DE19746524B4 - Compensation device for compensating the installation tolerances of a distance sensor on a vehicle - Google Patents
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Abstract
Kompensationseinrichtung
zur Kompensation der Einbautoleranzen eines Abstandssensors an einem
Fahrzeug,
mit einem geometrisch vorbestimmten Sollabstrahlwinkel (8a)
wenigstens eines Strahles (8) des Abstandssensors (5) relativ zum
Fahrzeug (2) und einem tatsächlich
vorliegenden toleranzbehafteten Istabstrahlwinkel (8b), und
mit
einer an den Abstandssensor (5) angeschlossenen Auswerteelektronik
(20) zur Bestimmung der aktuellen Objektabstände und aktuellen Objektwinkel
erfasster Objekte (3) relativ zum Fahrzeug (2) während des Fahrbetriebs,
dadurch
gekennzeichnet,
dass die Auswerteelektronik (20) weiter eine
Einrichtung (15) zur Bildung eines Mittelwertes der aktuellen Objektwinkel über eine
vorgebbare Zeit zu einem Objektwinkelmittelwert aufweist, wobei
der Objektwinkelmittelwert dem Sollrichtungswinkel (8a) eines geradlinig
vorausfahrenden Objekts (3) entspricht, und die Kompensationseinrichtung
in der Weise ausgebildet ist, dass ein Korrekturdifferenzwinkel
(16) zwischen dem ermittelten Sollrichtungswinkel (8a) und dem Istabstrahlwinkel
(8b) als Korrekturwert gebildet wird (17), und
dass erfasste
aktuelle Objektwinkel mit dem Korrekturdifferenzwinkel (16) zur
Kompensation von Einbautoleranzen korrigiert werden.Compensation device for compensating the installation tolerances of a distance sensor on a vehicle,
with a geometrically predetermined desired emission angle (8a) of at least one beam (8) of the distance sensor (5) relative to the vehicle (2) and an actually present tolerance-dependent actual emission angle (8b), and
with an evaluation electronics (20) connected to the distance sensor (5) for determining the current object distances and current object angles of detected objects (3) relative to the vehicle (2) during the driving operation,
characterized,
in that the evaluation electronics (20) further comprise means (15) for forming an average value of the current object angles over a predeterminable time for an object angle mean, the object angle mean value corresponding to the desired direction angle (8a) of a rectilinearly preceding object (3), and the compensation device in the Is formed such that a correction difference angle (16) between the determined desired direction angle (8a) and the Istabstrahlwinkel (8b) is formed as a correction value (17), and
that detected actual object angles are corrected with the correction difference angle (16) for compensation of installation tolerances.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation der Einbautoleranzen eines Abstandssensors an einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a compensation device for compensation the installation tolerances of a distance sensor on a vehicle after the Preamble of claim 1.
Ausstattungen an Kraftfahrzeugen mit Objekterfassungseinrichtungen für Objekte in Fahrtrichtung sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Es werden dabei regelmäßig der Objektabstand und der Objektwinkel gegenüber der Fahrtrichtung ggf. unter Einbeziehung von Kurvenfahrten ermittelt. Solche Erfassungseinrichtungen sind z. B. Bestandteile von Warneinrichtungen, mit denen ein Fahrer optisch und/oder akustisch bei einer kritischen Annäherung an Objekte gewarnt wird.Features on motor vehicles with object detection devices for objects in the direction of travel are known in many embodiments. It will thereby regularly the Object distance and the object angle with respect to the direction of travel, if necessary determined by including cornering. Such detection devices are z. B. components of warning devices with which a driver visually and / or acoustically at a critical approach Objects is warned.
Weiter
sind solche Objekterfassungseinrichtungen als Bestandteile von Geschwindigkeitsregeleinrichtungen
bekannt (
Alle vorstehend genannten Systeme dienen der Bequemlichkeit und Entlastung eines Fahrers, wobei auch Kombinationen der vorstehenden Systeme bekannt sind.All The above systems are for convenience and relief a driver, including combinations of the above systems are known.
Für die Objekterfassung hinsichtlich eines aktuellen Objektabstands und eines aktuellen Objektwinkels wird jeweils wenigstens ein am Fahrzeug montierter Abstandssensor, beispielsweise ein auf Infrarot-, Radar- oder Laserbasis arbeitender Sensor verwendet, der in einem für die Systemfunktion geometrisch vorbestimmten Sollabstrahlwinkel Strahlen aussenden soll. Üblicherweise werden Mehrstrahlsensoren verwendet, die Strahlen mit bestimmten unterschiedlichen Abstrahlwinkeln aussenden. In einer angeschlossenen Auswerteelektronik werden reflektierte Strahlen und deren Laufdauer ermittelt und daraus der Objektabstand und Objektwinkel, d. h. insgesamt die Lage eines Objekts relativ zum Fahrzeug ermittelt. Bei einer Auswertung dieser Ergebnisse hinsichtlich kritischer Gegebenheiten oder für Regeleingriffe werden regelmäßig Kurvengeometrien des Fahrweges sowie Lageveränderungen erfasster Objekte, beispielsweise zur Ermittlung eines vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt.For the object registration in terms of a current object distance and a current one Object angle is at least one mounted on the vehicle Distance sensor, for example, an infrared, radar or laser based working sensor used in one for the system function geometrically predetermined Sollabstrahlwinkel rays should emit. Usually Multi-beam sensors are used, the rays with certain send out different radiation angles. In a connected Transmitters are reflected beams and their running time determines and from this the object distance and object angle, d. H. all in all determines the location of an object relative to the vehicle. At a Evaluation of these results with regard to critical conditions or for control interventions are regular curve geometries the driveway and changes in location detected objects, for example, to determine a preceding Vehicle considered.
Warnstrategien für kritische Annäherungen an Objekte werden nur akzeptiert, wenn die Anzahl von Fehlmeldungen gering ist. Besonders kritische Fahrzustände ergeben sich bei halbautomatischen Fahrten in Verbindung mit einer Abstandsregelung oder bei selbsttätigen Bremseingriffen. Solche Systeme können nur bei bester Funktion und höchster Zuverlässigkeit akzeptiert werden.warning strategies for critical Approaches Objects are accepted only if the number of false positives is low. Particularly critical driving conditions arise in semi-automatic journeys in conjunction with a distance control or with automatic brake interventions. Such systems can only at best function and highest reliability be accepted.
Ein
wesentlicher Faktor für
eine gute Funktion ist die exakte Ermittlung der Lage von Objekten mit
einem richtigen Objektabstand und richtigen Objektwinkel. Eine Laufdauermessung
zur Erfassung eines Objektabstandes ist mit bekannten Maßnahmen exakt
durchführbar.
Probleme bestehen jedoch bei einer exakten Erfassung des Objektwinkels:
Abstandssensoren
werden beispielsweise in Stoßfänger oder
Scheinwerfergehäuse
eingebaut. Bei der Serienherstellung von Fahrzeugen ergeben sich zwangsläufig Einbautoleranzen,
so dass der für
die Sensoreinrichtung geometrisch vorbestimmte Sollabstrahlwinkel
eines Strahles von dem tatsächlichen
toleranzbehafteten Istabstrahlwinkel abweicht. Da solche Objekterfassungen
eine maximale Reichweite von ca. 200 Metern haben, ergeben ersichtlich
schon äußerst geringe
Winkeleinbautoleranzen bei großen Objektabständen erhebliche
Messfehler hinsichtlich der seitlichen Lage bezogen auf die Fahrtrichtung des
vorliegenden Fahrzeugs. Beispielsweise besteht die Gefahr, dass
vorausfahrende Fahrzeuge durch solche Seitenmessfehler einer benachbarten
Fahrspur zugeordnet werden, obwohl sie tatsächlich auf der eigenen Fahrspur
vorausfahren. Um diese Probleme zu reduzieren, sind sehr genaue
und aufwendige Einbauten mit geringen mechanischen Einbautoleranzen
erforderlich. Langzeitveränderungen
am Einbauort der Abstandssensoren, insbesondere geringfügige Verlagerungen
durch beispielsweise Bagatellunfälle
werden später
nicht berücksichtigt.An essential factor for a good function is the exact determination of the position of objects with a correct object distance and right object angle. A runtime measurement for detecting an object distance can be carried out exactly with known measures. However, problems exist with an exact detection of the object angle:
Distance sensors are installed, for example, in bumpers or headlamp housing. In series production of vehicles inevitably installation tolerances, so that the geometrically predetermined for the sensor device target beam angle of a beam deviates from the actual toleranced Istabstrahlwinkel. Since such object captures have a maximum range of approximately 200 meters, it is evident that even extremely low angle installation tolerances at large object distances result in considerable measurement errors with respect to the lateral position relative to the direction of travel of the present vehicle. For example, there is the danger that vehicles in front will be assigned to an adjacent traffic lane by such lateral measurement errors, even though they are actually driving ahead in their own traffic lane. To reduce these problems, very accurate and expensive installations with low mechanical installation tolerances are required. Long-term changes at the installation of the distance sensors, in particular minor displacements due to, for example, minor accidents are not considered later.
Die
In
der
Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber eine einfache und wirksame sowie kostengünstige Kompensation der Einbautoleranzen eines Abstandssensors an einem Fahrzeug vorzuschlagen.task the invention is, in contrast, a simple and effective and cost-effective compensation of installation tolerances to suggest a distance sensor on a vehicle.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved with the features of claim 1.
Gemäß der Erfindung liegt bei einem montierten Abstandssensor an einem Fahrzeug ein toleranzbehafteter Istabstrahlwinkel entsprechend einem tatsächlichen Abstrahlwinkel vor; für eine exakte Winkelerfassung eines Objekts im Abstrahlbereich des Abstandssensors soll jedoch von einem geometrisch genau vorbestimmten Sollabstrahlwinkel ausgegangen werden. Mit einer an den Abstandssensor angeschlossenen Auswerteelektronik werden die aktuellen Objektabstände und aktuellen Objektwinkel erfasster Objekte relativ zum Fahrzeug bzw. zum Abstandssensor während des Fahrbetriebs bestimmt. Erfindungsgemäß umfasst die Auswerteelektronik weiter eine Einrichtung zur Bildung eines Mittelwerts der aktuellen Objektwinkel über eine vorgebbare Zeit. Diese Zeit zur Mittelwertbildung soll relativ lange gewählt werden. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Kurvenradien der Links- und Rechtskurven über diesen relativ langen Zeitraum aufheben. Dadurch stellt ein so gebildeter Mittelwert einen Objektwinkelmittelwert dar, der dem tatsächlichen Sollrichtungswinkel eines geradlinig vorausliegenden oder fahrenden Objekts entspricht.According to the invention is at a mounted distance sensor on a vehicle Tolerance Istabstrahlwinkel corresponding to an actual Emission angle in front; For an exact angle detection of an object in the emission area of Distance sensor should, however, of a geometrically exactly predetermined Sollabstrahlwinkel be assumed. With a connected to the distance sensor Evaluation electronics are the current object distances and current object angle of detected objects relative to the vehicle or to the distance sensor during of the driving operation. According to the invention, the transmitter further comprises means for forming an average of the current object angles via a specifiable time. This time to averaging should be chosen relatively long. It is assumed that the curve radii of the left and right-handers over cancel this relatively long period of time. This is what makes a so educated Mean is an object angle average that corresponds to the actual Target direction angle of a straight ahead or moving Object corresponds.
Aus der Differenz zwischen diesem Sollabstrahlwinkel und dem toleranzbehafteten Istabstrahlwinkel wird ein Korrekturdifferenzwinkel ermittelt, mit dem als Korrekturwert ein jeweils erfasster aktueller Objektwinkel korrigiert wird und dadurch die Einbautoleranzen elektronisch kompensiert werden.Out the difference between this Sollabstrahlwinkel and the tolerance Istabstrahlwinkel a correction difference angle is determined with the Correction value corrected is a respective detected current object angle and thereby the installation tolerances are compensated electronically.
Dies führt zu vorteilhaft genau ermittelten Objektwinkeln, die zu einer Funktionsverbesserung nachgeschalteter Systeme, wie Warnstrategien, Geschwindigkeitsregelungen und/oder Abstandsregelungen führen. Zudem ist die Montage von Abstandssensoren wegen geringerer Anforderungen an genaue Einbautoleranzen vereinfacht und weniger aufwendig, da erfindungsgemäß eine betriebsmäßige Feinjustage elektronisch und selbsttätig durchgeführt wird.This leads to advantageously accurately determined object angles, which are connected downstream to a functional improvement Systems such as warning strategies, speed controls and / or Distance regulations lead. In addition, the assembly of distance sensors because of lower requirements simplified to exact installation tolerances and less expensive because According to the invention an operational fine adjustment electronically and automatically is carried out.
Die aufgezeigte elektronische Feinjustage kann über die gesamte Lebensdauer der Sensoreinrichtung durchgeführt werden, so dass vorteilhaft auch Langzeitveränderungen kompensiert werden.The shown electronic fine adjustment can over the entire life the sensor device performed be compensated so that advantageous even long-term changes.
Bevorzugt werden als Abstandssensoren Mehrstrahlsensoren verwendet, die Strahlen in bestimmte, unterschiedliche Abstrahlwinkel aussenden. Für die Winkelkorrektur und Kompensation aktueller Objektwinkel können ein oder mehrere Strahlen einer bestimmten Abstrahlrichtung verwendet werden. Bevorzugt werden nur Strahlen mit Abstrahlwinkeln etwa in Fahrzeuglängsrichtung, insbesondere ein Strahl mit einer Abstrahlrichtung direkt in Fahrzeuglängsrichtung, verwendet.Prefers are used as distance sensors multi-beam sensors, the rays send out in certain, different angles of radiation. For the angle correction and compensation of current object angles can be one or more beams be used in a particular direction of radiation. To be favoured only beams with radiation angles approximately in the vehicle longitudinal direction, in particular a beam with a radiation direction directly in the vehicle longitudinal direction, used.
Diese etwa in Fahrzeuglängsrichtung abgestrahlten Strahlen eignen sich besonders für die vorbeschriebene Mittelwertbildung, da damit vorausfahrende Fahrzeuge erfasst werden, die im Langzeitmittel bei Ausmittelung der Kurvenfahrten in einer geraden Vorausrichtung fah ren. Somit ist bei einer solchen Mittelwertbildung ein exakter Istabstrahlwinkel als Grundlage für eine Korrektur exakt ermittelbar.These approximately in the vehicle longitudinal direction radiated rays are particularly suitable for the averaging described above, because it detects vehicles in front that are in the long-term average when determining the cornering in a straight pre-alignment Thus, in such an averaging is a precise Istabstrahlwinkel as the basis for a correction can be determined exactly.
Da Winkelabweichungen von der Sensoreinrichtung und der Auswerteelektronik bei unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugen praktisch nicht feststellbar sind, wird zudem vorgeschlagen, für die Mittelwertbildung zum Erhalt eines Korrekturdifferenzwinkels nur erfasste Objektwinkel zu verwenden im Zusammenhang mit einem ermittelten Objektabstand, der über einem vorgegebenen Schwellwertabstand liegt.There Angular deviations from the sensor device and the evaluation practically impossible to detect in the case of immediately preceding vehicles are also proposed for averaging to Receiving a correction difference angle only detected object angle to be used in connection with a determined object distance, the over is a predetermined threshold distance.
Die vorbeschriebene Kompensation der Einbautoleranzen ist auch mit Mehrstrahlsensoren durchführbar, die Horizontal- und Vertikal-Abstrahlwinkel aufweisen. Abstandssensoren werden üblicherweise in Stoßfänger und/oder Scheinwerfergehäuse am Fahrzeug eingebaut. Die vorstehend beschriebene Kompensation ist unabhängig vom Sensoreinbauort durchführbar.The above-described compensation of installation tolerances is also feasible with multi-beam sensors, the Have horizontal and vertical beam angle. distance sensors become common in bumpers and / or headlamp housing installed on the vehicle. The compensation described above is independent feasible from the sensor installation location.
Anhand zweier Zeichnungsfiguren wird die Erfindung näher erläutert.Based two drawing figures, the invention is explained in detail.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Das
hintere Fahrzeug weist als Ausstattung eine Abstandsregelung gemäß
Dazu
ist es erforderlich, sowohl den Abstand
Das
im vorliegenden Fall geradlinig, weit vorausfahrende Fahrzeug
Für eine genaue
Funktion der Abstandsregelung sollte der Mittenstrahl
Tatsächlich ist
die Abstrahlrichtung des Abstandssensors
In
Verbindung mit
Vom
Abstandssensor
From the distance sensor
Von
der Auswerteelektronik
Im
Ergebnis wird durch eine solche Mittelwertbildung die tatsächliche,
richtige Mittenrichtung gemäß dem Bezugszeichen
Dadurch
ergibt sich ein Differenzwinkel
Die
in
- 11
- Fahrspurlane
- 2, 32, 3
- Fahrzeugvehicle
- 44
- Abstanddistance
- 55
- Abstandssensordistance sensor
- 6–106-10
- Strahlbeam
- 11, 12, 1311 12, 13
- Signalsignal
- 1414
- Abstandsregelungdistance control
- 1515
- MittelwertbildungAveraging calculation
- 1616
- Differenzwinkeldifference angle
- 1717
- Einheitunit
- 1818
- Signalleitungsignal line
- 1919
- Stellelementactuator
- 2020
- Auswerteelektronikevaluation
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Legal Events
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---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |