DE102014010828A1 - Method for operating a parking assistance system in a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, wobei als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Umgebungsdaten (20), die mit wenigstens einem Umgebungssensor aufgenommen werden, verwendet werden, wobei als Umgebungssensor wenigstens ein Radarsensor verwendet wird, dessen Radar-Transceiver als ein Halbleiterchip, insbesondere ein CMOS-Chip, realisiert ist.A method for operating a parking assistance system in a motor vehicle, wherein as input data for at least one function of the parking assistance system environment of the motor vehicle describing environmental data (20) which are recorded with at least one environmental sensor, are used as an environment sensor at least one radar sensor whose radar is used Transceiver as a semiconductor chip, in particular a CMOS chip, is realized.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, wobei als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Umgebungsdaten, die mit wenigstens einem Umgebungssensor aufgenommen werden, verwendet werden. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Parkassistenzsystem mit einem Steuergerät und wenigstens einen Radarsensor.The invention relates to a method for operating a parking assistance system in a motor vehicle, wherein ambient data describing the surroundings of the motor vehicle which are recorded with at least one environmental sensor are used as input data for at least one function of the parking assistance system. In addition, the invention relates to a motor vehicle, comprising a parking assistance system with a control unit and at least one radar sensor.

Fahrerassistenzsysteme für moderne Kraftfahrzeuge wurden bereits vielfach vorgeschlagen. Benötigt das Fahrerassistenzsystem die Erfassung dynamischer Objekte im Straßenverkehr, nutzen derartige Fahrerassistenzsysteme häufig Radarsensoren. Dies betrifft insbesondere längsführende und/oder querführende Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise ACC-Systeme, Spurwechselassistenten und dergleichen.Driver assistance systems for modern motor vehicles have already been proposed many times. If the driver assistance system requires the detection of dynamic objects in traffic, such driver assistance systems often use radar sensors. This concerns in particular longitudinal and / or transverse driver assistance systems, for example ACC systems, lane change assistants and the like.

Eine weitere bekannte Gattung von Fahrerassistenzsystemen sind Parkassistenzsysteme, die einen in eine Parklücke einparkenden Fahrer durch eine Informationsausgabe und/oder Fahreingriffe unterstützen können. Beispielsweise wurden bereits Parkassistenzsysteme vorgeschlagen, bei denen über eine Wiederholfrequenz ausgegebener Töne ein Abstand zu detektierten Objekten an den Fahrer ausgegeben wird, bei denen Abstandskarten von Objekten und um das Kraftfahrzeug ausgegeben werden oder bei denen gar der Einparkvorgang vollständig automatisiert wird, mithin entsprechende Fahreingriffe ermittelt und durchgeführt werden. Die Funktionen von Parkassistenzsystemen benötigen mithin Umgebungsdaten, die die (nähere) Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreiben und über die insbesondere ein Einparkvorgang kollisionsgefährdender Objekte beschrieben werden kann.Another known type of driver assistance systems are parking assistance systems that can support a driver parking in a parking space by an information output and / or driving interventions. For example, parking assistance systems have already been proposed in which a distance to detected objects is output to the driver via a repetition frequency of emitted tones, in which distance maps of objects and around the motor vehicle are output or where the parking process is completely automated, thus determining corresponding driving interventions and be performed. The functions of parking assistance systems thus require environmental data that describe the (near) environment of the motor vehicle and on which in particular a parking process collision-prone objects can be described.

Derartige Umgebungsdaten werden bei heutigen Parkassistenzsystemen durch Ultraschallsensoren und/oder optische Bildgebungssensoren, insbesondere Kameras, geliefert. Diese Umgebungssensoren weisen jedoch im Hinblick auf die Anforderungen zukünftiger Parkassistenzsysteme Nachteile auf, nachdem deren Anforderungen nicht immer erfüllt werden können. Ein weiterer Nachteil dieser Umgebungssensoren ist, dass sie sichtbar verbaut werden, mithin die Designfreiheit bei Kraftfahrzeugen eingeschränkt wird. Beispielsweise benötigen Ultraschallsensoren, die in einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs verbaut sind, entsprechende Durchgangslöcher, die nicht verkleidet werden dürfen. Ultraschallsensoren haben den weiteren Nachteil, nur bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit aktiv beziehungsweise geeignet zu sein, da die Ultraschallsensoren wetter-, wind- und temperaturempfindlich sind. Um eine Winkelbestimmung durchzuführen, werden mehrere Ultraschallsensoren benötigt, nachdem die Winkelvermessung dann durch Triangulation erfolgt. Nachteile von Kameras sind, dass diese häufig teuer in der Anschaffung sind, sichtbar verbaut werden, licht- und wetterempfindlich sind sowie ihre Umgebungsdaten eine rechenintensive Auswertung benötigen.Such environmental data are supplied in today's parking assistance systems by ultrasonic sensors and / or optical imaging sensors, in particular cameras. However, these environmental sensors have disadvantages in view of the requirements of future parking assistance systems, since their requirements can not always be met. Another disadvantage of these environmental sensors is that they are installed visibly, thus limiting the design freedom of motor vehicles. For example, ultrasonic sensors that are installed in a bumper of the motor vehicle, corresponding through holes that may not be disguised. Ultrasonic sensors have the further disadvantage of being active or suitable only up to a certain speed, since the ultrasonic sensors are sensitive to weather, wind and temperature. In order to perform an angle determination, several ultrasonic sensors are needed after the angle measurement is then done by triangulation. Disadvantages of cameras are that they are often expensive to buy, are visible to be installed, are sensitive to light and weather and their environmental data require a compute-intensive evaluation.

Heute für andere Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise längs- und/oder querführende Fahrerassistenzsysteme, eingesetzte Radarsensoren, bei denen es sich meist um mittel- beziehungsweise langreichweitige Radarsensoren handelt, werden für Parkanwendungen aus mehreren Gründen nicht eingesetzt. Zum einen sind die Radarsensoren zu teuer, weiterhin ist das interne Rauschniveau solcher Radarsensoren zu hoch, das bedeutet, das Signal-zu-Rausch-Verhältnis ist zu niedrig. Dies liegt darin begründet, dass das Radar-Front-End mit dem Radar-Transceiver und der Antennenanordnung aus einer Vielzahl einzelner Radarkomponenten besteht, zwischen denen Daten auszutauschen sind. Das erhöhte Rauschlevel hat die Folge, dass die Detektion von Objekten nur bis zu einem bestimmten minimalen Abstand, der meist größer als 0,5 m ist, gewährleistet werden kann, was für eine Parkanwendung völlig ungeeignet wäre.Radar sensors used today for other driver assistance systems, for example longitudinal and / or lateral driver assistance systems, which are mostly medium- or long-range radar sensors, are not used for parking applications for a number of reasons. On the one hand, the radar sensors are too expensive and the internal noise level of such radar sensors is too high, which means that the signal-to-noise ratio is too low. This is due to the fact that the radar front end with the radar transceiver and the antenna arrangement consists of a plurality of individual radar components between which data is to be exchanged. The increased level of noise has the consequence that the detection of objects only up to a certain minimum distance, which is usually greater than 0.5 m, can be guaranteed, which would be completely unsuitable for a park application.

Durch die diversen Radarkomponenten im Radar-Front-End treten zudem parasitäre Effekte auf, beispielsweise an Übergängen der Signalleitungen zwischen mehreren Radarkomponenten. Denn an bestimmten Stellen liegen, wie bereits erwähnt wurde, lange Signalwege vor, die nicht unbedingt Impedanz-kontrolliert sind. Auch derartige Effekte erhöhen das interne Rauschen des Radarsensors, so dass die Detektions-Performance des Radarsensors eingeschränkt wird, insbesondere die Detektion der stehenden und schwach reflektierenden Objekte bis zu einem bestimmten Abstand. Bei konkreten Ausgestaltungen von Radarsensoren auf einer Leiterplatte mit einem FR4-Aufbau treten auch Antennenverluste auf.Due to the various radar components in the radar front end also parasitic effects occur, for example, at transitions of the signal lines between multiple radar components. Because at certain points, as already mentioned, there are long signal paths that are not necessarily impedance-controlled. Such effects also increase the internal noise of the radar sensor, so that the detection performance of the radar sensor is limited, in particular the detection of the stationary and weakly reflecting objects up to a certain distance. In specific embodiments of radar sensors on a printed circuit board with a FR4 structure, antenna losses also occur.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Betrieb eines Parkassistenzsystems durch verbesserte Umgebungsdaten, insbesondere genauere und/oder einfache vermessene Umgebungsdaten, zu erlauben.The invention is therefore based on the object to allow improved operation of a parking assistance system by improved environmental data, in particular more accurate and / or simple measured environmental data.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Umgebungssensor wenigstens ein Radarsensor verwendet wird, dessen Radar-Transceiver als ein Halbleiterchip, insbesondere ein CMOS-Chip, realisiert ist.To solve this problem, it is provided according to the invention in a method of the type mentioned that at least one radar sensor is used as an environmental sensor whose radar transceiver is realized as a semiconductor chip, in particular a CMOS chip.

Die Erfindung schlägt mithin vor, eine spezielle Ausgestaltung eines Radarsensors als Umgebungssensor für Parkassistenzsysteme einzusetzen, wobei ausgenutzt wird, dass durch die neuerlichen Fortschritte bei der Auslegung von Radarsensoren inzwischen kostengünstige Radarsensoren verfügbar sind, die die an Umgebungssensoren eines Parkassistenzsystems gestellten Anforderungen deutlich besser erfüllen als die gängigen Ultraschallsensoren oder optischen Bildgebungssensoren. Derartige hochauflösende, auch für kürzere Reichweiten, beispielsweise im Bereich von 10 cm bis 30 m, geeignete Radarsensoren, mit denen eine hervorragende Trennung einzelner Ziele möglich ist, basieren auf einer Halbleitertechnik, insbesondere einer CMOS-Technik und können äußerst kleinbauend und kostengünstig realisiert werden.The invention therefore proposes a special embodiment of a radar sensor as Use environment sensor for parking assistance systems, taking advantage of the fact that the recent advances in the design of radar sensors now cost radar sensors are available that meet the demands made on environment sensors Park Assist system requirements much better than the conventional ultrasonic sensors or optical imaging sensors. Such high-resolution, even for shorter ranges, for example in the range of 10 cm to 30 m, suitable radar sensors with which an excellent separation of individual targets is possible, based on a semiconductor technology, in particular a CMOS technology and can be implemented extremely compact and inexpensive.

Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in demArtikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology”, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746–2755, beschrieben.The realization of semiconductor-based radar components has long proved difficult, as expensive specialty semiconductors, particularly GaAs, have been required. Smaller radar sensors have been proposed, whose entire radar frontend is realized on a single chip in SiGe technology before solutions in CMOS technology became known. Such solutions are the result of extending CMOS technology to high frequency applications, often referred to as RF CMOS. Such a CMOS radar chip is realized extremely compact and does not use expensive special semiconductors, thus offers significant advantages over other semiconductor technologies, especially in the production. An exemplary implementation of a 77 GHz radar transceiver as a CMOS chip is disclosed in US Pat Article by Jri Lee et al., "A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), pp. 2746-2755 , described.

Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.After it has also been proposed to realize the chip and the antenna in a common package, a very low cost small radar sensor is possible, which can meet the space requirements significantly better and due to the short signal paths also has a very low signal-to-noise ratio and for high frequencies and larger, variable frequency bandwidths is suitable. Therefore, such small-sized radar sensors can also be used for short-range applications, for example in the range of 30 cm to 10 m.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.It has also been proposed to provide such a CMOS transceiver chip and / or a package with CMOS transceiver chip and antenna on a common circuit board with a digital signal processing processor (DSP processor) or the functions of the signal processing processor in the CMOS Integrate transceiver chip. Similar integration is possible for control functions.

Hieraus ergibt sich auch, dass eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsieht, dass durch den Halbleiterchip, insbesondere dem CMOS-Chip, ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sind und/oder eine Antennenanordnung des Radarsensors und der Halbleiterchip als ein Package realisiert sind. Auf diese Weise werden alle bislang diskreten Radarkomponenten des Radar-Front-Ends in einem einzigen Hochfrequenz-CMOS integriert. Insbesondere existiert mithin die Möglichkeit, auch die Antennenanordnung des Radarsensors, eine digitale Signalverarbeitungskomponente (DSP) und/oder eine Steuereinheit in einem einzigen Package zu integrieren.It also follows that a particularly advantageous embodiment of the present invention provides that by the semiconductor chip, in particular the CMOS chip, further a digital signal processing component and / or a control unit of the radar sensor are realized and / or an antenna arrangement of the radar sensor and the semiconductor chip as a package is realized. In this way, all previously discrete radar front-end radar components are integrated into a single high-frequency CMOS. In particular, there is therefore the possibility of integrating the antenna arrangement of the radar sensor, a digital signal processing component (DSP) and / or a control unit in a single package.

Durch die so beschriebenen Hochintegrationsmöglichkeiten, insbesondere in der CMOS-Technologie, werden kürzere Signalwege innerhalb des Radar-Front-Ends impedanzkontrolliert möglich. Die parasitären Effekte und Verluste werden minimiert. Als Ergebnis wird das interne Signalrauschen im Radarsensor drastisch reduziert, so dass ein verbessertes Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) erhalten wird. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine bessere Detektion der stehenden und schwach reflektierenden Hindernisse ermöglicht wird, beispielsweise bis zu einem minimalen Abstand von 10 cm oder weniger.As a result of the high integration possibilities described above, in particular in CMOS technology, shorter signal paths within the radar front-end are possible with impedance control. The parasitic effects and losses are minimized. As a result, the internal signal noise in the radar sensor is drastically reduced, so that an improved signal-to-noise ratio (SNR) is obtained. This in turn means that a better detection of the stationary and weakly reflecting obstacles is made possible, for example up to a minimum distance of 10 cm or less.

Durch die Integration aller Radar-Schlüsselkomponenten in einem Chip-Package wird außerdem eine kostengünstige Variante eines Radarsensors für ein Parkassistenzsystem geschaffen.The integration of all radar key components in a chip package also creates a cost-effective variant of a radar sensor for a parking assistance system.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Radarsensoren als Umgebungssensoren bei einem Parkassistenzsystem ist, dass derartige FMCW-Radare (Dauerstrichradare) die Möglichkeit aufweisen, in einem Zyklus (ohne Triangulation der Daten mehrerer Sensoren) den Abstand, die Geschwindigkeit und den Winkel eines reflektierenden Objekts als Umgebungsdaten auszugeben.Another advantage of using radar sensors as environmental sensors in a parking assist system is that such FMCW (CW) radars have the ability, in one cycle (without triangulating the data of multiple sensors), to measure the distance, speed, and angle of a reflective object as environmental data issue.

Insbesondere ist es mit den beschriebenen Radarsensoren sicher möglich, sowohl statische Objekte, also Objekte, die sich innerhalb der Funktionszeit nicht bewegen, als auch dynamische Objekte, also Objekte, welche sich mit einer Geschwindigkeit durch den erfassten Überwachungsbereich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs bewegen, zu erfassen.In particular, it is certainly possible with the radar sensors described, both static objects, ie objects that do not move within the working time, as well as dynamic objects, ie objects that move at a speed through the detected surveillance area in the vicinity of the motor vehicle to to capture.

Ein besonderer Vorteil solcher kleinbauender Radarsensoren, die beispielsweise bei der Realisierung als Halbleiterchip und Antenne im Package kleiner als 3 cm × 3 cm sein können, ist auch, dass diese bei Verbau der Radarsensoren im hinteren und/oder vorderen Stoßfänger hinter dem Kunststoffmaterial der Stoßfänger platziert werden können, nachdem dieses für die Radarstrahlung durchlässig ist. Die vorliegende Erfindung erlaubt jedoch einen äußerst vorteilhaften Einbau der Radarsensoren in Türen, um Objekte im seitlichen Bereich besser erfassen zu können. Nachdem das Metall/Blech der Türen für Radarwellen allerdings nicht durchlässig ist, kann vorgesehen sein, im Blech der Türen ein Fenster auszuschneiden, hinter dem der Radarsensor so angeordnet wird, dass die Antennenanordnung des Radarsensors durch dieses Fenster hindurchstrahlen kann. Das Fenster kann dann durch ein radardurchlässiges Material, beispielsweise Kunststoff, geschlossen werden, woraufhin die Tür insgesamt lackiert werden kann, so dass von außen, wie bereits bei den Stoßfängern, keine Löcher oder Sensoren zu erkennen sind. Da die hier beschriebenen, eingesetzten Radarsensoren eine sehr kleine Antennenanordnung, die beispielsweise eine Fläche von kleiner als 1 cm² aufweisen kann, besitzen, kann das ausgeschnittene Fenster dementsprechend klein sein, so dass die kleinere Antennenanordnung durch das insbesondere mit Kunststoff abgedeckte Fenster abstrahlen kann.A particular advantage of such a small-sized radar sensors, which may be smaller than 3 cm × 3 cm, for example, when implemented as a semiconductor chip and antenna in the package is also that this places behind the plastic material of the bumper when installing the radar sensors in the rear and / or front bumper after it is permeable to radar radiation. The However, the present invention allows extremely advantageous installation of the radar sensors in doors in order to better detect objects in the lateral area. After the metal / sheet of the doors for radar waves, however, is not permeable, can be provided to cut out a window in the sheet metal, behind which the radar sensor is arranged so that the antenna array of the radar sensor can radiate through this window. The window can then be closed by a radar-permeable material, such as plastic, whereupon the door can be painted as a whole, so that from the outside, as already in the bumpers, no holes or sensors can be seen. Since the radar sensors described here have a very small antenna arrangement, which may for example have an area of less than 1 cm² , the cut-out window can accordingly be small, so that the smaller antenna arrangement can radiate through the window, which is covered in particular with plastic.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn mehrere, die gesamte Umgebung um das Kraftfahrzeug abdeckende Radarsensoren verwendet werden, beispielsweise acht Radarsensoren, so dass in einem 360°-Radius rund um das Kraftfahrzeug alle Objekte erfasst werden können. So ergibt sich eine hervorragende Erfassung des statischen und dynamischen Umfelds, in dem der unterstützte Parkvorgang durchzuführen ist.It has proven to be expedient if a plurality of radar sensors covering the entire surroundings around the motor vehicle are used, for example eight radar sensors, so that all objects can be detected in a 360 ° radius around the motor vehicle. This results in an excellent detection of the static and dynamic environment in which the supported parking operation is to be performed.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dass die Umgebungsdaten ausschließlich durch den wenigstens einen Radarsensor gewonnen werden. Die kleinbauenden, auf Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, basierenden Radarsensoren erlauben, wie bereits erwähnt, eine sehr genaue Messung von Abstand, Winkel und Radargeschwindigkeit, wobei insbesondere eine hohe Abstandsauflösung gegeben ist, so dass eine Fusion mit weiteren Umgebungssensoren, beispielsweise Ultraschallsensoren und/oder Kameras, nicht notwendig ist. Dann ist es insbesondere auch möglich, unter Nutzung der CMOS-basierten kostengünstigen Radartechnologie für das Parkassistenzsystem lediglich Umgebungssensoren zu verwenden, die verdeckt verbaut werden können. Dies steht im Gegensatz zu den bislang genutzten Technologien, insbesondere also Ultraschall und optische Bildgebung, die eine direkte Sicht nach außen benötigen, was einen Nachteil für die Integration im Kraftfahrzeug darstellt.In the context of the present invention, it is also possible for the environmental data to be obtained exclusively by the at least one radar sensor. The small-scale, based on semiconductor technology, in particular CMOS technology, radar sensors allow, as already mentioned, a very accurate measurement of distance, angle and radar speed, in particular a high distance resolution is given, so that merges with other environmental sensors, such as ultrasonic sensors and / or cameras, is not necessary. In that case, using the CMOS-based cost-effective radar technology for the parking assistance system in particular, it is also possible to use only environmental sensors which can be concealed. This is in contrast to the technologies used hitherto, in particular ultrasound and optical imaging, which require a direct view to the outside, which represents a disadvantage for the integration in the motor vehicle.

Zweckmäßigerweise kann aus den Umgebungsdaten ein Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibendes Umgebungsmodell, insbesondere ein dreidimensionales Umgebungsmodell, ermittelt werden. Derartige Umgebungsmodelle (oft auch als Umfeldmodell bezeichnet) sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt und können bei Fahrerassistenzsystemen als einfach referenzierbare Datenstruktur verwendet werden. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, den Radarsensor so auszugestalten, dass dieser alle für das Umgebungsmodell benötigten Daten bereits in hinreichender Genauigkeit liefert, wie bezüglich des Winkels, des Abstands und der Geschwindigkeit schon dargelegt wurde. Jedoch ist mit der hier beschriebenen Radartechnologie auch ein dreidimensionales Umgebungsmodell allein aus Umgebungsdaten von Radarsensoren denkbar, wenn eine entsprechende Ausgestaltung der Radarsensoren gegeben ist.Expediently, an environmental model describing objects in the environment of the motor vehicle, in particular a three-dimensional environmental model, can be determined from the environmental data. Such environment models (often also referred to as environmental model) are already known in principle in the prior art and can be used in driver assistance systems as simply referenceable data structure. In particular, it is conceivable in this context to design the radar sensor in such a way that it already provides all the data required for the environmental model with sufficient accuracy, as has already been explained with regard to the angle, the distance and the speed. However, with the radar technology described here, a three-dimensional environment model is also conceivable solely from environmental data of radar sensors if a corresponding embodiment of the radar sensors is provided.

Mit besonderem Vorteil kann daher vorgesehen sein, dass ein Radarsensor mit einer eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen erlaubenden Antennenanordnung verwendet wird. Derartige Antennenanordnungen sind bereits grundsätzlich bekannt und können beispielsweise in einer Richtung aufeinanderfolgende Antennenelemente und wenigstens ein zusätzliches Antennenelement, das in einer anderen, hierzu senkrechten Richtung anschließt, aufweisen. Beispielsweise können hierdurch Radarsensoren geschaffen werden, die einen Azimutwinkel und einen Elevationswinkel vermessen, wobei es sich bevorzugt um Radarsensoren mit einem Weitwinkel-Erfassungsbereich handelt. Als zweckmäßig hat sich beispielsweise die Verwendung von Radarsensoren mit einem Öffnungswinkel von 160° im Azimut und 90° in der Elevation erwiesen. Eine derartige Ausgestaltung der Radarsensoren mit einer derartigen Antennenanordnung bietet die Möglichkeit, dreidimensionale Informationen über die Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu sammeln.It can therefore be provided with particular advantage that a radar sensor with an antenna arrangement which permits an angular resolution in at least two mutually perpendicular planes is used. Such antenna arrangements are already known in principle and may, for example, have antenna elements following one another in succession and at least one additional antenna element which adjoins in another direction perpendicular thereto. For example, radar sensors can be provided that measure an azimuth angle and an elevation angle, which are preferably radar sensors with a wide-angle detection range. For example, the use of radar sensors with an opening angle of 160 ° in the azimuth and 90 ° in the elevation has proven to be expedient. Such a configuration of the radar sensors with such an antenna arrangement offers the possibility of collecting three-dimensional information about the objects in the environment of the motor vehicle.

Mithin sieht eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass für wenigstens ein Objekt der Umgebung des Kraftfahrzeugs aus den Umgebungsdaten des Radarsensors eine Höheninformation des Objekts bestimmt wird. Mithin ist auch eine Höhenerfassung/Höhenabschätzung von in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorliegenden Hindernissen im Vergleich zu heutigen, ultraschall- oder kamerabasierten Parkassistenzsystemen möglich. Durch die zusätzliche Höheninformation über die Objekte kann eine genauere, umfassendere Auswertung im Rahmen der Funktionen erfolgen, so dass eine verbesserte Funktionalität des Parkassistenzsystems realisiert wird.Thus, a particularly preferred development of the invention provides that, for at least one object of the surroundings of the motor vehicle, height information of the object is determined from the environmental data of the radar sensor. Consequently, a height detection / height estimation of obstacles present in the surroundings of the motor vehicle is possible in comparison to today's, ultrasound- or camera-based parking assistance systems. Due to the additional height information about the objects, a more accurate, more comprehensive evaluation within the scope of the functions can take place, so that an improved functionality of the parking assistance system is realized.

So kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Objekt, zu dem eine Höheninformation bestimmt wurde, bezüglich der Überfahrbarkeit und/oder Unterfahrbarkeit für das Kraftfahrzeug bewertet wird. Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Parkassistenzsystems also möglich, beispielsweise Warnungen zu unterdrücken, wenn kleine, überfahrbare Hindernisse festgestellt wurden, aber auch zu beurteilen, ob beispielsweise hängende Hindernisse mit dem Kraftfahrzeug kollidieren würden oder ob das Kraftfahrzeug unter diesen hindurch fahren kann.Thus, in particular, it can be provided that an object for which height information has been determined is evaluated with respect to the drive-over capability and / or ride-on capability for the motor vehicle. It is within the scope of the parking assistance system according to the invention thus possible, for example, to suppress warnings when small, drive over Obstacles have been identified, but also to assess whether, for example, hanging obstacles would collide with the motor vehicle or whether the motor vehicle can pass under them.

Mithin kann insgesamt durch die Bestimmung von Höheninformationen aus den Umgebungsdaten der Radarsensoren das dreidimensionale Umfeld des Kraftfahrzeugs besser erfasst werden. Parklücken können nicht nur in Länge oder Breite, sondern auch in der Höhe evaluiert werden. Hierdurch kann eine Art „3D-Parken” ermöglicht werden.Consequently, the three-dimensional environment of the motor vehicle can be better detected overall by determining altitude information from the environmental data of the radar sensors. Parking spaces can be evaluated not only in length or width, but also in height. This allows a kind of "3D parking".

Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ferner vorsehen, dass aufgrund einer mit dem Radarsensor ermittelten Geschwindigkeitsinformation eine Klassifizierung von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs in bewegte und nicht bewegte Objekte erfolgt. Dies bildet die Möglichkeit, mit den Radarsensoren sowohl statische als auch dynamische Objekte wahrzunehmen, weiter, nachdem auch eine Relativgeschwindigkeit der Objekte zu dem Kraftfahrzeug von dem Radarsensor als Umgebungsdatum geliefert wird, so dass mithin eine Klassifizierung von Objekten erfolgen kann, beispielsweise ein dynamisches Objekt zunächst eine zeitlang weiterverfolgt wird, bevor beurteilt wird, wie eine Einparktrajektorie auszugestalten ist beziehungsweise ob eine Parklücke zum Einparken zur Verfügung steht. Über grundsätzlich bekannte Verfahren können bewegte Objekte in den Umgebungsdaten weiter nachverfolgt werden.An embodiment of the present invention may further provide that, based on a speed information determined with the radar sensor, a classification of objects in the surroundings of the motor vehicle into moving and non-moving objects takes place. This makes it possible to detect both static and dynamic objects with the radar sensors, even after a relative speed of the objects to the motor vehicle has been supplied by the radar sensor as ambient data, so that a classification of objects can take place, for example a dynamic object initially is followed for a while before judging how a parking trajectory is to be designed or whether a parking space is available for parking. By means of basically known methods, moving objects can be further tracked in the environmental data.

Wie bereits erwähnt wurde, eröffnet die Halbleitertechnologie, insbesondere die CMOS-Technologie, Ausgestaltungsmöglichkeiten, die für Radarsensoren zunächst schwierig zu realisieren waren, insbesondere auch eine bessere Trennfähigkeit zwischen unterschiedlichen Objekten, die durch eine höhere Frequenzbandbreite des FMCW-Radarsensors erreicht werden kann. Mithin sieht eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass ein Radarsensor mit einer Frequenzbandbreite größer als 3 GHz, insbesondere von 4 GHz, und/oder mit einem im Bereich von 76 GHz bis 81 GHz liegenden Frequenzband verwendet wird. Derart große Frequenzbandbreiten ermöglichen eine besonders gute Trennung zwischen unterschiedlichen Objekten, verbessern mithin die Genauigkeit der Detektion noch weiter.As already mentioned, the semiconductor technology, in particular the CMOS technology, opens up design possibilities which were initially difficult to realize for radar sensors, in particular a better separation capability between different objects, which can be achieved by a higher frequency bandwidth of the FMCW radar sensor. Thus, a particularly expedient embodiment of the present invention provides that a radar sensor with a frequency bandwidth greater than 3 GHz, in particular 4 GHz, and / or with a lying in the range of 76 GHz to 81 GHz frequency band is used. Such large frequency bandwidths allow a particularly good separation between different objects, thus further improving the accuracy of the detection.

Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Parkassistenzsystem mit einem Steuergerät und wenigstens einen Radarsensor, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Steuergerät zur Nutzung von mit dem Radarsensor aufgenommenen, die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibenden Umgebungsdaten als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems ausgebildet ist und der Radar-Transceiver des Radarsensors als ein Halbleiterchip, insbesondere ein CMOS-Chip, realisiert ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können. Auch beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird mithin ausgenutzt, dass kleinbauende, hochgenaue Radarsensoren mit Halbleiterchips realisiert werden können, um durch in vielerlei Hinsicht verbesserte Umgebungssensoren, nämlich Radarsensoren, die nötigen Umgebungsdaten für den Betrieb des Parkassistenzsystems zu sammeln. Bevorzugt sind dabei auch beim erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug mehrere, die gesamte Umgebung des Kraftfahrzeugs abdeckende Radarsensoren, insbesondere acht Radarsensoren, vorgesehen. Zweckmäßigerweise sind durch den Halbleiterchip ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert und/oder eine Antennenanordnung des Radarsensors und der Halbleiterchip als ein Package realisiert. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Antennenanordnung des wenigstens einen Radarsensors eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen erlaubt.In addition to the method, the present invention also relates to a motor vehicle, comprising a parking assistance system with a control unit and at least one radar sensor, which is characterized in that the control unit for using recorded with the radar sensor, the environment of the motor vehicle descriptive environment data as input data for at least one function the parking assistance system is formed and the radar transceiver of the radar sensor is realized as a semiconductor chip, in particular a CMOS chip. All statements relating to the method according to the invention can be analogously applied to the motor vehicle according to the invention, so that the already mentioned advantages can also be obtained therewith. Also, in the motor vehicle according to the invention is therefore exploited that small-sized, high-precision radar sensors can be realized with semiconductor chips to collect by much improved environmental sensors, namely radar sensors, the necessary environmental data for the operation of the parking assistance system. In this case, a plurality of radar sensors covering the entire surroundings of the motor vehicle, in particular eight radar sensors, are also preferably provided in the motor vehicle according to the invention. Expediently, a digital signal processing component and / or a control unit of the radar sensor are realized by the semiconductor chip and / or an antenna arrangement of the radar sensor and the semiconductor chip are implemented as a package. It is also advantageous if the antenna arrangement of the at least one radar sensor permits an angular resolution in at least two mutually perpendicular planes.

Um Informationen über Objekte seitlich des Kraftfahrzeugs zu erhalten, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors in einer Tür des Kraftfahrzeugs integriert verbaut ist. Eine entsprechende Integration weiterer Radarsensoren, die insbesondere den Rückraum und das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abdecken können, ist in Stoßstangen des Kraftfahrzeugs möglich. In beiden Fällen ist es denkbar, die Radarsensoren so zu integrieren, dass sie von außen nicht sichtbar sind, nachdem das Material von Stoßfängern (Stoßstangen) meist ohnehin für Radarstrahlung durchlässig ist, so dass die Radarsensoren problemlos dahinter angeordnet werden können.In order to obtain information about objects on the side of the motor vehicle, it may expediently be provided that at least one of the at least one radar sensor is installed integrated in a door of the motor vehicle. A corresponding integration of other radar sensors, which can cover in particular the rear space and the apron of the motor vehicle, is possible in bumpers of the motor vehicle. In both cases, it is conceivable to integrate the radar sensors so that they are not visible from the outside, since the material of bumpers (bumpers) usually anyway permeable to radar radiation, so that the radar sensors can be easily arranged behind it.

Im Falle des Verbaus in einer aus Metall bestehenden Tür des Kraftfahrzeugs ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine durch die Antennenanordnung des Radarsensors durchstrahlbare Durchgangsöffnung, mithin ein Fenster, durch das Metall vorliegt, die mit einem für Radarstrahlung durchlässigen Material, beispielsweise Kunststoff, aufgefüllt ist. Wie bereits bezüglich des Verfahrens dargelegt wurde, können derartige Fenster äußerst klein gehalten werden, da aufgrund der klei bauenden Ausgestaltung des Radarsensors, insbesondere als Package, auch die Antennenanordnung klein gehalten werden kann, beispielsweise kleiner als 1 cm², so dass entsprechend kleine Durchgangsöffnungen zum Durchstrahlen ausreichend sind. Wird das Fenster mit dem für Radarstrahlung durchlässigen Material aufgefüllt, kann die Gesamthöhe beispielsweise lackiert werden und das Vorhandensein des Radarsensors fällt nicht auf.In the case of installation in a door made of metal of the motor vehicle, it is expedient if at least one through-opening through the antenna array of the radar sensor through-hole, thus a window, is present through the metal, which is filled with a permeable to radar radiation material, such as plastic. As already stated with respect to the method, such windows can be kept extremely small, since due to the Klei constructive design of the radar sensor, especially as a package, and the antenna assembly can be kept small, for example, less than 1 cm² , so that correspondingly small through holes for Radiation is sufficient. If the window is filled up with the material permeable to radar radiation, the total height can be painted, for example and the presence of the radar sensor is not noticeable.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages and details of the present invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawing. Showing:

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, 1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention,

2 den Aufbau eines Radarsensors, 2 the construction of a radar sensor,

3 den Aufbau einer Antennenanordnung des Radarsensors, 3 the construction of an antenna arrangement of the radar sensor,

4 eine Skizze zu den Erfassungsbereichen der Radarsensoren, 4 a sketch of the detection ranges of the radar sensors,

5 eine Skizze zum erfindungsgemäßen Verfahren, 5 a sketch of the method according to the invention,

6 eine Darstellung zur dreidimensionalen Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs, 6 a representation for the three-dimensional detection of the environment of the motor vehicle,

7 eine Möglichkeit zur zweidimensionalen Darstellung einer Information für den Fahrer, und 7 a possibility for two-dimensional representation of information for the driver, and

8 die Integration von Radarsensoren in die Tür des Kraftfahrzeugs. 8th the integration of radar sensors in the door of the motor vehicle.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs1. Dieses weist ein Parkassistenzsystem2 mit einem Steuergerät3 auf, welches in Abhängigkeit von Umgebungsdaten als Eingangsdaten verschiedene Funktionen realisiert, beispielsweise eine Anzeige der Umgebung des Kraftfahrzeugs1 bei einem Parkvorgang, die Ausgabe von Warnsignalen bei einem Parkvorgang und/oder das Durchführen von den Parkvorgang unterstützenden Fahreingriffen, wofür das Steuergerät3 mit entsprechenden Ausgabemitteln4 und/oder weiteren Fahrzeugsystemen5 verbunden ist. 1 shows a schematic diagram of a motor vehicle according to theinvention 1 , This has aparking assistance system 2 with acontrol unit 3 which, as a function of environmental data, realizes various functions as input data, for example an indication of the surroundings of themotor vehicle 1 in a parking operation, the issuing of warning signals during a parking operation and / or carrying out the parking operation assisting driving operations, for which thecontrol unit 3 with appropriate output means 4 and / orother vehicle systems 5 connected is.

Die Umgebungsdaten erhält das Steuergerät3 dabei vorliegend von acht Radarsensoren6, von denen drei im vorderen Stoßfänger7, drei im hinteren Stoßfänger8 und jeweils einer in den seitlichen Türen9 integriert ist.The environment data is received by thecontrol unit 3 in this case of eightradar sensors 6 of which three are in thefront bumper 7 , three in the rear bumper 8th and one each in theside doors 9 is integrated.

Die Radarsensoren6 sind in ihrem Aufbau in2 näher dargestellt. Das Radar-Frontend wird durch ein Package10 aus einem Halbleiterchip11, hier einem CMOS-Chip, und einer Antennenanordnung12 gebildet. Der Halbleiterchip11 realisiert neben dem Radar-Transceiver13 auch eine Steuereinheit14 und eine digitale Signalverarbeitungskomponente15 (DSP). Somit ist der gesamte Radarsensor6 in CMOS-Technologie äußerst klein bauend realisierbar, wobei sich durch verminderte Signalwege und verminderte parasitäre Effekte ein niedriges Rauschniveau, mithin ein hohes Signal-zu-Rauschverhältnis ergibt. Das bedeutet, Winkel, Geschwindigkeit und Abstand umgebender Objekte können mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Um auch die Trennfähigkeit des Radarsensors6 hoch zu halten, wird dieser im übrigen mit einer Frequenzbandbreite von 4 GHz in einem Frequenzband von 77 GHz bis 81 GHz betrieben.Theradar sensors 6 are in their construction in 2 shown in more detail. The radar frontend comes with apackage 10 from asemiconductor chip 11 , here a CMOS chip, and anantenna array 12 educated. Thesemiconductor chip 11 realized next to theradar transceiver 13 also acontrol unit 14 and a digital signal processing component 15 (DSP). Thus, theentire radar sensor 6 In CMOS technology extremely small building feasible, resulting in reduced signal paths and reduced parasitic effects low noise level, thus a high signal-to-noise ratio. That is, angle, speed and distance of surrounding objects can be detected with high accuracy. And also the separability of theradar sensor 6 Incidentally, this is operated with a frequency bandwidth of 4 GHz in a frequency band from 77 GHz to 81 GHz.

3 zeigt einen möglichen konkreten Aufbau der Antennenanordnung12 des Radarsensors6, welcher aus vier Antennenelementen16 aufgebaut ist. Drei der Antennenelemente16 folgen in einer Richtung aufeinander und ermöglichen es, den Winkel im Azimut zu vermessen; die Hinzufügung des weiteren Antennenelements16 in der dazu senkrechten Richtung ermöglicht zusätzlich eine Vermessung des Elevationswinkels, so dass mithin eine dreidimensionale Abtastung der Umgebung des Kraftfahrzeugs1 erfolgen kann, die auch Höheninformationen verfügbar macht. Die Radarsensoren6 sind als Weitwinkel-Radarsensoren6 realisiert, das bedeutet, sie weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Öffnungswinkel des Erfassungsbereichs im Azimut von 160° und in der Elevation von 90° auf. 3 shows a possible concrete construction of theantenna arrangement 12 of theradar sensor 6 , which consists of fourantenna elements 16 is constructed. Three of theantenna elements 16 follow each other in one direction and make it possible to measure the angle in azimuth; the addition of thefurther antenna element 16 in the direction perpendicular thereto additionally allows a measurement of the elevation angle, so that consequently a three-dimensional scanning of the surroundings of themotor vehicle 1 can be done, which also makes height information available. Theradar sensors 6 are as wide-angle radar sensors 6 realized, that is, they have in the present embodiment, an opening angle of the detection area in the azimuth of 160 ° and in the elevation of 90 °.

4 zeigt die Erfassungsbereiche17 der Radarsensoren6. Ersichtlich ist die gesamte Umgebung rund um das Kraftfahrzeug1 erfasst, wobei sich der tatsächliche Überwachungsbereich aus der Reichweite der Radarsensoren6 ergibt. Teilweise überlappen die Erfassungsbereiche17 auch, so dass redundante Informationen entstehen, die zur Plausibilisierung oder zur sonstigen Verbesserung der Datenqualität eingesetzt werden können. 4 shows thedetection areas 17 theradar sensors 6 , The whole environment around the motor vehicle is obvious 1 detected, with the actual monitoring range from the range of theradar sensors 6 results. Partially, the coverage areas overlap 17 also, so that redundant information is generated, which can be used for plausibility or other improvement of the data quality.

Die spezielle Realisierung der Radarsensoren6, wie beschrieben, erlaubt bis hin zu kurzen Distanzen eine äußerst genaue Erfassung von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs1, was sowohl für statische als auch für dynamische Objekte gilt. Informationen hierüber, wie beschrieben (idealerweise zwei) Winkel, Abstand und Relativgeschwindigkeit, sind in den Umgebungsdaten erhalten. Dies wird durch5 näher erläutert, worin das Oval18 die statische Umgebung des Kraftfahrzeugs1 symbolisiert, das Oval19 die dynamische Umgebung des Kraftfahrzeugs1. Beide sind in den Umgebungsdaten20, die von den Radarsensoren6 geliefert werden, enthalten, welche wiederum dem Steuergerät3 des Parkassistenzsystems2 zur Verfügung gestellt werden, welches die Umgebungsdaten als Eingangsdaten für verschiedene Funktionen nutzen kann.Special realization ofradar sensors 6 As described, allows up to short distances extremely accurate detection of objects in the vicinity of themotor vehicle 1 , which applies to both static and dynamic objects. Information about this, as described (ideally two) angles, distance and relative velocity, are obtained in the environmental data. This is going through 5 explained in more detail, wherein the oval 18 the static environment of themotor vehicle 1 symbolizes the oval 19 the dynamic environment of themotor vehicle 1 , Both are in theenvironment data 20 from theradar sensors 6 are included, which in turn are thecontrol unit 3 of theparking assistance system 2 be made available, which can use the environment data as input data for various functions.

Dabei sei darauf hingewiesen, dass es gänzlich ausreichend ist, die Umgebungsdaten der Radarsensoren6 zu benutzen, das bedeutet, es muss keine Sensorfusion mit anderen Sensoren, beispielsweise Ultraschallsensoren oder dergleichen stattfinden.It should be noted that it is completely sufficient, the environmental data of theradar sensors 6 This means that no sensor fusion with other sensors, for example ultrasonic sensors or the like, has to take place.

Die Umgebungsdaten20 der Radarsensoren6 können genutzt werden, um ein Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs1 in einem Umgebungsmodell zu errechnen, wobei zweckmäßigerweise für die detektierten Objekte auch eine Höheninformation bestimmt wird, mithin ein dreidimensionales Umgebungsmodell geschaffen wird. Dies ist möglich, nachdem durch die spezielle Ausgestaltung der Antennenanordnung12 Winkel im Azimut und in der Elevation bestimmt werden können. Die Höheninformation kann mithin beispielsweise genutzt werden, um Objekte als durch das Kraftfahrzeug1 überfahrbar oder durch das Kraftfahrzeug1 unterfahrbar zu klassifizieren, beispielsweise was Bordsteine und/oder Bäume angeht. Auch weitere Klassifikationen von Objekten sind denkbar, wobei beispielsweise eine Aufteilung in statische und dynamische Objekte im Rahmen der Auswertung der Umgebungsdaten erfolgen kann. Theenvironmental data 20 theradar sensors 6 can be used to create an image of the environment of themotor vehicle 1 to calculate in an environment model, wherein expediently for the detected objects also a height information is determined, thus creating a three-dimensional environment model. This is possible after due to the special configuration of theantenna arrangement 12 Angle in azimuth and elevation can be determined. The height information can therefore be used, for example, to objects as by themotor vehicle 1 passable or by themotor vehicle 1 accessible, for example curbs and / or trees. Also, further classifications of objects are conceivable, for example, a division into static and dynamic objects in the context of the evaluation of the environmental data can be done.

Eine schematische Darstellung eines solchen dreidimensionalen Umgebungsmodells lässt sich der6 entnehmen, die eine perspektivische Ansicht des Kraftfahrzeugs1 und es umgebender Objekte21,22,23 und24 zeigt. Das Objekt21 könnte beispielsweise ein einen Parkplatz abschließendes Mäuerchen sein, das Objekt22 die Krone eines Baumes, das Objekt23 ein Mülleimer und das Objekt24 (hier nur im geringen Anteil hinter dem Kraftfahrzeug1 zu erkennen) ein Bordstein.A schematic representation of such a three-dimensional environment model can be the 6 to take a perspective view of themotor vehicle 1 and surroundingobjects 21 . 22 . 23 and 24 shows. Theobject 21 For example, could be a parking lot closing wall, theobject 22 the crown of a tree, the object 23 a trash can and the object 24 (here only in small proportion behind themotor vehicle 1 to recognize) a curb.

Klassifiziert man die Objekte21 bis24 nach ihrer Höheninformation, kann daraus eine zweidimensionale Darstellung25 wie in7 erzeugt werden, wobei den durch die Objekte21 bis24 belegten Bereichen jeweils Farbmarkierungen zugeordnet sind, die deren Über- und Unterfahrbarkeit darstellen. Die Objekte21 und23 sind nicht überfahrbar und nicht unterfahrbar, so dass sie vorliegend rot, in7 stark schraffiert, dargestellt sind. Das Objekt24 (Bordstein) ist überfahrbar und wird daher in gelb wiedergegeben (gepunktet). Das Objekt22 (Teil des Baumes) befindet sich deutlich höher als das Kraftfahrzeug1, kann mithin unterfahren werden und wird in blau, gemäß7 schwach schraffiert, dargestellt. Nicht belegte Felder, die in7 frei gelassen sind, können in grün dargestellt werden. Eine solche Darstellung25 kann beispielsweise an einen Fahrer ausgegeben werden.Classify theobjects 21 to 24 according to their height information, it can be a two-dimensional representation 25 as in 7 generated by theobjects 21 to 24 occupied areas are assigned color markings that represent their over- and under-ride. Theobjects 21 and 23 are not passable and not wheelchair accessible, so they present red, in 7 strongly hatched, are shown. The object 24 (Curb) is traversable and is therefore reproduced in yellow (dotted). The object 22 (Part of the tree) is significantly higher than themotor vehicle 1 , can therefore be driven under and in blue, according to 7 slightly hatched, shown. Unassigned fields in 7 can be displayed in green. Such arepresentation 25 can for example be issued to a driver.

Dabei sei darauf hingewiesen, dass die in6 und7 gezeigte gröbere Auflösung nur der Veranschaulichung dient; die Genauigkeit der Radarsensoren6 und der Datenverarbeitung im erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt auch eine deutlich höhere Genauigkeit in der Modellierung der Umgebung.It should be noted that the in 6 and 7 coarser resolution shown only for illustration purposes; the accuracy ofradar sensors 6 and the data processing in the method according to the invention also allows a much higher accuracy in the modeling of the environment.

Die Radarsensoren6 sind von außen für einen Betrachter nicht erkennbar. Bezüglich der Stoßfänger7,8 befinden sie sich hinter dem Kunststoff der Stoßfänger7,8 welcher für Radarstrahlung durchlässig ist. Die Integration in die Türen9, die aus Metall bestehen, mithin üblichem Karosseriematerial, wird durch8 näher dargestellt. Dazu ist ein Anteil der Metallstruktur26 gezeigt, aus der die Tür9 besteht. Im Bereich des Radarsensors6, konkret so, dass Radarstrahlung der Antennenanordnung12 sie durchstrahlen kann, ist eine Durchgangsöffnung27 in der Metallstruktur26 vorgesehen, die durch ein für Radarstrahlung durchlässiges Material28 aufgefüllt ist, so dass sich dennoch eine durchgängige Oberfläche ergibt, die durch eine Lackschicht29 überdeckt werden kann. Als Material28 ist hierbei Kunststoff vorgesehen; auch die Lackschicht ist für Radarstrahlung durchlässig.Theradar sensors 6 are not recognizable from the outside for a viewer. Regarding thebumpers 7 . 8th they are behind the plastic of thebumper 7 . 8th which is permeable to radar radiation. The integration in thedoors 9 , which are made of metal, and therefore standard body material, through 8th shown in more detail. This is a part of themetal structure 26 shown out of thedoor 9 consists. In the area of theradar sensor 6 , specifically so that radar radiation of theantenna array 12 she can radiate through, is a throughhole 27 in themetal structure 26 provided by a permeable toradar radiation material 28 is filled, so that nevertheless results in a continuous surface through apaint layer 29 can be covered. As amaterial 28 this plastic is provided here; The lacquer layer is also permeable to radar radiation.

Dabei kann dieses Fenster, also die Durchgangsöffnung27, äußerst klein sein, nachdem auch die Antennenanordnung12 äußerst klein realisiert ist, beispielsweise kleiner als 1 cm × 1 cm.In this case, this window, so thepassage opening 27 , be extremely small, after all, theantenna array 12 is made extremely small, for example, less than 1 cm × 1 cm.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology”, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746–2755[0010]Article by Jri Lee et al., "A Fully Integrated 77GHz FMCW Radar Transceiver in 65nm CMOS Technology", IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), pp. 2746-2755[0010]

Claims (14)

Translated fromGerman

Verfahren zum Betrieb eines Parkassistenzsystems (2) in einem Kraftfahrzeug (1), wobei als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems (2) die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibende Umgebungsdaten (20), die mit wenigstens einem Umgebungssensor aufgenommen werden, verwendet werden,dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungssensor wenigstens ein Radarsensor (6) verwendet wird, dessen Radar-Transceiver (13) als ein Halbleiterchip (11), insbesondere ein CMOS-Chip (11), realisiert ist.Method for operating a parking assistance system ( 2 ) in a motor vehicle ( 1 ), wherein as input data for at least one function of the parking assistance system ( 2 ) the environment of the motor vehicle ( 1 ) descriptive environment data ( 20 ), which are received with at least one environmental sensor, are used,characterized in that as environmental sensor at least one radar sensor ( 6 ) whose radar transceiver ( 13 ) as a semiconductor chip ( 11 ), in particular a CMOS chip ( 11 ), is realized.Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass durch den Halbleiterchip (11) ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente (15) und/oder eine Steuereinheit (14) des Radarsensors (6) realisiert sind und/oder eine Antennenanordnung (12) des Radarsensors (6) und der Halbleiterchip (11) als ein Package (10) realisiert sind.Method according to claim 1,characterized in that by the semiconductor chip ( 11 ) further comprises a digital signal processing component ( 15 ) and / or a control unit ( 14 ) of the radar sensor ( 6 ) and / or an antenna arrangement ( 12 ) of the radar sensor ( 6 ) and the semiconductor chip ( 11 ) as a package ( 10 ) are realized.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, die gesamte Umgebung um das Kraftfahrzeug (1) abdeckende Radarsensoren (6) verwendet werden.Method according to claim 1 or 2,characterized in that several, the entire surroundings around the motor vehicle ( 1 ) covering radar sensors ( 6 ) be used.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsdaten (20) ausschließlich durch den wenigstens einen Radarsensor (6) gewonnen werden.Method according to one of the preceding claims,characterized in that the environmental data ( 20 ) exclusively by the at least one radar sensor ( 6 ) be won.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass aus den Umgebungsdaten (20) ein Objekte (21,22,23,24) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibendes Umgebungsmodell, insbesondere ein dreidimensionales Umgebungsmodell, ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims,characterized in that from the environmental data ( 20 ) an object ( 21 . 22 . 23 . 24 ) in the vicinity of the motor vehicle ( 1 ) descriptive environment model, in particular a three-dimensional environment model, is determined.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarsensor (6) mit einer eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen erlaubenden Antennenanordnung (12) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims,characterized in that a radar sensor ( 6 ) with an antenna arrangement allowing an angular resolution in at least two mutually perpendicular planes ( 12 ) is used.Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens ein Objekt (21,22,23,24) der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) aus den Umgebungsdaten (20) des Radarsensors (6) eine Höheninformation des Objekts (21,22,23,24) bestimmt wird.Method according to claim 6,characterized in that for at least one object ( 21 . 22 . 23 . 24 ) of the environment of the motor vehicle ( 1 ) from the environment data ( 20 ) of the radar sensor ( 6 ) a height information of the object ( 21 . 22 . 23 . 24 ) is determined.Verfahren nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt (21,22,23,24), zu dem eine Höheninformation bestimmt wurde, bezüglich der Überfahrbarkeit und/oder Unterfahrbarkeit für das Kraftfahrzeug (1) bewertet wird.Method according to claim 7,characterized in that an object ( 21 . 22 . 23 . 24 ), for which height information was determined, with regard to the traversability and / or ride-on capability for the motor vehicle ( 1 ) Is evaluated.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer mit dem Radarsensor (6) ermittelten Geschwindigkeitsinformation eine Klassifizierung von Objekten (21,22,23,24) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) in bewegte und nicht bewegte Objekte (21,22,23,24) erfolgt.Method according to one of the preceding claims,characterized in that on the basis of a with the radar sensor ( 6 ) velocity information a classification of objects ( 21 . 22 . 23 . 24 ) in the vicinity of the motor vehicle ( 1 ) into moving and non-moving objects ( 21 . 22 . 23 . 24 ) he follows.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarsensor (6) mit einer Frequenzbandbreite größer als 3 Ghz, insbesondere von 4 GHz, und/oder mit einem im Bereich von 76 GHz bis 81 Ghz liegenden Frequenzband verwendet wird.Method according to one of the preceding claims,characterized in that a radar sensor ( 6 ) is used with a frequency bandwidth greater than 3 GHz, in particular 4 GHz, and / or with a lying in the range of 76 GHz to 81 GHz frequency band.Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Parkassistenzsystem (2) mit einem Steuergerät (3) und wenigstens einen Radarsensor (6),dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) zur Nutzung von mit dem Radarsensor (6) aufgenommenen, die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibenden Umgebungsdaten (20) als Eingangsdaten für wenigstens eine Funktion des Parkassistenzsystems (2) ausgebildet ist und der Radar-Transceiver (13) des Radarsensors (6) als ein Halbleiterchip (11), insbesondere ein CMOS-Chip (11), realisiert ist.Motor vehicle ( 1 ), comprising a parking assistance system ( 2 ) with a control device ( 3 ) and at least one radar sensor ( 6 ),characterized in that the control unit ( 3 ) for use with the radar sensor ( 6 ), the environment of the motor vehicle ( 1 ) descriptive environment data ( 20 ) as input data for at least one function of the parking assistance system ( 2 ) and the radar transceiver ( 13 ) of the radar sensor ( 6 ) as a semiconductor chip ( 11 ), in particular a CMOS chip ( 11 ), is realized.Kraftfahrzeug nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, die gesamte Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) abdeckende Radarsensoren (6), insbesondere acht Radarsensoren (6), vorgesehen sind.Motor vehicle according to claim 11,characterized in that several, the entire environment of the motor vehicle ( 1 ) covering radar sensors ( 6 ), in particular eight radar sensors ( 6 ) are provided.Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12,dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors (6) in einer Tür (9) und/oder in einer Stoßstange (7,8) des Kraftfahrzeugs (1) integriert verbaut ist.Motor vehicle according to claim 11 or 12,characterized in that at least one of the at least one radar sensor ( 6 ) in a door ( 9 ) and / or in a bumper ( 7 . 8th ) of the motor vehicle ( 1 ) is integrated integrated.Kraftfahrzeug nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet, dass bei Verbau in einer aus Metall bestehenden Tür (9) wenigstens eine durch die Antennenanordnung (12) des Radarsensors (6) durchstrahlbare Durchgangsöffnung (27) durch das Metall vorliegt, die mit einem für Radarstrahlung durchlässigen Material (28) aufgefüllt ist.Motor vehicle according to claim 13,characterized in that when installed in a door made of metal ( 9 ) at least one through the antenna arrangement ( 12 ) of the radar sensor ( 6 ) durchstrahlbare passage opening ( 27 ) is present through the metal, which is provided with a radar-transmissive material ( 28 ) is filled up.

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