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DE102013200793A1 - Driver assistance system - Google Patents

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DE102013200793A1
DE102013200793A1 DE102013200793.0A DE102013200793A DE102013200793A1 DE 102013200793 A1 DE102013200793 A1 DE 102013200793A1 DE 102013200793 A DE102013200793 A DE 102013200793A DE 102013200793 A1 DE102013200793 A1 DE 102013200793A1
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DE
Germany
Prior art keywords
ultrasonic
sensor
ultrasonic sensors
assistance system
driver assistance
Prior art date
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Pending
Application number
DE102013200793.0A
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German (de)
Inventor
Dirk Schmid
Burkhard Iske
Michael Schumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Priority to FR1450331A priority patent/FR3001189B1/en
Priority to GB1400811.4A priority patent/GB2512440B/en
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Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (1) vorgeschlagen, das zumindest eine Sensorgruppe (5, 60, 70) aufweist, die zumindest einen ersten Ultraschallsensor (10, 10‘) eines ersten Typs und zumindest einen zweiten Ultraschallsensor (20, 20‘) eines zweiten Typs umfasst. Die Ultraschallsensoren sind derart angeordnet, dass sie zumindest teilweise überlappende Erfassungsbereiche (12, 22) aufweisen. Erfindungsgemäß sind die Ultraschallsensoren des ersten Typs zur Erfassung eines Nahbereichs ausgebildet und die Ultraschallsensoren des zweiten Typs zur Erfassung eines Fernbereichs.According to the invention, a driver assistance system for assisting a driver of a vehicle (1) is proposed which has at least one sensor group (5, 60, 70) comprising at least one first ultrasonic sensor (10, 10 ') of a first type and at least one second ultrasonic sensor (20, 20 ') of a second type. The ultrasonic sensors are arranged such that they have at least partially overlapping detection regions (12, 22). According to the invention, the ultrasound sensors of the first type are designed for detecting a near zone and the ultrasound sensors of the second type are for detecting a long-range zone.

Description

Stand der TechnikState of the art

Ultraschallsensoren, die nach dem Prinzip des Echolots funktionieren, werden mittlerweile nicht nur für die bekannte Einparkhilfe eingesetzt, sondern bilden das grundlegende Messsystem zur Umfelderfassung für eine Vielzahl weiterer Fahrerassistenzsysteme. Beispiele hierfür sind der Einparkassistent (Sensoren vermessen die Parklücke beim Vorbeifahren und das Fahrzeug lenkt automatisch beim Rangieren in die Parklücke) oder Side View Assist (Anzeige überholender Fahrzeuge im toten Winkel).Ultrasonic sensors that operate on the principle of echo sounder are now not only used for the well-known parking aid, but form the basic measuring system for environment detection for a variety of other driver assistance systems. Examples include the parking assistant (sensors measure the parking space when passing by and the vehicle steers automatically when maneuvering into the parking space) or Side View Assist (display of overtaking vehicles in the blind spot).

So ist beispielsweise aus der DE 10 2004 047 479 A1 ein Verfahren zum Klassifizieren von Seitenbegrenzungen einer Parklücke für ein Einparkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs bekannt. Ein Fahrzeug weist pro Fahrzeugseite einen vorderen und einen hinteren Abstandssensor auf. Die Abstandssensoren sind als Ultraschallsensoren ausgeführt. Bei Vorbeifahrt des Fahrzeugs an einer Parklücke werden mittels der Abstandssensoren die Länge und Tiefe der Parklücke abgetastet. Mithilfe des hinteren Abstandssensors erfolgt zusätzlich die Ermittlung der Seitenbegrenzung der Parklücke. For example, from the DE 10 2004 047 479 A1 a method for classifying side boundaries of a parking space for a parking assistance system of a motor vehicle known. A vehicle has one front and one rear distance sensor per vehicle side. The distance sensors are designed as ultrasonic sensors. When passing the vehicle at a parking space to be scanned by the distance sensors, the length and depth of the parking space. With the aid of the rear distance sensor, the determination of the side boundary of the parking space is additionally carried out.

DE 10 2007 002 738 A1 beschreibt ein Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorgangs, wobei Objekte, die sich in dem Umfeld des Fahrzeugs befinden hinsichtlich ihres Bewegungszustands unterschieden werden. So kann beispielsweiseein Ausblenden des fließenden Verkehrs erfolgen. Hierzu werden bei einer Vermessung der Parklücke Ultraschallsensoren einer Tote-Winkel-Detektion genutzt. Überholt beispielsweise ein Fahrzeug das einzuparkende Fahrzeug an einer Gegenseite zur Parklücke wird das überholende Fahrzeug mittels der Tote-Winkel-Detektion als ein sich bewegendes Objekt erkannt und daher ignoriert. DE 10 2007 002 738 A1 describes a method for assisting a parking operation, wherein objects that are located in the environment of the vehicle are differentiated in terms of their state of motion. For example, hiding of the flowing traffic may occur. For this purpose, ultrasonic sensors of a blind spot detection are used in a measurement of the parking space. For example, if a vehicle overtakes the vehicle to be parked on a far side to the parking space, the overtaking vehicle is detected by means of the dead angle detection as a moving object and therefore ignored.

In naher Zukunft werden weitere Funktionen realisiert werden, die ebenfalls auf der Objektdetektion durch Ultraschallsensoren beruhen, z.B. ACC-Anfahrunterstützung, Fußgängerdetektion, automatischer „Garagenparker“ oder Precrash-Detektion.In the near future, additional functions will be realized which are also based on object detection by ultrasonic sensors, e.g. ACC start-up assistance, pedestrian detection, automatic "garage parking" or precrash detection.

Die Erweiterung des Funktionsspektrums geht einher mit erhöhten Anforderungen an die Ultraschallsensorik. Insbesondere die Erweiterung des Erfassungsbereichs hin zu größeren Messentfernungen bereitet hierbei Schwierigkeiten, da für die „Grundfunktion Einparkhilfe“, für die die eingesetzten Ultraschallsensoren ursprünglich entwickelt wurden, die Abdeckung des Nahbereichs (ungefähr 0,1 m–2,5 m) im Vordergrund steht. Soll die Reichweite der Sensoren erhöht werden, muss ein Kompromiss zumindest bei folgenden Konstruktions- bzw. Auslegungsmerkmalen gefunden werden:The expansion of the functional spectrum goes hand in hand with increased demands on ultrasonic sensors. In particular, the extension of the detection range towards longer measuring distances presents difficulties, since the focus is on the coverage of the near range (approximately 0.1 m-2.5 m) for the "basic parking aid function" for which the ultrasound sensors originally used were developed. If the range of the sensors is to be increased, a compromise must be found, at least with regard to the following construction or design features:

Öffnungswinkel der Schallkeule:
Für die lückenlose Abdeckung des Nahbereichs sollte er möglichst groß sein. Zur Erzielung einer hoher Reichweite soll er jedoch schmal und in die Haupterfassungsrichtung fokussiert sein, auch um unerwünschte Echos von seitlichen Objekten in großer Entfernung zu vermeiden.Opening angle of the sound lobe:
For the complete coverage of the near range he should be as large as possible. However, to achieve high range, it should be narrow and focused in the main detection direction, also to avoid unwanted echoes of lateral objects at a great distance.

Dauer und Maximalleistung des Sendeimpulses:
Zur Minimierung des blinden Bereichs unmittelbar vor der Sensormembran nach dem Aussenden des Schallimpulses muss der Impuls möglichst kurz, beispielsweise zwischen 150 µs und 400 µs, sein. Durch derartig kurze Impulse ergibt sich eine gute Abdeckung des Nahbereichs. Zur Erzielung einer hohen Reichweite sollte der Impuls jedoch möglichst lang sein, in etwa bis zu 2 ms, und viel Energie (Leistung) enthalten.Duration and maximum power of the transmitted pulse:
To minimize the blind area immediately in front of the sensor membrane after the emission of the sound pulse, the pulse must be as short as possible, for example between 150 μs and 400 μs. Such short pulses result in good coverage of the near range. To achieve a long range, however, the pulse should be as long as possible, up to about 2 ms, and contain a lot of energy (power).

Diese beiden Auslegungsmerkmale hängen mit weiteren Sensoreigenschaften zusammen, wie z.B. der Membrangeometrie, der Leistungsaufnahme und sie beeinflussen damit auch direkt die anfallenden Herstellungskosten. Soll mit einem einzigen Typ Ultraschallsensor der gesamte Detektionsbereich von Nah bis Fern erfasst werden, ist bei der Sensorauslegung immer ein Kompromiss zwischen den möglichen Extremen erforderlich. Die möglichst gute gleichzeitige Erfüllung widerstrebender Anforderungen führt auch immer zu höheren Kosten bei Entwicklung und Herstellung als dies bei Optimierung für einen bestimmten Detektionsbereich der Fall wäre.These two design features are related to other sensor characteristics, such as the membrane geometry, the power consumption and they also directly affect the production costs incurred. If the entire detection range is to be detected from near to far with a single type of ultrasonic sensor, the sensor design always requires a compromise between the possible extremes. The best possible simultaneous fulfillment of conflicting requirements always leads to higher costs for development and production than would be the case with optimization for a specific detection range.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Um die Nachteile der bekannten Systeme zu umgehen, wird erfindungsgemäß ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs vorgeschlagen, das zumindest eine Sensorgruppe aufweist, die zumindest einen ersten Ultraschallsensor eines ersten Typs und zumindest einen zweiten Ultraschallsensor eines zweiten Typs umfasst. Die Ultraschallsensoren sind derart angeordnet, dass sie zumindest teilweise überlappende Erfassungsbereiche aufweisen. Erfindungsgemäß sind die Ultraschallsensoren des ersten Typs zur Erfassung eines Nahbereichs ausgebildet und die Ultraschallsensoren des zweiten Typs zur Erfassung eines Fernbereichs. Unter Nahbereich soll hierbei ein Entfernungsbereich von ca. 0,1 bis 2,5 Metern ausgehend von dem entsprechenden Ultraschallsensor verstanden werden. Unter dem Fernbereich soll ein Entfernungsbereich von ca. 1 bis 8 Metern verstanden werden.In order to avoid the disadvantages of the known systems, the invention proposes a driver assistance system for assisting a driver of a vehicle, which has at least one sensor group comprising at least a first ultrasonic sensor of a first type and at least a second ultrasonic sensor of a second type. The ultrasonic sensors are arranged such that they have at least partially overlapping detection areas. According to the invention, the ultrasound sensors of the first type are designed for detecting a near zone and the ultrasound sensors of the second type are for detecting a long-range zone. By proximity, this is understood to mean a distance range of approximately 0.1 to 2.5 meters, starting from the corresponding ultrasonic sensor. The distance range should be understood as a distance range of approx. 1 to 8 meters.

Vorzugsweise umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, die verschiedenen Ultraschallsensoren anzusteuern und die von den Ultraschallsensoren empfangenen Echosignale auszuwerten um auf Objekte im Erfassungsbereich der Ultraschallsignale zu schließen. Durch die überlappenden Erfassungsbereiche können die Echosignale derart kombiniert werden, dass sich ein zusammenhängender und lückenloser Gesamterfassungsbereich ergibt.Preferably, the driver assistance system comprises a control unit which is designed to control the various ultrasonic sensors and those received by the ultrasonic sensors Evaluate echo signals to close objects in the detection range of the ultrasonic signals. Due to the overlapping detection areas, the echo signals can be combined in such a way that a coherent and gap-free total detection area results.

Die Erfindung zielt darauf ab, die widerstrebenden Anforderungen an die Ultraschallsensoren für die Erfassung des Nahbereich und des Fernbereich zu entflechten, indem zwei verschiedene Varianten von Ultraschallsensoren eingesetzt werden. Die erste Variante (Typ 1) ist für den Nahbereich optimiert, die zweite Variante (Typ 2) für den Fernbereich. The invention aims to disentangle the reluctant demands on the ultrasonic sensors for the detection of the near range and the far range, by using two different variants of ultrasonic sensors. The first variant (type 1) is optimized for short range, the second variant (type 2) for long range.

Neu ist die besondere Anordnung der beiden Sensortypen in einer Sensorgruppe, wobei die beiden Typen teilweise überlappende Erfassungsbereiche besitzen. Beide Sensortypen sind vorzugsweise an dasselbe Steuergerät angeschlossen, in welchem die Echosignale der beiden Sensortypen so kombiniert werden, dass sich ein zusammenhängender und lückenloser Erfassungsbereich ergibt. Durch die Zusammenführung der Erfassungsbereiche beider Sensortypen in einem Steuergerät werden die Vorteile beider Typen kombiniert, ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.What is new is the special arrangement of the two sensor types in a sensor group, where the two types have partially overlapping detection ranges. Both sensor types are preferably connected to the same control unit, in which the echo signals of the two sensor types are combined in such a way that a coherent and gap-free detection range results. By combining the detection ranges of both sensor types in one control unit, the advantages of both types are combined, without having to put up with their disadvantages.

Sensor-Typ 1 kann für den Nahbereich, Sensor-Typ 2 für den Fernbereich optimiert werden. Sensor type 1 can be optimized for short range, sensor type 2 for long range.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind mindestens zwei Sensorgruppen (auch als Sensor-Cluster bezeichnet) vorgesehen, wobei eine erste Sensorgruppe am Heck des Fahrzeugs angeordnet ist und eine zweite Sensorgruppe an der Front des Fahrzeugs angeordnet ist. Jede Sensorgruppe weist beide Ultraschallsensor-Typen auf.In a preferred embodiment of the invention, at least two sensor groups (also referred to as sensor clusters) are provided, wherein a first sensor group is arranged at the rear of the vehicle and a second sensor group is arranged at the front of the vehicle. Each sensor group has both ultrasonic sensor types.

Die verschiedenen Sensortypen unterscheiden sich beispielsweise durch folgende Parameter: Typ 1:

  • – Großer Schallöffnungswinkel (horizontal ca. +/–60°, vertikal ca. +/–30°),
  • – Kurzer Sendeschallimpuls (ca. 300 µs), mittlere Sendeleistung, geringe Sendeenergie,
  • – Hohe Dämpfung, kurze Nachschwingdauer nach Senden (kleiner als 1 ms), aber niedriger Schalldruck (ca. 2 Pa in 30 cm Abstand) und kleinere Empfangsempfindlichkeit. Typ 2:
  • – Kleiner Schallöffnungswinkel (horizontal ca. +/–30° oder weniger, vertikal ca. +/–15°),
  • – Langer Sendeschallimpuls (ca. 1–2 ms), hohe Sendeleistung, hohe Sendeenergie,
  • – Geringe Dämpfung, dadurch längere Nachschwingdauer nach Senden, aber höherer Schalldruck (min. 3 Pa in 30 cm Abstand) und höhere Empfangsempfindlichkeit.
  • – Es ist auch möglich, die äußeren Abmessungen des Sensors und den mechanischen Aufbau für beide Sensor-Typen gleich zu wählen, wodurch ein annähernder Gleichteilansatz darstellbar ist. Das bedeutet, dass viele mechanische Bauelemente, z.B. das Sensorgehäuse und die Halterung identisch sein können, lediglich Schallwandler und Elektronik sind verschieden. Dadurch können die Komplexität der Herstellung und die Kosten des Fahrerassistenzsystems und die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Systemen gesenkt werden. Eine Unterscheidung kann durch mechanische Kodierung des Gehäuses/Halters, z.B. durch Nuten und Zapfen an verschiedenen Positionen, erreicht werden, oder durch Unterschiede im Datenprotokoll auf der Schnittstelle zw. Sensor und Steuergerät.
The different sensor types differ, for example, by the following parameters: Type 1:
  • - Large sound opening angle (horizontal approx. +/- 60 °, vertical approx. +/- 30 °),
  • - Short transmission sound pulse (about 300 μs), average transmission power, low transmission energy,
  • - High attenuation, short ringing time after transmission (less than 1 ms), but low sound pressure (about 2 Pa at 30 cm distance) and lower reception sensitivity. Type 2:
  • - Small sound opening angle (horizontal approx. +/- 30 ° or less, vertical approx. +/- 15 °),
  • - Long transmission sound impulse (about 1-2 ms), high transmission power, high transmission energy,
  • - Low attenuation, thus longer ringing time after transmission, but higher sound pressure (at least 3 Pa in 30 cm distance) and higher reception sensitivity.
  • - It is also possible to choose the outer dimensions of the sensor and the mechanical structure for both sensor types the same, whereby an approximate common part approach is displayed. This means that many mechanical components, such as the sensor housing and the holder can be identical, only sound transducer and electronics are different. This can reduce the complexity of manufacturing and the cost of the driver assistance system and the cost compared to conventional systems. A distinction can be achieved by mechanical coding of the housing / holder, for example by grooves and pins in different positions, or by differences in the data protocol on the interface between the sensor and the control unit.

Diese getrennte Optimierung führt zu besseren Ergebnissen und geringeren Gesamtkosten als eine Kompromiss-Auslegung mit nur einem Sensortyp. Unter anderem folgende Assistenz-Funktionen können somit besser als bisher dargestellt werden:

  • – ACC Anfahrunterstützung: Verbesserte Freiraumaussage durch höhere Reichweite, mehr Redundanz im Überlappungsbereich der Ultraschallsensoren, d.h. robustere Aussage möglich
  • – Verbesserte Blindheitserkennung durch redundante Sensoren
  • – Frühere Erkennung von Pre-Crash Situationen und damit Erweiterung auf höheren Geschwindigkeitsbereich möglich.
  • – Funktionen mit Bremseingriff können auch bei höheren Geschwindigkeiten realisiert werden (Erweiterung Geschwindigkeitsbereich)
  • – Verbesserte SVA Funktion mit höherer Reichweite und früherer Warnung für den Fahrer
  • – Verbesserte Vermessung (Orientierung der PL und Versperrungserkennung) bei Querparklücken
  • – Verbesserte Funktionsdarstellung für Back Over Avoidance durch lückenlose Abdeckung des Rückraums von 0,1 m bis 6 m und gleichzeitiger Begrenzung des seitlichen Detektionsbereichs auf den Fahrschlauch.
This separate optimization leads to better results and lower overall costs than a compromise design with only one sensor type. Among other things, the following assistance functions can be displayed better than before:
  • - ACC starting assistance: Improved clearance statement due to longer range, more redundancy in the overlapping area of the ultrasonic sensors, ie more robust information possible
  • - Improved blindness detection by redundant sensors
  • - Earlier detection of pre-crash situations and thus extension to higher speed range possible.
  • - Functions with brake intervention can also be realized at higher speeds (extension speed range)
  • - Improved SVA function with higher range and earlier warning to the driver
  • - Improved measurement (orientation of PL and lock detection) in transverse parking spaces
  • - Improved function display for Back Over Avoidance by gapless coverage of the rear space from 0.1 m to 6 m and simultaneous limitation of the lateral detection area on the driving tube.

Die ersten und zweiten Ultraschallsensoren werden bevorzugt so gesteuert, dass sie sich gegenseitig nicht beeinflussen, beispielsweise, indem sie zeitlich nacheinander zur Aussendung von Ultraschallpulsen angesteuert werden oder mit indem sie mit verschiedenen Frequenzen senden.The first and second ultrasonic sensors are preferably controlled so that they do not influence each other, for example, by being timed sequentially to the emission of ultrasonic pulses or with by sending at different frequencies.

In vorteilhafter Weise kann bei einer Verwendung überlappender Frequenzbereiche für die ersten und zweiten Ultraschallsensoren Kreuzechos zwischen den beiden Sensortypen ausgewertet werden, wodurch die Detektionssicherheit erhöht wird und auch eine Objekthöhenschätzung durch vertikale Trilateration ermöglicht wird.Advantageously, when using overlapping frequency ranges for the first and second ultrasonic sensors, cross-echoes between the two sensor types can be evaluated, whereby the detection reliability is increased and also an object height estimation by vertical trilateration is made possible.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem nach einer ersten Ausführung der Erfindung 1 schematically shows a side view of a vehicle with a driver assistance system according to a first embodiment of the invention

2 zeigt schematisch in Aufsicht ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach einer zweiten Ausführung der Erfindung 2 schematically shows in plan a vehicle with a driver assistance system according to a second embodiment of the invention

Ausführungen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine erste Ausführung der Erfindung ist in 1 dargestellt. Ein Fahrzeug 1 ist mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem ausgestattet. Dazu sind am Heck des Fahrzeugs 1 ein erster Ultraschallsensor eines ersten Typs 10 und ein zweiter Ultraschallsensor eines zweiten Typs 20 angeordnet. Die beiden Ultraschallsensoren 10 und 20 bilden eine Sensorgruppe 5. Die beiden Sensortypen sind hierbei in verschiedener Höhen h, h‘ über Grund eingebaut. Die Sensoren sind also in einem vertikalen Abstand zueinander angeordnet. Der erste Ultraschallsensor 10 ist ausgebildet um einen Nahbereich 12 zu erfassen, der zweite Ultraschallsensor 20 ist ausgebildet um einen Fernbereich 22 zu erfassen. Die Messbereiche 12 und 22 weisen erfindungsgemäß einen Überlapp auf, so dass ein zusammenhängender Gesamtmessbereich entsteht.A first embodiment of the invention is in 1 shown. A vehicle 1 is equipped with a driver assistance system according to the invention. These are at the rear of the vehicle 1 a first ultrasonic sensor of a first type 10 and a second ultrasonic sensor of a second type 20 arranged. The two ultrasonic sensors 10 and 20 form a sensor group 5 , The two types of sensors are installed at different heights h, h 'above the ground. The sensors are thus arranged at a vertical distance from each other. The first ultrasonic sensor 10 is trained around a close range 12 to capture, the second ultrasonic sensor 20 is trained around a distance area 22 capture. The measuring ranges 12 and 22 according to the invention have an overlap, so that a coherent total measuring range arises.

Je nach Höhe des Reflexpunktes am jeweiligen Objekt 30 bzw. 40 sind die Schalllaufwege d, d‘, d‘‘ zwischen Objekten 30 und 40 und den Ultraschallsensoren 10 bzw. 20 verschieden lang. Aus der Differenz der Schalllaufwege d, d‘, d‘‘ und der Differenz der Einbauhöhen h, h‘ kann über trigonometrische Funktionen auf die Höhe des Reflexpunktes geschlossen werden (bekanntes Verfahren der Trilateration).Die Trilateration zwischen zwei Sensoren wird in horizontaler Ebene schon seit vielen Jahren als Standardverfahren bei der Einparkhilfe verwendet, um die zweidimensionale Position eines Objekts in der horizontalen Ebene (parallel zum Boden) zu berechnen.Depending on the height of the reflex point on the respective object 30 respectively. 40 are the sound paths d, d ', d''between objects 30 and 40 and the ultrasonic sensors 10 respectively. 20 different lengths. From the difference of the sound paths d, d ', d''and the difference of installation heights h, h' can be concluded by trigonometric functions on the height of the reflex point (known method of trilateration). The trilateration between two sensors in a horizontal plane already Used for many years as a standard method of parking assistance to calculate the two-dimensional position of an object in the horizontal plane (parallel to the ground).

Ein zusätzlicher nützlicher Effekt ergibt sich in dieser Ausführung dadurch, dass die Erfassungsbereiche in der vertikalen Richtung nicht vollständig überlappen. So taucht das kleinere Objekt 30 der beiden dargestellten Objekte 30, 40 im Nahbereich 12 unter der Schallkeule 22 des zweiten Ultraschallsensors 20 durch, und wird somit nur vom ersten Ultraschallsensor 10 erfasst. Dies wird von einer Steuereinheit 50 (in dieser Darstellung nicht sichtbar) registriert und als Hinweis auf eine vergleichsweise geringe Objekthöhe gewertet.An additional useful effect in this embodiment is that the detection areas do not completely overlap in the vertical direction. So the smaller object dives 30 of the two displayed objects 30 . 40 at close range 12 under the sound cone 22 of the second ultrasonic sensor 20 through, and is thus only from the first ultrasonic sensor 10 detected. This is done by a control unit 50 (not visible in this illustration) registered and evaluated as an indication of a comparatively low object height.

Es ist denkbar, dass die beiden Ultraschallsensoren 10 und 20 bei unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden. Dies erlaubt eine Trennung und Zuordnung der empfangenen Echosignale. Bei nicht überlappenden Frequenzbereichen kann außerdem die Sendeschussrate erhöht und damit die Reaktionszeit verringert werden. Beide Sensortypen können dann gleichzeitig senden, ohne sich gegenseitig zu stören. It is conceivable that the two ultrasonic sensors 10 and 20 be operated at different frequencies. This allows a separation and assignment of the received echo signals. In non-overlapping frequency ranges, the transmission shot rate can also be increased and thus the reaction time can be reduced. Both sensor types can then send simultaneously without disturbing each other.

Alternativ können bei einer Verwendung von überlappenden Frequenzbereichen (beispielsweise können typische Arbeitsbereiche bei 45–55 kHz für Typ 1 und bei 40–50 kHz für Typ 2 liegen) für die ersten und zweiten Ultraschallsensoren Kreuzechos zwischen den beiden Sensortypen ausgewertet werden, wodurch die Detektionssicherheit erhöht wird und auch eine Objekthöhenschätzung durch vertikale Trilateration ermöglicht wird.Alternatively, using overlapping frequency ranges (for example, typical work areas at 45-55 kHz may be for Type 1 and 40-50 kHz for Type 2), cross-echoes between the two types of sensors may be evaluated for the first and second ultrasonic sensors, thereby increasing detection confidence and also object height estimation by vertical trilateration is enabled.

Eine weitere vorteilhafte Anordnung von Ultraschallsensoren der unterschiedlichen Typen gemäß der Erfindung ist in 2 als Aufsicht dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Sensorgruppen 60, 70 vorgesehen. Eine erste Sensorgruppe 60 ist am Heck des Fahrzeugs 1 angeordnet und umfasst vier Ultraschallsensoren 10 des ersten Typs zur Erfassung des Nahbereichs und vier Ultraschallsensoren 20, 20‘ des zweiten Typs zur Erfassung des Fernbereichs. Die Ultraschallsensoren 10 und 20 sind erfindungsgemäß so angeordnet, dass sich überlappende Erfassungsbereiche 12 und 22 ergeben. Eine zweite Sensorgruppe 70 ist an der Front des Fahrzeugs 1 angeordnet und umfasst sechs Ultraschallsensoren 10, 10‘ des ersten Typs zur Erfassung des Nahbereichs und zwei Ultraschallsensoren 20 des zweiten Typs zur Erfassung des Fernbereichs. Eine Steuereinheit 50 steuert alle Ultraschallsensoren 10, 10‘, 20, 20‘ und wertet die empfangenen Signale aus. Objekte in der Fahrzeugumgebung können erkannt werden und die Information für unterschiedliche Fahrassistenzfunktionen genutzt werden.A further advantageous arrangement of ultrasonic sensors of the different types according to the invention is disclosed in 2 shown as a supervisor. In this embodiment, two sensor groups 60 . 70 intended. A first sensor group 60 is at the rear of the vehicle 1 arranged and includes four ultrasonic sensors 10 of the first type for the detection of the near range and four ultrasonic sensors 20 . 20 ' of the second type for detecting the far range. The ultrasonic sensors 10 and 20 are arranged according to the invention such that overlapping detection areas 12 and 22 result. A second sensor group 70 is at the front of the vehicle 1 arranged and includes six ultrasonic sensors 10 . 10 ' of the first type for detecting the near range and two ultrasonic sensors 20 of the second type for detecting the far range. A control unit 50 controls all ultrasonic sensors 10 . 10 ' . 20 . 20 ' and evaluates the received signals. Objects in the vehicle environment can be detected and the information used for different driver assistance functions.

Mit der in 2 dargestellten Anordnung können unterschiedliche Funktionen realisiert werden. Die beiden in Fahrtrichtung ausgerichteten Ultraschallsensoren 20 des zweiten Typs in der zweiten Sensorgruppe 70 (Frontcluster) ermöglichen die optimale Abdeckung des Fahrschlauchs nach vorne für die Funktionen ACC Anfahrunterstützung, Precrash Detection und Parkbremsassistent.With the in 2 shown arrangement, different functions can be realized. The two directional ultrasonic sensors 20 of the second type in the second sensor group 70 (Front cluster) allow optimal coverage of the forward drive tube for ACC start-up assistance, pre-crash detection and parking brake assist.

Die schmale Schallkeule (entspricht dem Erfassungsbereich 22) beim zweiten Typ ermöglicht eine einfache Zuordnung der detektierten Objekte zum Fahrschlauch. Eine horizontale Trilateration ist hierfür nicht erforderlich, wodurch auch keine lateralen Messfehler entstehen können. Die lückenlose Abdeckung des Fahrschlauchs bis an den Stoßfänger heran wird durch die sechs Ultraschallsensoren 10, 10‘ des ersten Typs gewährleistet. Diese ermöglichen auch die Grundfunktion Einparkhilfe.The narrow sound lobe (corresponds to the detection area 22 ) in the second type allows easy assignment of the detected objects to the driving tube. A horizontal trilateration is not required, which means that no lateral measurement errors can occur. The gapless coverage of the driving tube right up to the bumper is provided by the six ultrasonic sensors 10 . 10 ' of the first type guaranteed. These also allow the basic function parking aid.

In der ersten Sensorgruppe 60 (Heck-Cluster) können die beiden entgegen der Fahrtrichtung ausgerichteten Ultraschallsensoren 20 des zweiten Typs für die Precrash Detection und Parkbremsassistent genutzt werden. Die an den Ecken schräg nach hinten ausgerichteten Ultraschallsensoren 20‘ können beispielsweise für eine Side-View-Assist (SVA)-Funktion oder eine Spurwechselhilfefunktion mit höherer Reichweite als bisher benutzt werden. In the first sensor group 60 (Rear cluster), the two opposite to the direction of travel aligned ultrasonic sensors 20 of the second type can be used for pre-crash detection and parking brake assist. The obliquely rearward-facing ultrasonic sensors at the corners 20 ' for example, can be used for a side view assist (SVA) function or a lane change assist function with higher range than heretofore.

Die Systemkonfiguration aus 2 ist nur ein Beispiel für eine besonders vorteilhafte Ausführung. Die Anzahl der Ultraschallsensoren von Typ 1 und Typ 2 innerhalb einer Sensorgruppe, die Anordnung der Sensoren und/oder die Anzahl der Sensorgruppen kann von Fahrzeug zu Fahrzeug variieren.The system configuration 2 is just one example of a particularly advantageous embodiment. The number of Type 1 and Type 2 ultrasonic sensors within a sensor array, the location of the sensors, and / or the number of sensor groups may vary from vehicle to vehicle.

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Claims (10)

Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (1), umfassend mindestens eine Sensorgruppe (5, 60, 70), die zumindest einen ersten Ultraschallsensor (10, 10‘) eines ersten Typs und zumindest einen zweiten Ultraschallsensor (20, 20‘) eines zweiten Typs aufweist, wobei die Ultraschallsensoren (10, 10‘, 20, 20‘) eingerichtet sind Ultraschallsignale auszusenden und reflektierte Echosignale zu empfangen, um einen Bereich im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, und wobei die ersten Ultraschallsensoren (10, 10‘) zur Erfassung eines Nahbereichs (12) ausgebildet sind und die zweiten Ultraschallsensoren (20, 20‘) zur Erfassung eines Fernbereichs (22) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Ultraschallsensor (10, 10‘) und mindestens ein zweiter Ultraschallsensor (20, 20‘) einer Sensorgruppe (5, 60, 70) derart angeordnet sind, dass die Ultraschallsensoren (10, 10‘, 20, 20‘) zumindest teilweise überlappende Erfassungsbereiche (12, 22) aufweisen.Driver assistance system for assisting a driver of a vehicle ( 1 ) comprising at least one sensor group ( 5 . 60 . 70 ), the at least one first ultrasonic sensor ( 10 . 10 ' ) of a first type and at least one second ultrasonic sensor ( 20 . 20 ' ) of a second type, the ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' . 20 . 20 ' ) are adapted to emit ultrasonic signals and receive reflected echo signals to detect an area around the vehicle, and wherein the first ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' ) for detecting a near area ( 12 ) are formed and the second ultrasonic sensors ( 20 . 20 ' ) for detecting a long-range area ( 22 ), characterized in that at least one first ultrasonic sensor ( 10 . 10 ' ) and at least one second ultrasonic sensor ( 20 . 20 ' ) of a sensor group ( 5 . 60 . 70 ) are arranged such that the ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' . 20 . 20 ' ) at least partially overlapping coverage areas ( 12 . 22 ) exhibit. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem eine Steuereinheit (50) umfasst, die ausgebildet ist, die Ultraschallsensoren (10, 10‘, 20, 20‘) anzusteuern und die von den Ultraschallsensoren (10, 10‘, 20, 20‘) empfangenen Echosignale auszuwerten um auf Objekte (30, 40) im Erfassungsbereich (12, 22) der Ultraschallsignale zu schließen, wobei die Echosignale derart kombiniert werden, dass sich ein zusammenhängender und lückenloser Erfassungsbereich ergibt.Driver assistance system according to claim 1, characterized in that the driver assistance system has a control unit ( 50 ), which is configured, the ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' . 20 . 20 ' ) and that of the ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' . 20 . 20 ' ) to evaluate received echo signals to objects ( 30 . 40 ) within the scope ( 12 . 22 ) of the ultrasonic signals, wherein the echo signals are combined in such a way that results in a continuous and gapless detection area. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensorgruppen (60, 70) vorgesehen sind, wobei eine erste Sensorgruppe (60) am Heck des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und eine zweite Sensorgruppe (70) an der Front des Fahrzeugs (1) angeordnet ist.Driver assistance system according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least two sensor groups ( 60 . 70 ), wherein a first sensor group ( 60 ) at the rear of the vehicle ( 1 ) and a second sensor group ( 70 ) at the front of the vehicle ( 1 ) is arranged. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Ultraschallsensor (10) einer Sensorgruppe (5) und ein zweiter Ultraschallsensor (20) der Sensorgruppe (5) in einem vertikalen Abstand zueinander angeordnet sind.Driver assistance system according to one of claims 1 to 3, characterized in that a first ultrasonic sensor ( 10 ) of a sensor group ( 5 ) and a second ultrasonic sensor ( 20 ) of the sensor group ( 5 ) are arranged at a vertical distance from each other. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (12) des ersten Ultraschallsensors (10) und der Erfassungsbereich (22) des zweiten Ultraschallsensors (20) in der vertikaler Richtung nicht vollständig überlappen.Driver assistance system according to claim 4, characterized in that the detection area ( 12 ) of the first ultrasonic sensor ( 10 ) and the coverage area ( 22 ) of the second ultrasonic sensor ( 20 ) do not completely overlap in the vertical direction. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Ultraschallsensoren (20, 20‘) einen Schallöffnungswinkel aufweisen, der in der Horizontalen und in der Vertikalen höchstens halb so groß ist wie der Schallöffnungswinkel der ersten Ultraschallsensoren (10, 10‘).Driver assistance system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second ultrasonic sensors ( 20 . 20 ' ) have a sound opening angle that is at most half as large as the sound opening angle of the first ultrasonic sensors in the horizontal and in the vertical ( 10 . 10 ' ). Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ultraschallsensoren (10, 10‘) zur Erfassung eines Nahbereichs Ultraschallsignale mit einer Dauer von 0,1 ms bis 0,4 ms aussenden und die zweiten Ultraschallsensoren (20, 20‘) zur Erfassung eines Fernbereichs Ultraschallsignale mit einer Dauer von 1 ms bis 2 ms aussenden.Driver assistance system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' ) transmit ultrasound signals with a duration of 0.1 ms to 0.4 ms and a second ultrasonic sensors ( 20 . 20 ' ) transmit ultrasonic signals lasting 1 ms to 2 ms to detect a long range. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ultraschallsensoren (10, 10‘) zur Erfassung eines Nahbereichs eine kleinere Empfangsempfindlichkeit als die zweiten Ultraschallsensoren (20, 20‘) zur Erfassung eines Fernbereichs aufweisen.Driver assistance system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' ) for detecting a short range a smaller receiving sensitivity than the second ultrasonic sensors ( 20 . 20 ' ) for detecting a long range. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ultraschallsensoren (10, 10‘) zur Erfassung eines Nahbereichs bei einer anderen Frequenz betrieben werden als die zweiten Ultraschallsensoren (20, 20‘) zur Erfassung eines Fernbereichs.Driver assistance system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' ) are operated at a different frequency than the second ultrasonic sensors ( 20 . 20 ' ) for detecting a long range. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsignale der ersten Ultraschallsensoren (10, 10‘) zur Erfassung eines Nahbereichs und die Ultraschallsignale der zweiten Ultraschallsensoren (20, 20‘) zur Erfassung eines Fernbereichs zeitlich getrennt voneinander ausgesendet werden.Driver assistance system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ultrasonic signals of the first ultrasonic sensors ( 10 . 10 ' ) for detecting a near range and the ultrasonic signals of the second ultrasonic sensors ( 20 . 20 ' ) are transmitted separately for the detection of a long range.
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