DE102019126276A1

DE102019126276A1 - Method for detecting at least one object in an area surrounding a vehicle by assigning object points, computing device and ultrasonic sensor device

Info

Publication number: DE102019126276A1
Application number: DE102019126276.3A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Poepperl; Johannes Renner; Niko Sommer; Raghavendra Gulagundi
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von zumindest einem Objekt (8) in einem Umgebungsbereich (9) eines Fahrzeugs (1), bei welchem anhand von Messungen mit zumindest zwei Ultraschallsensoren (4) eine Mehrzahl von gemessenen Objektpunkten (10) bestimmt wird, die gemessenen Objektpunkte (10) zu zumindest einem Cluster (C1, C2, C3) zugeordnet werden und durch die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte (10) zu dem Cluster (C1, C2, C3) diejenigen gemessenen Objektpunkte (10) erkannt werden, welche von dem zumindest einen Objekt (8) stammen, wobei zumindest ein Objektmodell vorgegeben wird, wobei das zumindest eine Objektmodell zumindest durch eine Position und/oder eine Form definiert ist, und für die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte (10) zu dem zumindest einen Cluster (C1, C2, C3) die gemessenen Objektpunkte (10) mit dem zumindest einen Objektmodell verglichen werden.

The invention relates to a method for detecting at least one object (8) in a surrounding area (9) of a vehicle (1), in which a plurality of measured object points (10) is determined based on measurements with at least two ultrasonic sensors (4) measured object points (10) are assigned to at least one cluster (C1, C2, C3) and, through the assignment of the measured object points (10) to the cluster (C1, C2, C3), those measured object points (10) which are recognized by the at least one object (8) originate, at least one object model being specified, the at least one object model being defined at least by a position and / or a shape, and for the assignment of the measured object points (10) to the at least one cluster (C1, C2, C3) the measured object points (10) are compared with the at least one object model.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von zumindest einem Objekt in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird anhand von Messungen mit zumindest zwei Ultraschallsensoren eine Mehrzahl von gemessenen Objektpunkten bestimmt, die gemessenen Objektpunkte werden zumindest einem Cluster zugeordnet und durch die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte zu dem Cluster werden diejenigen gemessenen Objektpunkte erkannt, welche von dem zumindest einen Objekt stammen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares (Speicher)medium.The present invention relates to a method for detecting at least one object in an area surrounding a vehicle. In the method, a plurality of measured object points is determined on the basis of measurements with at least two ultrasonic sensors, the measured object points are assigned to at least one cluster, and those measured object points that originate from the at least one object are recognized by assigning the measured object points to the cluster. The present invention also relates to a computing device and an ultrasonic sensor device for a vehicle. Finally, the present invention relates to a computer program product and a computer-readable (storage) medium.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensoren für Fahrzeuge. Derartige Ultraschallsensoren können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein. Mit den Ultraschallsensoren können Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden. Zu diesem Zweck kann mit den Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt bestimmt werden.In the present case, the interest is directed towards ultrasonic sensors for vehicles. Such ultrasonic sensors can be part of a driver assistance system of the vehicle, for example. Objects in the area surrounding the vehicle can be detected with the ultrasonic sensors. For this purpose, an ultrasonic signal can be transmitted with the ultrasonic sensors and the ultrasonic signal reflected by the object can be received again. A distance between the ultrasonic sensor and the object can then be determined on the basis of the transit time between the transmission of the ultrasonic signal and the reception of the ultrasonic signal reflected by the object.

In heutigen Ultraschallsystemen beziehungsweise Ultraschallsensorvorrichtungen erfolgt die Zieldetektion beziehungsweise die Detektion der Objekte über das Auffinden von Spitzen in dem Antwortsignal des Ultraschallsensors. Um herauszufinden, wo sich das Objekt befindet, trianguliert man zwei oder drei Signale, je nachdem, ob eine zweidimensionale oder dreidimensionale Objekterkennung notwendig ist. Hierzu sind werden die zwei oder drei Signale mit unterschiedlichen Sensoren ausgesendet und/oder empfangen, wobei sich die Sensoren an unterschiedlichen Positionen befinden. Bei der dreidimensionalen Objekterkennung ist es zudem erforderlich, dass die Sensoren nicht auf einer Linie liegen. Es ist ferner aus dem Stand der Technik bekannt, dass einzelne Objektpunkte bestimmt werden, welche den Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt beschreiben. Ferner ist es bekannt, dass diese Objektpunkte zusammengefasst beziehungsweise geclustert werden. Beispielsweise können diejenigen Objektpunkte verbunden werden, die sich näherungsweise auf einer Linie befinden. Allerdings kann man daraus nicht direkt auf die Form des Objekts schließen. Diese Einschränkung reduziert die Möglichkeit, Objekte sinnvoll zu tracken und insbesondere die Genauigkeit des Trackings. Des Weiteren ist es so nicht möglich, Signalechos direkt einem Objekt zuzuordnen und bereits im ersten Schritt eine Aussage über Objekteigenschaften zu treffen.In today's ultrasonic systems or ultrasonic sensor devices, the target detection or the detection of the objects takes place by finding peaks in the response signal of the ultrasonic sensor. To find out where the object is, two or three signals are triangulated, depending on whether two-dimensional or three-dimensional object recognition is necessary. For this purpose, the two or three signals are transmitted and / or received with different sensors, the sensors being at different positions. With three-dimensional object recognition, it is also necessary that the sensors are not on a line. It is also known from the prior art that individual object points are determined which describe the distance between the ultrasonic sensor and the object. It is also known that these object points are combined or clustered. For example, those object points can be connected that are approximately on a line. However, one cannot directly deduce the shape of the object from this. This restriction reduces the possibility of tracking objects in a meaningful way and, in particular, the accuracy of the tracking. Furthermore, it is not possible to assign signal echoes directly to an object and to make a statement about object properties in the first step.

Die DE 10 2016 218 064 A1 offenbart ein Betriebsverfahren für ein Ultraschallsensorsystem. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges Fangfenster über einen Tiefpassfilter an eine mittlere Abweichung zwischen einer vorhergesagten Lage eines zukünftigen Ultraschallechos und einer tatsächlichen Lage eines in einer Gruppe oder einer Trace aufgenommenen Ultraschallechos in einer Spur eines Ultraschallechosignals angepasst wird. Bei einer Gruppe handelt sich dabei jeweils um eine Zusammenfassung von Ultraschallechos in Echosignalen oder Empfangssignalen zu zeitlich voneinander beabstandeten Ultraschallsignalen als Sendesignalen oder zu deren zeitlich beabstandeten Pulsen als Sendepulse.The DE 10 2016 218 064 A1 discloses a method of operation for an ultrasonic sensor system. It can be provided that a respective capture window is adapted via a low-pass filter to an average deviation between a predicted position of a future ultrasonic echo and an actual position of an ultrasonic echo recorded in a group or a trace in a track of an ultrasonic echo signal. A group is a combination of ultrasonic echoes in echo signals or received signals to form ultrasonic signals spaced apart from one another as transmit signals or to their temporally spaced pulses as transmit pulses.

Ferner beschreibt die DE 10 2015 120 655 A1 ein Verfahren zum Normieren von Ultraschallechosignaldaten. Hierbei können Kenndaten wie charakteristische Eigenschaften und Kennwerte der jeweiligen Cluster bestimmt werden. Beispiele für solche Cluster-Kenndaten sind Informationen über die Lokalisation, Verteilung, Form, Energie, Ausdehnung und Distanz der von einem Cluster repräsentierten auf Reflektionen an Objekten zurückgehende Signalanteile des von den normierten Ultraschallechosignaldaten repräsentierten normierten Ultraschallechosignals.Furthermore describes the DE 10 2015 120 655 A1 a method of normalizing ultrasonic echo signal data. Characteristic data such as characteristic properties and parameters of the respective clusters can be determined here. Examples of such cluster characteristic data are information about the localization, distribution, shape, energy, extent and distance of the signal components of the normalized ultrasonic echo signal represented by the normalized ultrasonic echo signal data, which are represented by a cluster and are due to reflections on objects.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2014 111 124 A1 ein Verfahren zum Erkennen zumindest eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs. Dabei werden während einer Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu dem zumindest einen Objekt aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In jedem Messzyklus wird ein Merkmal bestimmt, wobei das Merkmal einen Positionswert beschreibt. Der Positionswert beschreibt die Position des zumindest einen Objekts. Des Weiteren werden die Merkmale in Abhängigkeit von ihrem Positionswert einem Cluster zugeordnet und die Merkmale des Clusters werden in Abhängigkeit von dem Vorliegen eines zweiten Echos als dem zumindest einen Objekt zugehörig signalisiert.Furthermore, the DE 10 2014 111 124 A1 a method for recognizing at least one object in a surrounding area of a motor vehicle. In this case, successive measurement cycles are carried out during a movement of the motor vehicle relative to the at least one object. A feature is determined in each measuring cycle, the feature describing a position value. The position value describes the position of the at least one object. Furthermore, the features are assigned to a cluster as a function of their position value and the features of the cluster are signaled as belonging to the at least one object as a function of the presence of a second echo.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie Objekte in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs mithilfe einer Ultraschallsensorvorrichtung der eingangs genannten Art zuverlässiger erkannt werden können.The object of the present invention is to provide a solution as to how objects in an area surrounding a vehicle can be detected more reliably with the aid of an ultrasonic sensor device of the type mentioned at the beginning.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Computerprogrammprodukt sowie durch ein computerlesbares (Speicher)medium mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a method, by a computing device, by an ultrasonic sensor device, by a computer program product and by a computer-readable (storage) medium with the features according to the independent claims. Advantageous developments of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Erfassen von zumindest einem Objekt in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird anhand von Messungen mit zumindest zwei Ultraschallsensoren eine Mehrzahl von gemessenen Objektpunkten bestimmt. Zudem werden die gemessenen Objektpunkte zumindest einem Cluster zugeordnet und durch die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte zu dem Cluster werden diejenigen gemessenen Objektpunkte erkannt, welche von dem zumindest einen Objekt stammen. Ferner ist vorgesehen, dass zumindest ein Objektmodell vorgegeben wird, wobei das zumindest eine Objektmodell durch zumindest eine Position und/oder eine Form definiert ist. Des Weiteren werden für die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte zu dem zumindest einen Cluster die gemessenen Objektpunkte mit dem zumindest einen Objektmodell verglichen.A method according to the invention is used to detect at least one object in an area surrounding a vehicle. In the method, a plurality of measured object points is determined on the basis of measurements with at least two ultrasonic sensors. In addition, the measured object points are assigned to at least one cluster and, through the assignment of the measured object points to the cluster, those measured object points are recognized which originate from the at least one object. It is further provided that at least one object model is specified, the at least one object model being defined by at least one position and / or a shape. Furthermore, for the assignment of the measured object points to the at least one cluster, the measured object points are compared with the at least one object model.

Mithilfe des Verfahrens sollen Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erkannt werden. Das Verfahren kann mit einer entsprechenden Recheneinrichtung einer Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt werden. Diese Recheneinrichtung kann durch ein elektronisches Steuergerät der Ultraschallsensorvorrichtung und/oder durch eine in die Ultraschallsensoren integrierte Recheneinrichtungen beziehungsweise Sensorelektronik durchgeführt werden. Im Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise der Ultraschallsensoren wird mit den Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet. Die Ultraschallsensoren können eine Membran aufweisen, die mit einem Schallwandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann. Hierdurch kann das Ultraschallsignal ausgesendet werden. Das in dem Umgebungsbereich beziehungsweise an dem Objekt reflektierte Objekt gelangt wieder zu dem Ultraschallsensor zurück, wodurch die Membran in Schwingungen versetzt wird. Diese Schwingung der Membran kann mit dem Schallwandlerelement erfasst werden und in Form eines Sensorsignals, insbesondere in einer zeitlich veränderlichen Spannung, ausgegeben werden. Darüber hinaus kann dieses Sensorsignal dahingehend überprüft werden, ob dieses Signalspitzen beziehungsweise Peaks aufweist. Derartige Signalspitzen können dann dem Echo des Ultraschallsignals an dem Objekt zugeordnet werden.Objects in the area surrounding the vehicle are intended to be recognized with the aid of the method. The method can be carried out with a corresponding computing device of an ultrasonic sensor device. This computing device can be implemented by an electronic control unit of the ultrasonic sensor device and / or by a computing device or sensor electronics integrated in the ultrasonic sensors. When the ultrasonic sensor device or the ultrasonic sensors are in operation, the ultrasonic sensors transmit an ultrasonic signal. The ultrasonic sensors can have a membrane which can be excited to mechanical vibrations with a sound transducer element, for example a piezoelectric element. This allows the ultrasonic signal to be transmitted. The object reflected in the surrounding area or on the object returns to the ultrasonic sensor, causing the membrane to vibrate. This vibration of the membrane can be detected with the sound transducer element and output in the form of a sensor signal, in particular in a time-variable voltage. In addition, this sensor signal can be checked to determine whether it has signal peaks or peaks. Such signal peaks can then be assigned to the echo of the ultrasonic signal on the object.

Die Ultraschallsensorvorrichtung kann zumindest zwei Ultraschallsensoren aufweisen. Mit diesen Ultraschallsensoren können sowohl direkte als auch indirekte Messungen durchgeführt werden. Bei einer direkten Messung wird das Ultraschallsignal mit einem der Ultraschallsensoren ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal auch wieder mit dem gleichen Ultraschallsensor empfangen. Bei der indirekten Messung wird das Ultraschallsignal mit einem ersten Ultraschallsensor ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal mit einem zweiten Ultraschallsensor empfangen. Aus diesen direkten und indirekten Signalen kann dann mittels Trilateration jeweils ein gemessener Objektpunkt bestimmt werden, der den Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und dem Objekt beschreiben kann. Diese gemessenen Objektpunkte können fortlaufend während der Bewegung des Fahrzeugs bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die gemessenen Objektpunkte in eine digitale Umgebungskarte eingetragen werden, welche die Umgebung beziehungsweise den Umgebungsbereich des Fahrzeugs beschreiben.The ultrasonic sensor device can have at least two ultrasonic sensors. Both direct and indirect measurements can be carried out with these ultrasonic sensors. In the case of a direct measurement, the ultrasonic signal is transmitted with one of the ultrasonic sensors and the ultrasonic signal reflected by the object is also received again with the same ultrasonic sensor. In the case of indirect measurement, the ultrasonic signal is transmitted with a first ultrasonic sensor and the ultrasonic signal reflected by the object is received with a second ultrasonic sensor. From these direct and indirect signals, a measured object point can then be determined by means of trilateration, which point can describe the distance between at least one of the ultrasonic sensors and the object. These measured object points can be determined continuously while the vehicle is moving. It can also be provided that the measured object points are entered in a digital map of the surroundings, which describe the surroundings or the surrounding area of the vehicle.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Objektmodell vorgegeben wird, wobei das zumindest eine Objektmodell zumindest durch eine Position und/oder eine Form definiert ist. Es können beispielsweise eine Mehrzahl von Objektmodellen vorgegeben werden, welche sich durch ihre Position und/oder Formgebung voneinander unterscheiden. Anhand der Verteilung der gemessenen Objektpunkte können diese möglichen Objekten in dem Umgebungsbereich zugeordnet werden. Die verschiedenen Peaks aus allen Signalwegen beziehungsweise alle gemessenen Objektpunkte können also verschiedenen Objekten zugeordnet werden. Des Weiteren werden für die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte zu dem zumindest einen Cluster die gemessenen Objektpunkte mit dem zumindest einen Objektmodell verglichen. Beispielsweise können zunächst aus allen Objektpunkten diejenigen extrahiert oder ausgewählt werden, welche tatsächlich von Reflexionen des Ultraschallsignals an dem zumindest einen Objekt stammen. Danach können die ausgewählten Objektpunkte geclustert beziehungsweise zusammengefasst werden. Die ausgewählten Objektpunkte können also einem oder mehreren Clustern zugeordnet werden. Insgesamt können somit Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs mithilfe von Messungen mit Ultraschallsensoren zuverlässiger erkannt werden. Somit können diese Objekte auch entsprechend nachverfolgt beziehungsweise getrackt werden.According to an essential aspect of the present invention it is provided that at least one object model is specified, the at least one object model being defined at least by a position and / or a shape. For example, a plurality of object models can be specified which differ from one another in terms of their position and / or shape. On the basis of the distribution of the measured object points, these possible objects can be assigned in the surrounding area. The different peaks from all signal paths or all measured object points can therefore be assigned to different objects. Furthermore, for the assignment of the measured object points to the at least one cluster, the measured object points are compared with the at least one object model. For example, those points can first be extracted or selected from all object points which actually originate from reflections of the ultrasonic signal on the at least one object. The selected object points can then be clustered or combined. The selected object points can therefore be assigned to one or more clusters. Overall, objects in the area surrounding the vehicle can thus be detected more reliably with the aid of measurements with ultrasonic sensors. This means that these objects can also be traced or tracked accordingly.

In einer Ausführungsform wird das zumindest eine Objektmodell durch einen Abstand zu zumindest einem der Ultraschallsensoren definiert und die gemessenen Objektpunkte werden anhand des Abstands zu dem zumindest einem Ultraschallsensor dem Objektmodell zugeordnet. Beispielsweise kann also erkannt werden, dass mehrere der Objektpunkte den gleichen oder einen ähnlichen Abstand zu den Ultraschallsensoren aufweisen. Wenn mehrere gemessene Objektpunkte in einem Abstandsbereich liegen, kann davon ausgegangen werden, dass diese vom gleichen Objekt stammen. Beispielsweise können die gemessenen Objektpunkte bezüglich des Abstandswerts ausgewertet werden. Zudem können dann die gemessenen Objektpunkte, die dem gleichen Objekt zugeordnet werden, geclustert werden. Somit kann ein Clustern der gemessenen Objektpunkte mit geringem Rechenaufwand realisiert werden.In one embodiment, the at least one object model is defined by a distance from at least one of the ultrasonic sensors and the measured object points are assigned to the object model on the basis of the distance from the at least one ultrasonic sensor. For example, it can thus be recognized that several of the object points are at the same or a similar distance from the ultrasonic sensors. If several measured object points lie in a distance range, it can be assumed that these come from the same object. For example, the measured object points can be evaluated with regard to the distance value. In addition, the measured object points that are assigned to the same object can then be clustered. In this way, the measured object points can be clustered with little computing effort.

In einer weiteren Ausführungsform werden anhand des zumindest einen Objektmodells berechnete Objektpunkte bestimmt und die gemessenen Objektpunkte werden mit den berechneten Objektpunkten vergleichen. Die Objektmodelle können verschiedene Objekttypen beschreiben. Beispielsweise können die Objektmodelle unterschiedliche Formen von Objekten beschreiben. Auf Grundlage dieser Objektmodelle werden nun berechnete Objektpunkte bestimmt. Diese berechneten Objektpunkte beschreiben jeweils den Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und einem der Objektmodelle. Die jeweiligen berechneten Objektpunkte können also separat für die unterschiedlichen Objektmodelle bestimmt werden. Zudem ist es vorgesehen, dass die gemessenen Objektpunkte mit den berechneten Objektpunkten verglichen werden. Aus diesem Vergleich kann nun abgeleitet werden, welches der Objektmodelle den gemessenen Objektpunkten am besten zugeordnet werden kann oder am ähnlichsten ist. Es ist also gemäß der Erfindung vorgesehen, für verschiedene Objektmodelle beziehungsweise Objekttypen den theoretisch erwarteten Abstand, den die Ultraschallsensoren messen würden, zu berechnen. Auf diese Weise kann auch die Form beziehungsweise der Typ des Objekts bestimmt werden.In a further embodiment, object points calculated using the at least one object model are determined and the measured object points are compared with the calculated object points. The object models can describe different object types. For example, the object models can describe different forms of objects. Calculated object points are now determined on the basis of these object models. These calculated object points each describe the distance between at least one of the ultrasonic sensors and one of the object models. The respective calculated object points can therefore be determined separately for the different object models. It is also provided that the measured object points are compared with the calculated object points. From this comparison it can now be derived which of the object models can best be assigned to the measured object points or is most similar. It is therefore provided according to the invention to calculate the theoretically expected distance that the ultrasonic sensors would measure for various object models or object types. In this way, the shape or the type of the object can also be determined.

Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Funktion bestimmt wird, welche einen Unterschied zwischen den gemessenen Objektpunkten und den berechneten Objektpunkten beschreibt und dass der Vergleich anhand der Funktion durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann eine Funktion oder Fehlerfunktion berechnet werden, welche die Übereinstimmung einer Gruppe von gemessenen Objektpunkten zu einem bestimmten Objekttyp angibt. Beispielsweise kann eine Funktion bestimmt werden, welche die mittlere quadratische Abweichung (mean square error) zwischen den gemessenen Objektpunkten und den berechneten Objektpunkten beschreibt. Für die Minimierung des Fehlers kann der Mittelwert auch nur durch die Summe realisiert werden, da die Anzahl der Messpunkte beziehungsweise Objektpunkte während der Minimierung konstant bleibt. Somit kann für jedes der Objektmodelle eine entsprechende Funktion bestimmt werden, um die bestimmten Objektmodelle mit den gemessenen Objektpunkten zu vergleichen. Auf diese Weise kann mit geringem Rechenaufwand der Vergleich der gemessenen Objektpunkte mit den berechneten Objektpunkten durchgeführt werden.It is preferably provided here that a function is determined which describes a difference between the measured object points and the calculated object points and that the comparison is carried out on the basis of the function. In other words, a function or error function can be calculated which indicates the correspondence of a group of measured object points with a specific object type. For example, a function can be determined which describes the mean square error between the measured object points and the calculated object points. To minimize the error, the mean value can also only be realized by the sum, since the number of measuring points or object points remains constant during the minimization. A corresponding function can thus be determined for each of the object models in order to compare the determined object models with the measured object points. In this way, the comparison of the measured object points with the calculated object points can be carried out with little computational effort.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Minimum der Funktion bestimmt und die Zuordnung des zumindest einen Objektmodells zu den gemessenen Objektpunkten wird anhand des Minimums durchgeführt. Mit anderen Worten kann die konstruierte Funktion ein globales Minimum bei den am besten passenden Objekteigenschaften beziehungsweise bei dem am besten passenden Objektmodell aufweisen. Durch das Minimieren der Funktion kann somit die Information über das Objekt in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs herausgefunden werden. Je nachdem wie groß der Funktionswert dieser Optimierungsfunktion ein Minimum für die verschiedenen Objektmodelle beziehungsweise Objekttypen ist, kann ein Rückschluss auf die Form und die Position des Objekts geschlossen werden.In a further embodiment, a minimum of the function is determined and the assignment of the at least one object model to the measured object points is carried out on the basis of the minimum. In other words, the constructed function can have a global minimum with the best matching object properties or with the best matching object model. By minimizing the function, the information about the object in the area surrounding the vehicle can thus be found. Depending on how large the functional value of this optimization function is a minimum for the various object models or object types, conclusions can be drawn about the shape and position of the object.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Funktion eine Variable und/oder einen Parameter umfasst, wobei die Variable und/oder der Parameter eine Form und/oder eine Position des jeweiligen Objektmodells beschreiben. Die theoretisch berechneten Objektpunkte können von der Variablen und/oder dem Parameter abhängen. Mit anderen Worten kann der jeweils berechnete Objektpunkt eine Funktion der Variablen und/oder des Parameters sein.It is also advantageous if the function comprises a variable and / or a parameter, the variable and / or the parameter describing a shape and / or a position of the respective object model. The theoretically calculated object points can depend on the variable and / or the parameter. In other words, the object point calculated in each case can be a function of the variable and / or the parameter.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das zumindest eine Objektmodell ein Punkt, eine Linie, ein Kreis und/oder eine Wand. Beispielsweise können als Objektmodelle Punktmodelle und/oder Linienmodelle vorgegeben werden. Für ein Punktobjekt und/oder ein Linienobjekt können analytische Lösungen verwendet werden, um den Abstand abhängig von der Position zu bestimmen. Ferner kann vorgesehen sein, dass eines der Objektmodelle ein Kreis ist, wobei der Kreis insbesondere numerisch definiert wird. Ein derartiger Kreis kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein zylinderförmiges Objekt im zweidimensionalen Raum zu modellieren. Wenn die gemessenen Objektpunkte im zweidimensionalen Raum bestimmt werden, können diese mit Objektmodellen, welche zylinderförmige Objekte beziehungsweise Pfosten im dreidimensionalen Raum beschreiben, verglichen werden. Neben kreisförmigen Objektmodellen können auch quadratische oder rechteckförmige Objektmodelle verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass eines der Objektmodelle eine Wand, wobei die Wand durch einen Referenzpunkt und einen normalen Vektor definiert wird. Eine derartige Wand kann also anhand ihrer Position beziehungsweise des Referenzpunkts definiert werden. Ferner kann die Wand durch die Orientierung des Normalenvektors definiert werden. Somit kann die Neigung der Wand relativ zu den Ultraschallsensoren beziehungsweise zu dem Fahrzeug vorgegeben werden. Somit kann auch ein derartiges dreidimensionales Objekt entsprechend beschrieben werden und die hieraus abgeleiteten berechneten Objektpunkte mit den gemessenen Objektpunkten verglichen werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass andere dreidimensionale Objektmodelle beziehungsweise Objekttypen verwendet werden.In a further embodiment, the at least one object model is a point, a line, a circle and / or a wall. For example, point models and / or line models can be specified as object models. For a point object and / or a line object, analytical solutions can be used to determine the distance as a function of the position. Furthermore, it can be provided that one of the object models is a circle, the circle being defined numerically in particular. Such a circle can be used, for example, to model a cylindrical object in two-dimensional space. If the measured object points are determined in two-dimensional space, they can be compared with object models that describe cylindrical objects or posts in three-dimensional space. In addition to circular object models, square or rectangular object models can also be used. It can also be provided that one of the object models is a wall, the wall being defined by a reference point and a normal vector. Such a wall can therefore be defined on the basis of its position or the reference point. Furthermore, the wall can be defined by the orientation of the normal vector. The inclination of the wall relative to the ultrasonic sensors or to the vehicle can thus be specified. Such a three-dimensional object can thus also be correspondingly described and the calculated object points derived therefrom with the measured object points be compared. In principle, it is also conceivable that other three-dimensional object models or object types are used.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Objektmodellen bestimmt wird und durch Zuordnung der Mehrzahl von Objektmodellen zu den gemessenen Objektpunkten eine Anzahl von Objekten in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs bestimmt wird. Das Verfahren kann also für mehrere Objekte der Umgebung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dabei können den jeweiligen Objekten unterschiedliche Objektmodelle zugeordnet werden. Durch Minimierung der zuvor beschriebenen Funktionen kann dann schließlich nicht nur die Anzahl der vorhandenen Objekte, sondern auch die exakte Form beziehungsweise der Typ der Objekte, beispielsweise Wand, Zylinder oder dergleichen, bestimmt werden.It is also advantageous if a plurality of object models is determined and a number of objects in the area surrounding the vehicle is determined by assigning the plurality of object models to the measured object points. The method can therefore be carried out for several objects in the vicinity of the vehicle. Different object models can be assigned to the respective objects. By minimizing the functions described above, not only the number of objects present, but also the exact shape or type of objects, for example wall, cylinder or the like, can then be determined.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte zu dem zumindest einen Objektmodell in aufeinanderfolgenden Iterationsschritten durchgeführt wird. Da die Anzahl der Objekte und damit die Modellordnung in einer Szene unbekannt ist, ist eine Iteration der Modellordnung in der Szene vorteilhaft. Hinweise auf die Modellordnung geben dazu bereits die Varianz der vorhandenen gemessenen Objektpunkt beziehungsweise der Sensor-Paare. Eine genaue Bestimmung der Objektanzahl und der Objekttypen kann jedoch iterativ ermittelt werden.In particular, it is provided here that the assignment of the measured object points to the at least one object model is carried out in successive iteration steps. Since the number of objects and thus the model order in a scene is unknown, iterating the model order in the scene is advantageous. The variance of the existing measured object points or the sensor pairs provide information on the model order. An exact determination of the number of objects and the object types can, however, be determined iteratively.

Bevorzugt werden die gemessenen Objektpunkte für verschiedene Sensorpfade bestimmt, wobei ein Sensorpfad einen Weg eines Ultraschallsignals beschreibt, welches mit einem ersten der Ultraschallsensoren ausgesendet wird und mit dem ersten Ultraschallsensor oder einem zweiten der Ultraschallsensoren empfangen wird. Sensorpfad heißt in diesem Fall, dass ein Ultraschallsensor das Ultraschallsignal aussendet und ein anderer oder der gleiche Ultraschallsensor das reflektierte Ultraschallsignal detektiert. Wie viele Sensorpfade benötigt werden, hängt von den Freiheitsgraden des jeweiligen Objektmodells und der betrachteten Dimensionen ab. Es kann beispielsweise eine zweidimensionale Betrachtung oder eine dreidimensionale Betrachtung vorgesehen sein. Damit können die jeweiligen Funktionen speziell für die Objektmodelle definiert werden.The measured object points are preferably determined for different sensor paths, with a sensor path describing a path of an ultrasonic signal which is transmitted by a first of the ultrasonic sensors and received by the first ultrasonic sensor or a second of the ultrasonic sensors. In this case, sensor path means that one ultrasonic sensor emits the ultrasonic signal and another or the same ultrasonic sensor detects the reflected ultrasonic signal. How many sensor paths are required depends on the degrees of freedom of the respective object model and the dimensions considered. For example, a two-dimensional view or a three-dimensional view can be provided. This means that the respective functions can be specifically defined for the object models.

In einer weiteren Ausgestaltung wird bei der Bestimmung der berechneten Objektpunkte beziehungsweise der Bestimmung des zumindest einen Objektmodells eine Bewegung des Fahrzeugs berücksichtigt. Mit der Fahrt des Fahrzeugs werden mit der Ultraschallsensorvorrichtung zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In den jeweiligen Messzyklen werden mit den Ultraschallsensoren die Ultraschallsignale ausgesendet und die von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignale wieder bestimmt. Zudem werden die gemessenen Objektpunkte bestimmt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Fahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird. Die Bewegung des Fahrzeugs kann beispielsweise mittels Odometrie bestimmt werden. Hierzu können die Umdrehungen zumindest eines Rads des Fahrzeugs und/oder ein Lenkwinkel des Fahrzeugs fortlaufend aufgezeichnet werden. Um die berechneten Objektpunkte beziehungsweise die Objektmodelle zuverlässig bestimmen zu können, ist auch hier die Bewegung des Fahrzeugs zu berücksichtigen.In a further embodiment, a movement of the vehicle is taken into account when determining the calculated object points or determining the at least one object model. When the vehicle is moving, measurement cycles that follow one another in time are carried out with the ultrasonic sensor device. In the respective measuring cycles, the ultrasonic signals are transmitted with the ultrasonic sensors and the ultrasonic signals reflected by the object are determined again. In addition, the measured object points are determined. It must be taken into account here that the vehicle is moved relative to the object. The movement of the vehicle can be determined by means of odometry, for example. For this purpose, the revolutions of at least one wheel of the vehicle and / or a steering angle of the vehicle can be recorded continuously. In order to be able to reliably determine the calculated object points or the object models, the movement of the vehicle must also be taken into account here.

Das Verfahren wurde vorliegend in Zusammenhang mit Ultraschallsensoren beschrieben. Grundsätzlich kann das Verfahren auch auf andere Abstandssensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, Lidar-Sensoren, Laserscanner oder dergleichen übertragen werden.The method has been described here in connection with ultrasonic sensors. In principle, the method can also be transferred to other distance sensors, such as, for example, radar sensors, lidar sensors, laser scanners or the like.

Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung ist zum Durchführen eines Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgelegt. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU) des Fahrzeugs gebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung durch eine in einem Ultraschallsensor integrierte Sensorelektronik gebildet wird. In diesem Fall kann die Sensorelektronik insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet sein. Auf der Recheneinrichtung kann ein entsprechendes Computerprogramm zum Ablauf gebracht werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.A computing device according to the invention for an ultrasonic sensor device is designed to carry out a method and the advantageous refinements thereof. The computing device can be formed, for example, by an electronic control unit (ECU) of the vehicle. Furthermore, it can be provided that the computing device is formed by sensor electronics integrated in an ultrasonic sensor. In this case, the sensor electronics can in particular be designed as an application-specific integrated circuit (ASIC). A corresponding computer program can be run on the computing device in order to carry out the method according to the invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug. Die Ultraschallsensorvorrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung sowie zumindest zwei Ultraschallsensoren. Insbesondere kann die Ultraschallsensorvorrichtung eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen, welche dann verteilt an dem Fahrzeug angeordnet werden können.Another aspect of the invention relates to an ultrasonic sensor device for a vehicle. The ultrasonic sensor device comprises a computing device according to the invention and at least two ultrasonic sensors. In particular, the ultrasonic sensor device can have a plurality of ultrasonic sensors, which can then be arranged in a distributed manner on the vehicle.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.A method according to the invention comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. The ultrasonic sensor device can be part of a driver assistance system of the vehicle, for example. The vehicle is designed in particular as a passenger car. It can also be provided that the vehicle is designed as a utility vehicle.

Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.In addition, the present invention relates to a computer program comprising commands which, when the program is executed by a computing device, cause it to execute a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares (Speicher)medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.A further aspect of the invention relates to a computer-readable (storage) medium, comprising instructions which, when executed by a computing device, cause the computing device to execute a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare Medium.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply accordingly to the computing device according to the invention, for the ultrasonic sensor device according to the invention, for the vehicle according to the invention, for the computer program product according to the invention and for the computer-readable medium according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the specified combination, but also in other combinations without departing from the scope of the invention . There are thus also embodiments of the invention to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but emerge and can be generated from the explained embodiments by means of separate combinations of features. Designs and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, designs and combinations of features, in particular through the statements set out above, are to be regarded as disclosed that go beyond the combinations of features set forth in the back-references of the claims or differ from them.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches eine Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist;
2 eine schematische Darstellung eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs, in dem sich als Objekt zwei Zylinder und eine Wand befinden, sowie eine Mehrzahl von gemessenen Objektpunkten;
3 die gemessenen Objektpunkte in Abhängigkeit von einem Abstand, wobei die gemessenen Objektpunkte drei Clustern zugeordnet werden;
4 die Darstellung gemäß 2, wobei nur die gemessenen Objektpunkte des ersten Clusters dargestellt sind;
5 die Darstellung gemäß 2, wobei nur die gemessenen Objektpunkte des zweiten Clusters dargestellt sind; und
6 die Darstellung gemäß 2, wobei nur die gemessenen Objektpunkte des dritten Clusters dargestellt sind.

The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings. Show:

1 a schematic representation of a vehicle having an ultrasonic sensor device with a plurality of ultrasonic sensors;
2 a schematic representation of a surrounding area of the vehicle in which there are two cylinders and a wall as an object, as well as a plurality of measured object points;
3 the measured object points as a function of a distance, the measured object points being assigned to three clusters;
4th the representation according to 2 , only the measured object points of the first cluster being shown;
5 the representation according to 2 , only the measured object points of the second cluster being shown; and
6th the representation according to 2 , whereby only the measured object points of the third cluster are shown.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem 2 als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem der Fahrer beim Einparken des Fahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken aus der Parklücke unterstützt werden kann. 1 shows a vehicle 1 , which is designed here as a passenger car, in a plan view. The vehicle 1 includes a driver assistance system 2 which is used to assist a driver in driving the vehicle 1 to support. For example, the driver assistance system 2 be designed as a parking aid system, by means of which the driver when parking the vehicle 1 can be supported in a parking space and / or when pulling out of the parking space.

Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine Ultraschallsensorvorrichtung 3. Die Ultraschallsensorvorrichtung 3 weist zumindest einen Ultraschallsensor 4 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung acht Ultraschallsensoren 4, von denen vier in einem Frontbereich 6 und vier in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Ultraschallsensoren 4 können insbesondere an den Stoßfängern des Fahrzeugs 1 montiert sein. Dabei können die Ultraschallsensoren 4 zumindest bereichsweise in entsprechenden Ausnehmungen beziehungsweise Durchgangsöffnungen der Stoßfänger angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensoren 4 verdeckt hinter den Stoßfängern angeordnet sind. Grundsätzlich können die Ultraschallsensoren 4 auch an weiteren Verkleidungsteilen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.The driver assistance system 2 again comprises an ultrasonic sensor device 3 . The ultrasonic sensor device 3 has at least one ultrasonic sensor 4th on. In the present exemplary embodiment, the ultrasonic sensor device comprises eight ultrasonic sensors 4th , four of which in a front area 6th and four in a stern area 7th of the vehicle 1 are arranged. The ultrasonic sensors 4th can in particular on the bumpers of the vehicle 1 be mounted. The ultrasonic sensors 4th be arranged at least in some areas in corresponding recesses or through openings of the bumpers. It can also be provided that the ultrasonic sensors 4th are concealed behind the bumpers. In principle, the ultrasonic sensors 4th also on other trim parts of the vehicle 1 be arranged.

Mithilfe der jeweiligen Ultraschallsensoren 4 können Sensorsignale bereitgestellt werden, welche zumindest ein Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 9 des Kraftfahrzeugs 1 beschreiben. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. Zum Bestimmen des Sensorsignals kann mit jedem der Ultraschallsensoren 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden. Im Anschluss daran kann das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen Abstände, die mit unterschiedlichen Ultraschallsensoren 4 bestimmt werden, berücksichtigt werden. Somit kann mittels Trilateration die relative Lage zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ultraschallsignal, das von einem der Ultraschallsensoren 4 ausgesendet wurde, mit einem benachbarten Ultraschallsensor 4 empfangen wird. Dies wird auch als indirekte Messung oder Kreuzmessung bezeichnet.With the help of the respective ultrasonic sensors 4th sensor signals can be provided which at least one object 8th in a surrounding area 9 of the motor vehicle 1 describe. An object is shown schematically here 8th in the surrounding area 9 shown. Each of the ultrasonic sensors can be used to determine the sensor signal 4th an ultrasonic signal can be emitted. This can then be done by the object 8th reflected ultrasonic signal can be received again. Based on the transit time between the transmission of the ultrasonic signal and the reception of the from the object 8th The reflected ultrasonic signal can then be a distance between the ultrasonic sensor 4th and the object 8th to be determined. It can also be provided that the respective distances obtained with different ultrasonic sensors 4th be determined. Thus, by means of trilateration, the relative position between the vehicle 1 and the object 8th to be determined. It can also be provided that the ultrasonic signal, which is from one of the ultrasonic sensors 4th was sent out with a neighboring ultrasonic sensor 4th Will be received. This is also known as an indirect measurement or cross measurement.

Des Weiteren umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 eine Recheneinrichtung 5, welche mit den Ultraschallsensoren 4 zur Datenübertragung mit einer Datenleitung verbunden ist. Vorliegend ist die Datenleitung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Über die Datenleitung können die mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 bestimmten Sensorsignale an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden. Anhand der Sensorsignale kann die Recheneinrichtung 5 überprüfen, ob sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet und an welcher Position sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 genutzt werden, um eine Ausgabe an den Fahrer des Fahrzeugs 1 auszugeben. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem 2 in eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder einen Antriebsmotor eingreift, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem zumindest einen erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren.Furthermore, the ultrasonic sensor device comprises 3 a computing device 5 , which with the ultrasonic sensors 4th is connected to a data line for data transmission. In the present case, the data line is not shown for the sake of clarity. The data line can be used to communicate with the respective ultrasonic sensors 4th certain sensor signals to the computing device 5 be transmitted. The computing device can use the sensor signals 5 check that the object is 8th in the surrounding area 9 is located and at which position the object is 8th in the surrounding area 9 is located. This information can then be provided by the driver assistance system 2 used to provide an output to the driver of the vehicle 1 to spend. In addition, it can be provided that the driver assistance system 2 engages in a steering, a braking system and / or a drive motor to the vehicle 1 as a function of the at least one detected object 8th to maneuver at least semi-autonomously.

In den Signalen, die mit den Ultraschallsensoren 4 bereitgestellt werden, können entsprechende Signalspitzen beispielsweise Peaks erkannt werden. Diese können dann dem Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 zugeordnet werden. Auf Grundlage der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann der Abstand zwischen dem jeweiligen Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Hieraus können dann gemessene Objektpunkte 10 abgeleitet werden.In the signals sent to the ultrasonic sensors 4th are provided, corresponding signal peaks, for example peaks, can be recognized. These can then be attached to the object 8th in the surrounding area 9 be assigned. Based on the transit time between sending the ultrasonic signal and receiving it from the object 8th The reflected ultrasonic signal can then be the distance between the respective ultrasonic sensor 4th and the object 8th to be determined. Measured object points can then be obtained from this 10 be derived.

Hierzu zeigt 2 ein zweidimensionales Abbild des Umgebungsbereichs 9 des Fahrzeugs 1. Dabei ist das Abbild des Umgebungsbereichs 9 entlang einer Fahrzeuglängsrichtung x und einer Fahrzeugquerrichtung y jeweils in m aufgetragen. Darüber hinaus sind die Ultraschallsensoren 4 beziehungsweise die Positionen der Ultraschallsensoren 4 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. In der hier gezeigten Darstellung sind die vier Ultraschallsensoren 4 im Frontbereich 6 des Fahrzeugs 1 gezeigt. In dem vorliegenden simulierten Beispiel befinden sich als Objekte 8 eine Wand und zwei Zylinder in dem Umgebungsbereich 9. Dabei ist die Wand senkrecht zu der Längsrichtung x des Fahrzeugs 1 angeordnet. Dabei wurde eine Situation simuliert, bei welcher das Fahrzeug 1 mit einer Geschwindigkeit von 15 km/h in x-Richtung auf die Objekte 8 zu bewegt wird.This shows 2 a two-dimensional image of the surrounding area 9 of the vehicle 1 . This is the image of the surrounding area 9 plotted along a vehicle longitudinal direction x and a vehicle transverse direction y, each in m. In addition, the ultrasonic sensors 4th or the positions of the ultrasonic sensors 4th in the surrounding area 9 shown. In the illustration shown here are the four ultrasonic sensors 4th in the front area 6th of the vehicle 1 shown. In the present simulated example, there are objects 8th a wall and two cylinders in the surrounding area 9 . The wall is perpendicular to the longitudinal direction x of the vehicle 1 arranged. A situation was simulated in which the vehicle 1 at a speed of 15 km / h in the x-direction on the objects 8th too is moved.

Zudem sind in 2 die gemessenen Objektpunkte 10 dargestellt. Diese wurden für alle Signalweg-Paare, die sich aus den direkten und indirekten Messungen mit den Ultraschallsensoren 4 ergeben, berechnet. Hierbei wurde noch kein Clustern der gemessenen Objektpunkte 10 durchgeführt. Aus diesen gemessenen Objektpunkten 10 lässt sich nur schwer eine Aussage über die Position und Form der Objekte 8 treffen. Einzig die Wand lässt sich anhand der Verteilung der gemessenen Objektpunkte 10 erahnen. Daher ist es vorgesehen, die gemessenen Objektpunkte 10 vorgegebenen Objektmodellen zuzuordnen. Diese Objektmodelle können die Position und/oder die Form von unterschiedlichen Objekten 8 beschreiben. Diese Objektpunkte 10, welche einem Objektmodell zugeordnet werden, können dann aus der Mehrzahl von Objektpunkten 10 ausgewählt und geclustert werden, damit diese realen Objekten 8 in dem Umgebungsbereich 9 des Fahrzeugs 1 zugeordnet werden können.In addition, in 2 the measured object points 10 shown. These were for all signal path pairs resulting from the direct and indirect measurements with the ultrasonic sensors 4th result, calculated. There was no clustering of the measured object points 10 carried out. From these measured object points 10 It is difficult to make a statement about the position and shape of the objects 8th to meet. Only the wall can be identified based on the distribution of the measured object points 10 guess. It is therefore intended to use the measured object points 10 to assign predetermined object models. These object models can show the position and / or the shape of different objects 8th describe. These object points 10 which are assigned to an object model can then be selected from the plurality of object points 10 So these real objects can be selected and clustered 8th in the surrounding area 9 of the vehicle 1 can be assigned.

In dem vorliegenden Beispiel erfolgt die Zuordnung der gemessenen Objektpunkte 10 zu den Objektmodellen in Abhängigkeit von dem gemessenen Abstand. Hierzu zeigt 3 die gemessenen Objektpunkte 10 in Abhängigkeit von Abstand d in m. Dabei sind nur die ausgewählten Objektpunkte 10 dargestellt, welche in Abhängigkeit von dem Abstand d einem Objektmodell zugeordnet werden. Aus der Darstellung von 3 ist deutlich zu erkennen, dass in diesem Beispiel drei Cluster C1, C2 und C3 benötigt werden. Die senkrechten Linien 11 geben die Positionen der Cluster C1 bis C3 an.In the present example, the measured object points are assigned 10 to the object models depending on the measured distance. This shows 3 the measured object points 10 as a function of distance d in m. Only the selected object points are shown here 10 shown, which are assigned to an object model as a function of the distance d. From the representation of 3 it can be clearly seen that in this example three clusters C1 , C2 and C3 are needed. The vertical lines 11 give the positions of the clusters C1 to C3 on.

4 zeigt analog zu der Darstellung von 2 den Umgebungsbereich 9 des Fahrzeugs 1 mit den drei Objekten 8. Dabei sind nur diejenigen Objektpunkte 10 dargestellt, welche zu dem ersten Cluster C1 zusammengefasst wurden. Zudem zeigt 5 die Darstellung des Umgebungsbereichs 9, wobei nur diejenigen Objektpunkte 10 gezeigt sind, welche zu dem zweiten Cluster C2 zusammengefasst wurden. 6 zeigt ebenfalls den Umgebungsbereichs 9, wobei nur diejenigen Objektpunkte 10 gezeigt sind, welche zu dem dritten Cluster C3 zusammengefasst wurden. In den 4 bis 6 ist eine deutliche Zugehörigkeit der ausgewählten Objektpunkte 10 zu den drei verschiedenen Objekten 8 zu erkennen. Die ganzen störenden Objektpunkte 10 aus 2 werden dabei nicht berücksichtigt. Somit ist durch das Clustern eine deutlich bessere Zuordnung zu verschiedenen Objekten 8 möglich. Daher können die verschieden Objekte 8 simultan getrackt beziehungsweise nachverfolgt werden. 4th shows analogously to the representation of 2 the surrounding area 9 of the vehicle 1 with the three objects 8th . There are only those object points 10 shown which to the first cluster C1 were summarized. Also shows 5 the representation of the surrounding area 9 , with only those object points 10 are shown which belong to the second cluster C2 were summarized. 6th also shows the surrounding area 9 , with only those object points 10 are shown which belong to the third cluster C3 were summarized. In the 4th to 6th is a clear affiliation of the selected object points 10 to the three different objects 8th to recognize. All the disturbing object points 10 out 2 are not taken into account. This means that the clustering results in a significantly better assignment to different objects 8th possible. Therefore, the different objects 8th can be tracked or tracked simultaneously.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016218064 A1 [0004]
DE 102015120655 A1 [0005]
DE 102014111124 A1 [0006]

Claims

Method for detecting at least one object (8) in a surrounding area (9) of a vehicle (1), in which a plurality of measured object points (10) is determined on the basis of measurements with at least two ultrasonic sensors (4), the measured object points (10 ) are assigned to at least one cluster (C1, C2, C3) and, by assigning the measured object points (10) to the cluster (C1, C2, C3), those measured object points (10) are identified which are from the at least one object ( 8), characterized in that at least one object model is specified, the at least one object model being defined at least by a position and / or a shape, and for the assignment of the measured object points (10) to the at least one cluster (C1, C2 , C3) the measured object points (10) are compared with the at least one object model.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the at least one object model is defined by a distance (d) to at least one of the ultrasonic sensors (4), and the measured object points (10) are assigned to the object model based on the distance (d) to the at least one ultrasonic sensor (4) will.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that object points calculated using the at least one object model are determined and the measured object points are compared with the calculated object points.

Procedure according to Claim 3 , characterized in that a function is determined which describes a difference between the measured object points (10) and the calculated object points and the comparison is carried out on the basis of the function.

Procedure according to Claim 4 , characterized in that a minimum of the function is determined and the assignment of the at least one object model to the measured object points (10) is carried out on the basis of the minimum.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one object model is a point, a line, a circle and / or a wall.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of object models is determined and a number of objects (8) in the surrounding area (9) of the vehicle (1) is determined by assigning the plurality of object models to the measured object points (10) becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the assignment of the measured object points (10) to the at least one object model is carried out in successive iteration steps.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measured object points are determined for different sensor paths, a sensor path describing a path of an ultrasonic signal which is transmitted with a first of the ultrasonic sensors (4) and with the first ultrasonic sensor (4) or a second of the ultrasonic sensors (4) is received.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a movement of the vehicle (1) is taken into account when determining the at least one object model.

Computing device (5) for an ultrasonic sensor device (3) of a vehicle (1), wherein the computing device (5) is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Ultrasonic sensor device (3) for a vehicle (1) comprising a computing device (5) according to Claim 11 and at least two ultrasonic sensors (4)

Computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computing device (5), cause the latter, a method according to one of the Claims 1 to 10 to execute.

Computer-readable (storage) medium, comprising instructions which, when executed by a computing device (5), cause them, a method according to one of the Claims 1 to 10 to execute.