DE102016206631A1 - Device for data fusion of measured data for generating a spatial occupancy grid for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenfusion von Messdaten für eine Generierung eines räumlichen Belegungsrasters für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Sensoreinrichtung (10), welche mindestens einen Sensor aufweist und welche dazu ausgebildet ist, Sensordaten bereitzustellen; eine Datenfusionseinrichtung (20), welche dazu ausgebildet ist, eine Umfeldaktualisierungskarte (MU) basierend auf einer Fusion der bereitgestellten Sensordaten zu generieren; und eine Rechnereinrichtung (30), welche dazu ausgebildet ist, eine räumliche Umfeldkarte (MG) basierend auf der generierten Umfeldaktualisierungskarte (MU) und mit Hilfe von einer evidenzbasierten Sensordatenbewertung zu aktualisieren.The present invention relates to a device for data fusion of measured data for generating a spatial occupancy grid for a motor vehicle, the device comprising: a sensor device (10) which has at least one sensor and which is designed to provide sensor data; a data fusion device (20) configured to generate an environment update map (MU) based on a fusion of the provided sensor data; and a computing device (30) configured to update a spatial environment map (MG) based on the generated environment update map (MU) and with the aid of an evidence-based sensor data evaluation.
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Datenfusion von Messdaten für eine Generierung eines räumlichen Belegungsrasters für ein Kraftfahrzeug. The present invention relates to devices and methods for data fusion of measurement data for generating a spatial occupancy grid for a motor vehicle.
Technischer Hintergrund Technical background
Umfeldmodellierungen für Fahrerassistenzsysteme verwenden häufig ein Belegungsraster zur Abbildung des räumlichen Fahrzeugumfeldes. Environment modeling for driver assistance systems often use an occupancy grid to map the spatial vehicle environment.
Ein häufig verwendeter Ansatz für die Aufnahme von neu gewonnenen Daten ist die sogenannte Dempster-Shafer-Theorie, abgekürzt DST, welche erlaubt, dass bereits bestehende Umfeldmodellierungen durch die neu gewonnenen Daten angepasst werden. A frequently used approach for the acquisition of newly acquired data is the so-called Dempster-Shafer theory, abbreviated DST, which allows existing environment modeling to be adapted by the newly acquired data.
Sobald eine Mehrzahl von Sensoren an dieser Aktualisierung bzw. an diesem Update beteiligt sind, liegt das Problem meist darin, eine leistungsfähige Gesamtarchitektur bereitzustellen. Once a majority of sensors are involved in this update, the problem is usually to provide a powerful overall architecture.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sensordatenfusion für eine räumliche Umfeldmodellierung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. It is an object of the present invention to provide an improved sensor data fusion for spatial environment modeling for a motor vehicle. This object is solved by the subject matters of the independent claims.
Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen. Embodiments and further developments can be taken from the dependent claims, the description and the figures of the drawings.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenfusion von Messdaten für eine Generierung eines räumlichen Belegungsrasters für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Sensoreinrichtung, welche mindestens einen Sensor aufweist und welche dazu ausgebildet ist, Sensordaten bereitzustellen; eine Datenfusionseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Umfeldaktualisierungskarte basierend auf einer Fusion der bereitgestellten Sensordaten zu generieren; und eine Rechnereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine räumliche Umfeldkarte basierend auf der generierten Umfeldaktualisierungskarte und mithilfe von einer evidenzbasierten Sensordatenbewertung zu aktualisieren. A first aspect of the present invention relates to a device for data fusion of measurement data for generating a spatial occupancy grid for a motor vehicle, the device comprising: a sensor device which has at least one sensor and which is designed to provide sensor data; a data fusion device configured to generate an environment update map based on a fusion of the provided sensor data; and a computing device configured to update a spatial environment map based on the generated environment update map and using evidence-based sensor data evaluation.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, die Komplexität der Multi-Sensordatenfusion zur Generierung des räumlichen Belegungsrasters zu reduzieren. The present invention advantageously makes it possible to reduce the complexity of the multi-sensor data fusion for generating the spatial occupancy grid.
Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass bei der Datenfusion und der Umfeldmodellierung der Ressourcenverbrauch reduziert wird, wobei beispielsweise die Rechenzeit und/oder der Speicherbedarf reduziert werden kann. In particular, the present invention enables the resource consumption to be reduced in the data fusion and the environment modeling, whereby, for example, the computation time and / or the memory requirement can be reduced.
Ein weiterer, zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Datenfusion von Messdaten für eine Generierung eines räumlichen Belegungsrasters für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen von Sensordaten mittels einer Sensoreinrichtung; Generieren einer Umfeldaktualisierungskarte basierend auf einer Fusion der bereitgestellten Sensordaten mittels einer Datenfusionseinrichtung und Aktualisieren einer räumlichen Umfeldkarte basierend auf der generierten Umfeldaktualisierungskarte mithilfe von einer evidenzbasierten Sensordatenbewertung und mittels einer Rechnereinrichtung. A further, second aspect of the present invention comprises a method for data fusion of measurement data for generating a spatial occupancy grid for a motor vehicle, the method comprising the following method steps: providing sensor data by means of a sensor device; Generating an environment update map based on a fusion of the provided sensor data using a data fusion facility and updating a spatial environment map based on the generated environment update map using evidence-based sensor data evaluation and computing.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the present invention are characterized in the subclaims.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenfusionseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Umfeldaktualisierungskarte mittels der Fusion der bereitgestellten Sensordaten durch eine Kumulation von mittels der Sensordaten ermittelten Belegungswahrscheinlichkeiten in eine Gesamtbelegungswahrscheinlichkeit zu erzeugen. In an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the data fusion device is designed to generate the environment update map by means of the fusion of the provided sensor data by an accumulation of occupancy probabilities determined by means of the sensor data into a total occupancy probability.
Dies ermöglicht vorteilhaft, dass durch die Kumulation bzw. eine einfache Aufsummierung eine Fusion von einer Vielzahl von Sensordaten, welche von einer Vielzahl von Sensoren jeweils erzeugt wird, bereitgestellt werden kann. This advantageously makes it possible, by the cumulation or a simple summation, to provide a fusion of a multiplicity of sensor data, which is generated by a plurality of sensors in each case.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenfusionseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Umfeldaktualisierungskarte mittels der Fusion der bereitgestellten Sensordaten durch eine Kumulation von mittels der Sensordaten ermittelten Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten in eine Gesamt-Nicht-Belegungswahrscheinlichkeit zu erzeugen. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the data fusion device is designed to generate the environment update map by means of the fusion of the provided sensor data by an accumulation of non-occupancy probabilities determined by the sensor data into a total non-occupancy probability.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenfusionseinrichtung dazu ausgebildet ist, bei der Kumulation von mittels der Sensordaten ermittelten Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten in die Gesamt-Nicht-Belegungswahrscheinlichkeit Vertrauensintervalle zu verwenden, welche eine Präzision der Belegungsschätzung angeben. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the data fusion device is designed to use confidence intervals which indicate a precision of the occupancy estimation in the cumulation of non-occupancy probabilities determined by means of the sensor data into the total non-occupancy probability.
Angaben zu Ungenauigkeiten in Form von Vertrauensintervallen ermöglichen vorteilhaft, dass sich nachfolgende Berechnungen vereinfachen im Vergleich zu einer exakten – d.h. keine Vertrauensintervalle zulassende – Dempster-Shafer-Theorie-Implementierung, kurz DST-Implementierung. Indications of inaccuracies in the form of confidence intervals advantageously allow subsequent calculations to be simplified as compared to an exact - i. no confidence intervals permitting - Dempster-Shafer theory implementation, short DST implementation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, die räumliche Umfeldkarte basierend auf der Gesamtbelegungswahrscheinlichkeit und der Gesamt-Nicht-Belegungswahrscheinlichkeit in Form einer These und einer Gegenthese zu aktualisieren. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is designed to update the spatial environment map based on the total occupancy probability and the total non-occupancy probability in the form of a thesis and a counter-thesis.
Dies ermöglicht vorteilhaft, den Rechenaufwand und die benötigten Speicherressourcen bei der Berechnung der räumlichen Umfeldkarte zu minimieren, da durch das vereinfachte Dateninterpretationsmodell nur sich einander ausschließende Thesen und Gegenthesen überprüft werden müssen. This advantageously makes it possible to minimize the computational effort and the required memory resources when calculating the spatial environment map, since only simplified theses and counter-theses need to be checked by the simplified data interpretation model.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenfusionseinrichtung dazu ausgebildet ist, als die Kumulation eine sukzessive Aufsummierung der Belegungswahrscheinlichkeiten und/oder der Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten vorzunehmen. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the data fusion device is designed to carry out, as the accumulation, a successive accumulation of the occupancy probabilities and / or the non-occupancy probabilities.
Dies ermöglicht vorteilhaft eine vereinfachte Berechnung der Gesamt-Belegungswahrscheinlichkeit bzw. der Gesamt-Nicht-Belegungswahrscheinlichkeit, da nur einfache Operationen in Form eines Hinzuaddierens ausgeführt werden müssen. This advantageously enables a simplified calculation of the total occupancy probability or the total non-occupancy probability, since only simple operations in the form of adding-in need to be performed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenfusionseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Belegungswahrscheinlichkeiten oder die Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit eines Sensortyps des mindestens einen Sensors der Sensoreinrichtung zu ermitteln. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the data fusion device is designed to determine the occupancy probabilities or the non-occupancy probabilities as a function of a sensor type of the at least one sensor of the sensor device.
Dies ermöglicht vorteilhaft, eine unterschiedliche Gewichtung von unterschiedlichen Sensortypen je nach Einsatzort und Einsatzzeit beispielsweise vorzunehmen. This advantageously makes it possible, for example, to carry out a different weighting of different sensor types depending on the place of use and the time of use.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenfusionseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Belegungswahrscheinlichkeiten oder die Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten vor der Kumulation zu skalieren. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the data fusion device is designed to scale the occupancy probabilities or the non-occupancy probabilities prior to the cumulation.
Dies ermöglicht vorteilhaft, eine Normierung der Werte und eine verbesserte Sensordatenfusion der Sensordaten mit der räumlichen Umfeldkarte zu ermöglichen. This advantageously makes it possible to enable normalization of the values and improved sensor data fusion of the sensor data with the spatial environment map.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, die räumliche Umfeldkarte basierend auf der generierten Umfeldaktualisierungskarte und mithilfe von der evidenzbasierten Sensordatenbewertung zu aktualisieren, wobei die evidenzbasierte Sensordatenbewertung eine lineare Komplexität aufweist. In an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is configured to update the spatial environment map based on the generated environment update map and using the evidence-based sensor data evaluation, wherein the evidence-based sensor data evaluation has a linear complexity.
Dies ermöglicht vorteilhaft eine beschleunigte Berechnung der Sensordatenfusion und der Kombination von Sensordaten, die zu einer Aufwertung der Information führen, die ohne die Datenzusammenführung nicht möglich wären. This advantageously allows an accelerated calculation of the sensor data fusion and the combination of sensor data, which leads to an appreciation of the information that would not be possible without the data merge.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, mit einem Fahrerassistenzsystem oder einem System zur Straßenranderkennung oder einem System zur Freiraumerkennung oder einem System zum automatischen Parken gekoppelt zu werden. In an advantageous embodiment of the present invention it is provided that the device is designed to be coupled with a driver assistance system or a roadside recognition system or a free space recognition system or an automatic parking system.
Dies ermöglicht vorteilhaft, zentral für vernetzte Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen eine akkurate Fahrzeugumfelderfassung bereitzustellen. This advantageously makes it possible to provide an accurate vehicle environment detection centrally for automotive networked safety systems.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. The described embodiments and developments can be combined with each other as desired.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Further possible refinements, developments and implementations of the present invention also include combinations of previously or subsequently described embodiments of the present invention which are not explicitly mentioned.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung. The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the present invention. The accompanying drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain concepts of the present invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren der Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Figuren der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the figures of the drawings. The illustrated elements of the figures of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Es zeigen: Show it:
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Detailed description of the embodiments
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. In the figures of the drawings, like reference characters designate like or functionally identical elements, components, components or method steps, unless indicated otherwise.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug oder Hybridfahrzeug, beispielsweise ein Hybridfahrzeug mit Segelfunktion, beispielsweise ein Motorrad, ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder ein Fahrrad. The vehicle is, for example, a motor vehicle or hybrid vehicle, for example a hybrid vehicle with a sailing function, for example a motorcycle, a bus or a truck or a bicycle.
Fahrerassistenzsysteme sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Beispielsweise wird die Vorrichtung zur Datenfusion von Messdaten für eine Generierung eines räumlichen Belegungsrasters mit einem Fahrerassistenzsystem gekoppelt, beispielsweise mit einer Einparkhilfe, einem Spurhalteassistenten, einer Abstandsregelung, oder einem Bremsassistenten. Driver assistance systems are electronic auxiliary devices in motor vehicles to assist the driver in certain driving situations. For example, the device for data fusion of measurement data for generating a spatial occupancy grid is coupled to a driver assistance system, for example with a parking aid, a lane departure warning system, a distance control, or a brake assist.
Die
In der
Eine Aktualisierungskarte, auf Englisch auch „Update Map“, wird verwendet, um zunächst die Sensordaten eines jeden einzelnen Sensors SE1, SE2, ..., SEn zusammenzufassen, bevor eine Dempster-Shafer-Fusion, auch DST-Fusion genannt, mit der bereits existierenden Umgebungskarte MG durchgeführt wird. An update map, also known as "Update Map" in English, is used to first summarize the sensor data of each individual sensor SE1, SE2, ..., SEn before a Dempster-Shafer fusion, also called DST-Fusion, with the already existing environment map MG is performed.
Dabei wird für jeden Zyklus eine neu berechnete Aktualisierungskarte MU verwendet, so dass auch die Umgebungskarte beim Durchlaufen eines jeden Zyklus neu berechnet wird. Somit lässt sich zu einem einzigen Zyklus jeweils eine Aktualisierungskarte MU und eine räumliche Umfeldkarte MG zuordnen. In this case, a newly calculated update card MU is used for each cycle, so that the environment map is also recalculated when going through each cycle. Thus, an updating card MU and a spatial environment card MG can be assigned to a single cycle.
Dabei kann jeder einzelne Sensor SE1, SE2, ..., SEn die Aktualisierungskarte verändern und hierdurch wird sein Beitrag MS1, MS2, ..., MSn der jeweils zugeordneten Sensordaten an der Sensordatenfusion gewährleistet. In this case, each individual sensor SE1, SE2,..., SEn can change the updating card, and this ensures its contribution MS1, MS2,..., MSn of the respectively assigned sensor data to the sensor data fusion.
Die final für jeden Berechnungszyklus, kurz Zyklus, neu erstellte Aktualisierungskarte wird dann durch eine Datenfusion mit der bereits existierenden räumlichen Umfeldkarte aktualisiert, so dass am Ende des Zyklus eine neu berechnete räumliche Umfeldkarte bereitgestellt wird und am Anfang des Zyklus eine initial bereits vorhandene räumliche Umfeldkarte vorhanden ist. The final for each calculation cycle, short cycle, newly created update card is then updated by a data fusion with the existing spatial environment map, so that at the end of the cycle a newly calculated spatial environment map is provided and at the beginning of the cycle an initial existing spatial environment map available is.
Beispielsweise kann als die initial verwendete räumliche Umfeldkarte eines jeden Zyklus die neu berechnete räumliche Umfeldkarte des vorangegangenen Zyklus verwendet werden. For example, the newly calculated spatial environment map of the previous cycle can be used as the initially used spatial environment map of each cycle.
Die Fusion der räumlichen Umfeldkarte mit der generierten Umfeldaktualisierungskarte kann durch eine DST-Fusion erfolgen. Dabei werden Widersprüchlichkeiten bezüglich des Belegungsrasters, welche unter Umständen bereits von vorangegangenen Zyklen vorhanden sind, entsprechend abgearbeitet. The fusion of the spatial environment map with the generated environment update map can be done through a DST merger. Inconsistencies regarding the occupancy grid, which may already exist from previous cycles, are processed accordingly.
In der
Anstelle einer reinen Akkumulation der Sensordaten eines jeden Sensors SE1, SE2, ..., SEn ist ein DST-Fusions-Funktionsblock eingeführt, wobei dieser Funktionsblock die Aufgabe hat, Sensordaten eines jeweiligen Sensors mit einem jeweiligen Bereich der Aktualisierungskarte zu fusionieren. Der Vorteil dieses Konzepts liegt in der Möglichkeit, widersprüchliche Daten von unterschiedlichen Sensoren effizienter handzuhaben. Instead of a pure accumulation of the sensor data of each sensor SE1, SE2, ..., SEn, a DST fusion function block is introduced, this function block has the task of merging sensor data of a respective sensor with a respective region of the update card. The advantage of this concept lies in the ability to handle conflicting data from different sensors more efficiently.
Jeder DST-Schritt beinhaltet eine Fusion von zumindest zwei Datenwerten, beispielsweise eine Aktualisierungskarte mit Sensor oder eine Aktualisierungskarte mit einer räumlichen Umfeldkarte. Each DST step involves a fusion of at least two data values, such as an update card with sensor or an update card with a spatial environment map.
Dabei entspricht die Anzahl der benötigten DST-Funktionsblöcke der Anzahl der Sensoren n + 1, sprich n + 1. The number of required DST function blocks corresponds to the number of sensors n + 1, that is to say
Für jeden n-ten Sensor können die folgenden DST-Gleichungen aufgestellt werden und sind zu lösen, beispielsweise mittels einer Dempster-Shafer-Belegungsrasterfunktion oder durch die Verwendung von bestimmten Datenwerten für leer und belegt: Gleichung 1 For each nth sensor, the following DST equations can be set up and solved, for example, by using a Dempster-Shafer occupancy grid function or by using certain data values for empty and occupied:
Eine entsprechende Formel kann ebenso für die Fusion zwischen Aktualisierungskarte und räumlicher Umgebungskarte verwendet werden. An equivalent formula may also be used for the merge between the update map and the spatial environment map.
Diese rekursive Fusion, wie in
Dies verdeutlicht, dass die DST-Berechnung nicht eine lineare Komplexität aufweist. Jede Wahrscheinlichkeit für einen freien oder einen belegten Platz muss mit den Datensätzen von allen anderen Sensoren ebenfalls berechnet werden und steigert die Komplexität der Berechnung. This illustrates that the DST calculation does not have a linear complexity. Any probability of free or occupied space must also be calculated using the data sets of all other sensors and adds to the complexity of the calculation.
Die in
Dieser Ansatz ermöglicht jedoch nur eine wenig effektive Behandlung von Widersprüchlichkeiten der einzelnen Sensordaten von unterschiedlichen Sensoren. However, this approach only allows a less effective treatment of inconsistencies between the individual sensor data from different sensors.
Die
Die Vorrichtung
Die Sensoreinrichtung
Die Datenfusionseinrichtung
Die Rechnereinrichtung
Die evidenzbasierte Sensordatenbewertung kann als die Fusion der Daten eine Aufspaltung der Sensordatenfusion in These und Gegenthese beinhalten. Evidence-based sensor data assessment may involve, as the fusion of the data, splitting the sensor data fusion into thesis and counter-thesis.
Dies ermöglicht vorteilhaft eine vereinfachte Berechnung und Interpretation der Sensordaten. Ferner ermöglicht dies, die DST-Gleichungen vorteilhaft für eine Berechnung bzw. die Fusion umzustellen. This advantageously enables a simplified calculation and interpretation of the sensor data. Furthermore, this allows the DST equations to be advantageously converted for calculation or fusion.
Die evidenzbasierte Sensordatenbewertung kann wie folgt erfolgen: Gleichung 2: wobei „H“ für eine Hypothese steht, e+(H) steht für eine Akkumulation von die Beweise unterstützenden Hypothesen, wobei e–(H) für eine Akkumulation von die Beweise nicht unterstützenden Hypothesen, sprich Gegenthesen, darstellt, wobei pro(H) die Wahrscheinlichkeit für die Hypothese darstellt, wobei con(H) die Wahrscheinlichkeit gegen die Hypothese darstellt. The evidence-based sensor data evaluation can be done as follows: Equation 2: where "H" stands for a hypothesis, e + (H) stands for an accumulation of evidence supporting hypotheses, where e - (H) represents an accumulation of hypotheses, that is counter-theses, which do not support the evidence, where pro (H) represents the probability of the hypothesis, where con (H) represents the probability against the hypothesis.
Dies lässt sich in einzelnen Schritten auch wie folgt darstellen. Die Implementierung einer Multisensordatenfunktion bzw. einer Fusion kann dabei wie folgt vorgenommen werden: This can also be represented in individual steps as follows. The implementation of a multi-sensor data function or a fusion can be carried out as follows:
In einem ersten Schritt erfolgt eine Akkumulierung von den Datenwerten für freie und besetzte räumliche Unterabschnitte in der Aktualisierungskarte, welche für alle Sensoren berechnet wird. In a first step, an accumulation of the data values for free and occupied spatial subsections in the update map, which is calculated for all sensors.
Gleichung 3: Equation 3:
-
mupdfree(k) = msensorfree1(k) + msensorfree2(k) ... ... msensorfreeN(k) mupdocc(k) = msensorcc1(k) + msensorcc2(k) ... ... msensorccN(k)m updfree (k) = m sensorFree1 (k) + m sensorFree2 (k) ... ... m sensorFreeN (k) m updocc (k) = m sensorcc1 (k) + m sensorcc2 (k) ... .. m sensorccN (k)
Diese reine Addierungsoperation in Form eines Hinzuaddierens zu einem bereits bestehenden Wert im Belegungsraster der Umgebungskarte bzw. der Aktualisierungskarte ermöglicht eine einfache Berechnung. This pure adding operation in the form of adding to an already existing value in the occupancy grid of the environment map or the update map enables a simple calculation.
Es ist nicht erforderlich, den jeweiligen Belegungsrasterwert – den Wahrscheinlichkeitswert für „belegt“ – zuerst einzulesen, wobei mit k das Grid adressiert wird und wobei m_sensorfree1(k) der Wahrscheinlichkeitswert bzw. Datenwert für das k-te Gridelemente ist, dass es frei ist und dies mit dem ersten Sensor detektiert wurde. It is not necessary to read in the respective occupancy grid value - the probability value for "occupied" - first, where k is used to address the grid and m_sensorfree1 (k) is the probability value or data value for the kth grid element that it is free and this was detected with the first sensor.
Enstprechend ist m_sensorocc1 der Wahrscheinlichkeitswert für das k-te Gridelemente, dass es nicht frei ist und dies mit dem ersten Sensor detektiert wurde. Correspondingly, m_sensorocc1 is the probability value for the kth grid element that it is not free and this was detected with the first sensor.
Als ein zweiter Berechnungsschritt erfolgt bei der Fusion beispielsweise ein Skalieren der Belegungswahrscheinlichkeiten. As a second calculation step, for example, a scaling of the occupancy probabilities takes place during the fusion.
Dieses Skalieren wird benötigt, um eine Fusion mit der räumlichen Umfeldkarte MG zu ermöglichen: Gleichung 4: Gleichung 5: This scaling is needed to allow fusion with the spatial map MG: Equation 4: Equation 5:
Dabei kann die Belegungswahrscheinlichkeit bzw. Nicht-Belegungswahrscheinlichkeit einen einfachen Wert darstellen, wobei dieser Wert für jeden Typ des verwendeten Sensors verändert werden kann. In this case, the occupancy probability or non-occupancy probability can represent a simple value, wherein this value can be changed for each type of sensor used.
Als ein dritter Schritt erfolgt beispielsweise ein Skalieren der Werte für die Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten für die gesamte Anzahl der n Sensoren. Gleichung 6: For example, as a third step, the values for the non-occupancy probabilities are scaled for the total number of n sensors. Equation 6:
Dabei kann vorteilhafterweise ein Genauigkeitsfehler in der Umfeldaktualisierungskarte MU, sprich in der "Update-Map", zugelassen werden, beispielsweise in der Form von zugelassenen Vertrauensbereichen oder zu erreichenden Vertrauensintervallen, welche die Präzision der Lageschätzung der Belegungswahrscheinlichkeiten oder der Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten angeben. In this case, an accuracy error in the environment update map MU, that is to say in the "update map", can advantageously be permitted, for example in the form of permitted confidence intervals or confidence intervals to be achieved, which specify the precision of the location estimate of the occupancy probabilities or the non-occupancy probabilities.
In Gleichung 6 führt man die gewollte Ungenauigkeit in Form von Vertrauensbereichen oder Vertrauensintervallen ein, wodurch sich die nachfolgenden Gleichungen entsprechend vereinfachen im Vergleich zu einer exakten DST-Implementierung. In Equation 6, one introduces the desired inaccuracy in the form of confidence intervals or confidence intervals, thereby simplifying the following equations accordingly, compared to an exact DST implementation.
Dieser Genauigkeitsverlust der Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten hat für angestrebte Anwendungen, beispielsweise in einem Fahrerassistenzsystem, keine weitere Relevanz, da der Genauigkeitsverlust durch den finalen bzw. nachfolgenden DST-Schritt, d.h. der Kombination der Update-Map mit der Grid-Map, kompensiert wird. This loss of accuracy of the non-occupancy probabilities has no further relevance to intended applications, for example in a driver assistance system, since the loss of accuracy by the final or subsequent DST step, i. the combination of the update map with the grid map, is compensated.
Mit anderen Worten, es gibt keinen Einfluss des eingeführten Genauigkeitsverlusts für den Schritt des Aktualisierens S3 der räumlichen Umfeldkarte MG basierend auf der generierten Umfeldaktualisierungskarte MU mit Hilfe von einer evidenzbasierten Sensordatenbewertung und mittels einer Rechnereinrichtung
Als ein vierter Verfahrensschritt erfolgt beispielsweise ein Kombinieren der Wahrscheinlichkeitswerte zur Stützung und zur Nicht-Stützung der Hypothese. As a fourth method step, for example, combining the probability values for the support and for not supporting the hypothesis.
Gleichung 7: Equation 7:
-
accufree(k) = 1 – (1 – mupdfree(k))N accuocc(k) = 1 – (1 – mocc_contri1(k))(1 – mocc_contri2(k))...(1 – mocc_contriN(k))accufree (k) = 1 - (1 - m updfree (k)) N accuocc (k) = 1 - (1 - m occ_contri1 (k)) (1 - m occ_contri2 (k)) ... (1 - m occ_contriN (k))
Als ein fünfter Schritt erfolgt beispielsweise ein Berechnen der Belegungswahrscheinlichkeiten und der Nicht-Belegungswahrscheinlichkeiten für die Umfeldaktualisierungskarte MU. As a fifth step, for example, the occupancy probabilities and the non-occupancy probabilities for the environment update map MU are calculated.
Gleichung 8: Equation 8:
-
mupdfree(k) = accufree(k)(1 – accuocc(k)) / 1 – accufree(k)accuocc(k) mupdocc(k) = accuocc(k)(1 – accufree(k)) / 1 – accufree(k)accuocc(k)m updfree (k) = accufree (k) (1 - accuocc (k)) / 1 - accufree (k) accuocc (k) m updocc (k) = accuocc (k) (1 - accufree (k)) / 1 - accufree (k) accuocc (k)
Diese Berechnung ermöglicht, die Berechnung mit einer linearen Komplexität in Bezug auf die Anzahl der Sensoren ansteigen zu lassen. This calculation makes it possible to increase the calculation with a linear complexity in relation to the number of sensors.
Auch ist der Speicherbedarf reduziert für alle Verfahrensschritte. Also, the memory requirement is reduced for all process steps.
Beispielsweise lässt sich die Berechnung für eine räumliche Umfeldkarte mit einem 1024 auf 1024 aufweisenden Belegungsraster mit einem Speicherbedarf von weniger als 1 Megabyte an flüchtigem Speicher durchführen. For example, the calculation for a spatial environment map with a 1024 having 1024 occupancy grid with a memory requirement of less than 1 megabyte of volatile memory perform.
Ferner ermöglicht das Verfahren vorteilhaft, dass Widersprüche zwischen den einzelnen Sensoren innerhalb eines jeweiligen Zyklus bereits berechnet und ausgeräumt werden können. Furthermore, the method advantageously allows inconsistencies between the individual sensors within a respective cycle to be calculated and eliminated.
Die
Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt ein Bereitstellen S1 von Sensordaten mittels einer Sensoreinrichtung
Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Generieren S2 einer Umfeldaktualisierungskarte MU basierend auf einer Fusion der bereitgestellten Sensordaten mittels einer Datenfusionseinrichtung
Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Aktualisieren S3 einer räumlichen Umfeldkarte MG basierend auf der generierten Umfeldaktualisierungskarte MU, mithilfe von einer evidenzbasierten Sensordatenbewertung und mittels einer Rechnereinrichtung
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but is modifiable in a variety of ways. In particular, the present invention can be varied or modified in many ways without departing from the gist of the invention.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. In addition, it should be noted that "comprising" and "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.
Claims (10)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109407735A (en) * | 2018-12-04 | 2019-03-01 | 深圳桓轩科技有限公司 | A kind of smart home of real-time monitoring environment |
WO2019133161A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | Intel Corporation | Broadcasting map segments for individualized maps |
CN112693466A (en) * | 2021-01-29 | 2021-04-23 | 重庆长安汽车股份有限公司 | System and method for evaluating performance of vehicle environment perception sensor |
US10992752B2 (en) | 2019-03-28 | 2021-04-27 | Intel Corporation | Sensor network configuration mechanisms |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009006214A1 (en) * | 2009-01-27 | 2010-07-29 | Volkswagen Ag | A method for providing an environment representation of a vehicle |
DE102010006828A1 (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-04 | Volkswagen AG, 38440 | Method for creating model of surrounding of vehicle, involves detecting surrounding of vehicle with help of sensor, where two surrounding models are produced automatically on basis of sensor data |
US20150344031A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Honda Research Institute Europe Gmbh | Method for assisting a driver in driving a vehicle, a driver assistance system, a computer software program product and vehicle |
-
2016
- 2016-04-20 DE DE102016206631.5A patent/DE102016206631A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009006214A1 (en) * | 2009-01-27 | 2010-07-29 | Volkswagen Ag | A method for providing an environment representation of a vehicle |
DE102010006828A1 (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-04 | Volkswagen AG, 38440 | Method for creating model of surrounding of vehicle, involves detecting surrounding of vehicle with help of sensor, where two surrounding models are produced automatically on basis of sensor data |
US20150344031A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Honda Research Institute Europe Gmbh | Method for assisting a driver in driving a vehicle, a driver assistance system, a computer software program product and vehicle |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019133161A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | Intel Corporation | Broadcasting map segments for individualized maps |
US11003193B2 (en) | 2017-12-29 | 2021-05-11 | Intel Corporation | Broadcasting map segments for individualized maps |
CN109407735A (en) * | 2018-12-04 | 2019-03-01 | 深圳桓轩科技有限公司 | A kind of smart home of real-time monitoring environment |
CN109407735B (en) * | 2018-12-04 | 2021-03-30 | 深圳市华壹装饰科技设计工程有限公司 | Intelligent home capable of regulating and controlling environment in real time |
US10992752B2 (en) | 2019-03-28 | 2021-04-27 | Intel Corporation | Sensor network configuration mechanisms |
CN112693466A (en) * | 2021-01-29 | 2021-04-23 | 重庆长安汽车股份有限公司 | System and method for evaluating performance of vehicle environment perception sensor |
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