Verfahren zum Überwachen einer Umgebung eines Fahrzeugs Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer

Umgebung eines Fahrzeugs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Durchführen eines derartigen Verfahrens. Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug umfassend ein solches Steuergerät.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Fahrzeuge mittels

Ultraschallsensoren ihre Umgebung überwachen können. Auf diese Weise lässt sich insbesondere verhindern, dass das Fahrzeug mit Objekten in der Umgebung kollidiert. Wird jedoch ein Anhänger an dem Fahrzeug verwendet, so besteht diese Möglichkeit nach dem Stand der Technik nicht mehr. Da Sensoren den Anhänger stets als Hindernis erkennen würden, wird eine Überwachung der Umgebung mittels Ultraschallsensoren an dem Fahrzeug eingestellt, sobald ein Anhänger angekoppelt ist.

Aus der DE 10 2012 017 668 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer

Ultraschallsensorvorrichtung bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass die

Ultraschallsensorvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist, wobei das Fahrzeug einen Anhänger zieht. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine

Steuereinheit die Messwerte der Ultraschallsensoren vergleicht, um

abzuschätzen, ob ein reflektiertes Ultraschallsignal von einem Anhänger oder von einem Hindernis in der Umgebung stammt. Somit kann die Position des Anhängers abgeschätzt werden, wodurch ein zumindest teilweises Überwachen der Umgebung des Fahrzeugs weiterhin ermöglicht ist.

Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein Erkennen eines Anhängers, sodass die Daten eines Ultraschallsystems weiterhin verwendet werden können. Dazu werden Warnhinweise, die nur aufgrund des Anhängers von dem

Ultraschallsystem generiert würden, unterdrückt, sodass der Fahrer eines Fahrzeugs nur solche Warnungen erhält, die tatsächlich Hindernisse in einer

Umgebung des Fahrzeugs betreffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen einer Umgebung eines Fahrzeugs sieht vor, dass die Umgebung hinter dem Fahrzeug mittels

Ultraschallsensoren und mittels eines bildgebenden Sensors erfasst wird. Unter der Umgebung hinter dem Fahrzeug ist eine solche Umgebung zu verstehen, die sich in üblicher Fahrtrichtung hinter dem Fahrzeug befindet. Weiterhin ist vorgesehen, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn anhand der

Ultraschallsensoren ein Objekt detektiert wird, das einen Abstand zu dem Fahrzeug aufweist, der geringer als ein vordefinierter Mindestabstand ist. Somit wird dem Fahrer eine Hilfestellung bei dem Bewegen des Fahrzeugs gegeben, da der Fahrer auf Objekte hinter seinem Fahrzeug hingewiesen wird.

Insbesondere ist so eine unbeabsichtigte Kollision mit dem Objekt vermieden. Der vordefinierte Mindestabstand entspricht insbesondere einem

Erfassungsbereich der Ultraschallsensoren. Weiterhin ist vorgesehen, dass anhand des bildgebenden Sensors ein Anhänger des Fahrzeugs erkannt wird. Der Anhänger des Fahrzeugs ist insbesondere über eine Anhängerkupplung mit dem Fahrzeug verbunden und wird von dem Fahrzeug bewegt. Ist ein solcher Anhänger vorhanden, so kann es vorkommen, dass dieser einen Abstand zu dem Fahrzeug aufweist, der geringer als der Mindestabstand ist. Somit würde der Anhänger zu einem Warnsignal führen, obwohl tatsächlich keine Gefahr eines Kollidierens von Fahrzeug und Anhänger gegeben ist. Daher wird das Warnsignal nicht ausgegeben, wenn das Objekt, das zu einem Warnsignal führen würde, der von dem bildgebenden Sensor erkannte Anhänger ist. Somit ist vermieden, dass der Fahrer ein ungerechtfertigtes Warnsignal erhält, da von dem Anhänger keine Gefährdung des Fahrzeugs ausgeht. Somit ist es nicht notwendig, die Ultraschallsensoren gänzlich zu deaktivieren. Vielmehr wird lediglich ein Warnsignal, das aufgrund des Anhängers generiert würde, ausgeblendet. Befinden sich andere Objekte hinter dem Fahrzeug und unterschreiten diese Objekte den vordefinierten Mindestabstand, so kann weiterhin ein Warnen des Fahrers durch Ausgeben des Warnsignals erfolgen. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn anhand der Ultraschallsensoren detektiert wird, dass ein Abstand des Objekts geringer als ein Warnabstand ist und das Objekt der von dem bildgebenden Sensor erkannte Anhänger ist. Der Warnabstand ist bevorzugt geringer als der

Mindestabstand. Da es vorkommen kann, dass der Anhänger gegenüber dem Fahrzeug gewinkelt angeordnet ist, insbesondere bei Rückwärtsfahrten, kann grundsätzlich die Gefahr bestehen, dass ein Teilbereich des Anhängers mit dem

Fahrzeug kollidiert. Aus diesem Grund ist der Warnabstand definiert, der bevorzugt einem Mindestabstand der Ultraschallsensoren entspricht, der mindestens notwendig ist, um Objekte zu detektieren. Sollte dieser Abstand unterschritten werden, so ist grundsätzlich davon auszugehen, dass sich der Anhänger dem Fahrzeug nähert und dadurch eine Gefahr für das Fahrzeug darstellt. Somit erfolgt ein Ausgeben eines Warnsignals, sodass der Fahrer des Fahrzeugs auf die Situation hingewiesen werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Richtung, in der sich der Anhänger relativ zu dem Fahrzeug befindet, durch Signale des bildgebenden

Sensors bestimmt. Gleichzeitig wird ein Abstand des Anhängers zu dem

Fahrzeug durch Signale der Ultraschallsensoren bestimmt. Auf diese Weise ist erkennbar, wo sich der Anhänger aktuell relativ zu dem Fahrzeug befindet. Insbesondere ist Ausrichtung und Position erkennbar. Auf diese Weise ist sicher und zuverlässig ermittelbar, ob es sich bei einem Objekt, das von den

Ultraschallsensoren detektiert wurde, um den Anhänger selbst handelt oder um ein Hindernis, das in der Umgebung des Fahrzeugs vorhanden ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass zuverlässig Warnungen nur dann unterdrückt werden, wenn diese ausschließlich aufgrund der Anwesenheit des Anhängers generiert werden.

Eine Breite des Anhängers und ein Abstand des Anhängers zu dem Fahrzeug werden vorteilhafterweise bei einem Anhängerwinkel von 180° bestimmt und in einer Speichervorrichtung gespeichert. Der Anhängerwinkel entspricht dabei einem Wnkel, den eine Längsachse des Anhängers relativ zu einer Längsachse des Fahrzeugs einnimmt. Befindet sich das Fahrzeug in einer normalen

Geradeausfahrt, so ergibt sich ein Anhängerwinkel von 180°, da die Längsachse des Fahrzeugs und die Längsachse des Anhängers parallel zueinander orientiert, insbesondere identisch, sind. Befindet sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt oder in einer Rückwärtsfahrt, so kann sich der Anhängerwinkel verändern. Es ist vorgesehen, dass anhand der in der Speichervorrichtung hinterlegten Daten eine Erkennung eines von den Ultraschallsensoren detektierten Objekts als Anhänger ermöglicht ist. Somit muss nicht andauernd der Anhänger durch den

bildgebenden Sensor und die Ultraschallsensoren vermessen werden, vielmehr reicht ein einmaliges Vermessen aus. Somit ist einfach und kostengünstig ermittelbar, ob es sich bei einem von den Ultraschallsensoren detektierten Objekt um den Anhänger handelt.

Besonders vorteilhaft wird anhand der in der Speichervorrichtung hinterlegten Daten ein virtuelles Anhängermodell generiert. Das virtuelle Anhängermodell wird mit einem Umgebungsmodell überlagert. Das Umgebungsmodell ist dabei anhand der Ultraschallsensoren generiert worden. Auf diese Weise ist erkennbar, ob sich ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs befindet. Dazu ist lediglich das virtuelle Umgebungsmodell auszuwerten. Außerdem kann erkannt werden, ob es sich bei dem Objekt um den Anhänger handelt. Dies kann dadurch einfach und aufwandsarm erreicht werden, indem festgestellt wird, ob das virtuelle Anhängermodell mit einem in dem virtuellen Umgebungsmodell erkannten Objekt zusammen fällt. Ist dies der Fall, so muss es sich bei dem Objekt um den

Anhänger handeln.

Besonders vorteilhaft ist außerdem vorgesehen, dass der aktuelle

Anhängerwinkel mittels des bildgebenden Sensors bestimmt wird. Somit ist stets bekannt, wie der Anhänger relativ zu dem Fahrzeug ausgerichtet ist. Da in der Speichervorrichtung lediglich Daten bezüglich des Anhängers gespeichert sind, die sich auf einen Anhängerwinkel von 180 ° beziehen, wird eine Position und/oder Ausrichtung des virtuellen Anhängermodells anhand des aktuellen Anhängerwinkels korrigiert. Somit ist das virtuelle Anhängermodell ein

detailgetreues Abbild der Position und Ausrichtung des Anhängers, das jederzeit aktuell ist. Wird das virtuelle Anhängermodell, wie zuvor beschrieben, mit dem virtuellen Umgebungsmodell überlagert, so lässt sich jederzeit zuverlässig ermitteln, ob es sich bei Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs um den Anhänger handelt. Dies ist dann der Fall, wenn die Überlagerung des virtuellen

Anhängermodells mit dem virtuellen Umgebungsmodell ein Zusammentreffen von einem Objekt innerhalb des virtuellen Umgebungsmodells mit dem virtuellen Anhängermodell ergibt.

Das Warnsignal dient vorteilhafterweise zum Aktivieren eines Bremssystems des Fahrzeugs und/oder zum Aktivieren einer akustischen und/oder optischen

Ausgabeeinheit. Somit ist einerseits der Fahrer auf das Objekt hingewiesen, was durch die akustische und/oder optische Ausgabeeinheit erfolgt. Andererseits kann die Sicherheit des Fahrzeugs selbst dadurch erhöht werden, dass eine automatische Bremsung durchgeführt wird. Somit werden Kollisionen zwischen Objekten in der Umgebung und dem Fahrzeug verhindert.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuergerät. Das Steuergerät ist eingerichtet, das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen. Bei dem Steuergerät handelt es sich vorteilhafterweise um ein Steuergerät eines Fahrzeugs. Das Steuergerät ist dazu mit Ultraschallsensoren sowie mit dem bildgebenden Sensor zur

Signalübertragung verbunden. Außerdem ist das Steuergerät vorteilhafterweise mit einer Speichervorrichtung verbunden. Schließlich ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Steuergerät mit einem Bremssystem des Fahrzeugs und/oder mit einer akustischen und/oder optischen Ausgabeeinheit zur

Signalübertragung verbunden ist.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Fahrzeug. Das Fahrzeug weist ein

Steuergerät wie zuvor beschrieben auf. Außerdem weist das Fahrzeug eine Vielzahl von Ultraschallsensoren und zumindest einen bildgebenden Sensor auf. Die Vielzahl von Ultraschallsensoren und der bildgebende Sensor sind zur

Signalübertragung mit dem Steuergerät verbunden. Somit kann das Steuergerät den Fahrer des Fahrzeugs sicher und zuverlässig vor Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs warnen, auch wenn das Fahrzeug einen Anhänger zieht. Das Fahrzeug ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass die

Ultraschallsensoren an einer Rückseite angeordnet sind. Die Rückseite des Fahrzeugs weist in eine Richtung, die einer gewöhnlichen Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist. Insbesondere sind die Ultraschallsensoren an einem rückwärtigen Stoßfänger des Fahrzeugs angeordnet. Der bildgebende Sensor ist vorteilhafterweise eine Rückfahrkamera. Die Rückfahrkamera wird insbesondere dann aktiviert, wenn der Fahrer des Fahrzeugs eine

Rückwärtsfahrt einleitet. Somit kann die Rückfahrkamera eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs für den Fahrer vereinfachen. Die Rückfahrkamera wird somit bevorzugt auch dann aktiv, wenn ein Anhänger vorhanden ist, sodass der Anhänger von der Rückfahrkamera erkannt werden kann. Auch dient die Rückfahrkamera somit zum Ermitteln eines aktuellen Anhängerwinkels zwischen Fahrzeug und Anhänger. Das Verwenden der Rückfahrkamera hat den Vorteil, dass die Anzahl an Sensoren des Fahrzeugs reduziert ist. Dennoch ist sicher und zuverlässig ermöglicht, dass der Fahrer vor Objekten in der Umgebung gewarnt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine erste schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem

Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine zweite schematische Ansicht des Fahrzeugs mit dem

Steuergerät gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Figur 3 eine dritte schematische Ansicht des Fahrzeugs mit dem

Steuergerät gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 , das ein Steuergerät 6 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst. Das Steuergerät 6 ist ausgebildet, ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auszuführen.

Das Steuergerät 6 ist zur Signalübertragung mit insgesamt vier

Ultraschallsensoren 2 gekoppelt. Außerdem ist das Steuergerät 6 zur

Signalübertragung mit einem bildgebenden Sensor 3 verbunden. Der bildgebende Sensor 3 ist insbesondere eine Rückfahrkamera des Fahrzeugs 1. Die vier Ultraschallsensoren 2 sind an einem rückwärtigen Stoßfänger 7 des Fahrzeugs 1 angebracht. Somit dienen sowohl der bildgebende Sensor 3 als auch die Ultraschallsensoren 2 als Überwachungssensoren für einen

rückwärtigen Raum des Fahrzeugs 1.

Das Steuergerät 6 ist außerdem zur Signalübertragung mit einer

Speichervorrichtung 8 verbunden. Die Speichervorrichtung 8 dient dazu, eine

Position und eine Ausrichtung eines Anhängers 4 zu speichern. Der Anhänger 4 ist mit dem Fahrzeug 1 verbunden. Insbesondere wird der Anhänger 4 von dem Fahrzeug 1 gezogen. Dabei kann sich die Ausrichtung des Anhängers 4 relativ zu dem Fahrzeug 1 verändern.

Das Fahrzeug 1 weist eine Längsachse 400 auf. Ebenso weist der Anhänger 4 eine Längsachse 500 auf. Ein Winkel zwischen der Längsachse 400 des Fahrzeugs 1 und der Längsachse 500 des Anhängers 4 wird nachfolgend Anhängerwinkel 300 bezeichnet. Befindet sich das Fahrzeug 1 in einer normalen Geradeausfahrt, so ist der Anhängerwinkel 300 insbesondere 180 °.

Die Position und die Größe des Anhängers 4 lassen sich mittels des

bildgebenden Sensors 3 und der Ultraschallsensoren 2 bestimmen. So kann der Anhänger 4 durch den bildgebenden Sensor 3 erkannt werden. Ein zugehöriger Abstand des Anhängers 4 von dem Fahrzeug 1 kann theoretisch ebenfalls durch den bildgebenden Sensor 3 ermittelt werden, jedoch wird aus

Genauigkeitsgründen das Messen des Abstands mittels der

Ultraschallsensoren 2 bevorzugt. Sollte eine Breite des Anhängers 4 größer sein als eine Breite des Fahrzeugs 1 , so ist die Breite des Anhängers 4 unter Umständen nicht mehr durch die Ultraschallsensoren 2 ermittelbar. In diesem

Fall wird als Breite des Anhängers 4 die Breite des Fahrzeugs 1 angenommen.

In der Speichervorrichtung 8 sind somit Daten vorhanden, aus denen ein virtuelles Anhängermodell generiert werden kann. Somit steht dem Steuergerät 6 eine Information zur Verfügung, wo sich der Anhänger 4 relativ zu dem

Fahrzeug 1 befindet. Da sich die Daten, die in der Speichervorrichtung 8 gespeichert sind, auf einen Anhänger 4 beziehen, der einen Anhängerwinkel 300 von 180° aufweist, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der bildgebende Sensor 3 eine Änderung des Anhängerwinkels 300 erfasst. Somit lassen sich die gespeicherten Daten, insbesondere hinsichtlich Position und/oder Ausrichtung des Anhängers 4, korrigieren. Dies bedeutet, dass dem Steuergerät 6 jederzeit ein aktuelles Anhängermodell zur Verfügung steht, das anzeigt, wo sich der Anhänger 4 relativ zu dem Fahrzeug 1 befindet.

Anhand der Ultraschallsensoren 2 ist erkennbar, ob sich ein Objekt 5 hinter dem Fahrzeug 1 befindet. Dazu tasten die Ultraschallsensoren 2 den rückwärtigen

Raum des Fahrzeugs 1 ab. Sollte das Steuergerät 6 über die

Ultraschallsensoren 2 ein Objekt 5 erkennen, das einen Abstand zu dem

Fahrzeug 1 aufweist, der geringer als ein vordefinierter Mindestabstand 100 ist, so gibt das Steuergerät 6 ein Warnsignal aus. Das Warnsignal kann

insbesondere zu einem Aktivieren einer akustischen und/oder optischen

Warneinheit führen.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, kann auch der Anhänger 4 selbst einen Abstand aufweisen, der geringer als der vordefinierte Mindestabstand 100 ist. Somit würde das bloße Vorhandensein des Anhängers 4 bereits zu dem Ausgeben von

Warnsignalen führen. Daher ist vorgesehen, dass das Steuergerät 6 anhand des virtuellen Anhängermodells bestimmt, ob ein detektiertes Objekt 5 der

Anhänger 4 ist. Dazu wird ein virtuelles Umgebungsmodell anhand der Daten der Ultraschallsensoren 2 erstellt. In diesem virtuellen Umgebungsmodell sind somit Objekte 5 repräsentiert. Anschließend wird das virtuelle Anhängermodell mit dem virtuellen Umgebungsmodell überlagert. Auf diese Weise lassen sich vorhandene Objekte als Anhänger 4 identifizieren. Das Ausgeben von Warnsignalen betreffend solche Objekte, die als Anhänger 4 identifiziert wurden, wird anschließend unterdrückt. Gleichzeitig gibt das Steuergerät 6 Warnsignale aus, wenn ein Objekt 5 nicht als der Anhänger 4 erkannt wurde. In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel würde der Fahrer des Fahrzeugs 1 somit eine Warnung vor dem Objekt 5 erhalten, da es sich bei dem Objekt 5 um einen Pfosten in der Umgebung handelt, der zu dem Fahrzeug 1 einen geringeren Abstand als den Mindestabstand 100 aufweist. Die Warnung vor dem Anhänger 4 wird

unterdrückt, obwohl der Anhänger 4 einen kleinsten Abstand zu dem Fahrzeug 1 aufweist, der geringer als der Mindestabstand 100 ist.

Figur 2 zeigt einen vorteilhaften Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wederum ist das Fahrzeug 1 mit dem Steuergerät 6 aus Figur 1 dargestellt. Jedoch ist das Fahrzeug 1 in einer unterschiedlichen Fahrsituation.

So versucht ein Fahrer des Fahrzeugs 1 das Fahrzeug 1 mitsamt Anhänger 4 in eine Garage zu manövrieren. Seitenwände der Garage stellen somit Objekte 5 in der Umgebung dar, die von den Ultraschallsensoren 2 erfasst werden können. In der in Figur 2 gezeigten Situation nähert sich das Fahrzeug 1 einem der

Objekte 5, das bedeutet einer der Garagenwände, sodass aufgrund der

Detektion durch die Ultraschallsensoren 2 ein Warnsignal von dem Steuergerät ausgegeben wird. Da das Steuergerät 6 sicher und zuverlässig keine

Warnsignale ausgibt, wenn die Ultraschallsensoren 2 lediglich den Anhänger 4 selbst detektieren, kann sich der Fahrer des Fahrzeugs 1 auf die Warnung verlassen, sodass die Sicherheit beim Einfahren in die Garage sowie beim Ausfahren aus der Garage erhöht ist. Der Fahrer wird insbesondere nicht durch falsche Warnsignale verwirrt.

Figur 3 zeigt einen weiteren Anwendungsfall. Hier ist die Gefahr gegeben, dass das Fahrzeug 1 während einer Rückwärtsfahrt mit dem Anhänger 4 selbst kollidiert. Ansonsten sind keine weiteren Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs 1 vorhanden. Die Ultraschallsensoren 2 detektieren damit lediglich den Anhänger 4. We zuvor beschrieben, wird somit eine Ausgabe eines

Warnsignals von dem Steuergerät 6 unterdrückt. Allerdings ist ein weiterer Abstand definiert. Unterschreitet der Anhänger 4 einen Warnabstand 200 zu dem Fahrzeug, so wird die Unterdrückung des Warnsignals durch das Steuergerät 6 aufgehoben. Somit findet ein Ausgeben des Warnsignals statt.

Es ist vorgesehen, dass der Warnabstand 200 ein solcher Abstand ist, den der Anhänger 4 in einem gewöhnlichen Betrieb nicht erreichen kann. Somit wird der Fahrer des Fahrzeugs 1 nur dann gewarnt, wenn tatsächlich eine Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Anhänger 4 droht. Ist ein solches Kollidieren

ausgeschlossen, so erfolgt keine Warnung vor dem mittels der

Ultraschallsensoren 2 erkannten Anhänger 4.

In dem in Figur 3 gezeigten Fall kann das Steuergerät 6 außerdem bevorzugt eine Bremsanlage des Fahrzeugs 1 aktivieren. Somit kann das Steuergerät 6 aktiv verhindern, dass das Fahrzeug 1 mit dem Anhänger 4 kollidiert. Auf diese Weise erhöht das Steuergerät 6 die Sicherheit des Fahrzeugs 1 sowohl bei einer Gefahr einer Kollision mit einem externen Hindernis als auch bei der Gefahr einer Kollision mit dem Anhänger 4 selbst. Gleichzeitig werden zuverlässig fehlerhafte Warnungen bei fehlender Gefahr einer Kollision unterdrückt.