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DE102016215102A1 - Pedestrian detection by radar - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor in einem Fahrzeug und ein Verfahren zur Erkennung von Fußgängern. Die aus der Radarwelle ermittelten Informationen über Ausdehnung, Geschwindigkeit und Abstand von Körperteilen eines Fußgängers werden zum Erkennen eines Fußgängers herangezogen.The invention relates to a radar sensor in a vehicle and a method for detecting pedestrians. The information about the extent, speed and distance of body parts of a pedestrian determined from the radar wave are used to detect a pedestrian.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor in einem Fahrzeug und ein Verfahren zur Erkennung von Fußgängern. The invention relates to a radar sensor in a vehicle and a method for detecting pedestrians.

Stand der Technik State of the art

Die Sicherheitseinrichtung in Fahrzeugen wurde in der Vergangenheit weiter verbessert und dadurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht. Von dieser Entwicklung haben Fußgänger im Allgemeinen wenig profitiert, da sich die Sicherheitseinrichtungen auf die Fahrzeuginsassen beschränkten. The safety device in vehicles has been further improved in the past, thereby increasing the safety of the vehicle occupants. Pedestrians generally did not benefit much from this development because the safety equipment was limited to the occupants of the vehicle.

Vorrausetzung für den Schutz von Fußgängern ist zuerst ihre gesicherte Klassifizierung als Fußgänger und damit eine erfolgreiche Unterscheidung von anderen Objekten. Da in Fahrzeugen zunehmend Radarsysteme eingesetzt werden, bietet sich die Nutzung des Radarsensors zum Erkennen von Fußgängern an. A prerequisite for the protection of pedestrians is first their secure classification as a pedestrian and thus a successful distinction from other objects. As radar systems are increasingly being used in vehicles, the use of the radar sensor for recognizing pedestrians offers itself.

Aus „Detection and analysis of human motion by radar“ von Chen ( 1-4244-1539-X/08, 2008 IEEE ) ist bekannt, dass mittels Radarsensoren die unterschiedlich schnelle Bewegung von Beinen, Armen und Rumpf eines Menschen erfassbar ist. From "Detection and analysis of human motion by radar" by Chen ( 1-4244-1539-X / 08, 2008 IEEE ) it is known that by means of radar sensors the different speeds of movement of the legs, arms and torso of a human is detectable.

Aufgabe und Lösung Task and solution

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Fußgängererkennung mittels Radarstrahlen noch weiter zu verbessern. Object of the present invention is to improve pedestrian detection by means of radar still further.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Erkennung eines Fußgängers folgende Schritte auf, Aussenden und Empfangen einer Radarwelle, Ermitteln einer Relativgeschwindigkeit vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle, Ermitteln einer Ausdehnung vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle, Erkennen des Fußgängers aus den ermittelten Relativgeschwindigkeiten und den Ausdehnungen. According to the invention, a method for detecting a pedestrian comprises the steps of emitting and receiving a radar wave, determining a relative velocity of the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave, determining an extent of the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave, Detecting the pedestrian from the determined relative speeds and expansions.

In vorteilhafter Weise weisen die Arm- und Beinbewegungen eine höhere Varianz der Geschwindigkeit auf als der Rumpf des Fußgängers. Die Radarreflexpunkte der Arme und Beine können dadurch einen Mikrodoppler erzeugen, der eine Klassifikation des Objektes als Fußgänger ermöglichen kann. Advantageously, the arm and leg movements have a higher variance in speed than the pedestrian's trunk. The radar reflex points of the arms and legs can thereby produce a microdoppler, which can allow a classification of the object as a pedestrian.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ferner ein Abstand zum Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle ermittelt werden und das Erkennen des Fußgängers ferner aus der Differenz dieser beiden Abstände erfolgen. In an advantageous embodiment of the invention, a distance to the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave can also be determined and further the detection of the pedestrian from the difference of these two distances.

In vorteilhafter Weise können so die unterschiedlen Abstände zwischen dem Radarsensor und zumindest den Armen, Beinen und Rumpf des Fußgängers für eine Klassifikation des Objektes als Fußgänger genutzt werden. Advantageously, the different distances between the radar sensor and at least the arms, legs and trunk of the pedestrian can thus be used for a classification of the object as a pedestrian.

Bevorzugt kann eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch Bilden von mindestens einem Mittelwert der ermittelten Relativgeschwindigkeiten und Ausdehnungen erkannt werden. Preferably, a plurality of radar waves can be transmitted and received, and the pedestrian can be identified by forming at least one mean value of the determined relative speeds and expansions.

In vorteilhafter Weise ermöglicht die Mittelwertbildung von ermittelten Relativgeschwindigkeiten und/oder Ausdehnungen die Erkennung des Fußgängers weiter zu verbessern. Einzelne Messfehler können somit weniger ins Gewicht fallen. Advantageously, the averaging of determined relative speeds and / or expansions makes it possible to further improve the recognition of the pedestrian. Individual measurement errors can thus be less significant.

Weiter Bevorzugt kann eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch eine Periodizität in den ermittelten Relativgeschwindigkeit erkannt werden. Further preferably, a plurality of radar waves can be transmitted and received and the pedestrian can be recognized by a periodicity in the determined relative speed.

In vorteilhafter Weise kann aus der Periodizität der ermittelten Relativgeschwindigkeit auf einen Fußgänger geschlossen werden, da sich Arme und Beine innerhalb von bestimmten Grenzen mit gleicher Geschwindigkeit bewegen. Advantageously, it can be concluded from the periodicity of the determined relative speed to a pedestrian, as move arms and legs within certain limits at the same speed.

Weiter bevorzugt kann der Fußgänger erkannt werden, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt, die Geschwindigkeit eines Oberkörpers unter 15 km/h liegt, die Geschwindigkeit eines Beines unter 30 km/h, die Geschwindigkeit eines Armes unter 30 km/h, und der Abstand von zwei Beinen relativ zueinander weniger als 1 m beträgt. More preferably, the pedestrian can be identified if at least one of the following conditions is present, the speed of a torso below 15 km / h, the speed of a leg below 30 km / h, the speed of an arm below 30 km / h, and the distance of two legs relative to each other is less than 1 m.

In vorteilhafter Weise werden damit Grenzen berücksichtigt, die eine Person nicht überschreiten kann. Ein ermittelter Wert außerhalb dieser Grenzen kann somit das Erkennen eines Objekts als Fußgänger ausschließen. Advantageously, this limits are taken into account that can not exceed a person. A determined value outside of these limits can therefore exclude the recognition of an object as a pedestrian.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Warnung abhängig von einem erkannten Fußgänger an den Fahrer erfolgen. In a further embodiment of the invention, a warning can be made depending on a detected pedestrian to the driver.

In vorteilhafter Weise kann der Fahrer vor Fußgängern gewarnt werden und sich somit das Verletzungsrisiko von Fußgängern im Straßenverkehr verringern. Advantageously, the driver can be warned against pedestrians and thus reduce the risk of injury of pedestrians in traffic.

Erfindungsgemäß ist ein Radarsensor zum Durchführen eines der vorherigen Verfahren eingerichtet. According to the invention, a radar sensor is set up to perform one of the previous methods.

Figurenbeschreibung figure description

1: Micro-Doppler basierend auf Bewegung der einzelnen Körperteile eines Fußgängers 1 : Micro-Doppler based on movement of the individual body parts of a pedestrian

2: Periodische Bewegung des Oberkörpers (Rumpf), Ausschnitt aus der 2 : Periodic movement of the upper body (trunk), detail of the

1 zeigt einen Fußgänger 1, der sich in longitudinaler Richtung fortbewegt. Die x-Achse stellt den Zyklus und die y-Achse die Relativgeschwindigkeit der Radarreflexpunkte in Bezug zum Radarsensor dar (Vrel). Der mittlere Bereich 13 beschreibt die Verteilung der Relativgeschwindigkeiten des Oberkörpers 3, die ein Maß für die Bewegung des Oberkörpers 3 in dessen Bewegungsbereich 5 ist. Im Vergleich dazu zeigen die äußeren Bereiche 11, 15 die Verteilung der Relativgeschwindigkeiten der Extremitäten 9 wie Beine, Hände und Arme in ihrem Bewegungsbereich 7, 8. 1 shows a pedestrian 1 moving in the longitudinal direction. The x-axis represents the cycle and the y-axis the relative velocity of the radar reflection points relative to the radar sensor (Vrel). The middle area 13 describes the distribution of the relative speeds of the upper body 3 which is a measure of the movement of the upper body 3 in its range of motion 5 is. In comparison, the outer areas show 11 . 15 the distribution of the relative speeds of the extremities 9 like legs, hands and arms in their range of motion 7 . 8th ,

Die in 1 gezeigte Mikrodopplerstreuung ist ein Maß für die Dynamik der Objekte an denen die Radarreflexionspunkte reflektiert werden. Anhand der Dynamik lassen sich dann einzelne Objekte als Fußgänger erkennen. In the 1 shown microdoppler scattering is a measure of the dynamics of the objects at which the radar reflection points are reflected. Based on the dynamics, individual objects can then be recognized as pedestrians.

Die Relativgeschwindigkeitsverteilung 11, 15 der Extremitäten weicht von der Relativgeschwindigkeitsverteilung 13 des Oberkörpers 3 ab, sodass eine Unterscheidung zwischen Oberkörper 3 und Extremitäten 9 möglich ist. Aufgrund dessen, dass die Arm- und Beinbewegung wesentlich höher ist als der Oberkörper wird der sogenannte Micro-Doppler erzeugt. The relative velocity distribution 11 . 15 The extremities deviate from the relative velocity distribution 13 of the upper body 3 so that makes a distinction between upper body 3 and extremities 9 is possible. Due to the fact that the arm and leg movement is much higher than the upper body, the so-called micro Doppler is generated.

Eine vergrößerte Darstellung der Relativgeschwindigkeitsverteilung 13 des Oberkörpers 9 ist in 2 gezeigt. Die periodische Bewegung des Oberkörpers 3 ist deutlich zu erkennen. Der Oberkörper schwingt vor und zurück, sodass die Relativgeschwindigkeit in periodischen Abständen ein Minimum 17 und ein Maximum erreicht 19. An enlarged view of the relative velocity distribution 13 of the upper body 9 is in 2 shown. The periodic movement of the upper body 3 is clearly visible. The upper body swings back and forth, so that the relative velocity at a periodic intervals a minimum 17 and reached a maximum 19 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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

Claims (7)

Verfahren zum Erkennung eines Fußgängers mit den Schritten: – Aussenden und Empfangen einer Radarwelle; – Ermitteln einer Relativgeschwindigkeit vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle; – Ermitteln einer Ausdehnung vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle; – Erkennen des Fußgängers aus den ermittelten Relativgeschwindigkeiten und den Ausdehnungen.  Method for recognizing a pedestrian with the steps: Sending and receiving a radar wave; Determining a relative speed of the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave; Determining an extent of the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave; - Detecting the pedestrian from the determined relative speeds and expansions. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ferner ein Abstand zum Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle ermittelt wird und das Erkennen des Fußgängers ferner aus der Differenz dieser beiden Abstände erfolgt.  The method of claim 1, further comprising determining a distance to the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave and further detecting the pedestrian from the difference of these two distances. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch Bilden von mindestens einem Mittelwert der ermittelten Relativgeschwindigkeiten und Ausdehnungen erkannt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of radar waves are transmitted and received and the pedestrian is detected by forming at least an average value of the determined relative speeds and expansions. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Vielzahl von Radarwellen ausgesendet und empfangen werden und der Fußgänger durch eine Periodizität in der ermittelten Relativgeschwindigkeit erkannt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of radar waves are transmitted and received and the pedestrian is detected by a periodicity in the determined relative speed. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Fußgänger erkannt wird, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt: – die Geschwindigkeit eines Oberkörpers unter 15 km/h liegt; – die Geschwindigkeit eines Beines unter 30 km/h; – die Geschwindigkeit eines Armes unter 30 km/h; und – der Abstand von zwei Beinen relativ zueinander weniger als 1 m beträgt.  Method according to one of the preceding claims, the pedestrian is detected when at least one of the following conditions exists: - the speed of an upper body is below 15 km / h; - the speed of a leg below 30 km / h; - the speed of an arm below 30 km / h; and - The distance between two legs relative to each other is less than 1 m. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Warnung abhängig von einem erkannten Fußgänger an den Fahrer erfolgt.  Method according to one of the preceding claims, wherein a warning is dependent on a detected pedestrian to the driver. Radarsensor, eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche.  Radar sensor adapted to carry out a method according to one of the preceding claims.
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