genauigkeit bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Interpolation der

Relativposition des wenigstens einen Objekts basierend auf der

Bewegungsgeschwindigkeit erfolgen. Dabei kann die Bewegungsgeschwindigkeit durch eine Ableitung einer zeitlichen Veränderung der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils bestimmt werden, so dass lediglich die Bewegungsposition von einem entsprechenden Bewegungssensor zu erfassen ist. Auch können basierend auf der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Fahrzeugteils die Sensorinformationen des Umgebungssensors verarbeitet werden. Somit kann beispielsweise eine Korrektur der Sensorinformationen durchgeführt werden, um eine Bewegung von beispielsweise einem Ultraschallsensor zwischen dem Aussenden von Ultraschallpulsen und dem Empfang der Reflektionen der Ultraschallpulse zu berücksichtigen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Übertragen der Absolutposition des wenigstens einen Objekts in eine Umgebungskarte der Umgebung des Fahrzeugs. Die Umgebungskarte kann für unterschiedliche Unterstützungsfunktionen verwendet werden, die auf einer genauen Kenntnis der Umgebung des Fahrzeugs beruhen. Die Umgebungskarte kann eine 2D- Karte sein, in der lediglich die Position der Objekte in einer Ebene erfasst werden.

Alternativ kann die Umgebungskarte eine 3D-Karte sein, in der zusätzlich eine Flöhe der Objekte über dem Boden erfasst wird. Auch eine Verwendung von Grid/Feature-Karten ist möglich. Unter zusätzlicher Kenntnis einer Position des Fahrzeugs kann die

Umgebungskarte mit zusätzlichen Umgebungsmerkmalen erstellt werden, die beispielsweise basierend auf Karteninformationen ergänzt werden. Die

Umgebungsmerkmale aus den Karteninformationen sind statische

Umgebungsmerkmale.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Ermitteln eines Abstands des wenigstens einen Objekts zu dem

beweglichen Fahrzeugteil basierend auf der Absolutposition des wenigstens einen Objekts, der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils und Abmessungen des beweglichen Fahrzeugteils. Dies ermöglicht es, eine Warnung bei einer möglichen Kollision des beweglichen Fahrzeugteils mit dem jeweiligen Objekt zu erzeugen. Die mögliche Kollision wird also nicht unmittelbar basierend auf der Relativposition des jeweiligen Objekts ermittelt. Durch die Berücksichtigung der Absolutposition des wenigstens einen Objekts, der Bewegungsposition des beweglichen Fahrzeugteils und Abmessungen des beweglichen Fahrzeugteils kann eine bevorstehende Kollision zuverlässig erkannt werden. Besonders vorteilhaft kann der Abstand des wenigstens einen Objekts zu dem beweglichen Fahrzeugteil basierend auf einem Bewegungsmodell des beweglichen Fahrzeugteils bestimmt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das bewegliche Fahrzeugteil eine Fahrzeugtür. Die Fahrzeugtür kann eine prinzipiell beliebige Fahrzeugtür sein, die auf unterschiedliche Arten an einer Karosserie des Fahrzeugs gehalten ist und daran bewegt wird. Beispielhaft seien hier eine Drehtür, eine Flügeltür oder eine Schiebetür genannt. Auch kann die Tür eine kombinierte Bewegung oder verschiedene

Bewegungen nacheinander durchführen. Als Karosserie des Fahrzeugs werden hier nicht bewegliche Teile erachtet, die Ihre Position relativ zueinander nicht ändern.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das bewegliche Fahrzeugteil eine Fahrzeugklappe ist, insbesondere eine Fleckklappe. Alternativ kann die Fahrzeugklappe auch eine Motorhaube sein. Die Bewegung der Fahrzeugklappe ist typischerweise eine Verschwenkbewegung um eine horizontale Achse, d.h. die Fahrzeugklappe kann in einer vertikalen Richtung verschwenkt werden. Auch kann die Fahrzeugklappe eine kombinierte Bewegung oder verschiedene Bewegungen nacheinander durchführen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Umgebungssensor ein

Ultraschallsensor. Ultraschallsensoren sind kostengünstig verfügbar, so dass sie für aktuelle Fahrzeuge häufig verwendet werden, um die Umgebung zu erfassen. Aufgrund ihrer geringen Abmessungen können sie einfach in dem beweglichen Fahrzeugteil integriert werden. Dabei sind Ultraschallsensoren besonders geeignet zur Überwachung eines Nahbereichs des Fahrzeugs, da sie üblicherweise Objekte in einem Bereich von maximal fünf bis zehn Metern erfassen können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Fahrunterstützungssystem eine Mehrzahl Umgebungssensoren auf, die in einer Mehrzahl Sensorpositionen an dem beweglichen Fahrzeugteil des Fahrzeugs angebracht sind. Somit können

Sensorinformationen der Mehrzahl Umgebungssensoren gemeinsam ausgewertet werden, um Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Damit kann durch die Mehrzahl Umgebungssensoren an den verschiedenen Sensorpositionen die

Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs und die Erfassung von Objekten in der Umgebung besonders vollständig erfolgen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Fahrunterstützungssystem eine Mehrzahl Umgebungssensoren auf, die in einer Mehrzahl Sensorpositionen an einer Mehrzahl beweglicher Fahrzeugteile des Fahrzeugs angebracht sind, und das

Fahrunterstützungssystem umfasst eine Mehrzahl Bewegungssensoren zum Erfassen von Bewegungspositionen der Mehrzahl beweglicher Fahrzeugteile. Durch die Mehrzahl Umgebungssensoren an den verschiedenen Sensorpositionen kann die Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs und die Erfassung von Objekten in der Umgebung besonders zuverlässig erfolgen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform mit einem Fahrunterstützungssystem, einer Fahrzeugtür und einer Mehrzahl daran angebrachter Ultraschallsensoren in einer Draufsicht,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Fahrzeugs aus Fig. 1 mit der Fahrzeugtür in ihrer geschlossenen Position und einem Erfassungsbereich eines beispielhaft dargestellten Ultraschallsensors in einer Draufsicht,

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Fahrzeugs aus Fig. 1 mit der Fahrzeugtür in verschiedenen Bewegungspositionen und dem Erfassungsbereich eines beispielhaft dargestellten Ultraschallsensors in den verschiedenen Bewegungspositionen der Fahrzeugtür in einer Draufsicht,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer zweiten,

Ausführungsform mit einem Fahrunterstützungssystem, einer Mehrzahl Fahrzeugtüren und einer Mehrzahl daran angebrachter

Ultraschallsensoren in einer Draufsicht,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer dritten,

Ausführungsform mit einem Fahrunterstützungssystem, einer

Fahrzeugklappe und einer Mehrzahl daran angebrachter Ultraschallsensoren in einer Seitenansicht, und Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs mit einem Umgebungssensor zur Durchführung mit jedem der Fahrzeuge der ersten bis dritten Ausführungsform.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Fahrzeug 10 gemäß einer ersten, bevorzugten

Ausführungsform.

Das Fahrzeug 10 ist hier mit einer Fahrzeugtür 12 als beweglichem Fahrzeugteil 12 des Fahrzeugs 10 dargestellt. Weitere Türen wurden in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt. Die Fahrzeugtür 12 ist an einem Scharnier 14 drehbar an einer Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 gelagert. Die Fahrzeugtür 12 ist somit als Drehtür ausgeführt. Die

Fahrzeugtür 12 ist in den Figuren in verschiedenen Bewegungspositionen dargestellt, in welche die Fahrzeugtür 12 in Bewegungsrichtung 18 verschwenkt werden kann, und wieder zurück. Als Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 werden hier nicht bewegliche Teile erachtet, die Ihre Position relativ zueinander nicht ändern und fest an einem Chassis des Fahrzeugs 10 angebracht sind.

Das Fahrzeug 10 ist mit einem Fahrunterstützungssystem 20 ausgestattet. Das

Fahrunterstützungssystem 20 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel drei

Umgebungssensoren 22, die hier als Ultraschallsensoren 22 ausgeführt und in verschiedenen Sensorposition an der Fahrzeugtür 12 angebracht sind. Die

Sensorposition gibt die Position des jeweiligen Ultraschallsensors 22 an der Fahrzeugtür 12 des Fahrzeugs 10 an. Die Sensorposition ist somit konstant. Demgegenüber kann sich die Position des jeweiligen Ultraschallsensors 22 in Bezug auf das Fahrzeug 10 durch die Bewegung der Fahrzeugtür 12 ändern.

Weiter umfasst das Fahrunterstützungssystem 20 einen Bewegungssensor 24 zum Erfassen einer Bewegungsposition der Fahrzeugtür 12. Der Bewegungssensor 24 ist hier als Winkelsensor 24 zum Erfassen einer Winkelposition der Fahrzeugtür 12 ausgeführt. Das Fahrunterstützungssystem 20 umfasst außerdem eine Steuerungseinheit 26, die über einen Kommunikationsbus 28 sowohl mit den Ultraschallsensoren 22 wie auch mit dem Winkelsensor 24 verbunden ist.

Das Fahrunterstützungssystem 20 ist ausgeführt, ein nachfolgend beschriebenes Verfahren zum Erfassen von Objekten 30 in einer Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 durchzuführen. Die Objekte 30 können prinzipiell beliebige statische oder sich bewegende Objekte 30 sein, beispielsweise Fremdfahrzeuge, Personen, Bäume oder andere.

Das Verfahren zum Erfassen von Objekten 30 in der Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 wird nachfolgend unter Bezug auf das Ablaufdiagramm in Figur 6 beschrieben. Das Verfahren wird hier beispielhaft anhand des Fahrzeugs 10 der ersten Ausführungsform erläutert. Das Verfahren ist entsprechend für die Fahrzeuge 10 mit den

Fahrunterstützungssystemen der zweiten und dritten Ausführungsform, die

untenstehend beschrieben werden, anwendbar.

Das Verfahren beginnt mit Schritt S100, der ein Empfangen von Sensorinformationen des Ultraschallsensors 22 aus der Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 betrifft.

Entsprechend werden von jedem der Ultraschallsensoren 22 Ultraschallpulse und Reflektionen der ausgesendeten Ultraschallpulse empfangen. Dabei wird von jedem der Ultraschallsensoren 22 ein Überwachungsbereich 34 erfasst, wie beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist. Die empfangenen Reflektionen werden als Sensorinformationen über den Kommunikationsbus 28 an die Steuerungseinheit 26 übertragen und von dieser empfangen.

Schritt S1 10 betrifft ein Bestimmen einer Relativposition eines Objekts 30 zu dem Umgebungssensor 22 basierend auf den Sensorinformationen. Dazu wird von der Steuerungseinheit 26 der Abstand zu dem Objekt 30 in der Umgebung 32 des

Fahrzeugs 10 nach dem Time-of-flight-Prinzip bestimmt, d.h. es wird die Zeit zwischen dem Aussenden der Ultraschallpulse und dem Empfangen der Reflektionen der ausgesendeten Ultraschallpulse von dem jeweiligen Objekt 30 ermittelt. Daraus wird unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit der Abstand ermittelt. Schritt S120 betrifft ein Erfassen einer Bewegungsposition der Fahrzeugtür 12. Dazu wird ein Bewegungsmodell der Fahrzeugtür 12 erstellt. Außerdem wird von dem Winkelsensor 24 eine Winkelposition der Fahrzeugtür 12 an der Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 ermittelt und über den Kommunikationsbus 28 an die Steuerungseinheit 26 übertragen. Außerdem wird in der Steuerungseinheit 26 aus einer Ableitung einer zeitlichen Veränderung der Winkelposition der Fahrzeugtür 12 eine

Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 als Bewegungsgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 bestimmt.

Schritt S130 betrifft ein Bestimmen einer Absolutposition des Objekts 30 in Bezug auf das Fahrzeug 10. Die Absolutposition wird in der Steuerungseinheit 26 basierend auf der Relativposition des jeweiligen Objekts 30, der Winkelposition der Fahrzeugtür 12, der Sensorposition des Ultraschallsensors 22 an der Fahrzeugtür 12 und der

Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 bestimmt. Dabei wird in einer alternativen Ausführungsform in einem Zwischenschritt eine Position des Ultraschallsensors 22 ermittelt, um dann unter zusätzlicher Berücksichtigung der Sensorinformationen des Ultraschallsensors 22 die Absolutposition des jeweiligen Objekts 30 zu bestimmen. Die Absolutposition des jeweiligen Objekts 30 in Bezug auf das Fahrzeug 10 stellt eine Position beispielsweise in einem Koordinatensystem des Fahrzeugs 10 dar. Die Absolutposition des jeweiligen Objekts 30 ist unabhängig von einer jeweiligen Position des Ultraschallsensors 22 bzw. der Winkelposition der Fahrzeugtür 12.

Dabei kann basierend auf der Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 eine

Interpolation der Relativposition des jeweiligen Objekts 30 erfolgen. Auch können basierend auf der Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 die Sensorinformationen des Ultraschallsensors 22 verarbeitet werden, um beispielsweise eine Korrektur der Sensorinformationen durchzuführen und eine Bewegung des Ultraschallsensors 22 zwischen dem Aussenden der Ultraschallpulse und dem Empfang der Reflektionen der Ultraschallpulse an dem Objekt 30 zu berücksichtigen.

Wie sich aus Figur 3 ergibt, kann mit dem dort beispielhaft dargestellten

Ultraschallsensor 22 bei der Bewegung der Fahrzeugtür 12 durch Addition der Überwachungsbereiche 34 in verschiedenen Winkelpositionen der Fahrzeugtür 12 ein gegenüber jedem der Überwachungsbereich 34 größer Bereich der Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 erfasst werden. Somit können Sensorinformationen der Ultraschallsensoren 22 gemeinsam ausgewertet werden, um Objekte 30 in der Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 zu erfassen.

Ein optionaler Schritt S140 betrifft ein Übertragen der Absolutposition jedes Objekts 30 in eine Umgebungskarte der Umgebung 32 des Fahrzeugs 10. Die Umgebungskarte kann für unterschiedliche Unterstützungsfunktionen verwendet werden, die auf einer genauen Kenntnis der Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 beruhen. Die Umgebungskarte kann eine 2D-Karte sein, in der lediglich die Position der Objekte 30 in einer Ebene erfasst werden. Alternativ kann die Umgebungskarte eine 3D-Karte sein, in der zusätzlich eine Flöhe der Objekte 30 über dem Boden erfasst wird. Auch eine

Verwendung von Grid/Feature-Karten ist möglich. Unter zusätzlicher Kenntnis einer Position des Fahrzeugs 12 kann die Umgebungskarte mit zusätzlichen

Umgebungsmerkmalen erstellt werden, die beispielsweise basierend auf

Karteninformationen ergänzt werden. Die Umgebungsmerkmale aus den

Karteninformationen sind statische Umgebungsmerkmale.

Schritt S150 betrifft ein Ermitteln eines Abstands des erfassten Objekts 30 zu der Fahrzeugtür 12 basierend auf der Absolutposition des Objekts 30, der Winkelposition der Fahrzeugtür 12, deren Abmessungen sowie dem Bewegungsmodell der

Fahrzeugtür 12. Bei einer möglichen Kollision Fahrzeugtür 12 mit dem jeweiligen Objekt 30 wird eine Warnung erzeugt.

Die Figur 4 zeigt ein Fahrzeug 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Fahrzeug 10 der zweiten Ausführungsform entspricht weitgehend dem Fahrzeug 10 der ersten Ausführungsform, so dass nachfolgend im Wesentlichen Unterschiede zwischen den Fahrzeugen 10 der ersten und zweiten Ausführungsform erläutert werden. Dabei werden für identische oder gleichartige bzw. funktionsgleich Teile dieselben

Bezugszeichen verwendet.

Das Fahrzeug 10 der zweiten Ausführungsform ist in Figur 4 mit vier Fahrzeugtüren 12 als beweglichen Fahrzeugteilen 12 des Fahrzeugs 10 dargestellt. Die Fahrzeugtüren 12 sind jeweils an einem Scharnier 14 drehbar an einer Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 gelagert. Die Fahrzeugtüren 12 sind als Drehtüren ausgeführt. Das Fahrzeug 10 der zweiten Ausführungsform ist mit einem Fahrunterstützungssystem 20 ausgestattet. Das Fahrunterstützungssystem 22 umfasst in diesem

Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl Umgebungssensoren 22, die hier als

Ultraschallsensoren 22 ausgeführt und in verschiedenen Sensorposition entlang einer Außenhaut des Fahrzeugs 10 angebracht sind. Dabei sind hier beispielhaft zwei Ultraschallsensoren 22 an den Fahrzeugtüren 12 angebracht. Die Sensorposition gibt für jeden Ultraschallsensor 22 seine Position an der jeweiligen Fahrzeugtür 12 des Fahrzeugs 10 an.

Weiter umfasst das Fahrunterstützungssystem 20 an jedem Scharnier 14 einen

Bewegungssensor 24 zum Erfassen einer Bewegungsposition der Fahrzeugtür 12. Die Bewegungssensoren 24 sind auch hier als Winkelsensoren zum Erfassen einer Winkelposition der jeweiligen Fahrzeugtür 12 ausgeführt.

Das Fahrunterstützungssystem 20 umfasst außerdem eine Steuerungseinheit 26, die über einen in Figur 4 nicht dargestellten Kommunikationsbus 28 sowohl mit den

Ultraschallsensoren 22 wie auch mit den Bewegungssensoren 24 verbunden ist.

Das Fahrunterstützungssystem 20 ist ausgeführt, das oben beschrieben Verfahren zum Erfassen von Objekten 30 in einer Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 durchzuführen. Das Verfahren kann entsprechend mit dem Fahrzeug 10 der zweiten Ausführungsform durchgeführt werden.

Dabei ist in Figur 4 beispielhaft ein verglichen mit den Figuren 1 bis 3 großes Objekt 30 dargestellt, das von den Ultraschallpulsen der Ultraschallsensoren 22 zweier

Fahrzeugtüren 12 erfasst wird, so dass sich eine Mehrzahl Reflektionspunkte 36 an dem einen Objekt 30 ergeben.

Die Figur 5 zeigt ein Fahrzeug 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Fahrzeug 10 der dritten Ausführungsform entspricht weitgehend dem Fahrzeug 10 der ersten oder zweiten Ausführungsform, so dass nachfolgend im Wesentlichen Unterschiede zwischen den Fahrzeugen 10 der ersten oder zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform erläutert werden. Dabei werden für identische oder gleichartige bzw. funktionsgleich Teile dieselben Bezugszeichen verwendet. Das Fahrzeug 10 der zweiten Ausführungsform ist in Figur 5 mit einer Fahrzeugklappe 40, konkret einer Fleckklappe 40, als beweglichem Fahrzeugteil 40 des Fahrzeugs 10 dargestellt. Die Fleckklappe 40 ist an einem Scharnier 14 verschwenkbar an einer Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 gelagert.

Das Fahrzeug 10 der dritten Ausführungsform ist mit einem Fahrunterstützungssystem 20 ausgestattet. Das Fahrunterstützungssystem 22 umfasst in diesem

Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl Umgebungssensoren 22, die hier als

Ultraschallsensoren 22 ausgeführt und in verschiedenen Sensorposition an der Fleckklappe 40 des Fahrzeugs 10 angebracht sind. Dabei sind in Figur 5 beispielhaft drei Ultraschallsensoren 22 an der Fleckklappe 40 dargestellt. Die Sensorposition gibt für jeden Ultraschallsensor 22 seine Position an der Fleckklappe 40 an.

Weiter umfasst das Fahrunterstützungssystem 20 an dem Scharnier 14 einen

Bewegungssensor 24 zum Erfassen einer Bewegungsposition der Fleckklappe 40. Der Bewegungssensor 24 ist auch hier als Winkelsensor zum Erfassen einer Winkelposition der Fleckklappe 40 ausgeführt.

Das Fahrunterstützungssystem 20 umfasst außerdem eine Steuerungseinheit 26, die über einen Kommunikationsbus 28 sowohl mit den Ultraschallsensoren 22 wie auch mit dem Bewegungssensor 24 verbunden ist.

Das Fahrunterstützungssystem 20 ist ausgeführt, das oben beschrieben Verfahren zum Erfassen von Objekten 30 in einer Umgebung 32 des Fahrzeugs 10 durchzuführen. Das Verfahren kann entsprechend mit dem Fahrzeug 10 der dritten Ausführungsform durchgeführt werden. Bezugszeichenliste 10 Fahrzeug

12 Fahrzeugtür, bewegliches Fahrzeugteil

14 Scharnier

16 Karosserie

18 Bewegungsrichtung

20 Fahrunterstützungssystem

22 Umgebungssensor, Ultraschallsensor

24 Bewegungssensor, Winkelsensor

26 Steuerungseinheit

28 Kommunikationsbus

30 Objekt

32 Umgebung

34 Überwachungsbereich

36 Reflektionspunkt

40 Fahrzeugklappe, Fleckklappe, bewegliches Fahrzeugteil